دراسة نسجية وكيميائية مناعية وفسلجية لتقييم دور المستخلص المائي والنانوي لجذور نبات الماكا في تحسين كفاءة الجهاز التناسلي في ذكور الجرذان البيض المعاملة بعقار الأوكسي ميثلون

رسالة ماجستير

اسم الباحث : مريم أحمد علي أحمد الرشدي

اسم المشرف : أ.د. اشواق كاظم عبيد الطائي

الكلمات المفتاحية : Lepidium meyenii, nano-extract, Testicular tiss, Oxymetholoneue

الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة

الاختصاص : علوم الحياة

سنة نشر البحث : 2025

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

هدفت الدراسة الحالية الى معرفة تأثير المستخلص المائي و النانوي لجذور نبات الماكا Lepidium meyenii على التغيرات النسجية في الخصى والبرابخ والبروستاتا وبعض معايير الدم الكيموحيوية في ذكور الجرذان البيض المعاملة بمادة عقار الآوكسي ميثلون (OX) Oxymetholone.
بيّنت الدراسة الحالية المحتوى الكيميائي للمستخلص المائي لجذور نبات الماكا إذ شخصت المركبات بتقنية (GC-MS) Gas Chromatography Mass Spectrometry وقد تبين وجود عشرة مركبات كيميائية هي Dodecane، cyclohexasiloxane -dodecamethyl، Diethyl phthalate، Cedrandiol، pathalic acid، butyl tetradecyl ester، Methyl palmitate، Methyl linoleate، Oleic acid, methyl ester، palmitic acid ،methyl ester وهذه المركبات لها دور مهم وفعال في العلاجات الطبية.
أجريت الدراسة الحالية في البيت الحيواني التابع لكلية الصيدلة / جامعة كربلاء لمدة (55) يوماً من شهر كانون الأول لسنة ( 2023) إلى النصف من شهر شباط لسنة(2024 ), تم استخدام (42) ذكراً من الجرذان البيض البالغة بمعدل اوزان (250-350) غم واعمارها (12-14) أسبوعاً، وزعت الجرذان عشوائياً على ست مجاميع بواقع سبعة حيوانات لكل مجموعة عدت المجموعة الأولى G1 ) ) مجموعة السيطرة السالبة والتي تم إعطائها الماء فموياً ولمدة 55 يوماً، وجرعت المجموعة الثانية( G2) بعقار الاوكسي ميثلون وبتركيز (5 ) ملغم/كغم من وزن الجسم طوال مدة التجربة وعدت مجموعة السيطرة الموجبة ، و جرعت المجموعة الثالثة G3) ) فموياً بالمستخلص المائي لجذور نبات الماكا Lepidium meyenii بتركيز( 200 ) ملغم/ كغم من وزن الجسم على التوالي يوميا ولمدة ()55 يوما ، جرعت المجموعة الرابعة (G4) فمويا بالمستخلص النانوي لجذور نبات الماكا بتركيز (100) ملغم/كغم من وزن الجسم ، المجموعة الخامسة جرعت فمويا بالمستخلص المائي لجذور نبات الماكا بتركيز( 200ملغم /كغم ) والمعاملة بعقار الاوكسي ميثلون بتركيز( 5) ملغم /كغم على التوالي ، اما المجموعة السادسة (G6) فجرعت فمويا بالمستخلص النانوي لجذور نبات الماكا بتركيز( 100)ملغم /كغم من وزن الجسم والمعاملة بعقار الاوكسي ميثلون بتركيز( 5 )ملغم /كغم بعد اربع ساعات من التجريع بعقار الاَوكسي ميثلون .
جمعت عينات الدم للمجاميع أعلاه بعد مرور (55)يوما من التجريع ، وتم آخذ المقاطع النسجية للخصى والبربخ والبروستات لغرض دراسة التغيرات النسجية عليها والتي تشمل: قياس معدل أقطار كل من النبيبات الناقلة للمني وتجاويفها ،ومعدل سمك الطبقة الجرثومية للنبيبات المنوية ،وقياس معدل أقطار كل من البرابخ وتجاويفها، ومعدل ارتفاع الظهارة البربخية ،وقد تم الحصول على مصل الدم لغرض قياس المعايير الكيموحيوية الآتية :مؤشرات الاجهاد التأكسدي المالون ثنائي الالديهايد (MDA)Malondialdehyde ،والكلوتاثيون (GSH) Glutathione وسوبر اوكسيد بيروكسيد الفائق (SOD) Superoxide dismutase ، و قياس مستوى هرمون الشحمون الخصوي (Testosterone (T ، والهرمون المحفز للخلايا البينية (LH)Luteinizing hprmone ،والهرمون المحفز للجريبات (FSH)Follicle stimulating hormone , وكذلك عمل تقنية Immunohistochemistry لكل من نسيج الخصى والبربخ و تم قياس تركيز النطف في ذيل البربخ .
أدى التجريع بعقار الاَوكسي ميثلون يومياً ولمدة(55) يوماً الى حدوث تغيرات نسجية في الخصى متمثلة بتنكس الطبقة الجرثومية وتفكك خلاياها مع انفصال الطبقة الجرثومية عن الغشاء القاعدي في اَغلب النبيبات مع وجود مسافات بينية بين النبيبات المنوية ، وكانت النطف قليلة آومعدومة في تجاويف النبيبات مع اختزال النسيج البيني وتفككه وكذلك قلة خلايا لا يدك وانخفاض حجم الطبقة الجرثومية مع تنكس الخلايا، لوحظ وجود انخفاضاً معنوياً (p<0.05) في معدل سمك الطبقة الجرثومية ،ومعدل اقطار كل من :النبيبات الناقلة للمني ، و قطر تجويف النبيبات الناقلة للمني مقارنة بمجموعة السيطرة السالبة ، آما بالنسبة للتغيرات النسجية الخاصة بالبربخ لوحظ قلة او عدم وجود النطف في تجويف النبيبات و ضرر نسجي بتحطم الخلايا الظهارية المبطنة للنبيبات والظهارة مختزلة و قلة وجود العضلات الملساء المحيطة بالنبيبات مع حدوث انخفاض معنوي ((P≤0.05 في معدل آقطار كل من البرابخ وتجاويفها ،ومعدل ارتفاع الظهارة البربخية اما بالنسبة للتغيرات النسجية الخاصة بالبروستات فلوحظ تفكك النسيج الغدي للاسناخ والنسيج الضام المفكك وتفكك خلايا النسيج الغدي وقلة الافرازات الغدية للأسناخ مقارنة بمجموعة السيطرة السالبة (G1 ) لوحظ حصول انخفاضاً معنوياً
(P≤0.05) في تركيز كل من الGSH), SOD) ومستوى الهرمونات التي تشمل هرمون( (T,LH,FSH وكذلك في معدل تركيز النطاف مع وجود ارتفاع معنوي (p≤0.05) في تركيز MDA بالمقارنة مع مجموعة السيطرة السالبة (G1).
لم يظهر التجريع الفموي بالمستخلص المائي لجذور نبات الماكا Lepidium meyenii بتركيز(200) ملغم/ كغم من وزن الجسم في المجموعة الثالثة (G3) أي تغيرات نسجيه لأنسجة الخصية والبربخ والبروستات وعدم وجود فروق معنوية ((p≥0.05 لمعدل اقطار كل من الخصية والبربخ في المجموعة الثالثة (G3) مقارنة مع مجموعة السيطرة السالبة (G1) , كما لوحظ حصول ارتفاع معنوي (p≤0.05)في معدل كل من اقطار النبيبات المنوية الناقلة للمني وقطر التجويف وسمك الطبقة الجرثومية لنسيج الخصية للمجموعة الثالثة (G3) بالمقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة (G2) , وأيضا حصول ارتفاع معنوي ((P≤0.05 في تركيز ال(GSH, SOD) ومستوى الهرمونات التي تشمل هرمون (T، (LH,FSHوكذلك في تركيز النطاف مع وجود انخفاض معنوي (P<0.05)في تركيز MDA بالمقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة ((G2 .
وأما التجريع الفموي بالمستخلص النانوي لجذور نبات الماكا Lepidium meyenii بتركيز(100ملغم/كغم) من وزن الجسم لم يسبب أي بتغييرات نسجيه لأنسجة الخصية والبربخ والبروستات ، وعدم وجود فروق معنوية لمعدل اقطار كل من الخصية وكما لوحظ حصول ارتفاع معنوي (P≤0.05)في معدل قطر البربخ وعدم حصول فروق معنوية في معدل كل من قطر تجويف البربخ ومعدل سمك الطبقة الجرثومية بالمقارنة مع مجموعة السيطرة السالبة (G1), كما لوحظ حصول ارتفاع معنوي (P≤0.05) في مستوى GSH , و عدم حصول فروق معنوية في مستوى ال (MDA، SOD) وكذلك في مستوى هرمون ال(,T LH,FSH) وكذلك في تركيز النطاف بالمقارنة مع مجموعة السيطرة السالبة (G1).
كما بينت نتائج الفحص النسجي لنسيج الخصية في المجاميع الوقائية (G5،G6) المعاملة بالمستخلص المائي و النانوي لجذور نبات الماكا بتركيز(200-100ملغم/كغم) والمعاملة بعقار الاوكسي ميثلون بتركيز(5ملغم/كغم) لوحظ فيها طبقات الخلايا المكونة للنطف بالإضافة الى انتظام النبيبات المنوية و وجود النطف في بعضها مع وجود خلايا لايدك في النسيج البيني وزيادة في سمك الطبقة الظهارية الجرثومية المكونة للنطف وكذلك انخفاض في قطر التجويف الوسطي ويلاحظ فيها الخلايا المولدة للحيوانات المنوية داخل النبيبات المنوية وسليفات النطف اذ ظهر النسيج اقرب لمجموعة السيطرة السالبة (G1) , أما معدل الأقطار لنسيج الخصية فقد لوحظ وجود ارتفاعاً معنوياً (P≤0.05) لمعدل اقطار كل من النبيب المنوي الناقل وقطر التجويف وسمك الطبقة الجرثومية مقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة (G2).أما فيما يخص نسيج البربخ تمثلت التغيرات النسجية في المجاميع الوقائية يلاحظ فيها تركيب البربخ الطبيعي مع النبيبات البربخيه المنتظمة وأيضا امتلاء التجاويف بالنطف الناضجة وقلة وجود خلايا العضلات الملساء حول النبيبات وجود مسافات بينية بين نبيبات البربخ مقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة (G2) .أما معدل الأقطار لنسيج البربخ في المجاميع الوقائية ( G5, G6) فقد لوحظ وجود ارتفاع معنوي (P≤0.05) لمعدل أقطار كل من البرابخ وقطر التجويف وارتفاع الطبقة الظهارة البربخية مقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة (G2) .
اما التغيرات النسجية لنسيج البروستات في المجاميع الوقائية يلاحظ فيها النسيج الضام منتظم ومتماسك وتكون الافرازات بشكل طبيعي بين الاسناخ وتظهر الاسناخ والنسيج الغدي طبيعي.
كما أظهرت نتائج الدراسة الحالية في المجاميع الوقائية المعاملة بالمستخلص المائي و النانوي لجذور نبات الماكا Lepidium meyenii بتركيز (100,200ملغم/كغم) مع عقار الاوكسي ميثلون حدوث ارتفاع معنوي (p≤0.05) في مستوى ال GSH ومستوى الSOD ومستوى كل من هرمون ال T,FSH ,LH) ) وكذلك تركيز النطف وانخفاض معنوي (P≤0.05) في مستوى MDA مقارنة مع مجموعة السيطرة الموجبة (G2).
وعززت الدراسة النسجية المناعية نتائج الدراسة واظهرت تلون الأنسجة باللون البني دلالة على وجود السيتوكينات المناعية المتمثلة لعامل تنخر الورمي نوع الفا ((TNF_ἁ Tumar necrosis factor .
نستنتج من الدراسة الحالية مدى فعالية المستخلص النانوي لجذور نبات الماكا بتركيز ( 100) ملغم /كغم الذي كان له الدور الأقوى في كبح نشاط الجذور الحرة وتقليل الاجهاد التأكسدي المستحث بعقار (Oxymetholone) في نسيج الخصية والبربخ والبروستاتا وبعض المعايير الوظيفية في ذكور الجرذان البيض.

Histological, immunochemical and physiological study to evaluate the role of aqueous and nano extracts of Maca roots oxymethylone

The present study aimed to know the effect of aqueous and nano extract of the roots of Maca plant Lepidium meyenii on the histological changes in the testes, epididymis and prostate and some blood biochemical parameters in male white rats treated with Oxymetholone (OX). The present study showed the chemical content of the aqueous extract of the roots of Maca plant where the compounds were identified using Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) technique and it was found that there were ten chemical compounds: Dodecane, cyclohexasiloxane -dodecamethyl, Diethyl phthalate, Cedrandiol, pathalic acid, butyl tetradecyl ester, Methyl palmitate, Methyl linoleate, Oleic acid, methyl ester, palmitic acid, methyl ester and these compounds have an important and effective role in medical treatments.
The current study was conducted in the animal house of the College of Pharmacy / University of Karbala for 55 days from December 2023 to the middle of February 2024. 42 adult male white rats were used with an average weight of (250-350) g and an age of approximately (12-14) weeks. The rats were randomly distributed into six groups with (seven animals per group). The first group (G1) was considered the negative control group, which was given water orally for 55 days. The second group (G2) was dosed with Oxymetholone at a concentration of 5 mg/kg of body weight throughout the experiment and was considered the positive control group. The third group (G3) was dosed orally with the aqueous extract of the roots of the Maca plant Lepidium meyenii at a concentration of (200) mg/kg of body weight, respectively, daily for 55 days). The fourth group (G4) was dosed orally with the extract Nano extract of maca roots at a concentration of (100 mg/kg) of body weight, the fifth group was orally dosed with the aqueous extract of maca roots at a concentration of (200 mg/kg) and treated with Oxymetholone at a concentration of (5 mg/kg), respectively, while the sixth group (G6) was orally dosed with the nano extract of maca roots at a concentration of (100 mg/kg) of body weight and treated with Oxymetholone at a concentration of (5 mg/kg) four hours after dosing with Oxymetholone.
Blood samples were collected for the above groups after 55 days of dosing. Histological sections of the testes, epididymis and prostate were taken for the purpose of studying the histological changes on them, which include: measuring the average diameters of each of the seminiferous tubules and their cavities, the average thickness of the germinal layer of the seminiferous tubules, measuring the average diameters of each of the epididymis and their cavities, and the average height of the epididymal epithelium. Blood serum was obtained for the purpose of measuring the following biochemical parameters: levels of antioxidants malondialdehyde (MDA), glutathione (GSH), superoxide dismutase (SOD), measuring the level of testicular lipid hormone (T), luteinizing hormone (LH), and follicle stimulating hormone (FSH), as well as performing the technique Immunohistochemistry of both testicular and epididymal tissues and sperm concentration in the tail of the epididymis was measured.
Daily administration of Oxymetholone for 55 days led to histological changes in the testicles, represented by degeneration of the germinal layer and disintegration of its cells, with separation of the germinal layer from the basement membrane in most of the tubules, with interstitial spaces between the seminiferous tubules. Sperm were few or absent in the tubule cavities, with reduction and disintegration of the interstitial tissue, as well as a lack of sperm cells and a decrease in the size of the germinal layer with cell degeneration. A significant decrease (p≤0.05) was observed in the rate of elevation of the epididymal epithelium and the rate of diameters of each of the seminiferous tubules, as well as the diameter of the lumen of the seminiferous tubules, compared to the negative control group. As for the histological changes of the epididymis, there was a decrease or absence of sperm in the lumen of the tubules, as well as tissue damage due to the destruction of the epithelial cells lining the tubules and the reduced epithelium, as well as a decrease in the presence of smooth muscles surrounding the tubules, with a significant decrease (P≤0.05) in the average diameters of the epididymis and their cavities and the average height of the epididymal epithelium. As for the histological changes of the prostate, there was a disintegration of the glandular tissue of the alveoli and the disintegrated connective tissue and the disintegration of the glandular tissue cells and a decrease in the glandular secretions of the alveoli compared to the G1. A significant decrease (P<0.05) was also observed in the average levels of GSH, the level of SOD, and MDA in the average levels of the hormones (T, LH, FSH) as well as in the average sperm concentration, while a significant increase (P≤0.05) was observed in the average levels of GSH, the level of SOD, and MDA in the average levels of the hormones (T, LH, FSH). as well as the sperm concentration rate compared to G1.
Oral administration of the aqueous extract of the roots of the Maca plant Lepidium meyenii at a concentration of (200 mg/kg) of body weight in G3 did not show any histological changes in the tissues of the testicle, epididymis and prostate, and there were no significant differences(p≥0.05) in the average diameters of each of the testicle and epididymis in G3 compared with G1. It was also noted that there was a significant increase (p≤0.05) in the average diameters of the seminiferous tubules transporting sperm, the diameter of the cavity and the thickness of the germinal layer of the testicular tissue of the G3 compared with G2, and also a significant increase (p≤0.05) in the concentration of (GSH, SOD) and the level of hormones including (T, LH, FSH) hormones, as well as in the concentration of sperm, with a significant decrease (p≤0.05) in the concentration of MDA compared with the G2.
Oral administration of the nano extract of the roots of the Maca plant Lepidium meyenii at a concentration of (100 mg/kg) of body weight did not cause any histological changes in the tissues of the testicle, epididymis and prostate, and there were no significant differences in the average diameters of each testicle. It was also noted that there was a significant increase (P≤0.05) in the average diameter of the epididymis and no significant differences in the average diameter of the epididymis cavity and the average thickness of the germinal layer compared to the G1. It was also noted that there was a significant increase (P≤0.05) in the level of GSH, and no significant differences in the level of (MDA, SOD) as well as in the level of the hormone (T, LH, FSH) as well as in the concentration of sperm compared to the G1.
The results of histological examination of the testicular tissue in the preventive groups treated with the aqueous and nano extract of Maca roots at a concentration of (100-200 mg/kg) and treated with the drug Oxymetholone at a concentration of (5 mg/kg) showed that the layers of cells forming sperm were observed in addition to the regularity of the seminiferous tubules and the presence of sperm in some of them with the presence of Leydig cells in the interstitial tissue and an increase in the thickness of the germinal epithelial layer forming sperm as well as a decrease in the diameter of the middle cavity and the cells that generate sperm inside the seminiferous tubules and sperm progenitors were observed in it, as the tissue appeared closer to the G1. As for the average diameters of the testicular tissue, a significant increase (P≤0.05) was observed in the average diameters of each of the seminiferous tubule, the diameter of the cavity and the thickness of the germinal layer compared to the G2. As for the epididymis tissue, the histological changes in the preventive groups were observed in it, where the normal structure of the epididymis with the tubules was observed. Regular epididymis and also filling the cavities with mature sperm and lack of smooth muscle cells around the tubules and the presence of interstitial spaces between the tubules of the epididymis compared to the G2. As for the average diameters of the epididymal tissue in the preventive groups (G5, G6), a significant increase (P≤0.05) was observed in the average diameters of each of the epididymis, the diameter of the lumen and the thickness of the germinal layer compared to the G2 . As for the histological changes of the prostate tissue in the preventive groups, it is noted that the connective tissue is regular and cohesive and the secretions are normal between the alveoli and the alveoli and glandular tissue appear normal.
The results of the current study in the preventive groups treated with the aqueous and nano extract of the roots of the Maca plant Lepidium meyenii at a concentration of (100,200 mg/kg) with the drug Oxymetholone showed a significant increase (p≤0.05) in the level of GSH, the level of SOD, and the level of each of the hormones (T, FSH, LH) as well as the concentration of sperm and a significant decrease (p≤0.05) in the level of MDA compared to the G2. The immunohistochemical study reinforced the results of the study and showed the brown color of the tissues indicating the presence of immune cytokines represented by tumor necrosis factor alpha (TNF_ἁ Tumar necrosis factor). We conclude from the current study the effectiveness of the nano extract of Maca roots at a concentration of (100) mg/kg, which had the strongest role in inhibiting the activity of free radicals and reducing oxidative stress induced by the drug Oxymetholone in the tissue of the testicle, epididymis, prostate and some functional parameters in male white rats.