Humaninin erkek sıçanlarda puberte ve üreme sistemi üzerine etkileri
Effects of humanin on puberty and reproductive system in male rats
Yazar: EBRU GÖKDERE
Danışman: PROF. DR. SİNAN CANPOLAT
Fırat Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Üreme sistemi, bazı epigenetik ve edinsel faktörlerin etkisi altında olsa da özellikle hipotalamik-hipofiz-gonadal (HHG) aks tarafından kontrol edilir. Puberteye geçişle birlikte fizyolojik olarak üreme yeteneği kazanılmaktadır. Canlının üreme sağlığı birçok faktörden etkilenebilmekte ve tüm bu faktörler fertilite üzerinde rol oynamaktadır. Başta puberte olmak üzere üreme sistemi ve fertilite enerji metabolizmasıyla sıkı bir bağlantı içerisindedir. Enerji metabolizmasınının düzenlenmesinde rol oynayan leptin, ghrelin ve irisin gibi hormonların HHG aksı üzerinde doğrudan etkili oldukları bilinmektedir. Mitokondriyal türevli bir peptit olan humaninin ise aks üzerindeki etkinliği henüz tam olarak bilinmemektedir. Humaninin birçok dokuda olduğu gibi testis ve spermatozoada da eksprese edildiği gösterilmiş ve yapılan klinik çalışmalarda humanin konsantrasyonunun; foliküllerin boyutu, serum üreme hormon konsantrasyonları ve sperm motilitesi ile ilişkili olduğu ifade edilmiştir. Deneysel hayvan modeli çalışmalarında ise daha çok humaninin spermatozoa üzerindeki sitoprotektif rolüne odaklanılmıştır. Bu çalışmada enerji metabolizması üzerinde önemli role sahip humaninin; üreme sistemi bileşenlerinden biri olarak kabul edilen puberte başlangıcı ve cinsel olgunlaşma, HHG aks hormonları, cinsel fonksiyon ve üreme dokuları üzerindeki potansiyel rolünün ortaya çıkarılması amaçlanmıştır.
Çalışmada puberte giriş yaşını belirlemek amacıyla Sprague-Dawley ırkı 21 günlük, 35±2 gram ağırlığında erkek sıçanlar kontrol ve humanin olmak üzere 2 gruba (n=10) ayrıldı. Altmış gün süre ile kontrol grubuna serum fizyolojik, deney grubuna ise 1 mg/kg/gün dozda humanin intraperitonal (ip) olarak uygulandı. Erkek sıçanlarda puberte başlangıcı prepisyumun glans penisten ayrılması olarak kabul edilir. 30 günlük yaştan itibaren sıçanların günlük kontrolleri yapılarak puberteye giriş günleri belirlendi. Puberteye giren tüm sıçanlar cinsel olarak aktif olan dişi sıçan ile 30 dakika süreyle aynı kafese gün aşırı bırakılarak ilk cinsel davranış verileri ile ilk sperm oluşum zamanı belirlendi. Pubertal gelişimi tamamlayan sıçanlara yedinci haftada 10 dakika süre ile cinsel motivasyon testi (CMT) ve sekinci haftada 30 dakika süre ile cinsel davranış testi (CDT) uygulanarak cinsel fonksiyon parametreleri değerlendirildi. Deney sonunda elde edilen serum numunelerinden Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) yöntemiyle üreme hormon seviyeleri ve epididimislerden sperm parametreleri analiz edildi. Ayrıca üreme dokuları hematoksilen eozin yöntemi ile histopatolojik olarak incelendi. 
Humanin uygulamasının; erkek sıçanlarda puberteye giriş yaşını ve cinsel olgunlaşma paremetrelerinden ilk cinsel davranış sergileme ve ilk sperm görülme yaşını daha erkene çektiği görüldü. Ayrıca puberteye giriş ağırlığı humanin gruplarında daha yüksek bulundu. Uzun süreli eksojen humanin uygulamasının erkek sıçanlarda cinsel motivasyonu artırdığı, serum testosteron düzeyini yükselttiği ve sperm parametreleri üzerine olumlu bir etki oluşturduğu belirlendi. Sonuç olarak humaninin; erkek sıçanlarda üreme sistemi üzerinde etkin bir role sahip olduğu gösterildi.

Abstract:
The reproductive system, influenced by some epigenetic and acquired factors, is primarily controlled by the HPG axis. Physiologically, reproductive capability is acquired with the onset of puberty. The reproductive health of an organism can be affected by various factors, all of which play a role in fertility. The reproductive system, particularly during puberty, is closely linked to energy metabolism. Hormones such as leptin, ghrelin, and irisin, which play a role in regulating energy metabolism, are known to directly affect the HPG axis. The effectiveness of humanin, a mitochondrial-derived peptide, on the axis is not yet fully understood. Humanin has been shown to be expressed in various tissues, including the testes and spermatozoa, and clinical studies indicate its concentration is associated with follicle size, serum reproductive hormone concentrations, and sperm motility. Experimental animal model studies have mainly focused on the cytoprotective role of humanin on spermatozoa. This study aims to elucidate the potential role of humanin in components of the reproductive system, such as puberty onset and sexual maturation, HPG axis hormones, sexual function, and reproductive tissues, with a particular focus on its impact on energy metabolism.
To determine the onset of puberty, 21-day-old male Sprague-Dawley rats, weighing 35±2 grams, were divided into two groups (n=10): control and humanin. The control group received physiological saline, while the experimental group received 1 mg/kg/day dose of humanin via intraperitoneal injection for sixty days. Puberty onset in male rats is considered when the prepuce separates from the glans penis. Daily checks from the age of 30 days were conducted to determine the days of puberty entry. Rats that entered puberty were placed day alternate in the same cage with sexually active female rats for 30 minutes to determine first sexual behavior data and the timing of first sperm formation. Sexual function parameters were evaluated by applying CMT for 10 minutes in the seventh week and CDT for 30 minutes in the eighth week to rats that completed pubertal development. At the end of the experiment, serum samples were collected for ELISA analysis of reproductive hormone levels, sperm parameters were analyzed from epididymis samples, and reproductive tissues were histopathologically examined using the hematoxylin-eosin method.
The application of humanin was found to advance the onset of puberty and parameters of sexual maturity, including the age of first sexual behavior display and first sperm appearance, in male rats. Additionally, the entry weight into puberty was higher in the humanin groups. Prolonged exogenous humanin application was determined to increase sexual motivation, elevate serum testosterone levels, and have a positive effect on sperm parameters in male rats. In conclusion, humanin was shown to play an active role in the reproductive system of male rats.