مطالعه اثرات محافظتی عصاره ریزوم زنجبیل بر آسیب ناشی از استرس گرما در بیضه موش

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، دانشکده دامپزشکی، استادیار گروه علوم درمانگاهی، تبریز، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تبریز، دانشکده دامپزشکی، استادیار گروه پاتوبیولوژی، تبریز، ایران

چکیده

   عقیمی اختلالی است پیچیده که از لحاظ پزشکی مهم می­باشد. زنجبیل به­عنوان یک گیاه دارویی جهت مداوای تعدادی از بیماری­ها از جمله ضعف قوای جنسی کاربرد دارد. هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر عصاره ریزوم زنجبیل بر آسیب ناشی از استرس گرما در بیضه موش می­باشد. 40 سر موش نر به طور تصادفی در 4 گروه 10تایی شامل: 1-شاهد، 2- استرس گرما، 3 و 4- استرس گرما به­علاوه تیمار با عصاره زنجبیل (mg/animal/day3 و 5/1) تقسیم شدند. بیضه موش­ها به غیر از گروه شاهد، 20 دقیقه در حمام آب 42 درجه سانتی­گراد غوطه­ور گردید. در موش­های گروه شاهد این کار با دمای آب 23 درجه سانتی­گراد انجام شد. موش­ها پس از 50 روز آسان­کشی شدند. نمونه خون برای سنجش تستوسترون اخذ گردید. از بیضه موش­ها برای ارزیابی هیستوپاتولوژی و تعیین وضعیت اکسیدانی-آنتی­اکسیدانی نمونه­برداری گردید. استرس گرما به طور معنی­داری تستوسترون خون را کاهش داد و میزان پراکسیداسیون لیپیدی بافت بیضه را افزایش و فعالیت آنتی­اکسیدانی آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز آن را کاهش داد (01/0p<). عصاره زنجبیل به طور معنی­داری سطح تستوسترون خون را افزایش داد و میزان مالون­دی­آلدئید بیضه را کاهش و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی آن را افزایش داد (05/0p<). آسیب­شناسی بافتی دژنراسیون پیشرونده­ای را پس از استرس گرما در بافت بیضه نشان داد. در موش­های تیمار شده با عصاره زنجبیل ساختار بیضه­ها و روند اسپرماتوژنز طبیعی بود. نتایج نشان داد که عصاره زنجبیل می­تواند روند اسپرماتوژنز و آسیب اکسیداتیو بیضه ناشی از استرس گرما را بهبود بخشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Protective effects ofginger (Zingiberofficinale) rhizomeextractonheat-induced testiculardamagein the mouse

نویسندگان [English]

  • bahram amuoghlitabrizi 1
  • mansour khakpour 2
چکیده [English]

Infertility is a complicated problem with medical significance. Gingeras amedicinalherb is used to treata number of diseasessuch assexualweakness. The aim of this study was to evaluate the effects of ginger rhizome extract on heat-induced testicular damage in the mouse. Fourtymale mice were randomly divided into 4 equal groups including: 1- Control, 2- heat stressed, 3 and 4- stressed and treated with ginger extract (1/5 and 3 mg/animal/day). The scrotum of experimental mice was immersed for 20 min in a water bath at 42°C. Control mice were similarly treated except that the water bath was maintained at 23°C. Mice were euthanized after 50 days. Blood samples were collected for analysis of testosterone levels. Testes were removed for histopathological assessment and oxidant/antioxidant status. Heat stress significantly reduced blood testosterone level and increased lipid peroxidation product and decreased antioxidant activities of superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase (p<0.01). Ginger extract significantly increased blood testosterone level and decreased testis malondialdehyde level and increased antioxidant enzymes activities (p<0.05). Histopathological observations showed progressive degeneration after heating. In the mice treated with ginger extract, testes had normal spermatogenesis and structure.The results indicated that ginger extractimproves spermatogenesis and oxidative damage of testis induced by heat stress in the mouse.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Ginger extract
  • heating
  • Mice
  • Testis

مقدمه

   ناباروری یک اختلال پیچیده با جنبه‌های پزشکی، روانی و اقتصادی قابل توجهی است  (Chandra and Stephen, 1998). حدود 20 درصد از زوج­ها در عرض یک سال آبستنی را تجربه نمی­کنند، که 15 درصد از آنها به درمان­های پزشکی اقدام می­کنند و کمتر از 5 درصد این افراد هرگز صاحب فرزند نمی­شوند. ناباروری هم مردان و هم زنان را تحت تاثیر قرار می‌دهد. 50 درصد علل ناباروری در زوج‌های بدون فرزند، به مرد مربوط می­شود (World Health Organization, 2000).

   آسیب ناشی از گرما  در بیضه­ها یکی از علل ناباروری در مردان و اغلب پستانداران محسوب می‌شود. قرار گرفتن بیضه­ها در معرض گرما، حتی کوتاه مدت، منجر به توقف اسپرماتوژنز می­گردد که آغاز  بهبودی در آن حدود 40 یا حتی 60 روز طول می­کشد. نشان داده شده است که وزن بیضه­ها حتی 60 روز پس از یکبار قرار گرفتن در معرض گرما، به مقادیر طبیعی بازنگشته است (Setchell, 1998). مکانیسم سلولی که به موجب آن استرس گرما باعث آسیب بافت بیضه می­شود، به­طور کامل شناخته نشده است. تحقیقاتی که توسط آیکدا و همکاران انجام شده است، نقش بسیار موثر گونه­های فعال اکسیژن رادیکال را در آسیب سلول­های زایای بیضه در اثر استرس گرمایی، نشان داده است (Ikeda et al., 1999). 

   رهیافت­های مختلف با مکانیسم­های متفاوتی برای کاهش عوارض ناخواسته استرس گرمایی بر قدرت و توانایی باروری مردان مورد استفاده قرار گرفته است. گزارش­ها به طور عمده بر استفاده از آنتی­اکسیدان­های با منشا گیاهی متمرکز شده­اند (Kim et al., 2010). در سال‌های اخیر دستیابی به انواع جدید آنتی‌اکسیدان‌ها با منشا گیاهی جهت غلبه بر آسیب­های ناشی عوامل مختلف به‌طور جدی مورد توجه محققین بوده است (Burns, 2000).  طیف وسیعی از گیاهان دارای خواص دارویی بوده و بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت، 70 تا 80 درصد جمعیت جهان به طب سنتی برای حفظ سلامتی اعتقاد دارند (World Health Organization, 2002). مصرف گیاهان در درمان نازایی، افزایش قدرت باروری و توانایی جنسی از یک اعتقاد قدیمی و اجدادی برخوردار است (D'Cruz et al., 2010).

   زنجبیل ساقه زیرزمینی گیاه تازه یا خشک شده Zingiber officinale است که از قدیم به عنوان یک گیاه دارویی در طب سنتی کاربرد دارد. این گیاه از شرق آسیا تا نواحی گرمسیری استرالیا گستردگی جغرافیایی دارد. از اثرات مفید زنجبیل در بدن می­توان به اثرات آنتی­اکسیدانی (Kavoli Haghighi and Tooliat, 2002) و پاکسازی رادیکال­های آزاد (Altman and Marcussen, 2001)، اشاره کرد.

    با توجه به اثرات مفید و متعدد درمانی زنجبیل به خصوص اثرات آنتی­اکسیدانی آن، گمان می­رود ریزوم این گیاه بتواند بافت بیضه را در برابر آسیب ناشی از استرس گرما محافظت کند. در هر صورت با توجه به  بررسی منابع، مطالعه‌ای در رابطه با اثرات محافظتی عصاره ریزوم زنجبیل در برابر آسیب اکسیداتیو بیضه ناشی از استرس گرما یافت نشد. بنابراین، تحقیق حاضر برای اولین بار جهت ارزیابی اثرات محافظتی عصاره ریزوم زنجبیل در برابر آسیب ناشی از استرس گرما در بیضه­ موش سوری انجام گردید.

 

مواد و روش­ها

   مطالعه حاضر از نوع تجربی آزمایشگاهی بوده و در سال 1392 در مرکز تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تبریز انجام شد. جامعه آماری این مطالعه شامل موش‌های‌ سفید نر در محدوده سنی 7-6 هفته و با وزن 35-30 گرم بود. در این مطالعه، کلیه ملاحظات اخلاقی و پروتکل‌های کار روی حیوانات آزمایشگاهی مورد تائید کمیته نظارت بر حقوق حیوانات آزمایشگاهی مرکز تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تبریز بود.

    نمونه‌ای به حجم 40 سر موش از مرکز پرورش حیوانات آزمایشگاهی دانشگاه آزاد اسلامی تبریز تهیه شد. شرایط تغذیه و نگه‌داری برای تمام گروه‌ها یکسان و به صورت 12 ساعت روشنایی/تاریکی و دمای 222 درجه سانتی‌گراد بود. جیره غذایی یکسان و آب نیز به‌طور آزاد در دسترس قرار گرفت. موش‌ها به‌طور تصادفی به 4 گروه مساوی شامل: 1- گروه شاهد 2- گروه استرس گرما 3- گروه استرس گرما + تیمار با دز پایین عصاره زنجبیل 4- گروه استرس گرما + تیمار با دز بالای عصاره زنجبیل تقسیم شدند.    

   پودر ریزوم زنجبیل از یک عطاری معتبر در شهر تبریز خریداری شد و پس از تائید توسط گروه فارماکوگنوزی مرکز تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی تبریز مورد استفاده قرار گرفت. عصاره آبی زنجبیل، بر طبق پروتکل ارائه شده توسط WHO تهیه شد (WHO, 1983). پنج گرم از پودر زنجبیل در 100 میلی‌لیتر آب مقطر دوبار تقطیر توسط ­همزن مغناطیسی، به مدت 5/1 ساعت مخلوط شد.  مخلوط حاصله توسط کاغذ صافی واتمن (whatman) شماره 1، در دو مرحله صاف شد. فیلترای به دست آمده جمع­آوری و خشک گردید. قبل از القاء استرس گرما به موش­های گروه­های 3 و 4 عصاره زنجبیل روزانه به ترتیب به میزان 5/1 و 3 میلی‌گرم به ازای هر موش به مدت 10 روز گاواژ گردید. سپس موش­های تمام گروه­ها توسط تزریق داخل صفاقی داروهای کتامین به میزان mg/kg 50 (Rotexmedica, Germany) و دیازپام به میزان mg/kg 50 (Alfasan, Holland) بیهوش شدند. اسکروتوم موش­های گروه­های 2 تا 4 (استرس گرما) به مدت 20 دقیقه داخل حمام آب 42 درجه سانتی­گراد قرار گرفت. در گروه 1 (گروه شاهد) همین کار با دمای حمام آب 23 درجه سانتی­گراد انجام شد (Abshenas et al., 2011). بلافاصله به موش­های گروه­های 3 و 4 عصاره زنجبیل به ترتیب با دز  mg/animal/day 5/1 و 3 (Verma and Asnani, 2007) گاواژ شد و به مدت 50 روز ادامه یافت. به گروهای 1 و 2 نیز همزمان و با حجمی برابر، نرمال سالین گاواژ گردید. در پایان دوره تیمار، هم‌زمان همه موش‌‌ها با ایجاد جابجایی در مهره‌های گردن  به راحتی کشته شدند.  

   جهت اندازه­گیری میزان تستوسترون، 2 میلی­لیتر از خون تنه جمع­آوری شده و سرم آن توسط سانتریفیوژ با سرعت 2500 دور در دقیقه، به مدت 15 دقیقه در دمای 30 درجه سانتی‌گراد جدا شد. میزان تستوسترون خون به­ روش رادیوایمنواسی (radioimmunoassay, RIA)، توسط کیت RIA (Immunotech, Marseille, France) اندازه­گیری شد.

   برای مطالعه اثرات آنتی­اکسیدانی، بیضه چپ موش‌ها سریعاً در سالین بسیار سرد (w/v 9/0) شستشو و توزین گردید. حدود یک گرم از بافت بیضه توسط هموژنایزر در بافر مناسب بسیار سرد (4/7 PBS, pH)، هموژنیزه شده  و هموژنات با سرعت 9000 دور در دقیقه و به مدت 15 دقیقه در دمای 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفیوژ شده و محلول شناور جهت سنجش میزان LPO (Lipid peroxidation) (Buege and Aust, 1984)، SOD (Superoxide dismutase) (Beyer and Fridovich, 1987)، ‍‍CAT (Catalase) (Aebi, 1984)، GPx (Glutathione peroxidase) (Flohe and Gunzler, 1984) مورد استفاده قرار گرفت.     

   برای آسیب­شناسی بافتی، بیضه­ راست  موش­ها در فرمالین بافری 10 درصد پایدار شد. از نمونه‌های فوق با استفاده از شیوه‌های رایج پاساژ بافت و تهیه مقاطع هیستوپاتولوژی، برش‌هایی با ضخامت 5 میکرون و با رنگ آمیزی هماتوکسیلین- ائوزین تهیه شد. ارزیابی هیستوپاتولوژی بیضه با استفاده از دو شاخص به صورت دو سو بی­خبر انجام شد. شاخص اول میانگین قطر مجاری اسپرم ساز بیضه بود. 10 عدد از مجاری اسپرم ساز انتخاب و میانگین قطر آنها بر حسب میکرومتر اندازه­گیری شد. شاخص دوم درصد اسپرماتوژنز بود. حضور اسپرماتوزوا در مجاری اسپرم ساز  به عنوان ملاکی برای برقرار بودن اسپرماتوژنز مد نظر قرار گرفت. فقدان اسپرم حتی در حضور اسپرماتوسیت­های اولیه و ثانویه، به عنوان ملاکی بر اسپرماتوژنز در نظر گرفته نشد (Boran and Ozkan, 2004).

   برای تحلیل داده‌ها از بسته نرم‌افزاری SPSS نسخه 17 استفاده شد. داده‌های به‌دست آمده کمّی، به صورت انحراف معیار±میانگین (mean±SD) ارائه و اختلاف معنی‌دار بین گروه‌ها توسط آزمون آماری تحلیل واریانس یک­طرفه (one-way ANOVA) و آزمون تعقیبی توکی (Tukey) مورد بررسی قرار گرفت. اختلافات در سطح 05/0p< معنی‌دار تلقی شدند. از آزمون آماری کلموگروف- اسمیرنف (Kolmogorov-Smirnov)، نیز برای تعیین نرمال بودن توزیع داده­ها استفاده شد.

 

یافته­ها

   در موش­های گروه استرس گرما، سطح تستوسترون سرم  در مقایسه با موش­های گروه شاهد به طور معنی‌داری (01/0p<) کاهش یافت. در موش­های گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز بالای عصاره زنجبیل (گروه 4) در مقایسه با موش­های گروه استرس گرما بهبود معنی­داری (05/0p<) در میزان تستوسترون سرم  مشاهده شد. در گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز پایین عصاره زنجبیل (گروه 3) بهبود معنی­داری در میزان تستوسترون سرم  در مقایسه با موش­های گروه استرس گرما مشاهده نشد. (جدول 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول1- تاثیر عصاره زنجبیل بر سطح سرمی تستوسترون، قطر مجاری اسپرم ساز و درصد اسپرماتوژنز متعاقب استرس گرما در بیضه موش

فراسنجه

گروه

درصد اسپرماتوژنز (%)

قطر مجرای اسپرم ساز (μm)

تستوسترون سرم (ng/ml)

48/9±45/92

48/12±38/209

58/0±59/2

شاهد

*85/6±43/77

*62/7±43/191

*12/0±49/0

استرس گرما

52/7±36/80

25/8±65/193

23/0±68/0

استرس گرما به­علاوه تیمار با عصاره زنجبیل
(mg/animal/day 5/1)

#35/8±79/85

#65/10±50/198

#45/0±79/1

استرس گرما به­علاوه تیمار با عصاره زنجبیل
(mg/animal/day 3 )

مقادیر به­صورت میانگین ± انحراف معیار (mean±SD) برای 10 سر موش در هر گروه ارائه شده است.  *01/0p< در مقایسه با گروه شاهد و # 05/0p< در مقایسه با گروه استرس گرما.

  

 

   قطر متوسط ​​لوله­های اسپرم ساز در بیضه موش­های گروه­های مورد مطالعه در جدول 1 مقایسه گردیده است. ​​قطر متوسط لوله­های اسپرم ساز در بافت بیضه گروه استرس گرما در مقایسه با گروه شاهد به­طور معنی­داری کاهش یافت (01/0p<). قطر متوسط لوله‌های اسپرم ساز افزایش قابل توجه و معنی­داری در گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز بالای عصاره زنجبیل نشان داد (05/0p<)، اما بهبود قابل توجهی در متوسط ​​قطر لوله­های اسپرم ساز موش­های گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز کم عصاره زنجبیل در مقایسه با موش­های گروه استرس گرما وجود نداشت.

مقایسه درصد اسپرماتوژنز در بیضه موش­های گروه­های مورد مطالعه در جدول 1 نشان داده شده است. درصد اسپرماتوژنز در بیضه موش گروه استرس گرما در مقایسه با گروه شاهد به طور معنی­داری (01/0p<) کاهش یافت. درصد اسپرماتوژنز در موش­های گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز بالای عصاره زنجبیل به طور معنی­داری (05/0p<)  افزایش یافت، اما بهبود قابل توجهی در میزان اسپرماتوژنز در موش­های گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز کم عصاره زنجبیل در مقایسه با موش­های گروه استرس گرما مشاهده نشد.

   در بافت بیضه موش­های گروه استرس گرما سطح مالون­دی­آلدئید (MDA; Malondialdehyde) نسبت به گروه شاهد، به­طور معنی­داری (01/0p<) بیشتر بود. در موش­های گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز کم عصاره زنجبیل بهبود قابل توجهی در میزان MDA بافت بیضه مشاهده نشد. عصاره زنجبیل در دوز بالا به طور معنی­داری (05/0p<) سطح MDA بافت بیضه را در مقایسه با گروه استرس گرما کاهش داد (جدول 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 2- تاثیر عصاره زنجبیل بر میزان MDA و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز بیضه موش­ها متعاقب استرس گرما

گروه

فراسنجه

مالون­دی­آلدئید (nmol/mg protein)

سوپراکسید دیسموتاز

(U/mg protein)

کاتالاز (mmolesH2O2/

min/mg protein)

گلوتاتیون پراکسیداز (mmolesGSH/

min/mg protein)

شاهد

05/0± 51/0

21/0 ± 38/1

61/2± 45/30

06/0±39/0

استرس گرما

*20/0± 78/0

*06/0 ± 69/0

*85/0±21/17

*03/0±16/0

استرس گرما به­علاوه تیمار با عصاره زنجبیل (mg/animal/day5/1)

16/0± 73/0

08/0 ± 82/0

45/1± 25/20

07/0±19/0

استرس گرما به­علاوه تیمار با عصاره زنجبیل (mg/animal/day3 )

#06/0± 62/0

 

#15/0 ± 13/1

#93/1± 15/27

#05/0±28/0

مقادیر به­صورت میانگین ± انحراف معیار (mean±SD) برای 10 سر موش در هر گروه ارائه شده است. *  01/0p< در مقایسه با گروه شاهد و # 05/0p< در مقایسه با گروه استرس گرما

 

   

 

   فعالیت آنزیم SOD در بیضه موش­های گروه استرس گرما نسبت به گروه شاهد به طور معنی­داری (01/0p<) کمتر بود. به همین ترتیب، فعالیت‌های آنزیم­های CAT و GPX به طور قابل توجه و معنی­داری (01/0p<) در موش­های گروه استرس گرما در مقایسه با گروه شاهد کاهش یافته بود. در موش­های گروه استرس گرما به‌علاوه درمان با دوز بالای عصاره، درمان باعث بهبود معنی­دار (05/0p<) در میزان فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدانی مزبور شد. در موش­های گروه استرس گرما به­علاوه درمان با دوز کم عصاره زنجبیل بهبود قابل توجهی در فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی بیضه در مقایسه با موش­های گروه استرس گرما مشاهده نشد (جدول 2).

   در مشاهدات هیستوپاتولوژی، بافت بیضه موش­های گروه شاهد دارای ساختاری طبیعی بود. بافت بیضه موش­ها در گروه استرس گرما تغییرات دژنراتیو و توقف اسپرماتوژنز را در بسیاری از مجاری اسپرم ساز نشان داد. اتساع فضای میان بافتی با علائمی از ادم و افزایش ضخامت کپسول مشخص بود. در گروه درمان با دوز بالای عصاره زنجبیل بهبود قابل توجهی در آسیب‌های مذکور مشاهده شد و ساختار بافتی بیضه­ها نزدیک به حالت طبیعی بود. با این حال، در بعضی از مناطق، لوله­های اسپرم­ساز کمی چروکیده بودند و غشاء پایه لوله­ها ظاهر نامنظمی داشتند. ظاهر بافت بینابینی بیضه­ها در گروه تحت درمان با دوز پایین عصاره شبیه به گروه استرس گرما بود و برخی از لوله­های اسپرم­ساز دژنره شده بودند (تصویر 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1-نمای ریزبینی بیضه موش (رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین- ائوزین، درشتنمایی ×250). (a) گروه شاهد: نمای ریزبینی ساختار بافتی طبیعی بیضه را نشان می­دهد. (b) گروه استرس گرما: تغییرات دژنراتیو و نکروز شدید در مجاری اسپرم ساز مشخص است. قسمت اعظم اپیتلیوم پوشاننده مجاری از بین رفته و کاهش ضخامت اپیتلیوم زایا جلب توجه می­نماید به طوری که در اغلب مناطق تنها یک لایه اسپرماتوگونیوم دیده می­شود (فلش باریک). پرخونی شدیدی در بافت بینابینی بیضه وجود دارد (فلش ضخیم) و آماس و ادم بینابینی ملایمی نیز قابل مشاهده است. (c) گروه استرس گرما به­علاوه تیمار با دوز پایین عصاره زنجبیل: اکثر مجاری اسپرم ساز دژنره بوده و کاهش ضخامت لایه­های زایا در آنها قابل ملاحظه است (فلش باریک). اتساع و وجود ادم همراه با ارتشاح خفیف سلول­های آماسی در فضای بینابینی مشاهده می­شود (فلش ضخیم). (d) گروه استرس گرما به­علاوه تیمار با دوز بالای عصاره زنجبیل: بافت بیضه دارای ساختار بافتی نسبتاً طبیعی می­باشد ولی فضاهای میان بافتی اندکی متسع بوده و برخی از مجاری اسپرم ساز تغییرات دژنراتیو ملایمی از خود نشان می­دهند (فلش باریک).

 


بحث و نتیجه­گیری

   نتایج حاصل از مطالعه حاضر و گزارش­های قبلی دلالت بر این دارد که قرار گرفتن کوتاه مدت بیضه موش در معرض گرما می­تواند تغییرات پاتولوژیک قابل توجهی ایجاد کند (Meistrich et al., 1973). این مطالعه نشان داد که گاواژ عصاره زنجبیل به موش در مدت 60 روز باعث افزایش سطح تستوسترون سرم و بهبود آسیب بیضه ناشی از حرارت در مقایسه با گروه تنش گرما به صورت وابسته به دوز می­شود. در مطالعه حاضر گاواژ عصاره زنجبیل به موش­های نر باعث بهبود در سیستم دفاع آنتی اکسیدانی آنزیمی بافت بیضه شد. در گزارش­های قبلی نتایج مشابهی از لحاظ ایجاد بهبودی در ظرفیت تام آنتی­اکسیدانی بافت بیضه توسط زنجبیل در موش صحرایی نر  به دست آمده است (Khaki et al., 2009).

   یافته‌های هیستوپاتولوژیک در مطالعه حاضر نشان داد که متعاقب استرس گرما بافت بیضه دچار آسیب شده و روند اسپرماتوژنز دچار اختلال می­گردد.  قبلا نشان داده شده است که اسپرماتوسیت­های پاکیتن (pachytene spermatocytes) و اسپرماتیدهای اولیه (early spermatids) در بیضه‌ها بسیار به گرما حساس هستند و به سرعت در اثر افزایش دما در بافت بیضه آسیب می‌بینند (Setchell et al., 2001). آسیب­شناسی بافتی در مطالعه حاضر نشان داد که اختلال در اسپرماتوژنز ناشی از استرس گرما را می­توان با مصرف عصاره زنجبیل به طور نسبی بهبود بخشید.

   مطالعات نشان داده­اند که گرما باعث القاء مرگ سلولی در بیضه­ها می­شود (Babaei et al., 2007). بررسی­های انجام شده توسط خان و براون در سال 2002 مشخص کرده است که مرگ سلول­های بیضه در اثر گرما بیشتر در اسپرماتوسیت­های اولیه میوتیک و اسپرماتوگونی میتوتیک ایجاد می­شود (Khan and Brown, 2002).آلان و همکاران مدعی هستند که مرگ سلولی در بیضه در اثر گرما به طور عمده بر اثر نکروز اتفاق می­افتد نه به دلیل آپوپتوز، هرچند که این آسیب با التهاب همراه نمی­باشد (Allan et al., 1987). با این حال، مطالعات بعدی نشان داده­اند که آپوپتوز در این میان موثرتر می­باشد (Lue et al., 2000). در کل، به نظر می­رسد مکانیسم مرگ سلول­های بیضه در اثر استرس گرما مربوط به آپوپتوز باشد نه نکروز و ممکن است در اثر فعالیت گونه­های واکنشی اکسیژن (ROS)، پروتئین سرکوب کننده تومور P53، آنزیم نیتریک اکساید سنتاز (NOS)، انتقال عامل پیش­آپوپتوتیک Bax از سیتوپلاسم به یک موقعیت دور هسته و رها شدن سیتوکروم C و تعدادی از کاسپازها از میتوکندری باشد (Setchell, 2006).

   در بررسی حاضر افزایش سطح MDA در بیضه موش متعاقب حرارت اسکروتوم نشان می­دهد که استرس اکسیداتیو توسط رادیکال­های آزاد یکی از مکانیسم­های ممکن در پاتوفیزیولوژی آسیب ناشی از گرما در بیضه است. ایشی و همکاران در سال 2005 نشان داده­اند که تخلیه آنزیم سوپراکسید دیسموتاز از بدن موش­ها باعث شده است که این موش­ها نسبت به آسیب ناشی از افزایش دما در بیضه­ها بسیار حساس­تر باشند (Ishii et al., 2005). تحقیقات نشان داده است که غشای پلاسمایی اسپرم حاوی مقادیر زیادی از اسیدهای چرب غیر اشباع است که باعث حساسیت ویژه آن به آسیب پراکسیداتیو می­شود. پراکسیداسیون لیپیدی ساختار ماتریکس لیپیدی را در غشاهای اسپرماتوزوا تخریب می­کند که با فقدان تحرک و نقص در تمامیت غشا سلول همراه است (de Lamirande et al., 1997; Sonmez et al., 2005).

   در مطالعه ما، مصرف زنجبیل باعث کاهش میزان MDA بیضه شده است که نشان می­دهد مصرف زنجبیل باعث کنترل و بهبود وضعیت اکسیدانی-آنتی­اکسیدانی بیضه شده است. همچنین نتایج بررسی­های ما نشان داد که درمان با زنجبیل به طور قابل توجهی فعالیت آنزیم‌های آنتی­اکسیدانی بیضه را در موش­های واقع در معرض استرس گرمایی کیسه بیضه (اسکروتوم)، بهبود می­بخشد. افزایش فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدان و کاهش مقدار MDA بافت بیضه در موش­های درمان شده با زنجبیل که در معرض استرس گرمایی اسکروتوم بوده­اند، خواص آنتی­اکسیدانی و ضد پراکسیداسیون لیپیدی زنجبیل را تایید می­کند. بنابراین، توضیح دیگر برای بهبود آسیب بیضه در موش­های تحت استرس گرمایی کیسه بیضه که با زنجبیل درمان شده­اند، کاهش سطح MDA بیضه و مرمت فعالیت آنزیم‎های آنتی اکسیدانی آن می­باشد.

   با توجه به اینکه زمان مورد نیاز برای شروع تقسیم سلول­های بنیادی تا شکل­گیری اسپرم در موش حدود 35 روز است (de Rooij and Russell, 2000)، بنابراین، دوره زمانی انتخاب شده در مطالعه حاضر برای پایش بر روند بهبود اسپرماتوژنز توسط اسپرماتوگونی‌های بازمانده در هر دو گروه استرس گرما و تیمار با زنجبیل کافی بوده است. با توجه به گزارش ستچل در سال 1998، بهبود در اسپرماتوژنز، حدود 40 روز پس از قرار گرفتن در معرض گرما ایجاد می­شود (Setchell, 1998)، اما یافته­های ما نشان داد که بیش از 50 روز به بهبودی کامل نیاز است و درمان با زنجبیل قادر به کاهش مدت زمان بهبودی است.

   نتایج این مطالعه نشان داد که عصاره ریزوم زنجبیل باعث بهبود آسیب بافت بیضه ناشی از استرس گرما در موش می­شود، که اثرات مفید فوق را می­توان به خواص آنتی­اکسیدانی آن و توانایی در پاکسازی رادیکال­های آزاد نسبت داد. بنابراین، استفاده از زنجبیل در موارد آسیب بیضه ناشی از استرس گرما پیشنهاد می­شود. تعیین اثرات سمی مصرف دراز مدت عصاره ریزوم زنجبیل و اثرات محافظتی آن در دوزهای مختلف نیاز به مطالعات آتی دارد.

  • Abshenas, J., Babaei, H., Zare, M.H., Allahbakhshi, A. and Sharififar F. (2011). The effects of green tea (Camellia sinensis) extract on mouse semen quality after scrotal heat stress. Veterinary Research Forum, 2(4): 242-247.
  • Aebi, H. (1984). Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105: 121-126.
  • Allan, D.J., Harmon, B.V. and Kerr, J.F.R. (1987). Cell death in spermatogenesis. In: Perspectives on mammalian cell death. Potten, C.S. editor.  UK: Oxford University Press, pp: 229-258.
  • Altman, R.D. and Marcussen, K.C. (2001). Effects of a ginger extract on knee pain in patients with osteoarthritis. Arthritis and Rheumatism, 44(11): 2531-2538.
  • Babaei, H., Derakhshanfar, A., Kheradmand, A. and Bazy, J. (2007). Zinc modulates heat-induced degenerative effects inmice testes. Iranian Journal of Veterinary Research, 8(4):298-303.
  • Beyer, W.E. and Fridovich, I. (1987). Assaying for superoxide dismutase activity: some large consequences of minor changes in conditions. Analytical Biochemistry, 161(2): 559-566.
  • Boran, C. and Ozkan, K.U. (2004). The effect of zinc therapy on damaged testis in prepubertal rats. Pediatric Surgery International, 20(6): 444-448.
  • Buege, J.A. and Aust, S.D. (2000). Microsomal lipid peroxidation. Methods in Enzymology, 1984; 105: 302-310.
  • Burns, M.M. (2000). Alternative medicine: Herbal preparation. Clinical Pediatric Emergency Medicine, 1(2): 186-190.
  • Chandra, A. and Stephen, E.H. (1998). Impaired fecundity in the United States: 1982-1995. Family Planning Perspectives, 30(1): 34-42.
  • D'Cruz, S.C., Vaithinathan, S., Jubendradass, R. and Mathur, P.P. (2010). Effects of plants and plant products on the testis.Asian Journal of Andrology, 12(4): 468-479.
  • de Lamirande, E., Jiang, H., Zini, A., Kodama, H. and Gagnon, C. (1997). Reactive oxygen species and sperm physiology. Reviews of Reproduction, 2(1): 48-54.
  • de Rooij, D.G. and Russell, L.D. (2000). All you wanted to know about spermatogonia but were afraid to ask. Journal of Andrology, 21(6): 776-798.
  • Flohe, L. and Gunzler, W.A. (1984). Assays of glutathione peroxidase. Methods in Enzymology, 105: 114-121.
  • Ikeda, M., Kodama, H., Fukuda, J., Shimizu, Y., Murata, M., Kumagai, J., et al. (1999). Role of radical oxygen species in rat testicular germ cell apoptosis induced by heat stress. Biology of Reproduction, 61(2): 393-399.
  • Ishii, T., Matsuki, S., Iuchi, Y., Okada, F., Toyosaki, S., Tomita, Y., et al. (2005). Accelerated impairment of spermatogenic cells in SOD1-knockout mice under heat stress. Free Radical Research, 39(7): 697-705.
  • Kavoli Haghighi, M. and Tooliat, T. (2002). Ginger (Zingiber officinale Roscoe). Journal of Medicinal Plants Research, 1(1): 19-28.
  • Khaki, A., Fathiazad, F., Nouri, M., Khaki, A.A., Ozanci, C.C., Ghafari-Novin, M., et al. (2009). The effects of Ginger on spermatogenesis and spermparameters of rat. Iranian Journal of Reproductive Medicine, 7(1): 7-12.
  • Khan, V.R. and Brown, I.R. (2002). The effect of hyperthermia on the induction of cell death in brain, testis, and thymus of the adult and developing rat. Cell Stress Chaperon, 7(1): 73-90.
  • Kim, Y.H., Kim, G.H., Shin, J.H., Kim, K.S. and Lim, J.S. (2010). Effect of Korea Red Ginseng on Testicular Tissue Injury after Testicular Torsion and Detorsion. Korean Journal of Urology, 51(11): 794-799.
  • Lue, Y., Sinha Hikim, A.P., Wang, C., Im, M., Leung, A. and Swerdloff, R.S. (2000). Testicular heat exposure enhances the suppression of spermatogenesis by testosterone in rats: the “two-hit” approach to male contraceptive development. Endocrinology, 141(4): 414-424.
  • Meistrich, M., Eng, V. and Loir, M. (1973). Temperature effects on the kinetics of spermatogenesis in the mouse. Cell Proliferation, 6(4): 379-393.
  • Setchell, B.P., Ploen, L. and Ritzen, E. (2001). Reduction of long term effects of local heating of the testis by treatment of Rats with a GnRH agonist and an antiandrogen. Reproduction, 122: 255-263.
  • Setchell, B.P. (2006). The effects of heat on the testes of mammals.  Animal Reproduction Science, 3(2): 81-91.
  • Setchell, B.P. (1998). The parkes lecture: heat and the testis. Journal of Reproduction and Fertility, 114(2): 179-194.
  • Sonmez, M., Turk, G. and Yuce, A. (2005). The effect of ascorbic acid supplementation on sperm quality, lipid peroxidation and testosterone levels of male Wistar rats. Theriogenology,63(7): 2063-2072.
  • Verma, R.J. and Asnani, V. (2007). Ginger extract ameliorates Paraben induced biochemical changes in liver and kidney of mice. Acta Poloniae Pharmaceutica-Drug Research, 64(3): 217-220.
  • WHO Protocol CG-06. (1983). APJF/IP 1001A, World Health Organisation: Geneva.
  • World Health Organization. (2000). WHO Manual for the Standardized Investigation and Diagnosis of the Infertile Couple. Cambridge: Cambridge University Press.
  • World Health Organization. (2002). Traditional Medicine Strategy 2002-2005. Geneva.