PRIMERA PART L'equinacòsid augmenta la quantitat d'espermatozoides a les rates dirigint-se al receptor d'andrògens hipotalàmics

Com l'echinacòsid estimula els estrògens i augmenta el nombre d'espermatozoides?

Zhihui Jiang1,2, Bo Zhou2, Xinping Li2, Gordon M. Kirby3 i Xiaoying Zhang1,2

La infertilitat masculina és un problema de salut important amb una prevalença estimada del 4,2% de la infertilitat masculina a tot el món. Els nostres primers treballs van demostrar que els extractes de Cistanche protegeixen contra el dany de l'esperma en ratolins i aixòequinacòsid(ECH) és un dels principals components actius. Aquí us informem d'un paper essencial perECH, un producte natural que reverteix o protegeix contra l'oligo com l'aspèrmia en rates.ECHes va analitzar per HPLC, es va avaluar la quantitat i la qualitat dels espermatozoides i es van determinar els nivells d'hormones mitjançant un assaig d'absorbent radioimmu. ECH va reduir els nivells de receptor d'andrògens (AR) i clauGens relacionats amb esteroidogènics determinats per Western blot i anàlisi qPCR. La interacció entreECHi AR es va avaluar mitjançant ELISA indirecte i acoblament molecular. Els resultats mostren que l'ECH combinat amb l'AR hipotalàmic a la butxaca de Met-894 i Val-713 inhibeix la transferència d'AR deel citoplasma als nuclis de l'hipotàlem. Tot i que es va inhibir la retroalimentació negativa de la regulació de les hormones sexuals, es va estimular la retroalimentació positiva per augmentar la secreció d'hormona luteïnitzant i testosterona, millorant posteriorment la quantitat d'esperma. En conjunt, aquestes dades ho demostrenaixòECHbloqueja l'activitat AR a l'hipotàlem per augmentar la quantitat d'esperma i protegir contra l'oligoaspèrmia en rates.

Per a més informació poseu-vos en contacte amb:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola té molts efectes, feu clic aquí per saber-ne més

La producció de testosterona a les cèl·lules testiculars està fortament regulada per l'eix hipotàlem-hipofisi-gonadal (HPG) mitjançant la formació d'un bucle de retroalimentació homeostàtica1. L'hormona alliberadora de gonadotrofina (GnRH), secretada per l'hipotàlem, pot estimular la secreció de l'hormona luteïnitzant (LH) de la glàndula pituïtària, que estimula encara més la producció de testosterona a les cèl·lules testiculars de Leydig. La testosterona és biosintetitzada per una sèrie d'enzims esteroidogènics. Com a una de les vies principals, la proteïna reguladora aguda esteroidogènica (StAR) pot transportar el colesterol des de fonts intracel·lulars cap als mitocondris2 on està exposada a l'enzim d'escissió de la cadena lateral del colesterol (CYP11A1), 3 -hidroxiesteroide deshidrogenasa (HSD3), { {10}}hidroxilasa (CYP17A1) i 17 hidroxiesteroide deshidrogenasa (HSD 17 ) que catalitzen la conversió del colesterol en testosterona3,4. Aleshores, la testosterona es retroalimenta negativament a l'element HPG per regular a la baixa la secreció de LH de manera dependent de la dosi.

L'efecte de la testosterona en el bucle de retroalimentació de l'eix HPG es produeix en unir-se al receptor d'andrògens (AR), que es troba tant a l'hipotàlem com a la glàndula pituïtària5. En els ratolins, l'ablació de l'AR i la producció mínima de testosterona fa que augmentin els nivells de LH i hormona estimulant del fol·licle (FSH)6, cosa que suggereix que l'AR participa en la regulació del bucle d'alimentació negatiu. El mecanisme genòmic clàssic de la senyalització de la testosterona es produeix quan la testosterona es difon a la cèl·lula i s'uneix a l'AR. Aquest complex lligand-receptor després es transloca al nucli on s'uneix als elements de resposta andrògens (ARE) a les regions reguladores dels gens sensibles a la testosterona per modificar-ne la translocació. La testosterona també indueix la via no clàssica d'acció de les hormones esteroides, caracteritzada per esdeveniments ràpids que condueixen a l'activació de cascades de senyalització citosòlica desencadenada normalment per factors de creixement7,8. Les vies clàssiques i no clàssiques de la testosterona contribueixen a mantenir l'espermatogènesi i la fertilitat. Tanmateix, la funció de l'AR és més important en la via clàssica, ja que la testosterona actua per augmentar la qualitat de l'esperma.

Echinacòsid(ECH) és un dels components bioactius derivats de les espècies de plantes medicinals d'Echinacea9 i Cistanche10. Amb un ampli espectre d'activitats farmacològiques, els extractes d'equinàcia són un dels suplements d'herbes més populars a Europa i als EUA, principalment per les seves propietats antioxidants11 i la seva capacitat per prevenir el refredat comú12. Curiosament,Cistancheextractes iECHs'han utilitzat tradicionalment com a agent tònic per curar la disfunció reproductiva i per augmentar l'activitat sexual masculina en la medicina tradicional xinesa10. Alguns productes OTC d'extracció de Cistanche s'han desenvolupat com a suplements nutritius i estan guanyant popularitat als mercats d'aliments saludables de la Xina i alguns altres països asiàtics (Administració d'Aliments i Medicaments de la Xina)13. No obstant això, els mecanismes subjacents deECHl'acció no està clara. La infertilitat masculina és un problema de salut important amb una prevalença estimada del 4,2% de la infertilitat masculina a tot el món14. Actualment, el diagnòstic d'infertilitat masculina es basa en l'estudi de la qualitat de l'esperma, incloent l'anàlisi de paràmetres seminals com la concentració, la motilitat i la morfologia dels espermatozoides15. El bisfenol A (BPA) que imita els estrògens és un contaminant ambiental molt estès que s'ha estudiat pel seu impacte en la fertilitat masculina en diverses espècies d'animals i humans16. El BPA altera l'eix hipotàlem-hipofisi-gonadal, inhibeix les expressions dels enzims esteroidogènics testiculars i la síntesi de testosterona en els cadells mascles17, provocant un estat d'hipogonadisme hipogonadotròpic18. En aquest estudi, investiguem els efectes deECHsobre la qualitat dels espermatozoides i els nivells hormonals. A més, es va triar el BPA com a agent model de lesions espermàtiques per estudiar més l'efecte protectorECHcontra la mala qualitat dels espermatozoides.

Resultats ECH millora la quantitat d'espermatozoides. El nombre d'espermatozoides a la cauda epidídim, la viabilitat dels espermatozoides i la motilitat dels espermatozoides es presenten a la taula 1. El tractament amb 80 mg/kg d'ECH i 15 mg/kg de propionat de testosterona (TP) va augmentar significativament el recompte d'espermatozoides de l'epidídim. Tanmateix, no hi va haver cap diferència significativa en la viabilitat i la motilitat dels espermatozoides.

L'ECH augmenta els nivells de testosterona i LH en sèrum, encèfal més hipòfisi i testicles. El tractament amb ECH va augmentar notablement els nivells de LH al sèrum, l'encèfal més la hipòfisi i els testicles (Fig. 1A). En el grup ECH(H), els nivells de LH van augmentar significativament en 1,1-vegament en sèrum, 1,4-vegament en encèfal més hipòfisi i 1,2-vegament en testicles. La testosterona va augmentar significativament en 1,5 i 1,{10}}vegament a l'encèfal més la hipòfisi i els testicles, respectivament, però no al sèrum després del tractament amb ECH(H). Després del tractament amb TP, els nivells de testosterona van augmentar significativament en 1,6, 1,8 i 1,4- vegades en sèrum, encèfal més hipòfisi i testicles.

ECH increased steroidogenic enzyme gene expression. ECH significantly increased the expressions of key steroidogenic enzymes in the testis (Fig. 1B). The mRNA levels of CYP11A1, CYP17A1, HSD3β1/2, and HSD17β in the ECH(H) group were increased more than 3-fold, while the levels of StAR mRNA showed no significant differences with all ECH treatments (p>0.05). TP no va alterar significativament l'expressió de CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 i HSD17. Això es reflecteix en una anàlisi exhaustiva del mapa de calor de l'efecte de l'ECH sobre l'expressió d'enzims esteroidogènics que indica que l'ECH va augmentar significativament els nivells d'ARNm de CYP11A1, CYP17A1, HSD3 1/2 i HSD17, i particularment HSD3 1/ 2 (Fig. 1C).

L'ECH pot travessar la barrera hematoencefàlica i, en menor mesura, la barrera hematoencefàlica. Per avaluar el bucle de retroalimentació d'andrògens a l'eix HPG, es va avaluar la capacitat de l'ECH per entrar a l'hipotàlem en una sèrie d'estudis de PK. Les concentracions d'ECH es van detectar a l'hipotàlem després de 12 hores d'administració oral única de 30mg/kg d'ECH, i l'ECH va mostrar una marcada penetració de l'hipotàlem amb una relació hipotàlem/plasma mitjana del 33, 92 per cent (figura 2A). Els valors de Te T1/2 van ser de 2,61±0,42 h i 1,88±0,22 h al plasma i a l'hipotàlem, respectivament (Fig. 2B). Tanmateix, es va detectar un accés molt limitat d'ECH al testicle mitjançant HPLC. Les concentracions d'ECH als testicles eren de 0.083 ug/mL, 0,043 ug/mL i 0,028 ug/mL a les 0,5 h, 1 h i 1,5 h, respectivament, després del tractament .

ECH redueix la translocació hipotalàmica AR al nucli. Per provar l'efecte de l'ECH en la translocació de l'AR, es va determinar l'expressió d'AR al citoplasma i al nucli del testicle i l'hipotàlem mitjançant l'anàlisi de western blot. Com es mostra a la figura 3A, ECH va reduir la proteïna AR als nuclis hipotalàmics per cinc vegades en comparació amb el grup control. El tractament amb enzalutamida, un inhibidor de la AR, va reduir els nivells de proteïna AR als nuclis hipotalàmics en 4 8- vegades. En particular, l'AR citoplasmàtica va ser més alta amb el tractament amb ECH i amb el tractament amb enzalutamida que els controls, cosa que suggereix que l'ECH bloqueja el transport d'AR des del citoplasma fins al nucli de l'hipotàlem. Com era d'esperar, ECH no inhibeix el transport AR des del citoplasma fins al nucli del testicle (Fig. 3B).

ECH va augmentar les expressions de gens relacionats amb l'eix HPG. L'ECH va augmentar significativament les expressions de LH, LHR, GnRH 1 i Gnrhr a les barreges de l'encèfal i la hipòfisi, però, no hi va haver cap diferència significativa en els nivells de GnRH 1 després del tractament amb TP. L'anàlisi del mapa de calor mostra que les expressions de GnRH 1 i LH eren més altes entre els gens relacionats amb l'eix HPG.

AR és un objectiu d'ECH. Per confirmar les relacions entre ECH i AR, ECH-Ovoalbumin (ECH-OVA) es va sintetitzar amb èxit (Fig. 5A, B). El pes molecular d'ECH-OVA és més gran que l'OVA, de manera que tenen diferents taxes de mobilitat (Fig. 5A), i el pic d'absorbància d'ECH-OVA es troba entre ECH i OVA (Fig. 5B).

cosa que suggereix que ECH es va conjugar amb èxit a OVA. Els resultats indirectes d'ELISA (Fig. 5C), mostren que l'anticòs anti-AR és capaç de detectar la proteïna AR present als pous que contenen ECH-OVA (indicat per l'anticòs anti-OVA), cosa que suggereix que ECH es pot unir a la proteïna AR. ECH es combina amb la butxaca AR de Met-894 i Val{-713. El compost ECH es va acoblar al lloc AF2 a la superfície de l'AR humà, i el mode d'enllaç teòric d'ECH i AR es va mostrar a la figura 5D. El compost ECH va adoptar una unió de conformació compacta a la butxaca de l'AR humà. Els dos grups fenil d'ECH s'uneixen al domini hidrofòbic de la butxaca AR i mantenen contactes hidròfobs estrets amb els residus Leu-712, Val-716, Met-734, Ile-737 , Met-894 i Ile-898, mentre que els altres dos costats d'ECH estaven situats a l'entrada de la butxaca i només van fer uns quants contactes. L'anàlisi detallada va mostrar que tant Met-894 (longitud de l'enllaç: 2,4Å) com Val-713 (longitud de l'enllaç: 2,7Å) van formar enllaços d'hidrogen amb els grups hidroxi1 de l'ECH, que era la principal interacció entre ECH. i AR humana. ECH atenua el dany reproductiu induït pel BPA. Per investigar l'efecte de l'ECH sobre el dany reproductiu, es van examinar la qualitat de l'esperma i els nivells d'hormones sexuals i enzims esteroidogènics en ratolins induïts per BPA. Com es mostra a la figura 6, el tractament amb BPA va disminuir significativament el recompte d'espermatozoides i la motilitat dels espermatozoides en un 26,5 i un 39,2 per cent, respectivament. L'administració d'ECH va evitar la disminució del recompte d'espermatozoides i la motilitat dels espermatozoides en un 35,5 i un 30,1 per cent, respectivament. L'administració de BPA també va provocar una disminució significativa de la secreció de LH i T, i l'ECH va augmentar considerablement els nivells de LH i T en un 24, 1 per cent i un 18, 3 per cent, respectivament en comparació amb el tractament amb BPA només (Fig. 6A, B). Els nivells d'ARNm de StAR, CYP17A1, 3 -HSD i 17 -HSD en el tractament amb BPA-ECH van augmentar significativament en comparació amb el tractament amb BPA (Fig. 6C, D).