The effect of astaxanthin on testicular torsion-detorsion injury in rats

Uvod: Torzija testisa jedno je od stanja akutnog skrotuma koje zahtijeva hitnu kiruršku intervenciju. Ako se ne prepozna na vrijeme može rezultirati ishemijskom ozljedom i gubitkom testisa. Obnova krvotoka ključna je za spašavanje ishemičnog tkiva, ali sama reperfuzija paradoksalno uzrokuje daljnju štetu. Morske alge i spužve smatraju se najbogatijim izvorom bioaktivnih spojeva koji imaju antioksidativno djelovanje. Antioksidativno djelovanje astaksantina 10 puta veće je od zeaksantina, luteina, kantaksantina, β-karotena i 100 puta veće od α-tokoferola. Budući da do danas ne postoji lijek koji se daje pacijentima s torzijsko-detorzijskom ozljedom testisa, istražen je učinak ovog snažnog antioksidansa. ----- Cilj: Cilj ovog istraživanja bio je istražiti učinak astaksantina (ASX) na torzijsko detorzijsku ozljedu testisa u štakora. ----- Materijali i metode: Trideset i dva predpubertalna muška štakora soja Fischer podijeljena su u 4 skupine od po 8 jedinki. Skupina 1 podvrgnuta je lažnoj operaciji kako bi se utvrdile bazalne vrijednosti za histološke, imunohistokemijske i biokemijske analize. U skupini 2 (torzijsko-detorzijska skupina (T/D)) desni je testis torkviran za 720° tijekom 90 minuta. Nakon 90 minuta reperfuzije testis je uklonjen. Astaksantin je primijenjen intraperitonealno u vrijeme detorzije (skupina 3) i 45 minuta nakon detorzije (skupina 4) u tretiranim skupinama. Za potrebe histološke i imunohistokemijske evaluacije koristili smo se ImageJ® softverom. U svrhu određivanja vrijednosti malondialdehida te enzimskih aktivnosti superoksid dismutaze i glutation peroksidaze korišteni su standardni kitovi i protokoli. ----- Rezultati: Na razini značajnosti od 5% vrijednosti srednjeg promjera sjemenskih tubula statistički se značajno povećavaju u ASX skupinama u usporedbi s T/D skupinom. Johnsen-ov skor statistički je značajno veći u ASX skupinama u odnosu na T/D skupinu. Broj stanica pozitivnih na kaspazu-3 statistički je značajno manji u skupini 4 u odnosu na T/D skupinu. Primjetan je pad vrijednosti malondialdehida u skupini 4 u odnosu na T/D skupinu. Primjetno je povećanje enzimske aktivnosti superoksid dismutaze i glutation peroksidaze u skupini 4 u odnosu na T/D skupinu i skupinu 3. ----- Zaključak: Temeljem rezultata histoloških (prosječnog promjera sjemenskih kanalića, procjene očuvanosti spermatogeneze po Johnsen-u), imunohistokemijskih (broja stanica pozitivnih na kaspazu-3) i biokemijskih (vrijednosti malondialdehida, vrijednosti enzimskih antioksidansa superoksid dismutaze i glutation peroksidaze) istraživanja može se zaključiti da astaksantin ima protektivan učinak na torzijsko detorzijsku ozljedu testisa u štakora.Introduction: Testicular torsion is one of the conditions of the acute scrotum that requires immediate surgical intervention. If not recognized at the time, it can result in ischemic injury and testicular loss. Restoration of blood flow is essential to save ischemic tissue, but reperfusion itself paradoxically causes further damage. Seaweed and sponges are considered to be the richest source of bioactive compounds that have antioxidant activity. The antioxidant activity of astaxanthin is ten times higher than zeaxanthin, lutein, canthaxanthin, β-carotene and 100 times higher than α-tocopherol. Since, to date, there is no drug given to patients with torsion-detorsion testicular injury, we have investigated the effect of this powerful antioxidant. ----- Objective: This study aimed to investigate the effect of astaxanthin (ASX) on testicular torsion-detorsion injury in rats. ----- Materials and Methods: Thirty-two prepubertal male Fischer prepubertal rats were divided into four groups of 8 individuals. Group 1 underwent sham surgery to determine basal values for histological, immunohistochemical and biochemical analyses. In group 2 (torsion-detorsion group (T/D)), the right testis was twisted at 720° for 90 min. After 90min of reperfusion, the testis was removed. Astaxanthin was administered intraperitoneally at the time of detorsion (group 3) and 45 minutes after detorsion (group 4) in the treatment groups. For histological and immunohistochemical evaluation, we used ImageJ® software. In order to determine the value of malondialdehyde and enzymatic activities of superoxide dismutase and glutathione peroxidase, we used prepared kits and protocols. ----- Results: At a significance level of 5% the MSTD values increase statistically significantly in the ASX groups compared to the T/D group. The Johnsen score is statistically significantly higher in the ASX groups compared to the T/D group. The number of apoptotic caspase-3 positive cells is statistically significantly lower in group 4 compared to the T/D group. There is a noticeable decrease in the value of malondialdehyde in group 4 compared to the T/D group. An increase in the enzymatic activity of superoxide dismutase and glutathione peroxidase is observed in group 4 compared to T/D group and group 3. ----- Conclusion: Based on the results of histological (mean seminiferous tubule diameter, Johnsen score), immunohistochemical (caspase-3-positive cell count) and biochemical research (value of malondialdehyde, values of the enzymatic antioxidants superoxide dismutase and glutathione peroxidase), it can be concluded that astaxanthin has a favourable effect on testicular torsion-detorsion injury in rats