Radyasyon ve yüksek ısı uygulamasının sıçan testis morfolojisi, hücre ölümü ve kan testis bariyeri üzerine etkileri: infertilite açısından değerlendirilme


Thesis Type: Doctorate

Institution Of The Thesis: Marmara Üniversitesi, Turkey

Approval Date: 2008

Thesis Language: Turkish

Student: Gözde Erkanlı

Consultant: FERİHA ERCAN

Abstract:

1. RADYASYON VE YÜKSEK ISI UYGULANMASININ SIÇAN TESTİS MORFOLOJİSİ, HÜCRE ÖLÜMÜ VE KAN TESTİS BARİYERİ ÜZERİNE ETKİLERİ: İNFERTİLİTE AÇISINDAN DEĞERLENDİRME Radyasyon (RAD) ve yüksek ısı (hipertermi: HT) spermatogenik koloni büyümesi, sperm sayısı, testis ağırlığında düşme ile beraber infertiliteye neden olan etkenlerdendir. Bu çalışmanın amacı radyasyon ve hipertermi uygulanmış sıçanların testisindeki değişiklikleri araştırmaktır. Bu çalışmada 4 deney grubu kullanılmıştır: 1) Kontrol grubu. 2) HT grubu: Postnatal 10. günde hipertermi uygulanmıştır. 3) RAD grubu: Gestasyonel 17. günde radyasyon uygulanmıştır. 4) RAD+HT grubu: Gestasyonel 17. günde radyasyon ve postnatal 10. günde hipertermi uygulanmıştır. Tüm deney gruplarındaki sıçanlara postnatal 3 ve 6 ay sonra anestezi altında %4’lük paraformaldehit ile perfüzyon fiksasyonu yapılmıştır. Testisler tartılmış ve testis örneklerinin bir bölümüne rutin parafin takibi uygulanmış ve kesitlere morfolojik inceleme için hematoksilin-eosin boyası, ZO-1 ve okludin immunohistokimyası, TUNEL metodu ve akım sitometresi uygulanmıştır. Testis örneklerinin diğer bölümü de elektron mikroskopik inceleme için hazırlanmıştır. Testis ağırlığı ve alan ölçümü sonuçlarına göre HT grubu hariç RAD ve RAD+HT grubunda düşüş gözlenmiştir. HT grubunda bazı seminifer tübüllerde vakuol oluşumları gözlenirken, RAD grubunda seminifer tübüllerde dejenerasyon ve spermatogenik hücrelerde azalma, RAD+HT grubunda ise tek sıra Sertoli hücrelerinden oluşan atrofik seminifer tübüller gözlenmiştir. HT, RAD ve RAD+HT gruplarında ZO-1 ve okludin proteinlerinin dağılımında düşüş, TUNEL pozitif hücre sayısında artış ve akım sitometresi sonuçlarına göre de haploid, diploid ve tetraploid hücrelerde düşüş gözlenmiştir. Elektron mikroskopik bulgulara göre HT grubu genel olarak normale yakın izlenirken, sıkı bağlantılarda bozulmalar, bazı spermatogenik hücrelerde ve spermatidlerde vakuoller gözlenmiştir. RAD ve RAD+HT grubundaki spermatogenik hücrelerde ileri derecede hasar gözlenmiştir. Sonuç olarak, radyasyon ve hipertermi seminifer tübüllerde spermatogenik hücrelerde apoptozisi artırmakta ve haploid, diploid ve tetraploid hücre sayısının azalmasına ve kan-testis bariyerinde yer alan ZO-1 ve okludin dağılımının değişmesine neden olmaktadır. Sıçanda gelişim döneminde alınan radyasyon ve hipertermi testisde spermatogenik serideki hücre sayısını azaltarak infertiliteye sebep olabilir. Anahtar Kelimeler: Radyasyon, hipertermi, testis, morfoloji, infertilite 2. SUMMARY ALTERATIONS OF TESTICULAR MORPHOLOGY, CELL DEATH AND BLOOD-TESTIS BARRIER IN RATS EXPOSED TO IRRADIATION AND HYPERTHERMIA: EVALUATION FOR INFERTILITY Administration of irradiation (IR) and hyperthermia (HT) causes infertility by decreasing the spermatogenic colony growth and the number of sperms in rats. The aim of this study was to investigate the alterations of testicular morphology and blood-testis barrier in rats exposed to in utero irradiation and postnatal hyperthermia. Four groups of rats were used in this study: 1) Control group, 2) HT group (rats exposed to hyperthermia on postnatal 10th day), 3) IR group (rats exposed to IR on the 17th gestational day), 4) IR+HT group (rats exposed to IR on the 17th gestational day and then to HT on postnatal 10th day). Three and six months after the experimental procedures, the rats were perfused with 4% paraformaldehyde and testis tissue samples were prepared for routine paraffin embedding. Paraffin sections were examined for general morphology, ZO-1 and occludin immunohistochemistry, TUNEL method and flow cytometry, some tissue samples were examined for electron microscopy. A decrease in the testicular weight and area was observed in the IR and IR+HT groups but not in the HT group. Some degenerated seminiferous tubules with vacuoles were observed in the HT group and degenerated seminifereous tubules with decreased number of spermatogenic cells were observed in the IR group. In IR+HT group, atrophic tubules were observed with only Sertoli cell line. ZO-1 and occludin immunoreactivities were significantly decreased in HT, IR and IR+HT groups compared to the control group. Six months after the experimental procedures degenerative changes in all groups were severe. TUNEL positive cells were observed to be increased in HT, IR and IR+HT groups 3 and 6 months after the experimental procedures compared to the control group. According to the flow cytometry results, haploid, diploid and tetraploid cells were decreased in HT, IR and IR+HT groups compared to the control group. Although the degeneration of tight junctions and vacuolization in some spermatogenic cells and spermatids were seen in HT group in electron microscopy, the morphology was nearly normal in this group. More severe degeneration was shown in IR and IR+HT groups ultrastructurally. In conclusion, IR and HT administrations caused a decrease in the blood-testis barrier proteins ZO-1 and occludin, and a severe degeneration of seminiferous tubules with increased spermatogenic cell death. Administration of IR and HT in the developing rats may cause infertility due to a decreased number of spermatogenic colony cells in the testis. Key Words: Radiation, hyperthermia, testis, morphology, infertility