Abstract Original Article
Samira Ezi[1], Mehran Hosseini[2], Mahsa Hassanzadeh-Taheri[3], Farnaz Jahani3, Mohammad Afshar[4], Mohammad Mehdi Hassanzadeh-Taheri[5],
Background and Aim: Male infertility is increasing worldwide. There is now emerging evidence that nutritional status is regarded as a critical determinant of normal reproductive function. Hence, today, the role of dietary nutrition has attracted the attention of researchers. Thus, the present study was conducted to elucidate the effects of tail fat (TF) enriched diet on male rat reproductive function.
Materials and Methods: In this experimental study, 30 adult male Wistar rats were randomly allocated into three equal groups and were fed with either standard diet (control) or standard diet enriched with 10 % of TF oil or standard diet enriched with 20% TF for 5 consecutive months. Finally, the rats were euthanized, the weights of their bodies, and their testes were measured. Then, the testes were dissected and the sections were stained with Hematoxylin-Eosin for quantitative histopathological examination. Besides, blood samples were collected for testosterone (T) assessment.
Results: Compared to the control group, the rats fed with a diet enriched with 20% TF had significantly (P≤0.05) more body weight, while, their testes weight significantly (P≤0.0001) decreased. Also, histological changes showed that TF, in a dose dependence manner, significantly decreased germinal layer, seminiferous area, and spermatogonia number in the rats’ testes. There was no significant difference in T concentration between the groups.
Conclusion: It was clearly found that excessive and long term intake of TF can be causative of hypogonadism and increase infertility in male rats.
Key Words: Male infertility, Testis, Hypogonadism, Animal fat, Rat.
Journal of Birjand University of Medical Sciences. 2016; 23 (1): 1-10.
Received: February 20, 2016 Accepted: April 23, 2016
سمیرا ایزی[6]، مهران حسینی[7]، مهسا حسنزاده طاهری[8]، فرناز جهانی3، محمد افشار[9]،
محمدمهدی حسنزاده طاهری[10]
چکیده
زمینه و هدف: آمار جهانی ناباروری در مردان در حال افزایش است. یافتههای اخیر نشان میدهد که وضعیت تغذیهای، تعیینکننده عملکرد طبیعی سیستم تولید مثل میباشد؛ از این رو توجه دانشمندان به نقش مواد مغذی خوراکی جلب شده است. مطالعه حاضر بهمنظور ارزیابی اثرات مصرف رژیم غذایی حاوی روغن دنبه بر عملکرد تولید مثلی موشهای صحرایی نر طراحی و اجرا گردید.
روش تحقیق: در این مطالعه تجربی، 30 سر رت نر بالغ نژاد ویستار بهطور تصادفی به سه گروه مساوی تقسیم شدند. گروهها بهترتیب با غذای استاندارد حیوانات آزمایشگاهی (کنترل)؛ غذای استاندارد حاوی 10درصد روغن دنبه و غذای استاندارد حاوی 20درصد روغن دنبه، بهمدت 5 ماه متوالی تغذیه شدند. پس از 5 ماه، حیوانات مورد آسانکشی قرار گرفتند و وزن بدن و وزن بیضه آنها تعیین گردید. نمونه بیضه برای مطالعه بافتشناسی تهیه و مقاطع با روش هماتوکسیلین و ائوزین رنگآمیزی شدند و مورد آنالیز کمّی قرار گرفتند. نمونه خون موشها برای تعیین غلظت پلاسمایی هورمون تستوسترون استحصال گردید.
یافتهها: در مقایسه با گروه کنترل، موشهای دریافتکننده رژیم حاوی 20 درصد روغن دنبه بهطور معنیداری دارای وزن بدن بیشتر و وزن بیضه کمتر بودند. همچنین تغییرات بافتی نشان داد که روغن دنبه به صورت وابسته به دوز، سبب کاهش معنیدار در تعداد اسپرماتوگونیها، ضخامت لایه زایشی و مساحت لولههای اسپرمساز شد. غلظت تستوسترون در بین گروهها اختلاف معنیداری را نشان نداد.
نتیجهگیری: مصرف طولانیمدت و زیاد روغن دنبه میتواند سبب ایجاد هیپوگنادیسم و افزایش احتمال ناباروری در موش صحرایی نر گردد.
واژههای کلیدی: ناباروری مردان، بیضه، هیپوگنادیسم، روغن حیوانی، رت
مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند. 1395؛ دوره 23 (1): 1-10.
دریافت: 01/12/1394 پذیرش: 04/02/1395
مقدمه
همزمان با افزایش آمار جهانی ناباروری در مردان، در سه دهه اخیر بروز چاقی در بین مردان واقع در سنین باروری نیز حدود سه برابر افزایش داشته است (1). دانشمندان با انجام مطالعات مختلف، بین افزایش چاقی و کاهش باروری در جنس مذکر وجود ارتباطاتی را گزارش کردهاند (2). مطالعات اخیر شواهدی را فراهم ساختهاند که نشان میدهند اثرات بد چاقی بر سیستم تولیدمثلی جنس مذکر تنها محدود به کاهش کیفیت اسپرمها نمیشود، بلکه چاقی میتواند با ایجاد آسیبهایی در سطح مولکولی و بر سطح سلولهای زایای بیضه، سبب اختلال در تولید، بلوغ و عملکرد اسپرمها گردد (3). نکته جالب پژوهشهای اخیر این است که چاقی و رژیم غذایی والد نر میتواند با بروز بیماریهای متابولیک و نقایص عملکرد جنسی در فرزندان (نر و یا ماده) نیز ارتباط داشته باشد. یافتههای اخیر دانشمندان (5-3 سال گذشته) نیز به این مطلب دامن زده است که رژیم غذایی و چاقی در جنس مذکر میتواند با ایجاد مکانیسمهای اپیژنتیک، ساختارهای مولکولی سلولهای جنسی را دچار تغییر نماید (4). این یافتهها سبب شده است که نقش اثرگذار سلامت مردان بر سیمای سلامتی و بیماری نسل آینده، پر رنگتر از گذشته مطرح شود. از این رو امروزه انجام مطالعات در حیطه بررسی اثرات رژیمهای غذایی بر عملکرد تولید مثلی جنس مذکر افزایش یافته است.
در حال حاضر تخمین زده میشود 80-60 میلیون زوج در سراسر دنیا از ناباروری رنج میبرند (5). شیوع ناباروری در ایران در مناطق مختلف متفاوت است؛ با این حال میانگین کل ناباروری در ایران 9/10% گزارش شده است (6). بررسیها نشان میدهند در طول 50 سال گذشته، غلظت اسپرمی مایع انزالی تا حدود 40درصد کاهش یافته است (7). عوامل متعددی در کاهش توان باروری مردان نقش دارند که از آن بین میتوان به موارد مهمی نظیر: ناهنجاریهای مادرزادی دستگاه ادرای- تناسلی، بیماریهای عفونی، واریکوسل، اختلالات اندوکرینی، اختلالات ژنتیکی و عوامل ایمونولوژیکی اشاره داشت (8). با این حال در 70-60 درصد موارد ناباروری در مردان، نمیتوان علت مشخصی را پیدا کرد (9).
بررسی منابع علمی نشان میدهند که عادات غذایی بهعنوان شاخصه اصلی سبک زندگی، میتواند اثر قابل توجهی بر سیستم باروری در جنس مذکر داشته باشد (10، 11). گسترش مصرف مواد غذایی حاوی اسیدهای چرب اشباع و اسیدهای چرب غیراشباع ترانس و همچنین کاهش مصرف مواد غذایی حاوی آنتیاکسیدانها و اسیدهای چرب ضروری مانند: میوهها، سبزیجات و غذاهای دریایی، میتوانند اثرات زیانباری بر باروری مردان داشته باشند (5). تاکنون مطالعات زیادی در خصوص اثرات روغنهای خوراکی مختلف بر سیستم باروی انسان انجام شده است. بهعنوان مثال، عمده تحقیقات نشان میدهند که مصرف روغنهای حاوی اسیدهای چرب اشباع، اثرات زیانباری بر باروری در هر دو جنس مرد و زن دارند (12، 13). تاکنون بررسی اثرات روغنهای خوراکی چون: زیتون، کنجد، پنبهدانه، چربی خوک و ... بر سیستم باروری چه در مدلهای حیوانی و چه در تحقیقات انسانی انجام شده است (14-17).
روغن دنبه، از دسته روغنهای حیوانی است و خاص کشورهای منطقه خاورمیانه و آفریقا میباشد. بر اساس آمار، هر ساله در کشور ایران حدود 50000 تن دنبه تولید و به مصرف خوراکی میرسد (18). با این حال در بررسیهای پژوهشگران این مطالعه، مطالعهای که اثرات این روغن را بر بیماریهای متابولیک و یا اختلالات باروری مورد پژوهش قرار داده باشد، یافت نشد. از طرفی با رشد توصیههای طب سنتی در سالهای اخیر، تناقضاتی در مضر بودن یا سودمندی این روغن بهوجود آمده است که ضرورت انجام تحقیقات بیشتر بر روی این روغن خوراکی را ایجاب میکند. بنابراین با توجه به فقدان مطالعات انجامشده بر روی روغن دنبه، این پژوهش بهمنظور بررسی اثرات مصرف بلند مدّت این چربی بر روی عملکرد جنسی موشهای صحرایی نر نژاد ویستار، طراحی و اجرا گردید.
روش تحقیق
در این پژوهش تجربی، از رتهای نر نژاد ویستار با دامنهی وزنی 250-200 گرم (سن 6 هفته) استفاده شد. حیوانات بهمدّت یکهفته بدون انجام مداخله برای تطابق با شرایط محیط نگهداری (دمای 25-21 درجه سانتیگراد و سیکل نور/روشنایی 12 ساعته)، درون قفسهای استاندارد از جنس پلیاتیلن در محل آزمایشگاه حیوانات مرکز تحقیقات طب تجربی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند نگهداری گردیدند. در طول اجرای طرح، رتها دسترسی آزاد به غذای استاندارد حیوانات آزمایشگاهی (شرکت جوانه خراسان- مشهد) و آب شهری سالم داشتند.
روغن دنبه پس از تهیه دنبه تازه به روش معمول استحصال گردید. بهطور خلاصه پس از چرخکردن دنبه، آن را تحت حرارت ملایم قرار داده تا بهطور تدریجی از حالت جامد به مایع تبدیل شود؛ سپس قسمت مایع آن به کمک صافی از رسوبات آن جدا گردیده و مورد استفاده قرار گرفت. از نمونه روغن بهدستآمده، با استفاده از دستگاه کروماتوگراف گازی (YL 6000, Korea) و براساس استانداردهای ISO 5508(ISIR 4090) و ISO 5509 (ISIRI 4091) پس از سه مرتبه تکرار آزمایش، درصد اسیدهای چرب تشکیلدهنده آن اندازهگیری گردید.
روغن دنبه با غلظتهای 10 و 20 درصد در غذای استاندارد حیوانات آزمایشگاهی (شرکت جوانه خراسان- مشهد) اضافه و بهصورت پلت در آمد. بهعنوان مثال برای تهیه رژیم 10درصد، 10گرم روغن دنبه به 90گرم غذای استاندارد اضافه شد. تعیین غلظتهای 10 و 20 درصد به نحوی بود که در بالاترین غلظت (20درصد)، درصد تأمین انرژی از منبع چربی، از 36درصد تجاوز نکند. بر اساس مطالعات قبلی، رژیمهای غذایی که چربی در آنها تأمینکننده 45-20 درصد انرژی میباشند، رژیمهای مناسبی برای بررسی اثرات چربیها و روغنها در نظر گرفته میشوند.
30 سر رت نر بالغ به روش انتخاب تصادفی ساده، به سه گروه دهتایی تقسیم شدند و به شرح زیر بهمدت 5ماه متوالی بهصورت روزانه با رژیمهای مرتبط تغذیه شدند:
3 گروه TF10: دریافتکننده غذای حاوی 10درصد روغن دنبه؛
3 گروه TF20: دریافتکننده غذای حاوی 20درصد روغن دنبه؛
3 گروه کنترل: دریافتکننده غذای معمول حیوانات آزمایشگاهی.
در طول مدت انجام مطالعه، غذای مرتبط با هر گروه بهصورت دسترسی آزاد در اختیار موشها قرار داشت؛ به نحوی که همیشه بیش از مصرف روزانه موشها، غذا در اختیار حیوانات قرار میگرفت. پس از گذشت 5 ماه، تمامی موشهای نر، توزین و بهوسیله دیاتیلاتر مورد آسانکشی و خونگیری قرار گرفتند. بیضه راست هر موش برداشته شد و پس از توزین در محلول فیکساتیو بوئن تثبیت گردید. از نمونه بیضه، به روش معمول بافتشناسی، مقاطع بافتی تهیه و با روش هماتوکسیلین و ائوزین مورد رنگآمیزی قرار گرفت. برای ارزیابی تغییرات بافتی از هر موش سه لام (9 مقطع) و از هر لام 10 فیلد میکروسکوپی و در هر فیلد بین 4 تا 10 لوله اسپرمساز (حداقل900 لوله اسپرم ساز برای هر گروه) با درشتنماییهای 100 برابر (برای اندازهگیری مساحتها) و 400 برابر (برای شمارش اسپرماتوگونیها) بهوسیله میکروسکوپ نوری Olympous, Japan)) مشاهده و تصاویر توسط دوربین دیجیتال (BX51, Japan) کالیبرهشده توسط لام هموسیتومتر متصل به میکروسکوپ، تهیه گردید. در مجموع 2700 لوله اسپرمساز توسط نرمافزار آنالیز تصاویر میکروسکوپی ( Image J 1.44p; National inistitute of Health, USA )، مورد اندازه گیری کمّی قرار گرفتند. تعداد اسپرماتوگونیها، ضخامت اپیتلیوم زایشی و مساحت کل لولههای اسپرمساز برای تمام مقاطع، اندازهگیری گردید. غلظت پلاسمایی هورمون تستوسترون نیز بهروش الایزا و با استفاده از کیت (IBL, Flughafenstrasse, 52a, Hamburg D-22335, Germany) مورد سنجش قرار گرفت.
در این پژوهش، کار با حیوانات بر اساس پروتکلهای اخلاق کار با حیوانات آزمایشگاهی و چکلیست تهیهشده توسط مرکز تحقیقات طب تجربی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، با تکیه بر ایجاد حداقل درد و رنج و همچنین استفاده از کمترین تعداد قابل قبول، صورت پذیرفت.
نتایج توصیفی بهصورت میانگین ± انحراف معیار آورده شده است. برای مقایسه متغیرهای پارامتریک (وزن بدن، وزن بیضه، غلظت تستوسترون و تعداد اسپرماتوگونیها) در بین گروهها، از آزمون آماری ANOVA و تست تعقیبی Tukey و برای مقایسه درجات هیستوپاتولوژیک (مساحت لولههای اسپرمساز و مساحت اپیتلیوم زایشی) بین گروههای مورد مطالعه، از آزمون ناپارامتری Kruskal-Wallis H و در صورت معنیدار بودن آزمون مذکور، از تست ناپارامتری Mann-Whitney U با اصلاح Bonferroni مقایسههای زوجی (برای کنترل خطای نوع اول) صورت پذیرفت. اختلافات در سطح 05/0 معنیدار تلقّی شدند. از آزمون Kolmogorov-Smirnov نیز برای تعیین نرمالبودن توزیع دادهها استفاده شد. برای انجام آزمونهای آماری ذکرشده، از نرمافزارآماری SPSS (ویرایش 18) استفاده گردید.
یافتهها
درصد اسیدهای چرب اشباع و غیر اشباع موجود در روغن دنبه در جدول یک ثبت گردیده است. همانطور که مشاهده میشود، روغن دنبه از حدود 51درصد اسیدهای چرب اشباع و 47درصد از اسیدهای چرب غیر اشباع تشکیل شده است. میانگین اسیدهای چرب غیر اشباع ترانس روغن دنبه حدود 7درصد بود.
جدول 1- ترکیب اسیدهای چرب روغن دنبه
اسیدهای چرب اشباع |
درصد |
اسیدهای چرب غیراشباع |
درصد |
C4 |
03/0±11/0 |
C8:1 |
± 5/0 02/0 |
C6 |
05/0±61/1 |
C10:1trans |
- |
C8 |
01/0±40/0 |
C10:1Cis |
- |
C10 |
02/0±3/0 |
C12:1trans |
2/0±000/0 |
C12 |
06/0±41/0 |
C12:1Cis |
3/0±000/0 |
C13 |
- |
C14:1trans |
01/0 ± 4/0 |
C14 |
3/6 ± 34/0 |
C14:1Cis |
4/2±03/0 |
C15 |
4/0 ± 01/0 |
C16:1trans |
- |
C16 |
05/1± 8/24 |
C16:1Cis |
9/3±05/0 |
C17 |
17/0±13/2 |
C17:1trans |
- |
C18 |
53/1±90/12 |
C17:1cis |
- |
C20 |
C18:1n-9Cis |
9/37±21/3 |
|
C22 |
- |
C18:2n-9Cis |
4/2±07/0 |
C24 |
- |
C18:3n-3Cis |
4/0±000/0 |
- |
C20:1 |
2/0±000/0 |
|
C24:1 |
- |
||
درصد کل |
±47/51 23/1 |
درصد کل |
81/3 ± 39/46 |
نتایج وزن موشها، وزن بیضهها و غلظت هورمون تستوسترون در جدول 2 آورده شده است. مقایسه میانگین مقادیر وزن موشها و وزن بیضه آنها با آزمون ANOVA در بین گروهها، اختلاف معنیداری را نشان داد (همگی 0001/0P≤). اما مقایسه غلظت تستوسترون در بین گروهها با این آزمون نشان داد که اختلاف معنیداری بین گروهها وجود ندارد (55/0P=).
مقایسه میانگین وزن موشها پس از 5 ماه دریافت رژیمهای غذایی نشان داد که موشهای دریافتکننده رژیم غذایی حاوی 20درصد روغن دنبه در مقایسه با گروه کنترل سالم وزن بیشتری داشتند (03/0P=)؛ همچنین وزن بیضه موشهای دریافتکننده رژیم حاوی 20درصد روغن دنبه بهطور معنیداری کمتر (0001/0P≤) از گروه کنترل بود.
بررسی بافتشناسی نمونههای بیضه نشان داد که در موشهای دریافتکننده رژیم غذایی استاندارد، اسپرماتوژنز کامل در حال انجام بوده و سلولهای اسپرماتوگونی، اسپرماتوسیت، اسپرماتوزوا و لایدیگ بدون هیچ ضایعهای قابل مشاهده بودند (شکل 1). مقایسه تعداد اسپرماتوگونیها در بین گروهها اختلاف معنیداری را نشان داد (0001/0P≤). مقایسه مساحت لولههای اسپرمساز و همچنین ضخامت لایه زایشی این لولهها در گروههای مورد مطالعه با آزمون Kruskal-Wallis نشان داد که اختلاف معنیداری در بین گروهها در هر دوی این پارامترها وجود داشت (هر دو، 0001/0P≤)
جدول 2- مقایسه میانگین پارامترهای وزن موش، وزن بیضه و غلظت پلاسمایی هورمون تستوسترون در بین گروههای مورد مطالعه
پارامتر |
گروه |
||
(ng/mL) تستوسترون |
(g) وزن بیضه |
(g) وزن بدن |
|
18/0 ± 09/1 |
19/0±66/1 |
87/19±63/304 |
رژیم غذایی استاندارد (کنترل) |
04/0 ± 40/1 |
12/0±66/1 |
25/21±75/337 |
رژیم حاوی 10 درصد روغن دنبه |
07/0 ± 43/1 |
64/0±99/0* |
78/18±25/402* |
رژیم حاوی 20 درصد روغن دنبه |
آنالیز آماری مورد استفاده، تحلیل واریانس یکطرفه و آزمون تعقیبی Tukey میباشد. مقادیر بهصورت میانگین±انحرافمعیار برای 10 سر موش صحرایی برای هر گروه ارائه شده است.*تفاوت معنیدار (05/0P≤) در مقایسه با گروه کنترل.