سميت نانو ذرات اكسيد مس بر محور هيپوفيز-گناد و اسپرماتوژنز در موش صحرايي نر

Copper oxide nanoparticles toxicity on pituitary gonadal axis and spermatogenesis in male rats

زمينه و هدف: نانوذرات اكسيد مس با داشتن خواص منحصر به فرد، داراي كاربردهاي بيولوژيك متعدد هستند. به طوري كه احتمال ايجاد سميت توسط آنها وجود دارد. اين مطالعه به منظور تعيين سميت نانوذرات اكسيد مس بر محور هيپوفيز-گناد و اسپرماتوژنز در موش صحرايي نر انجام شد. روش بررسي: در اين مطالعه تجربي، 40 سر موش صحرايي نر بالغ نژاد ويستار به 4 گروه شامل گروه كنترل و گروه‌هاي دريافت كننده غلظت‌هاي 10 ، 20 و 30 ميلي‌گرم بر كيلوگرم نانوذرات اكسيد مس در 5 مرتبه به‌صورت درون صفاقي، تقسيم شدند. خونگيري در دو مرحله (يك و 15 روز بعد از آخرين تزريق) انجام گرديد و ميزان هورمون‌هاي تستوسترون، FSH و LH با روش الايزا اندازه‌گيري شدند. پس از بيهوشي و تشريح موش‌ها در هر گروه، مقاطع بافتي بيضه تهيه و به روش هماتوكسيلين-ائوزين رنگ‌آميزي شدند. وضعيت مورفولوژيك روند اسپرماتوژنز و شمارش انواع سلول‌ها (اسپرماتوگوني، اسپرماتوسيت و اسپرماتيد) توسط ميكروسكوپ نوري مورد مطالعه قرار گرفتند. يافته‌ها: در مرحله اول خونگيري افزايش آماري معني‌دار مقادير LH و FSH به ترتيب در غلظت 10 و 30 ميلي‌گرم بركيلوگرم مشاهده شد (P<0.05) و ميزان تستوسترون و FSH در غلظت 10ميلي‌گرم بركيلوگرم نسبت به گروه كنترل به‌طور معني‌دار كاهش يافت (P<0.05). در مرحله دوم خونگيري، افزايش آماري معني‌دار مقادير تستوسترون و LH در همه گروه‌هاي تيمار و در غلظت‌هاي 10 و 30 ميلي‌گرم بركيلوگرم مشاهده گرديد (P<0.05). همچنين مقدار FSH در غلظت 10ميلي‌گرم بر كيلوگرم كاهش آماري معني‌داري نشان داد (P<0.05). بررسي مقاطع بافتي بيضه كاهش آماري معني‌دار (P<0.05) تراكم و تعداد انواع سلول‌ها (اسپرماتوگوني، اسپرماتوسيت و اسپرماتيد) و ناهنجاري در روند اسپرماتوژنز را به‌صورت وابسته به دوز نشان داد. به‌طوري كه بيشترين اختلالات در غلظت 30 ميلي‌گرم بركيلوگرم مشاهده گرديد. نتيجه‌گيري: احتمالاً نانوذرات اكسيد مس سبب ايجاد اختلال در ترشح گنادوتروپين‌ها و هورمون تستوسترون شده و در نهايت منجر به ايجاد اختلال در روند اسپرماتوژنوزيز مي‌شود.

Background and Objective: Copper oxide nanoparticles with unique properties have numerous biological applications with probably toxicity. This study was conducted to determine the toxicity of copper oxide nanoparticles on the pituitary-gonadal axis and spermatogenesis in male rats. Methods: In this experimental study, 40 male Wistar rats were randomly allocated into 4 groups including control group and three intervention groups which receiving the cancentration of 10, 20 and 30 mg/kg of copper oxide nanoparticles 5 times intra-peritoneally, respectively. Blood sampling was collected first day and 15 days after the last injection. Level of testosterone, FSH and LH were measured by ELISA method. After anesthesia and dissection of mice in each group, tissue sections of testis were prepared and stained with hematoxylin-eosin. Morphological status of spermatogenesis process and counting of types of cells (spermatogonium, spermatocyte and spermatid) were studied by optical microscope. Results: In the first day of blood collection, a significant increase in LH and FSH level was observed at concentrations of 10 and 30 mg/kg, respectively. Also, Testosterone and FSH level decreased significantly reduced at 10 mg/kg/bw concentration compared to control (P<0.05). In 15 days after of the last injection, level of testosterone (P<0.05) and LH (P<0. 05) significantly increased in concentrations of 10 and 30 mg/kg/bw respectively. Also, there was a significant reduction in level of FSH in the concentration of 10 mg/kg/bw (P<0.05). The examination of testis tissue sections showed a significant decrease (P<0.05) in density and number of cell types (spermatogonium, spermatocyte and spermatid) and anomalies in the spermatogenesis process, in a dose-dependent manner. The most disturbances was seen at a concentration of 30 mg/kg/bw of copper oxide nanoparticles. Conclusion: Copper oxide nanoparticles may interfere with the secretion of gonadotropins and testosterone and ultimately lead to a disruption of the spermatogenesis process.