مقدمه

   گیاهان دارویی یکی از سرمایه‌های ارزشمند هر کشور محسوب می‌شوند که در طول تاریخ به‫عنوان منابع مهمی در طبابت کاربرد داشته­اند که در عصر کنونی هم به‫دلیل ارگانیک بودن، توجه خاص بشر را به خود جلب کرده است (1). عوارض جانبی اندک عصاره­های گیاهی سبب ترغیب به استفاده از این محصولات شده است. ترکیبات و متابولیت­های ثانویه موجود در گیاهان دارویی منشا اصلی این اثرات مفید می­باشد. این ترکیبات از متابولیت‌های اولیه که برای بقای موجود ضروریست تولید می‌شود. مطالعات نشان داده‌اند که متابولیت‌های ثانویه منحصر به­فرد می‌باشند و ممکن است در مرحله­ی خاصی از رشد و نمو و با اهداف حفاظتی در گیاه سنتز ‌شوند و شامل آلکالوئیدها، آنتوسیانین‌ها، فلاونوئید‌ها، کوئینین­ها، ترپنوئیدها و استروئیدها می‌باشند (2).

خواص آنتی‌اکسیدانتی گیاهان دارویی

مطالعات مختلف نشان داده اند که افزودن آنتی‌اکسیدانت­ها می­تواند در پیشگیری از اکسیداسیون بسیار موثر باشد در طول سال­های گذشته استفاده از عصاره‌های گیاهی توانسته‌ است تا حدود زیادی از اثرات مخرب اکسیدانت­ها ممانعت نمایند. به‫طوری‫که حدود دو سوم گیاهان دارویی دنیا دارای خواص آنتی‌اکسیدانتی می‌باشند (3)، برای مثال عصاره گیاهانی مانند ‌رزماری (4)  و خرنوب (5) با هدف کاهش اکسیداسیون اسپرم مورد استفاده قرار گرفته است و اثرات مفیدی از خود نشان داده‌اند.

گیاه ماریتیغال یا خار مریم

   گیاه خارمریم از تیره کاسنی با نام علمی  Silybum marianum و بومی منطقه مدیترانه است و از خانواده کاسنی است و در سرتاسر نقاط دنیا گسترده شده است. عصاره دانه­ی خشک گیاه دارای 1 الی 4 درصد سیلیمارین است (6). سیلیمارین در واقع از گروهی از عناصر به‫نام فلاونولیگنان تشکیل شده است (شکل 1) که عبارتند از: سیلی­بین، سیلی دیانین، سیلی­کرستین و سایر ترکیبات (7). بخش سیلی­بین قسمت فعال بیولوژیک است (8).

سیلی­بین و مشتقاتش به‫صورت کونژوگه یا مزدوج در بدن حضور دارند (9). سیلی­بین، شبیه سایر فلاونوئیدها توسط بدن به‫عنوان ماده خارجی شناخته از طریق آنزیم­های مرتبط  و به­سرعت متابولیزه می­شود. در واقع، مصرف خوراکی سیلی­بین با افزایش قابل توجهی در فعالیت­های گلوتاتیون S ترانسفراز (GST) و فعالیت­های کینون ردوکتاز (QR) در کبد، ریه، معده، پوست و روده کوچک به صورت وابسته به دوز و زمان همراه است (10). سیلی­بین موجود در گردش سیستمیک خون عمدتا به­شکل مزدوج یا  کونژوگه پیدا شده است (11). میانگین نیمه عمر حذف سیلی­بین در خون  32/6 ساعت است (12). معمولا غلظت سیلی­بین در خون در حد نانومولار می­باشد.

شکل 1: ترکیبات اصلی سلیمارین (13)

حضور یک گروه متوکسی در یکی از حلقه­های فنلی سیلیمارین، خاصیت آنتی اکسیدانتی سیلیمارین را افزایش می­دهد (13). سیلیمارین به­عنوان یک تثبیت­کننده غشای سلولی و تقویت­کننده گلوتاتیون سلولی عمل می­کند که مسئول سم زدایی و از بین بردن رادیکال­های آزاد است (14).

سیلیمارین می­تواند از طرق مختلف به دفاع سیستم آنتی­اکسیدانتی کمک کند. 1- مهار مستقیم رادیکال­های آزاد. 2- جلوگیری از تشکیل رادیکال­های آزاد از طریق مهار آنزیم­های مسئول تولید رادیکال­های آزاد، یا با حفظ یکپارچگی زنجیره انتقال الکترون از میتوکندری در شرایط استرس اکسیداتیو و 3- با فعال کردن طیف وسیعی از آنزیم‌های متعلق به سیستم دفاع آنتی­اکسیدانت و آنتی­اکسیدانت­های غیرآنزیمی (15).

آنتی­اکسیدانت­هایی مانند سیلیمارین و کوارستین با ثبات بخشیدن به گانگلیوزیدهای غشایی، باعث تداوم غشاهای زیستی و افزایش توان حیاتی سلول­ها شده­اند. از طرفی عوامل سرطان­زا مانند آرسنیک، باعث ایجاد بدخیمی در سلول­های پوست و القای استرس اکسیداتیو شده، که سیلیمارین تا حدودی با هر دو پدیده مقابله می­کند (16). سیلیمارین در سلول­های کشت شده هیپوکامپ موش صحرایی باعث کاهش آپوپتوزیس ناشی از مواد سمی می­شود (17). از طرفی مشاهده شده است که سیلیمارین با مهار گیرنده­های تیروزین کیناز که به­وسیله فاکتور رشد فعال می­شوند، از رشد و تمایز بی­رویه سلولی و به­عبارت دیگر از سرطانی شدن آن‫ها پیشگیری می­نماید (18). سیلیمارین به­عنوان آنتی­اکسیدانت بسیار قوی و جاروب­کننده­ی رادیکال آزاد شناخته می­شود (17). داده­ها حاکی از آن است که در موش­های صحرایی افزایش بار آهن مزمن موجب استرس اکسیداتیو و آسیب کبدی شده که سیلیمارین این مسمومیت را مهار می­کند  (19). علاوه بر این، سیلیمارین به تنظیم­کننده مقدار گلوتاتیون درون سلولی مطرح است (20).

آپوتوزیس سلولی و آنتی اکسیدانت‫ها و نقش گیاهان دارویی در کنترل آن

   آپوپتوزیس مرگ سلولی برنامه­ریزی شده است که می­تواند توسط انواعی از تحریک­های فیزیولوژیک و یا پاتولوژیک شروع شود. این فرآیند فعال با چروکیدگی سلول، هسته و متراکم شدن سیتوپلاسم و آزاد شدن سیتوکروم C، فعال شدن کاسپازها و تشکیل اجسام آپوپتوتیک مرتبط است. کادمیوم می­تواند موجب ایجاد آپوپتوزیس در بسیاری از بافت­ها و سلول­ها، هم در موجود زنده و هم در آزمایشگاه شود است (21).

برای کاهش اثرات مضر ROS  و محافظت از اسپرم، پلاسمای منی دارای منبع قدرتمندی از پاک­کننده‌های ROS است، از جمله آنزیم­هایی مانند سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز و مولکول­های کوچک آنتی اکسیدانتی مانند اسید اسکوربیک و توکوفرول. ولینگتون و جارویس فرض کردند که مکانیسم عمل سیلیمارین از طریق تحریک RNA ریبوزومی و  محافظت از غشای سلول در برابر آسیب اکسیداتیوست. آن­ها اظهار داشتند سیلیمارین فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانتی مانند سوپراکسیددیسموتاز (SOD) و گلوتاتیون پراکسیداز را تحریک می­کند (22).

افزودن  سیلیمارین به محیط کشت سلول اویداکت در گاو، اثرات مثبتی بر خصوصیات حیاتی مانند زنده ماندن، مورفولوژی  و لیپیدپراکسیداسیون سلول­های اویداکت گاوی دارد و افزایش درصد جنین IVF گاو و سرعت رشد آن، ممکن است از طریق اثرات آنتی­اکسیدانتی و ضد آپوپتوزیس سیلیمارین باشد (23).

سیلیمارین از پراکسیداسیون لیپد و آسیب غشای سلولی جلوگیری می­کند (24). سیلیمارین با اثرات مهم ضداکسیداتیو از طریق کاهش اکسیداسیون گلوتاتیون و افزایش سطح آن و نیز اثر بر آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز (SOD) به­عنوان یک پاک کننده رادیکال­های آزاد  عمل می­کند (25). همچنین سیلیمارین موجب مهار آسیب‌های وارده بر DNA از طریق پراکسید و آنیون­های سوپراکسید می‌شود (26). سیلیمارین با افزایش آنزیم­های آنتی­اکسیدانت درون­زا مانند گلوتاتیون پراکسیداز (GPx) و سوپراکسید دیسموتاز (SOD) از سلول­ها در برابر آسیب­های ROS محافظت می­کند (27).  در این مقاله به اثرات محافظتی سیلیمارین در مواجهه با شرایط تنش اکسیداتیو ناشی از عوامل مختلف به شرح ذیل پرداخته شد.

آنتی­اکسیدانت­ها  و اسپرم

سیستم آنتی اکسیدانتی آنزیمی و غیر آنزیمی از سلول­ها در برابر اکسیداسیون محافظت می­کنند. اسید پانتوتنیک، کوآنزیم کیو، کارنیتین، روی، سلنیوم، مس و ویتامین­ها کمپلکس دفاعی غیرآنزیمی هستند (28).

مقدار مشخصی از ROS برای سلول­های طبیعی مورد نیاز است؛ عدم تعادل بین تولید ROS  و آنتی اکسیدانت­ها می­تواند منجر به اختلال در چرخه سلولی و پیشرفت آپوپتوزیس شود. تحقیقات زیادی نشان داده است که کیفیت تخمک و اسپرم ممکن است با استفاده از آنتی­اکسیدانت­ها بهبود یافته، که منجر به افزایش موفقیت بارداری  شود (29). گونه­های کنشگر اکسیژن سیگنال­رسانی سلولی را نامنظم نموده و می­توانند برای عملکردهای سلولی و تکثیر سلول­ها مضر باشند و در نهایت آپوپتوزیس را افزایش دهند. موجودات زنده دارای مکانیسم­های محافظتی آنتی­اکسیدانتی ویژه­ای برای مقابله با ROS و ازت­های واکنش پذیر (RNS)  می­باشند  بنابراین، تنها وجود آنتی­اکسیدانت­های طبیعی در موجودات زنده است که آن­ها را قادر می­سازد که در یک محیط  غنی از اکسیژن زنده بمانند. سیستم­های دفاع آنتی­اکسیدانتی­ این مکانیسم­ها را توصیف می­کنند و مسئول محافظت از سلول­ها در برابر عملکرد رادیکال­های آزاد هستند. ترکیبات آنتی­اکسیدانتی محافظ، در اندامک­های سلول و یا فضای خارج سلولی واقع شده­اند تا حداکثر محافظت از سلول را به­عمل بیاورند (30).

دو مکانیسم اولیه که در نتیجه تنش اکسیداسیون سبب آسیب به اسپرم می­شوند عبارتند از: (1) اختلال غشای اسپرم، کاهش تحرک اسپرم، و سپس اختلال در لقاح با تخمک و (2) آسیب DNA و به دنبال آن، نقص جنین (30).

شکل 2: عدم تعادل سیستم دفاعی آنتی اکسیدانتی و ROS و اثر آن بر فراسنجه‌های اسپرم (28)

اسپرم­های پستانداران به تنش اکسیداسیون بسیار حساس می‌باشند زیرا در مرحله بلوغ و بارور شدن بخش زیادی از آنتی‫اکسیدانتی آن از دست می­رود (31)، از طرف دیگر بالا بودن غلظت اسیدهای چرب غیراشباع در غشای پلاسمایی اسپرم سبب آسیب­پذیر شدن آن در تنش اکسیداسیون می­شود (4).

در ساختمان مولکول DNA اسپرم، رادیکال­های آزاد می­توانند موجب اکسیداسیون بازهای پورین و پیریمیدین، ایجاد شکستگی در یک یا دو رشته، ایجاد جایگاه­های بدون باز، تشکیل پل­های عرضی بین DNA و پروتئین و تغییر در قند دزاکسی ریبوز شوند. رادیکال­های آزاد قادر هستند که مولکول­های زیستی حیاتی از جمله  DNAرا مورد حمله اکسیداتیو قرار داده و تغییراتی در ساختمان  DNA ایجاد نمایند، که این تغییرات در DNA اسپرم می­تواند موجب ناباروری شود. عدم تنظیم و تعادل بین اکسیدانت و آنتی­اکسیدانت منجر به تنش اکسیداتیو و آسیب به بخش ژنومی و هسته اسپرم می­شود (32 و 33).

کلرید آلومینیوم

کلرید آلومینیوم یکی از آلاینده‌های زیست محیطی است که در گروه فلزات سنگین قرار دارد و از طریق آب و مواد غذایی (34)، هوای آلوده (35)، لوازم آرایشی  (36)، ضداسیدها، مکمل کلسیم و آسپرین (37) می‌تواند وارد بدن شود. مطالعات نشان داده است که آلومینیوم باعث اثرات سمی بر ریخت­شناسی، تعداد، زنده مانی و تحرک اسپرم  می­شود (38). آلومینیوم با ایجاد استرس اکسیداتیو، تولید رادیکال­های آزاد و پراکسیداسیون لیپید را افزایش می­دهد و با تغییر در فعالیت آنزیم­های آنتی‫اکسیدانت، ظرفیت آنتی­اکسیدانتی اسپرم را کاهش می­دهد  (39 و 40).

مومنی و همکاران نشان دادند که کلراید آلومینیوم اثر سمی بر قابلیت حیات، قابلیت تحرک و پتانسیل غشای میتوکندری (41) و همچنین تمامیت غشای پلاسمایی و تمامیت آکروزوم اسپرم قوچ دارد  (42). کلرید آلومینیوم همچنین سبب آسیب به فراسنجه­های اسپرم مانند زنده‌مانی، تحرک و یکپارچگی  آکروزوم و غشای پلاسمای اسپرم شد و میزان مالون دی آلدهید را افزایش داد از طرف دیگر لیپد پراکسیداسیون را افزایش داد، افزودن سیلیمارین به تیمار کلرید آلومینیوم سبب بهبود فراسنجه­های مذکور شد و افزودن سیلیمارین توانست میزان مالون دی‌آلدهید را نیز در اسپرم کاهش دهد (44و43).

کلرید لیتیم

لیتیوم علی‌رغم درمان و پیشگیری از اختلالات دوقطبی، عوارض تولید مثلی نیز برجا می‌گذارد، این عنصر در شکل دارویی برای درمان بیماری‌های روانپزشکی بسیار پرکاربرد است از عوارض ناشی از مصرف عنصر لیتیم، مضر بودن آن برای دستگاه تناسلی می‌باشد. مقدار دوز درمانی مشتقات لیتیوم بسیار کم است و با افزایش اندکی در میزان مصرف آن، موجب مسمومیت و القا تنش اکسیداتیو می­شود و کاهش مختصری در دوز موجب کاهش چشمگیر اثرات درمانی آن می­شود (45). لیتیوم باعث کاهش تحرک اسپرم انسان در شرایط in vitro می‌شود (46) .

در تحقیقی با القای اثر کلرید لیتیوم بر اسپرم قوچ گزارش شد که این ماده سبب کاهش درصد قابلیت حیات، قابلیت تحرک و تمامیت آکروزوم در گروه تیمار می گردد. استفاده همزمان سیلیمارین با کلرید لیتیوم توانست این اثرات را (به جز قابلیت تحرک) نسبت به گروه تیمار شده با کلرید لیتیوم تنها به‫طور معنی‌داری جبران کند بنابراین در این پژوهش پیشنهاد شد که سیلیمارین به‌عنوان یک آنتی‌اکسیدانت قوی قادر است اثرات مخرب لیتیوم بر برخی از فراسنجه‌ها اسپرم قوچ را مهار نماید (47) .در گزارش دیگری نتایج نشان داده شد که آپوپتوزیس در هسته اسپرم و درصد شکست  DNA در گروه تیمار شده با لیتیوم کلراید نسبت به گروه کنترل کاهش معنی داری پیدا می‫کند. در گروه سیلیمارین به همراه لیتیوم کلراید، سیلیمارین توانست این تغییرات را به­طور معنی‫داری نسبت به گروه لیتیوم کلراید تنها جبران نمایید استفاده از سلیمارین توانست سبب ممانعت از اثرات منفی لیتیوم بر شکست DNA و آپوپتوزیس هسته اسپرم شود (48).

کلرید نیکل 

سمیت نیکل به‫علت وقوع گسترده زیست­محیطی آن بسیار مهم است به‫طوری‫که سمیت و سرطان­زایی ترکیبات نیکل در حیوانات آزمایشگاهی به‫خوبی اثبات شده است. یکی از نتایج سمیت نیکل، افزایش پراکسیداسیون لیپیدی در حیوانات آزمایشگاهی می­باشد (49). کارخانه­ها و سوزاندن زباله­ها دو عامل اصلی در تولید نیکل و ورود آن به هوا می­باشند. استرس اکسیداتیو، اختلال در تعادل اکسیدانت-آنتی اکسیدانت است که آسیب­های جدی را در سلول ایجاد می­کند. عدم تعادل اکسیدانت-آنتی­اکسیدانت می­تواند نتیجه­ای از نبود ظرفیت آنتی­اکسیدانتی باشد که ناشی از اختلال در تولید و توزیع گونه­های اکسیژن فعال و یا بیش از حد بودن آن‫ها نسبت به سایر فاکتورها است. به دلیل نقشی که در جهش­زایی، رشد تومور و پیشرفت آن دارند، مواد سرطانزای بالقوه­ای هستند و می­توانند باعث بروز آسیب در لیپیدها، پروتئین­ها و DNA شوند. این وقایع ممکن است آسیب­های اکسیداتیو را در DNA ایجاد کند که به نوبه­ی خود باعث افزایش انحرافات کروموزومی می­شود که مرتبط با تغییر شکل سلول است. استرس اکسیداتیو و آسیب ناشی از آن، نشان­دهنده­ی ارتباط بین اشکال مختلف آسیب­های مزمن کبدی است (50).

سیلیمارین سبب ممانعت از اثرات منفی کلرید نیکل بر صفات اسپرم از جمله: تحرک، غلظت، زنده‌مانی و باروری شد در خرگوش­های نر، نیکل کلراید منجر به اثرات منفی بر تعداد اسپرم، تحرک، زنده ماندن و باروری شد. تحقیقات نشان داد که استفاده از سیلیمارین سبب بهبود این عوامل و افزایش نرخ باروری شد (51).

کلرید کادمیوم

آلودگی محیطی ناشی از کادمیوم به‫دلیل استعمال دخانیات سیگار، سوزاندن سوخت­های فسیلی مانند زغال سنگ و روغن، سوزاندن زباله­های شهری مانند پلاستیک و باتری، فعالیت آتشفشانی، آتش­سوزی جنگل­ها به‫وجود می­آید (52). کلرید کادمیوم به‫عنوان یک توکسین شناخته شده است که با تولید رادیکال­های آزاد سبب آسیب به سیستم تولیدمثلی می­شود،  این ماده در صنایع رنگ، کودهای شیمیایی و آب­کاری فلزات دارای کاربرد فراوان می­باشد.

کادمیم حتی در غلظت­های کم به شدت برای اسپرم سمی بوده و باعث کاهش سریع حرکات اسپرم و کاهش مصرف اکسیژن آن می­شوند  (53) کلرید کادمیم و کلرید جیوه قابلیت نفوذ اسپرم به موکوس دیواره را کاهش می­دهد (54) .افزایش بدشکلی سر اسپرم در اسپرم موش­ها در اثر تماس با کلرید کادمیم نیز گزارش شده است (55). کادمیوم یکی از عناصر سمی است که در محیط اطراف ما وجود دارد و با توجه به نیمه عمر طولانی آن، اثرات زیان‫باری روی بدن انسان می­گذارد و می­تواند از طریق مواد مصرفی مانند غذا، آب، هوا و دخانیات وارد بدن انسان شود است (56). کادمیوم بر طبق آژانس بین المللی پژوهش در سرطان  جز مواد سرطان­زای نوع یک طبقه­بندی شده و باعث پیشرفت سرطان مانند: سرطان شش، سرطان پروستات، کلیه و کبد می‫شود، همچنین باعث ناباروری، اختلال در عملکرد کلیه­ها و آسیب شدید به مغز می­شود است (57).

در تحقیقی اعتمادی و همکاران (58) با القای کلرید کادمیوم به اسپرم انسان نشان دادند که این آلاینده زیست محیطی که جز فلزات سنگین می­باشد سبب آسیب به اسپرم می‌شود. در تیماری که محققین مذکور به اسپرم القاشده با کادمیوم، سیلیمارین افزودند، نتیجه نشان داد که سیلیمارین با اعمال اثرات حفاظتی، توانست تا حدود زیادی اثرات مخرب کلرید کادمیوم را کاهش دهد و از اثرات آن بر افت باروری ممانعت نماید و فرایند آپوپتوزیس را در اسپرم تاحدودی مهارکند. در موش­هایی که کادمیوم کلراید دریافت کرده بودند لوله‌های اسپرم­ساز در ابعاد مختلف تحلیل رفتند و همچنین هسته اسپرماتوگونیوم کوچک شد و میزان هورمون تستوسترون خون کاهش یافت و سطح مالون دی آلدهید افزایش یافت با افزودن و تجویز سیلیمارین به موش‫های دریافت­کننده کادمیوم کلرید تمام صفات ذکر شده تا حدود زیادی بهبود یافت (59). استفاده از سیلیمارین همراه با کلرید کادمیوم توانست کاهش قطر هسته اسپرم را نسبت به گروه تیمار شده با کلرید کادمیوم به‫طور معنی‌داری جبران کند. همچنین درصد شکست DNA در گروه تیمار شده با کلرید کادمیوم در مقایسه با گروه شاهد و گروه تیمار شده با سیلیمارین همره با کلرید کادمیوم به‫طور معنی‌داری افزایش یافت (60).

استفاده  از سیلیمارین در اسپرم­های القا شده با کلرید کادمیوم، توانست  درصد قابلیت حیات، درصد تحرک و تمامیت آکروزوم اسپرم قوچ را بهبود بخشد سیلیمارین به‫عنوان یک آنتی‌اکسیدانت قوی توانست اثرات مخرب کادمیوم را تا حدودی کاهش دهد (61).

استات سرب

سرب از اجزای اصلی آلودگی هوا محسوب می‌شود، اثرات سمی و زیان­بار سرب ممکن است از طریق تولید رادیکال­های آزاد و در نتیجه افزایش پراکسیداسیون لیپیدی باعث اختلال در عملکرد دستگاه‫های مختلف بدن از جمله هورمون­ها و دستگاه تولیدمثلی شود (62). مطالعات نشان داده­اند استرس اکسیداتیو ناشی از سرب، از طریق آسیب به غشای اسپرم، افزایش تعداد اسپرم­های ناهنجار، کاهش تحرک­پذیری اسپرم و کاهش توانایی آن در نفوذ به درون سلول تخمک باعث کاهش باروری می­شود (63).

در مطالعه­ای، استات سرب به موش­های نر القا شد و تیماربندی به­صورت کنترل (بدون القای استات سرب و افزودنی)، گروه القا شده با استات سرب بدون افزودنی، گروه سوم القا شده با استات سرب و دارای افزودنی نانوسلنیوم و گروه چهارم القا شده با استات سرب و دارای افزودنی سیلیمارین و تیمار پنج ترکیبی از نانوسلنیوم و سیلیمارین صورت گرفت. نتایج نشان داد که در گروهی که استات سرب به آن‫ها القا شده بود سطح هورمون تستوسترون افت معنی‌داری داشت همچنین تعداد سلول­های اسپرم کاهش یافت و از طرف دیگر تحرک و زنده­مانی اسپرم نیز کاهش یافت. با افزودن نانوسلنیوم و سیلیمارین شرایط صفات ذکر شده بهتر شد و بهبود صفات در تیماری که فقط سیلیمارین خوارنده شده بود نسبت به سایرین بهتر بود (64).

بنزوپیرن

بنزوپیرن یک آلاینده زیست­محیطی است که تماس انسان با آن اجتناب­­ناپذیر است و اثرات مخربی بر روی سلامت انسان اعمال می­کند. در یک تحقیق که اثرات آنتی­اکسیدانتی سلیمارین بر عملکرد تولیدمثل موش صحرایی نر که با بنزوپیرن آلوده شده بود، نشان داد که  استفاده از آنتی­اکسیدانتی سلیمارین می­تواند فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانتی از جمله CAT ، GPX  و SOD  را بهبود بخشد و  سطح رادیکال­های آزاد در بافت بیضه را کاهش دهد (65).

آرسینیک

آرسنیک از طریق آسیب در ساختار بیضه، عدم تعادل و کاهش هورمون­های جنسی در بیضه­ها و وزن اندام­های جنسی و همچنین کاهش تعداد اسپرم اپی‫دیدیم، مورفولوژی، زنده ماندن و تحرک طبیعی اسپرم سبب افت عملکرد تولیدمثل می­شود (66). آرسنیک رادیکال­های آزاد تولید می­کند و مسیرهای سیگنال­رسانی حساس به اکسیداتیو را فعال می­کند (67).

اثر سمی آرسنیک با کاهش قابل توجهی فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانتی (SOD ، CAT ، GSH-Px ، GST ، GR و گلوکز 6-فسفات دهیدروژناز (G6PDH) و آنتی­اکسیدانت­های غیرآنزیمی  (GSH، ویتامین C و E )  در کبد موش همراه بود (68). تجویز سیلی­بین در موش­های تحت­درمان با حفظ فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانتی و آنتی­اکسیدانت­های غیرآنزیمی، سبب بهبود وضعیت دفاعی، آنتی­اکسیدانت موش شد (69).

طبق نتایج مطالعات مختلفی که در آن‫ها، با  القای مسیر سیگنال­رسانی استرس اکسیداتیو، تولید گونه­های رادیکال آزاد توسط آرسنیت سدیم به اسپرم قوچ تحمیل شد، اسپرم­هایی که با سیلیمارین تیمار شدند دارای تحرک بهتری نسبت به گروه شاهد بودند. سیلیمارین به عنوان یک آنتی­اکسیدانت، با مهار رادیکال­های آزاد و توسعه ظرفیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانتی توانست زنده­مانی و تحرک اسپرم را بهبود بخشد و پتانسیل غشای میتوکندریایی را افزایش دهد (70 و 71).در پژوهش دیگری، غشای پلاسمایی و یکپارچگی آکروزوم اسپرم اپی‫دیدیمی قوچ که در معرض آرسنیت بودند به طور قابل توجهی در گروه تیمار شده با سیلیمارین در مقایسه با گروه شاهد افزایش یافت (72).

  این دو مطالعه نشان دادند که خواص آنتی­اکسیدانتی قوی سیلیمارین از اسپرم قوچ در برابر اثرات مخرب آرسنیت محافظت می­کند. سیلیمارین به‌عنوان یک آنتی­اکسیدانت قوی قادر است اثرات مخرب سدیم آرسنیت را بر شکستگی DNA و قطر هسته اسپرم قوچ جبران نماید (74).

القای تیمار آرسنیت در اسپرم خوک سبب آسیب به اسپرم و استرس اکسیداتیو شد، افزودن آنتی‌اکسیدانت‌هایی مانند ملاتونین، سیلیمارین، کورکومین و ویتامین E باعث بهبود وضعیت اسپرم‌ها شد و شرایط تنش اکسیداتیو را در اسپرم خوک تعدیل نمود، به‌گونه‌ای که در مقایسه با گروه کنترل در گروه­های تیمارشده با آنتی­اکسیدانت شرایط بسیار بهتر بود (75).

بر اساس مطالعه­ای که برای ارزیابی تغییر تولید مثل در خرگوش با دانه خار مریم (سیلیمارین) و برگ رزماری تغذیه شدند، نتایج نشان داد که گروه تغذیه شده با دانه خار مریم دارای  غلظت اسپرم، کل تولید اسپرم، اسپرم زنده، کل اسپرم زنده، کل اسپرم متحرک، سطح تستوسترون و میزان باروری بهتری بودند (78). بر این اساس، سیلیمارین نقش چشم‫گیری در بهبود عوامل مرتبط با اسپرم و باروری دارد.

متوترکسات

متوترکسات به‫عنوان یک عامل سیتوتوکسیک منجر به آسیب بیضه مانند کاهش قطر لوله­های اسپرم­ساز و اسپرماتوسیت اولیه، کاهش تحرک و تعداد اسپرم­ها، تولید اسپرم­های نابالغ و غیرطبیعی، آپوپتوزیس سلول­های زایایی و اختلال در­ روند اسپرماتوژنز می‌شود. در گروه­هایی از موش­ها که در معرض متوترکسات قرار گرفتند و هم‫زمان با سیلیبینین تحت درمان قرار گرفتند (بیشترین ترکیب فعال زیستی سیلیمارین)، نسبت درصد اسپرم‌های مرده ‌به اسپرم‌های زنده کاهش یافت و به‫طور قابل ملاحظه­ای فضای بینابینی و قطر اسپرماتید بهبود یافت این اثرات محافظتی را می­توان به خواص ضدالتهاب و آنتی­اکسیدانتی و مهار رادیکال­های آزاد توسط سیلیمارین نسبت داد (79 و 80).

پرتودرمانی

پرتو گاما، از نوع پرتو یونیزان غیرمستقیم می­باشد. این پرتوها آسیب شیمیایی و بیولوژیکی ایحاد نمی­کند بلکه هنگام عبور از ماده جاذب با واگذاری انرژی، ذرات باردار سریع تولید می­کنند (81). پرتودهی یونیزان اتم­ها و مولکول­های یونیزه شده و برانگیخته را ایجاد می­کنند. در اثر غیرمستقیم، پرتو یونیزان در طی برهم‫کنش با سیستم­های زیستی با تولید رادیکال­های آزاد در مولکول­های زیستی از طریق رادیولیز آب موجود در سلول‌ها به مولکول‌های زیستی ضربه می‌زنند و در طی واکنش با مولکول‌های آب، محدوده گسترده‌ای از گونه‌های اکسیژن فعال و پراکسیدها را تولید می‌نمایند (82).  گروهی از ترکیبات طبیعی که تجویز آن قبل از پرتودهی آسیب و مرگ ناشی از پرتوهای یونیزان را کاهش می­دهند محافظت­کننده­های پرتویی نامیده می­شوند. سیلیمارین را می­توان به‫عنوان یک داروی پرتودرمانی گیاهی امیدوار کننده در داروهای مکمل در نظر گرفت که ممکن است نقش مهمی در محافظت از اسپرماتوسیت­های طبیعی در برابر اثرات احتمالی ناشی از اشعه گاما ایفا نماید و از آسیب سلولی جلوگیری کند (84).

نیکوتین

سیگار حاوی گازهای مختلف، مایع بخار شده، و ذرات می­باشد از سیگار در طی فرآیندهای شیمیایی: هیدراتاسیون، پیرولیز، اکسیداسیون و دکربوکسیلاسیون حدود 4000 ترکیب آزاد می­شود (85). از بین 4000 ترکیب سیگار، سه ماده مضرترین اثرات را در باروری اسپرم دارند از جمله نیکوتین (NIC) ، فلزات سنگین و بنزوپیرین. نیکوتین به عنوان خطرناک­ترین ماده  و سم کشنده در توتون و تنباکو قابل تشخیص است و مقدار آن در سرم و مایع منی افراد سیگاری، ارتباط مستقیمی با دوز مصرف سیگار دارد (86). کوتینین یک متابولیت نیکوتین و یک آلکالوئید در توتون است. در یک مطالعه در شرایطin vitro ، مشخص شد که سطح کوتینین بالا باعث کاهش تحرک اسپرم می­شود (87). اگرچه نیکوتین کوتینین هیچ تأثیر مضر بر روی تحرک اسپرم در غلظت کمتر از 1 میلی مولار بر لیتر نداشت، اما در غلظت بالای 1 میلی مولار در لیتر، به طور قابل توجهی تحرک اسپرم و بقای آن را کاهش داد (88). گزارش شده است که نیکوتین باعث القا آپوپتوزیس سلول لیدیگ و مهار آن می‫شود. سنتز آندروژن در موش می­تواند باعث ناباروری شود (89). در مطالعه­ای گزارش شد که سیلیمارین می­تواند با خاصیت آنتی­اکسیدانتی قوی که دارد اثرات مضر نیکوتین را تا حدود زیادی مهار کند (90).

تتراکربن کلرید

کربن تتراکلرید نام یک مایع بیرنگ آلی با فرمول CCl4 می­باشد. این مایع کاربردهایی دارد به عنوان مثال یک حلال ناقطبی مناسب برای برخی از واکنش­ها می­باشد همچنین در ساخت کپسول‫های آتش نشانی کاربرد دارد. تتراکلرید کربن در هواى اتاق سریعا به فرم بخار درمى­آید. این ماده سمیت بالائى دارد و به‫دلیل این‫که
سریعاً به فرم بخار درمى­آید، از طریق استنشاق بسیار خطرناک و مضر است. این ماده بر روى سیستم
اعصاب مرکزى اثر مى­گذارد. کربن تتراکلرید  می­تواند باعث مسمومیت باروری جنس نر از طریق آسیب به ساختار بیضه، وزن بیضه­ها، کاهش اپی‫دیدیم، تعداد اسپرم، ریخت­شناسی، دوام و تحرک اسپرم شود. سیلیمارین با نقش آنتی­اکسیدانتی خود سبب مهار رادیکال­های آزاد ناشی از کربن تتراکلرید می­شود و باعث افزایش وزن بیضه­ها، شمارش اسپرم طبیعی و زنده شد (91).

واریکوسل

واریکوسل با اتساع و پیچش غیرطبیعی وریـدهای شبکه پامپینیفرم درون کیسه بیضـه، عمدتاً با افزایش دمای بیضه همراه است و به‫عنـوان یکی از عوامـل اصلی ناباروری در مردان شناخته می­شود. شیوع آن حدود 15درصد در کل جمعیـت مـردان و حـدود 40 درصـد در بـین مـردان نابـارور گزارش شده است. همچنین شیوع واریکوسل در نوجوانـان، حـدود 15 تا 16درصد تخمین زده شده اسـت (92). براسـاس گزارشـات، 5 تـا 10 درصـد مـردان مبـتلا بـه واریکوسل دچار آزواسپرمی هستند. در حدود 40-35 درصد مردان با ناباروری اولیه و در حـدود 81-69 درصـد از مـردان بـا نابـارور ی ثانویه، مبتلا به واریکوسل هستند. در بین مردان مبتلا به واریکوسـل، 7/11 درصـد از فراسنجه­هـای اسـپرم طبیعـی برخـوردار بـوده و 4/25 درصــد، دارای فراسنجه­هـای اســپرم غیرطبیعــی هســتند (93) .

به‫نظـر مـی­رسـد آسـیب­هـای ناشـی از تـنش اکسیداتیو، یکـی از مکانیسم­های اصلی ایجادکننده اثرات مخرب واریکوسـل بـر اسـپرم است که با عملکرد غیرطبیعی اسـپرم و نابـاروری کـه اغلـب در این  بیماران دیده می­شود؛ مرتبط است (94). برایـن اسـاس، نتیجـه یـک مطالعه نشان می­دهد که بیماران نابارور مبـتلا بـه واریکوسـل، دارای سطح بالایی از اینترلوکین 6 و گونه‫های فعال اکسیژن و نیـز کـاهش سـطح کلـی ظرفیــت آنتـی­اکســیدانتی هسـتند کــه نقـش مهمــی در پــاتوفیزیولوژی نابــاروری ایــن افــراد دارد. همچنــین، ســطح مــالون دی آلدئید اسپرم به عنـوان یـک شـاخص تـنش اکسیداتیو در مـردان نابارور مبتلا به واریکوسل بـه طـور معنـی­داری در مقایسـه بـا مـردان بارور سالم بالاتراست (95). احتمالا واریکوسل از طریق افزایش تنش اکسیداتیو مردان نابارور مبتلا به واریکوسل دارای سطح بالایی از آسیب DNA باعــث ایجــاد آســیب در DNA اســپرم مــی­شــود (94). بــه‫عــلاوه، واریکوسل می­تواند با اثر بر روند اسپرماتوژنز، باعث کاهش کیفیـت فراسنجه­های اسپرم به ویـژه تعـداد، تحـرک و مورفولـوژی شـود. از دلایـل اصلی کاهش تحرک اسپرم در افـراد نابـارور مبـتلا بـه واریکوسـل، مایع منی، افزایش گونه­های فعـال اکسـیژن در بیضـه و مـایع می­توان به‫وجود آنتی­بادی ضد اسپرم برروی اسـپرم و در پلاسـمای مایع منی چگونگی افزایش رهایش رادیکال­های آزاد و القای تنش اکسیداتیو منی و عملکرد ضعیف میتوکنـدری اسـپرم اشـاره نمـود (96).

سلیمارین به‫عنوان یک ترکیب آنتی­اکسیدانت می­تواند با کاهش استرس اکسیداتیو ناشی از واریکوسل از زنده ماندن اسپرم محافظت کند. همچنین نتایج نشان داد که سلیمارین با افزایش سرعت بلوغ هسته اسپرم، اثرات مخرب رادیکال­های آزاد را بر روی DNA اسپرم کاهش می­دهد (97).

داکسی روبیسین

داکسی روبیسین (DOX) به‫عنوان هیدروکسیل داونوروبیسین یا آدریامایسین شناخته می­شود. یک داروی آنتی بیوتیک سیتوتوکسیک و پرمصرف­ترین داروی ضد سرطان است، آنتراسایکلین است از قارچ خاک Streptomyces peucetius caesius جدا شده است. DOX به‫طور گسترده­ای به‫عنوان نئوپلاستیک ضد وریدی برای درمان طیف وسیعی از تومورهای جامد استفاده می­شود (98). در میان عوارض جانبی این دارو، سمیت بیضه مشاهده شده است که در آن Dox می‌تواند به‫طرز چشم‫گیری مانع اسپرماتوژنز شود (99) و در نهایت منجر به ناباروری شود.

سیلیمارین، یک ترکیب فلاوونولیگنان است  دارای خواص آنتی­اکسیدانتی است که بخاطر محافظت کبدی خود شناخته شده است. مصرف سیلیمارین در موش‌های صحرایی که بیضه‌اشان با ماده داکسی روبیسین مسموم شده بود سبب حفظ تعداد اسپرم در سطح طبیعی، تولید روزانه اسپرم، سطح تستسترون و اسپرماتوژنز در مقایسه با گروه شاهد مثبت شد (100).

2-نتیجه‌گیری

   استرس اکسیداتیو یکی از مهم­ترین عوامل ناباروری اسپرم می‌باشد.  از طرفی، برخی عصاره‌های گیاهان قابل دسترس و مفید برای خنثی­سازی اکسیدانت­ها و محافظت از اسپرم­ها وجود دارند مانند سیلیمارین که می­تواند به بهبود نرخ باروری اسپرم کمک کند. مطالعات زیادی حاکی از خواص ضداکسیداسیون سیلیمارین در برابر خسارات داروهای شیمی درمانی و سموم محیطی روی اسپرم می­باشند که با خنثی کردن اثرات تنش اکسیداتیو در این فرایند مفید می­باشد که مطالعات تکمیلی در این خصوص مورد نیاز می باشد.