اثرات مانکوزب بر یکپارچگی سد خونی- بیضوی و بیان ژن‫های مرتبط ‬

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه خوارزمی، دانشکده علوم زیستی، گروه علوم جانوری، تهران، ایران

2 دانشگاه علوم پزشکی کرمان، دانشکده پزشکی، گروه آناتومی، کرمان، ایران

3 دانشگاه خوارزمی،دانشکده علوم زیستی، گروه سلولی- مولکولی، تهران،ایران

4 دانشگاه علوم پزشکی کرمان، دانشکده داروسازی، گروه سم شناسی-فارماکولوژی، کرمان، ایران

5 دانشگاه علوم پزشکی کرمان، دانشکده داروسازی، مرکز تحقیقات فارماسیوتیکس، انستیتو نوروفارماکولوژی، کرمان، ایران

6 دانشگاه علوم پزشکی کرمان، دانشکده داروسازی، گروه بیوتکنولوژی، کرمان، ایران

چکیده

هدف: مطالعه حاضر جهت بررسی اثرات مخرب مانکوزب بر سد خونی- بیضوی در مدل برون تنی طراحی شده است.
مواد و روشها: موش‫های نر با غلظت‫های 250 و500 میلی‫گرم/ کیلوگرم (وزنی/وزنی) مانکوزب برای 40 روز متوالی به‫صورت خوراکی تیمار شدند. نفوذپذیری سد خونی- بیضوی با استفاده از رنگ ایوانس بلو ارزیابی شد. بیان نسبی mRNA برخی از ژن‫های سد خونی- بیضوی از جمله N- کادهرین، کلائودین- 11 و زونولا آکلودنس با روش  Real time-PCRدر گروه‫های مختلف تعیین شد.
نتایج: غلظت رنگ ایوانس بلو در لومن لوله‫های منی‫ساز حیواناتی که مانکوزب دریافت کرده بودند افزایش یافته بود. همچنین میزان بیانmRNA  ژن‫های N- کادهرین، کلائودین- 11 و زونولا آکلودنس بویژه در گروه با غلظت 500 میلی‫گرم/ کیلوگرم مانکوزب در مقایسه با گروه شاهد به‫طور معنی‫داری کاهش یافت.
نتیجهگیری: بر اساس نتایج حاصل از مطالعه حاضر می‫توان نتیجه گرفت که مانکوزب با تغییر در بیان ژن‫های درگیر در تمامیت سد خونی- بیضوی، نفوذ پذیری آن را افزایش داده و باعث اختلال در عملکرد بیضه می‫شود.
 

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


مقدمه

انسان‫ها در معرض عوامل محیطی مختلفی قرار دارند که می توانند اثرات مخربی بر سلامتی در اکثر موجودات زنده اعمال می‫کنند. اکثر نگرانی‫ها به‫سمت افزایش اختلالات مربوط به سلامت تولید مثلی انسان معطوف شده‫اند. نتایج مطالعات مختلف نشان می‫دهند که عملکرد سیستم تولید مثلی جنس نر نسبت به بسیاری از عوامل فیزیکی و شیمیایی از حساسیت بالایی برخوردار است (1). آلاینده‫های محیطی طیف وسیعی از عناصر و ترکیبات مختلف از قبیل فلزات سنگین˓ قارچ کش‫ها˓ فنول‫ها و غیره را که اغلب در طی فرایندهای صنعتی در محیط آزاد می شوند را شامل می‫شوند (2). مواردی مانند افزایش میزان سرطان سلول‫های زایای بیضه در طی 50 سال گذشته، افزایش تعداد مردان جوان مبتلا به اولیگو اسپرمی (تعداد اسپرم کمتر از بیست میلیون در یک میلی‫لیتر)، کاهش کیفیت مایع منی و شیوع ناباروری، ممکن است به آلودگی‫های محیطی و سبک زندگی مرتبط باشد (3, 4).

استفاده از آفت کش‫های شیمیایی در طی 50 سال گذشته به‫دلیل رونق صنعت کشاورزی به‫سرعت افزایش یافته است. پایداری آن‫ها در محیط پیرامون ما و همچنین شناسایی باقی مانده‫های آفت کش‫ها در بافت‫های انسانی، نگرانی‫هایی را در مورد اثرات بالقوه مضر این ترکیبات بر سیستم تولید مثل ایجاد کرده است. آن‫ها از مضرترین ترکیبات شیمیایی بالقوه‫ای هستند که به شیوه برنامه ریزی نشده در محیط رها شده‫اند.

به‫منظور تعیین اثرات مواجهه با آفت کش‫ها بر سلامت سیستم تولید مثل، کارگران بخش کشاورزی در کشورهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل از این مطالعات نشان داده است که زنان و مردان دارای سابقه کار در بخش کشاورزی بیشتر در معرض خطر ناباروری هستند (5).

دیتیوکاربامات ها (Dithiocarbamate) به‫عنوان یکی از پرکاربردترین قارچ کش‫ها بیش از 50 سال است که درکشاورزی به‫عنوان آفت کش استفاده می‫شوند. اتیلن بیس دیتیوکاربامات ها ( Ethylene- bis- dithiocarbamate) از انواع تیوکاربامات‫ها هستند که از جمله آن‫ها می‫توان به مانب(Maneb) ، زینب (Zineb) و مانکوزب (Mancozeb) اشاره کرد (6). مانکوزب در کشاورزی و صنعت به فراوانی استفاده می‫شود، از جمله به‫عنوان یکی از پر کاربردترین قارچ کش‫ها علیه تقریبا 400 پاتوژن گیاهی کاربرد دارد. این قارچ کش در حال حاضر توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده آمریکا به‫عنوان یک آفت کش عمومی ثبت شده و بیشترین میزان رشد تولید را در بازار جهانی قارچ کش‫ها در سال 2014 داشته است. به‫دلیل ارزان بودن، افزایش تقاضای جهانی و اثر بخشی غیر انتخابی، پیش بینی می‫شود که تا سال 2020 تولیدی سریع تر از گذشته داشته باشد (7).

علی‫رغم سمیت حاد ضعیف، تماس مزمن با این قارچ کش سمیت کبدی و کلیوی، اختلالات عصبی، اختلال عملکرد پانکراس، غدد فوق کلیه و غدد تیروئید در حیوانات آزمایشگاهی ایجاد می‫کند (8). همچنین مطالعات متعددی اثرات مخرب این آفت کش را بر سیستم تولید مثل از جمله سیستم تولید مثل جنس نر نشان داده اند که منجر به تغییرات هیستوپاتولوژیکی و تغییر در سنتز هورمون تستوسترون شده است (8- 10).

سد خونی- بیضوی یک ساختار ویژه بین سلو‫ل‫های سرتولی مجاور در لوله‫های منی ساز است که توسط انواع اتصالات اختصاصی از قبیل اتصالات شکاف‫دار، چسبنده و محکم تشکیل می‫شود. پروتئین‫های متعدد ویژه‫ای از قبیل اکلودین، کلائودین- 11 وN- کادهرین در حفظ یکپارچگی سد خونی- بیضوی نقش دارند. لوله‫های منی‫ساز توسط اتصالات محکم و چسبنده سد که مسئول نفوذپذیری انتخابی برای مواد مغذی، فاکتورهای رشد، یون‫ها و دیگر مولکول‫های کوچک می‫باشند، به ‫دو بخش قاعده‫ای و جنب مجرایی تقسیم می‫شوند. این سد حرکت سلول‫های زایا از عرض اپی‫تلیوم زاینده را به‫سمت بخش میانی لوله نیز کنترل می‫کند (11). این سد سلول‫های زایای پیشرفته را از سیستم ایمنی که آن‫ها را به‫عنوان یک عامل خارجی می‫شناسد، حفاظت می‫کند (12). بنابراین برهم خوردن یکپارچگی سد خونی- بیضوی با اثر بر فرایند اسپرماتوژنز، به ناباروری می‫انجامد.

 مطالعات نشان دادند که برخی از آلاینده‫های محیطی از جمله بیس فنول A، آفت کش‫ها و فتالات‫ها که به‫عنوان محصولات صنعتی در محیط پیرامون ما یافت می‫شوند، بخشی اثرات خود را بر سیستم تولید مثلی از طریق اثر بر سلول‫های سرتولی و اتصالات سد خونی- بیضوی اعمال می‫کنند که موجب برهم زدن یکپارچگی سد خونی- بیضوی و اختلال تولید مثلی در انسان و حیوانات می‫شود (9 و 13). در این راستا، با توجه به نتایج به‫دست آمده از مطالعات قبلی مبنی بر سمیت تولید مثلی مانکوزب، تاکنون گزارشی از اثرات این قارچ کش بر نفوذپذیری سد خونی- بیضوی و پروتئین‫های آن ارائه نشده است. لذا تحقیق حاضر یافته‫های چنین مطالعه‫ای را گزارش می‫کند.

 

مواد و روش‌ها

در این مطالعه تجربی که به‫صورت درون تنی(in vivo) انجام شد، تعداد 30 سر موش سوری نژاد NMRI شش تا هشت هفته‫ای با وزن 30-25 گرم از دانشکده پزشکی افضلی پور دانشگاه علوم پزشکی (کرمان˛ ایران) خریداری و استفاده شدند. حیوانات در داخل قفس‫های پلاستیکی به‫مدت یک هفته در شرایط استاندارد با دسترسی آزاد به آب و غذا جهت سازگاری با محیط نگه‫داری شدند. محل نگه‫داری حیوانات دارای چرخه تاریکی- روشنایی 12 ساعته، دمای 2±25 درجه سانتی‫گراد و رطوبت نسبی 45 تا 65 درصد بود. در این پژوهش از اصول اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی مصوب کمیته اخلاق دانشگاه علوم پزشکی کرمان پیروی شده است (EsC/KNRC/90).

 

 

گروه های آزمایش

حیوانات به صورت تصادفی به گروه‫های چهار و شش تایی تقسیم شدند.

1-گروه شاهد که به‫مدت 40 روز، هر روز روغن زیتون     (حلال مانکوزب) به‫مقدار 10 میلی لیتر به‫ازای هر کیلوگرم وزن بدن به‫صورت خوراکی دریافت کردند.

2-گروه تیمار I که مانکوزب را به‫مدت 40 روز با دوز250 میلی‫گرم به‫ازای هرکیلوگرم وزن بدن به‫صورت خوراکی دریافت کردند.

3-گروه تیمار II که مانکوزب را به‫مدت 40 روز با دوز500 میلی‫گرم به ازای هرکیلوگرم وزن بدن به‫صورت خوراکی دریافت کرده‫اند.

جراحی حیوانات و استخراج RNA از بافت بیضه: در پایان دوره تیمار، حیوانات به‫روش جا به‫جایی مهره‫های گردنی کشته شدند و بیضه‫ها جدا و با بافر فسفات سرد شسته شد و بلافاصله در نیتروژن مایع منجمد شده و تا زمان استخراج  RNAدر 80- درجه سانتی‫گراد نگه‫داری شدند. استخراج RNA بر طبق دستورالعمل کیت با استفاده از محلول Trizol (TaKaRa, Japan) انجام گردید. غلظت و خلوص RNA با استفاده از دستگاه نانودراپ (Optizen, South Korea) اندازه گیری شد. (A260/280>1.8 and A260/230>1.6)

بررسی بیان ژن با استفاده از روش RT- PCR: به‫منظور بررسی بیان ژن های مرتبط با سد خونی- بیضوی، ابتداcDNA (complementary DNA)  طبق دستورالعمل کیت(HyperScript™ first strand cDNA synthesis kit, TaKaRa, Japan)  ساخته شد. برای این منظور ترکیبی از آغازگرهای تصادفی (هگزامر)، آغازگرهای عمومی Oligo deoxythymine (dT)،dNTPs ، بافر واکنش،RNA استخراج شده، آنزیم ترانس کریپتاز معکوس و آب تهیه شد. مخلوط حاصله به‫مدت 60 دقیقه در دمای 42 درجه سانتی‫گراد جهت تبدیل آنزیماتیک RNA به cDNA نگه‫داری شد. بررسی بیان کمی ژن‫های مورد نظر با استفاده از دستگاه LightCycler instrument (lightcycler® 96 Roche, Germany) صورت گرفت. هر واکنش شامل محلول(TaKaRa, Japan ) SYBER Green، آغازگرهای اختصاصی (Macrogen, South Korea) ،cDNA و آب بود. شرایط دمایی واکنش به صورت 95 درجه سانتی‫گراد به‫مدت 5 ثانیه برای واسرشتگی و دمای 60 درجه سانتی‫گراد به‫مدت 60 ثانیه جهت اتصال پرایمر و طویل شدن در نظر گرفته شد. در پایان، threshold cycle (Ct) های مربوطه از نرم افزار دستگاه استخراج شد و مقادیر نسبی mRNA در هر واکنش با روش  2−ΔΔCtآنالیز شدند.

 ژن GAPDH که یک ژن خانه دار با بیان نسبتا مستمر و پایدار می باشد به‫عنوان شاهد داخلی استفاده شد. توالی پرایمرهای به‫کار برده شده در این تحقیق از مطالعات قبلی بدست آمد که صحت و اختصاصی بودن آن‫ها با استفاده از ابزار جستجوی BLAST بررسی شد ( جدول 1).

 

 

 

جدول 1: خصوصیات آغازگرهای استفاده شده برای ژن های N- کادهرین، کلائودین- 11 و زونولا آکلودنس

نام آغازگر

 

 

توالی 5´-3´

 

تعداد نوکلئوتید

 

GC%

اندازه محصول

 

N-cadherin

 

forward-5’-ACGAAGGACAGCCCCTTCTCAA-3’

  reverse-5’-   AATCTGCTGGCTCGCTGCTTTC-3’

22

 

22

5/54

 

5/54

 

87

 

Claudin-11

 

forward-5’-ACATTGCTGACTTGGGTGTG-3’

reverse-5’-AGCCGAAAGGGAGAAGAGAG-3’

20

 

20

50

 

55

 

108

 

Zonula occludens-1

forward-5’-ATGGAAAGCTGGGCTCTTGGCT-3’

 reverse-5’-ACCACCCGCTGTCTTTGGAAGT-3’

22

 

22

5/54

 

5/54

 

137

 

 

 

تعیین تخریب سد خونی –بیضوی: تخریب و افزایش نفوذپذیری سد خونی- بیضوی با استفاده از رنگ ایوانس بلو تعیین شد. مقدار 3 میلی‫لیتر به‫ازای هر کیلوگرم وزن بدن، رنگ ایوانس بلو 2 درصد در نرمال سالین با روش تزریق داخل ورید دمی به موش‫های گروه‫های مختلف تزریق شد. 4 ساعت بعداز تزریق˛ موش‫ها بی‫هوش شده و پرفیوژن قلبی با نرمال سالین 9 درصد به‫طور کامل انجام شد. بافت‫های بیضه پس از شستشو در بافر فسفات، وزن و متعاقبا با فورماماید هموژن گردید و برای مدت 24 ساعت در دمای 56 درجه سانتی‫گراد جهت خروج رنگ آنکوبه شدند. با پایان دوره انکوباسیون، نمونه‫ها در  10000 × g به‫مدت 30 دقیقه سانتریفیوژ شده و دانسیته نوری محلول رویی در طول موج 620 نانومتر با اسپکتروفتومتر (Optizen, South Korea) اندازه‫گیری شد. غلظت رنگ با استفاده از نمودار استاندارد محاسبه شد.

 

 

 

آنالیز آماری

بعد از جمع آوری اطلاعات، تجزیه و تحلیل آماری داده‫ها با استفاده از نرم افزار Microsoft Excel وversion 18  SPSS (آزمونOne way ANOVA و Tukey ) صورت گرفت. نتایج به‫صورت mean±SD و سطح معنی داری

05/0p< بیان شد.

 

نتایج

اثرات مانکوزب بر میزان بیان ژن هایN- کادهرین، کلائودین-11 و زونولا آکلودنس

نتایج حاصل از اثر غلظت های 250 و 500 میلی‫گرم مانکوزب بر میزان بیان ژن های سد– خونی- بیضوی در شکل 1 نشان داده شده اند. همان طور که از نمودار الف مشخص می باشد، میزان بیان ژن N- کادهرین در گروه I و  IIنسبت به گروه شاهد کاهش یافته و به‫ترتیب اختلاف معنی‫دار 01/0p< و 001/0p< را نشان می‫دهند (شکل1- الف). تغییرات در میزان بیان ژن کلائودین- 11 در شکل 1- ب قابل مشاهده است. در گروه I کاهش در میزان بیان ژن مربوطه مشاهده شد اما این کاهش در مقایسه با گروه شاهد معنی‫دار نبود. در موش های گروه II که با 500 میلی‫گرم مانکوزب به‫ازای هر کیلوگرم وزن بدن تیمار شده بودند، به‫طور قابل ملاحظه‫ای بیان ژن کلائودین-11 در مقایسه با شاهد کاهش یافت (p<0.01) (شکل 1- ب). همچنین بیان ژن زونولا اکلودنس در گروه II در مقایسه با گروه شاهد کاهش معنی‫داری نشان داد (01/0p<) اما در گروه I تیمار شده با 250 میلی‫گرم مانکوزب اختلاف معنی‫دار با گروه شاهد مشاهده نشد (شکل 1- ج).

 

 

 

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1: آنالیز میزان بیان نسبی ژن هایN- کادهرین، کلائودین- 11و زونولا اکلودنس در بافت بیضه تحت تاثیر غلظت‫های 250 و 500 میلی‫گرم مانکوزب (n=4). داده‫ها به‫صورت mean± SD ارائه شده است. 05/0p<   به‫عنوان سطح معنی‫داری در نظر گرفته شد،

one way ANOVA, Tukey test

I: گروه تیمار شده با 250 میلی‫گرم مانکوزب، II : گروه تیمار شده با 250 میلی گرم مانکوزب

الف: بیان نسبی ژن N- کادهرین، ب: بیان نسبی ژن کلائودین 11، ج: بیان نسبی ژن زونولا اکلودنس

 

**: نشان دهنده اختلاف معنی‫دار در سطح 01/0p<  نسبت به گروه شاهد می‫باشد.

 

***: نشان دهده اختلاف معنی‫دار در سطح 001/0p< نسبت به گروه شاهد می‫باشد.

 

اثرات مانکوزب بر یکپارچگی و میزان نفوذپذیری سد خونی- بیضوی

مورفولوژی ظاهری بیضه‫ها پس تیمار و انجام پرفیوژن در شکل 2- الف قابل مشاهده است. همان‫طور که تصاویر نشان می دهند بیشترین میزان تجمع رنگ در داخل لوله‫های منی ساز گروه تیمار شده با 500 میلی‫گرم مانکوزب مشاهده می‫شود که می‫تواند دلالت بر تخریب سد و نفوذ ماده رنگی به‫داخل لوله‫ها داشته باشد. نتایج به‫دست آمده از تست رنگ سنجی نشان می‫دهند که تیمار حیوانات با 500 میلی‫گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن مانکوزب در گروه II برای 40 روز متوالی، به‫طور قابل ملاحظه‫ای نشت رنگ ایوانس بلو را به‫داخل لومن لوله‫های منی ساز افزایش داده است و اختلاف معنی‫داری (001/0p<  با گروه شاهد و گروه تیمار شده با 250 میلی‫گرم مانکوزب در گروه I نشان می‫دهد. به‫علاوه در گروه I اختلاف معنی‫داری با گروه شاهد مشاهده نشد (شکل2-ب).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                                                                                                               


 

 

 


 


 

 

 

شکل 2: اثرات غلظت‫های 250 و 500 میلی‫گرم مانکوزب بر میزان نفوذپذیری سد خونی- بیضوی و نشت ایوانس بلو

 (n=6). داده‫ها به‫صورت mean±SD ارائه شده است. 05/0p<  به‫عنوان سطح معنی‫داری در نظر گرفته شد،

one way ANOVA, Tukey test

I: گروه تیمار شده با 250 میلی‫گرم مانکوزب، II : گروه تیمار شده با 250 میلی گرم مانکوزب

الف: مورفولوژی ظاهری و میزان نشت ایوانس بلو به بافت بیضه پس از تزریق نرمال سالین

ب: مقایسه غلظت رنگ ایوانس بلو در بافت بیضه در گروه‫های تیمار شده با مانکوزب و شاهد.

 

*** : نشان دهنده اختلاف معنی‫دار در سطح 001/0p< نسبت به گروه شاهد می‫باشد.

###: نشان دهنده اختلاف معنی‫دار در سطح 001/0p<  بین دو گروه 250 و 500 میلی‫گرم مانکوزب می‫باشد.

 

بحث

یکپارچگی سد خونی- بیضوی و بازسازی چرخه‫ای آن برای فعالیت طبیعی اپی‫تلیوم لوله منی‫ساز و فرایند تولید اسپرم از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که قارچ کش مانکوزب می‫تواند بیان ژن های سد خونی- بیضوی از قبیل N- کادهرین، کلائودین- 11 و زونولا اکلودنس را مختل کند و موجب از دست رفتن یکپارچگی این ساختار شود. پروتئین‫های اتصالات محکم به‫عنوان یکی از اجزا ساختاری مهم، برای تنظیم پویایی سد خونی- بیضوی ضروری می‫باشند. کلائودین- 11 به‫عنوان یک مارکر سلول سرتولی به‫میزان زیادی در بیضه‫های بالغ بیان می‫شود. گزارش شده است که خاموشی ژن کلائودین در موش ها موجب می شود تا فنوتیپ اپی‫تلیالی سلول‫های سرتولی از دست رود که نتیجه آن اختلال در یکپارچگی اتصالات محکم سد و سرانجام مرگ سلول‫های زایا می‫باشد (3). N- کادهرین یک پروتئین ساختاری مهم (از اجزاء تشکیل دهنده اتصال اکتوپلاسمیک قاعده ای سد خونی- بیضوی) هم در بخش قاعده‫ای و هم در بخش جنب مجرایی در ساختار لوله های منی ساز می باشد و نقش مهمی را در تنظیم ساختار و عملکرد بافت‫های تولید مثلی ایفا می‫کند (11). کاهش بیان ژن‫های کلائودین- 11، زونولا اکلودنس و N- کادهرین بیانگراین است که قارچ کش مانکوزب ممکن است موجب درهم شکستن اتصالات سد شده که با نتایج به‫دست آمده از مطالعات قبلی که تغییرات هیستوپاتولوژیکی و تغییر در پارامترهای اسپرم را گزارش کردند (8-10) مطابقت دارد.

اگرچه سد خونی- بیضوی محکم ترین سد خونی- بافتی می‫باشد اما در مقایسه با سایر سدهای خونی- بافتی مانند سد اندوتلیالی متشکل ازاتصالات محکم، از حساسیت بیشتری نسب به سموم محیطی برخوردار است. مطالعات در سال‫های اخیر کاهش کیفیت و تعداد اسپرم را در جمعیت‫های انسانی گزارش کرده اند که به‫نظر می‫رسد با افزایش استفاده از سموم و تاثیر این سموم بر دستگاه تولید مثل مرتبط باشد و درهم ریختن یکپارچگی سد خونی- بیضوی می‫تواند به این نقیصه نیز منجر شود (14). مطالعات متعددی نشان داده اند که اتصالات سلولی تشکیل دهنده سد خونی- بیضوی از اهداف اولیه برخی آلاینده‫های محیطی می‫باشند که سرانجام منجر به برهم خوردن هومئوستاز لوله‫های منی‫ساز و متعاقبا از دست رفتن سلول‫های زایا و ناباروری خواهد شد.

برای مثال یکی از بافت‫های هدف فلز کادمیوم، بافت بیضه به‫ویژه سلول‫های سرتولی می‫باشند که به اثرات زیان آور آن حساسیت بالایی دارند. مطالعات نشان داده‫اند که کادمیوم کلراید با تحت تاثیر قرار دادن پروتئین‫هایی از قبیل اکلودین، کلائودین- 11، زونولا اکلودنس و N- کادهرین موجب در هم شکستگی سد خونی- بیضوی می‫شود (15). تیمار با پرفلوئورواکتانوئیک اسید میزان بیان پروتئین‫های مرتبط با اتصالات مختلف سد خونی- بیضوی از جمله N- کادهرین، کلائودین- 11 و کانکسین 43 را کاهش داد (14و 16). ترکیبات فتالاتی از قبیل دی-n-پنتیل فتالات، مونو بوتیل فتالات و مونو 2- اتیل هگزیل فتالات با کاهش بیان پروتئین‫های اتصالات محکم از جمله کلائودین- 11، یکپارچگی و تمامیت سد خونی- بیضوی را مختل می‫کنند (17و 18)

انفجار جمعیت صنعت کشاورزی را برای افزایش بهره‫وری تحت فشار قرار داده و در نتیجه بسیاری به مصرف کودها و آفت کش‫ها روی آورده اند. وابستگی به این ترکیبات علاوه بر ایجاد هزینه‫های تولید آسیب‫های جبران ناپذیری برای سلامت انسان و دیگر اشکال زندگی ایجاد کرده است (19). سموم محیطی از جمله آفت کش‫ها که اختلالات عملکردی بر اسپرماتوژنز القا می‫کنند، اثرات خود را از طریق تغییر عملکرد سلول‫های سرتولی، سلول‫های لایدیگ، مختل کردن سنتز هورمون‫ها، انتقال، رهاسازی یا اتصال به رسپتورها اعمال می‫کنند (20).

همان‫طور که در بالا ذکر شد یکی از مسیرهای آسیب آفت کش‫ها بر سیستم تولید مثل جنس نر، برهم زدن ساختار و فعالیت سلول‫های سرتولی و سد خونی- بیضوی می‫باشد. برای مثال حشره کش لیندان ( Lindane) به‫دلیل داشتن خاصیت چربی دوستی به‫راحتی در بافت‫های گوناگون از جمله سیستم تولید مثل تجمع می‫یابد و عملکرد آن را مختل می‫کند. این اختلال با تحت تاثیر قرار دادن سلول‫های سرتولی و تخریب اتصالات شکافدار بین آنها و زونولا اکلودنس صورت می‫گیرد که موجب اختلال در فرایند اسپرماتوژنز می‫شود (21و 22). در مطالعه دیگری ذکر شده است که دی کلروفنوکسی تری کلرواتان، آفت کش ارگانوکلره می‫باشد که هنوز در برخی مناطق جهان بر علیه مالاریا استفاده می‫شود و متابولیت آن تغییرات شدیدی را در مجرای تولید مثلی جنس نر ایجاد می‫کنند که از جمله آن‫ها می‫توان به تغییر فعالیت سلول‫های سرتولی اشاره کرد (23). به‫علاوه Durand و همکاران (24) نشان دادند که دو قارچ کش کاربندازیم ( Carbendazim) و ایپرودیون (Iprodione) در ترکیب با هم به‫طور چشمگیری میزان پروتئین‫های کانکسین 43 و کلائودین- 11 مربوط سد خونی- بیضوی را در موش‫های بالغ کاهش می‫دهند. تیمار با ترکیب تری بوتیلین کلراید (TBT) که در سنتز ترکیبات شیمیایی کشاو.رزی از جمله آفت کش‫ها به‫کار می‫رود، موجب افزایش نشت رنگ ایوانس بلو به‫داخل لوله‫های منی ساز شد. این داده‫ها به‫وضوح نشان می‫دهند که TBT با تخریب سد خونی- بیضوی در بافت بیضه تجمع یافته و اثرات مخرب گوناگون خود از قبیل واکوئله کردن سلول‫های سرتولی (تشکیل دهنده اتصالات سد خونی- بیضوی) را اعمال می‫کند (25).

 

نتیجهگیری

نتایج مطالعه حال حاضر نشان داد که پروتئین‫های اتصالی بین سلولی تشکیل دهنده سد خونی- بیضوی می‫توانند اهداف اولیه و حساسی برای آفت کش مانکوزب باشند که در نتیجه از دست رفتن یکپارچگی سد˓ تغییر عملکرد سلول‫های سرتولی˓مهار تکثیر و تکوین سلول‫های زاینده˓ آپوپتوزیس و ناباروری را در پی خواهد داشت. . گسترش دانش درباره آفت کش‫ها از جمله قارچ کش مانکوزب و ترکیبات مشابه آن که می‫تواند اثرات مضری بر باروری جنس نر داشته باشد˓ اهمیت زیادی در حفظ سلامتی افراد جامعه به ویژه کارگران کارخانه های تولیدی و بخش کشاورزی˓ خانواده و سلامتی نسل آن‫ها دارد. لذا نتایج حاصل از این پژوهش می‫تواند برای مدیریت ناباروری در مردان و آسیب‫های بیضوی ناشی از سموم محیطی از جمله آفت کش‫ها استفاده شود.

  1. Oliva A, Spira A and Mltigner L. Contribution of environmental factors to the risk of male infertility. Hum Reprod. 2001; 16(8): 1768-1776.
  2. Wong EWP, Cheng CY. Impacts of environmental toxicantson male reproductive dysfunction. Trends Pharmacol Sci. Trends in Pharmacological Sciences.  2011; 32(5): 290-299.
  3. Zhang J, Li Z, Qie M, Zheng R, et al. Sodium fluoride and sulfur dioxide affected male reproduction by disturbing blood-testis barrier in mice. Food Chem Toxicol. 2016; 94: 103-11.
  4. Sharpe R.M. Environmental Causes of Testicular Dysfunction. S.J. Winters and I.T. Huhtaniemi. Male Hypogonadism,. Contemporary Endocrinology. New york, Humana Press. 2017: 281-304.
  5. Foster WG, Neal MS, Han M-S, Dominguez MM. Environmental contaminants and human infertility: hypothesis or cause for concern? J Toxicol Environ Health, part B. 2008; 11(3-4): 162-76.
  6. Hoffman L, Trombetta L, Hardej D. Ethylene bisdithiocarbamate pesticides Maneb and Mancozeb cause metal overload in human colon cells. Environ Toxicol Pharmacol. 2016; 41: 78-88.
  7. Runkle J, Flocks J,  Economos J, Dunlop AL. A systematic review of Mancozeb as a reproductive and developmental hazard. Environ Int. 2017; 99: 29-42.
  8. Girish BP, Reddy PS. Forskolin ameliorates mancozeb-induced testicular and epididymal toxicity in Wistar rats by reducing oxidative toxicity and by stimulating steroidogenesis. J Biochem Mol Toxicol. 2017; 32 (2).
  9. Joshi SC, Gulati N, Gajraj A. Evaluation of toxic impacts of mancozeb on testis in rats. Asian Journal of Experimental Sciences. 2005; 19(1): 73-83.
 

10.Ksheerasagar RL, Kaliwal BB, Temporal effects of mancozeb on testes, accessory reproductive organs and biochemical constituents in albino mice. Environ Toxicol Pharmacol. 2003; 15(1):9-17.

11.Minutoli L, Micali A, Pisani A, Puzzolo D, et al. Erratum: Flavocoxid Protects Against Cadmium-Induced Disruption of the Blood-Testis Barrier and Improves Testicular Damage and Germ Cell Impairment in Mice. Toxicol Sci. 2016; 149(1): 270.

12.Stanton PG. Regulation of the blood-testis barrier. Semin Cell Dev Biol. 2016; 59: 166-173.

13.Xiao X, Mruk DD, Tang EI, Wong CK, et al. Environmental toxicants perturb human Sertoli cell adhesive function via changes in F-actin organization mediated by actin regulatory proteins. Hum Reprod. 2014; 29(6): 1279-1291.

14.Gao Y, Chen H, Xiao X, Lui W- Y,et al. Perfluorooctanesulfonate (PFOS)-induced Sertoli cell injury through a disruption of F-actin and microtubule organization is mediated by Akt1/2. Sci Rep. 2017; 7(1):1110.

15.Squadrito F, Micali A, Rinaldi M, Irrara N, et al. Polydeoxyribonucleotide, an Adenosine-A2A Receptor Agonist, Preserves Blood Testis Barrier from Cadmium-Induced Injury.Front Pharmacol. 2016; 7: 537.

16.Lu Y, Luo B, Li J, Dai J. Perfluorooctanoic acid disrupts the blood-testis barrier and activates the TNFalpha/p38 MAPK signaling pathway in vivo and in vitro. Arch Toxicol. 2016; 90(4): 971-83.

17.Chiba K, KONDO Y, YAMAGUCHI K, MIYAKE H, et al. Inhibition of claudin-11 and occludin expression in rat Sertoli cells by mono-(2-ethylhexyl) phthalate through p44/42 mitogen-activated protein kinase pathway. J Androl. 2012; 33(3): 368-74.

18.Creasy DM, Beech LM, GRAY T-BJ, BUTLER WH. The ultrastructural effects of di-n-pentyl phthalate on the testis of the mature rat. Exp Mol Pathol. 1987; 46(3): 357-71.

19.Reis M, Moreira AC, Sousa M, Mathur PP, et al. Sertoli cell as a model in male reproductive toxicology: Advantages and disadvantages. J Applied Toxicol. 2015; 35(8): 870-883.

20.Barazani Y, Katz BF, Nagler HM, Stember DS. Lifestyle, environmental, and male reproductive health. Urol Clin N Am. 2014. 2014; 41(1):55-66.

21.Šimić B, Kmetič I, Murati T, Kniewald J. Effects of lindane on reproductive parameters in male rats. Vet Arhiv. 2012; 82(2): 211-220.

22.Defamie N, Mograbi B, Roger C, Cronier L, et al. Disruption of gap junctional intercellular communication by lindane is associated with aberrant localization of connexin43 and zonula occludens-1 in 42GPA9 Sertoli cells. Carcinogenesis. 2001; 22(9): 1537-1542.

23.Reis M, Moreiraa AC, Sousaa M, Mathurb PP, et al. Sertoli cell as a model in male reproductive toxicology: advantages and disadvantages. J. Appl Toxicol. 2015; 35(8): 870-883.

24.Durand P, Martin G, Blondet A, Gilleron J, et al. Effects of low doses of carbendazim or iprodione either separately or in mixture on the pubertal rat seminiferous epithelium: An ex vivo study. Toxicol In Vitro. 2017; 45(3): 366-373.

25.Mitra S, Srivastava A, Khandelwal S. Tributyltin chloride induced testicular toxicity by JNK and p38 activation, redox imbalance and cell death in sertoli germ cell co-culture. Toxicology. 2013; 314(1): 39-50.