Επιπτώσεις των μεταβολικών διαταραχών και των γλυκοτοξινών στο αναπαραγωγικό σύστημα αρρένων μυών και επίμυων

Abstract

Obesity represents a route to broad physiological dysfunction affecting major organs including male urogenital system. Hyperglycemia, hyperlipidemia and oxidative stress associated with obesity augment the formation of reactive metabolic byproducts, namely advanced glycation end products (AGEs), leading to increased tissue deposition and damage. The exogenous intake and the endogenous accumulation of AGEs contribute to metabolic and reproductive abnormalities in both females and males. The present study assessed the effects of a diet high in saturated fatty acids (SAFA) on the lipid and metabolic profile (AGE levels, oxidative stress) as well as pathogenic (AGE, RAGE expression, apoptosis) and morphometric parameters of male reproductive system in vivo. Effects of switching to a diet rich in monounsaturated fatty acids (MUFA) or equal in the proportion MUFA to SAFA were further investigated. SAFA-fed animals were characterized by increased serum lipid concentrations (p < .05) compared to controls, but AGEs and peroxide levels were not significantly different across the different experimental groups. Elevated AGE deposition was detected for the first time in germ cells with a higher staining intensity in animals on the SAFA diet, compared to MUFA or MUFA-SAFA-fed animals or the control samples (p = .018). In Leydig cells, AGE localization was higher in the entire cohort of high-fat fed animals compared to controls (p < .05). High-fat fed mice displayed enhanced apoptosis compared to controls (p < .005). Furthermore, prostatic tissue demonstrated reduction in epithelial folding, an effect which was significantly reversed after MUFA diet administration. Our findings provide the basis for further investigation of AGE–RAGE axis in testicular and prostatic disturbances associated with diet-induced obesity. Simple dietetic intervention has beneficial effects on metabolic dysfunction of reproductive system before overt manifestations, indicating glycation as a promising therapeutic target.

Η παχυσαρκία αποτελεί συστηματική διαταραχή με επιπτώσεις σε διάφορα όργανα μεταξύ των οποίων και το ουροποιογεννητικό σύστημα. Η υπεργλυκαιμία, η υπερλιπιδαιμία και το οξειδωτικό stress, στα πλαίσια της παχυσαρκίας οδηγούν στο σχηματισμό τοξικών μεταβολικών προϊόντων, των τελικών προϊόντων προχωρημένης γλυκοζυλίωσης (advanced glycation end products - AGEs), που εναποτίθενται στους ιστούς με βλαπτικές επιδράσεις. Η εξωγενής πρόσληψη και η ενδογενής συσσώρευση συμβάλλουν στην παθογένεια μεταβολικών και αναπαραγωγικών διαταραχών τόσο σε άνδρες όσο και σε γυναίκες. Η παρούσα μελέτη αξιολόγησε την επίδραση διατροφής υψηλής περιεκτικότητας σε κορεσμένα λιπαρά οξέα [saturated fatty acids (SAFA)] στο λιπιδαιμικό και μεταβολικό προφίλ (επίπεδα AGE, οξειδωτικό stress) καθώς επίσης και στις ιστοπαθολογικές (έκφραση AGE, RAGE, απόπτωση) και μορφομετρικές παραμέτρους του αναπαραγωγικού συστήματος αρρένων μυών C57BL6 in vivo. Μετά την εκδήλωση παχυσαρκίας τα αποτελέσματα της χορήγησης διατροφής πλούσιας σε μονοακόρεστα λιπαρά οξέα [monounsaturated fatty acids (MUFA)] ή ίσης περιεκτικότητας MUFA και SAFA εκτιμήθηκαν. Τα πειραματόζωα της ομάδας SAFA παρουσίασαν υψηλές συγκεντρώσεις χοληστερόλης (p < .05) σε σύγκριση με τους μάρτυρες, ενώ τα επίπεδα AGE και υπεροξειδίων δεν διέφεραν στατιστικά σημαντικά μεταξύ των διαφόρων ομάδων πειραματισμού. Αυξημένη εναπόθεση AGE ανιχνεύθηκε για πρώτη φορά στα γαμετικά κύτταρα με υψηλότερη ένταση χρώσης σε ζώα με υψηλή σε SAFA διατροφή, σε σύγκριση με τη MUFA ή MUFA-SAFA τροφή ή τους μάρτυρες (p = .018). Στα κύτταρα Leydig, η εντόπιση AGE ήταν υψηλότερη στην ομάδα πειραματοζώων με τροφή υψηλή σε λιπαρά σε σύγκριση με τους μάρτυρες (p < .05). Επίσης παρουσιάζουν αυξημένο αποπτωτικό δείκτη στα σπερματικά τους κύτταρα (p < .005). Επιπλέον παρατηρήθηκε μείωση της πτύχωσης του βλεννογόνου του προστάτη των ζώων, η οποία αντιστράφηκε μετά τη χορήγηση της τροφής MUFA. Τα αποτελέσματα αυτά αποτελούν το έναυσμα για περαιτέρω διερεύνηση του ρόλου του άξονα AGE–RAGE σε διαταραχές των όρχεων και του προστάτη στα πλαίσια της προκαλούμενης από τη διατροφή παχυσαρκίας. Απλές διατροφικές παρεμβάσεις θα μπορούσαν να έχουν ευεργετική επίδραση στη μεταβολική δυσλειτουργία του αναπαραγωγικού συστήματος πριν την εκδήλωση συστηματικών μεταβολικών διαταραχών, υποδεικνύοντας τη γλυκοζυλίωση ως υποσχόμενο θεραπευτικό στόχο.