Auswirkungen von Cistanche Deserticola-Extrakt auf die erektile Reaktion des Penis bei kastrierten Ratten
Feb 23, 2023
Li Gu, Wen Ting Xiong, Yan Lei Zhuang, Jian Shuang Zhang und Xin Liu*
Forschungszentrum für Lebensmittel- und Gesundheitstechnik des staatlichen Bildungsministeriums, Sun Yat-sen-Universität, Guangzhou, China
Abstrakt
Cistanche deserticola (CD) gilt seit Tausenden von Jahren als Stärkungsmittel für die Fortpflanzungsfunktion. Die Auswirkungen von CD-Extrakt auf die erektile Reaktion des Penis wurden in der vorliegenden Studie untersucht. Nach der Kastration wurden die Ratten vier Wochen lang täglich intragastrisch mit CD-Extrakt ({{0}}.45, 0.90 und 1,8 g/kg) behandelt. Die Erektionsreaktion des Penis wurde gemessen und die Serumhormone wurden am Ende des Experiments untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Erektionslatenz bei kastrierten Ratten im Vergleich zu scheinoperierten Kontrollen signifikant länger und die Erektionsdauer kürzer wurde. CD-Extrakt verkürzte jedoch die Erektionslatenz und verlängerte die Erektionsdauer, um die negativen Auswirkungen der Kastration zu minimieren. Bei einer Dosierung von 0,9 g/kg regulierte CD-Extrakt die Konzentration des luteinisierenden Hormons im Serum bei kastrierten Ratten auf ein normales Niveau. Diese Ergebnisse zeigten, dass CD die Erektionsreaktion des Penis erleichterte und den Serumhormonspiegel in gewissem Maße modulierte.
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EINFÜHRUNG
Cistanche Hoffmg. Et Link, eine der Gattungen der Familie der Orobanchaceae, ist hauptsächlich in den Trockengebieten und Wüsten der nördlichen Hemisphäre verbreitet, wie z. B. in den autonomen Regionen Innere Mongolei, Xinjiang und Ningxia in China, Iran, Indien, Mongolei usw. Die Cistanche Arten gehören zu den perennierenden Parasitenkräutern, die sich üblicherweise an den Wurzeln von sandfixierenden Pflanzen wie Haloxylox ammo dendron, H. persicum, Kalidium foliated und Tamarix-Pflanzen usw. anheften (Jiang und Tu 2009).
Herba Cistanche, der Stamm der Cistanche-Spezies, gilt als überlegenes Stärkungsmittel und verdient die Ehre des „Ginseng der Wüsten“. Unter den Cistanche-Arten wurde Cistanche deserticola YC MA als primäres Ausgangsmaterial für Cistanche angegeben (Stefanova et al. 2011). Aufgrund der Überernte in den letzten Jahren sind die natürlichen Ressourcen der wilden C. deserticola (CD) jedoch unzureichend, die als eine der zu schützenden Pflanzen der Klasse II in China gesammelt wurde, sodass andere Arten dieser Gattung, wie z C. salsa und C. sinensis werden in einigen Gebieten auch als Ersatz verwendet. Von der ersten Aufzeichnung in Shen Nongs Chinese Material Medica (einem alten pharmakologischen Kompendium) an wurde angenommen, dass CD die Niere tonisiert und das "Yang" in der klinischen Praxis gemäß der Theorie der traditionellen chinesischen Medizin belebt, die angeblich wirksam für die Reproduktion, Entwicklung, und Fruchtbarkeitsfunktion. Mittlerweile wird die CD auch mit Hammelfleisch, Kartoffeln oder Reis gekocht, um ein stärkendes Nahrungsmittel zur Behandlung von durch Überlastung verursachten Beeinträchtigungen herzustellen, was darauf hindeutet, dass es sicher ist, es oral einzunehmen (Xiong et al. 2013). Diese anekdotischen Verwendungen existieren jedoch hauptsächlich in chinesischen Inkunabeln, wobei begrenzte wissenschaftliche Informationen im Hinblick auf moderne pharmakologische Konzepte diskutiert werden.
Erektile Dysfunktion (ED) ist ein Zustand, der entweder durch eine unzureichende Erektion des Penis oder eine Erektion gekennzeichnet ist, die bei erwachsenen Männern nicht ausreichend lange anhält (Cohan und Korenman 2000). Als Reaktion auf moderne, ausgeklügelte chemische Mittel besteht ein erneutes Interesse an der Suche nach wirksamen und sicheren Medikamenten aus Pflanzen zur Behandlung von ED (Adimoelja 2000). Eine frühere Studie (Liu et al. 2009) deutete darauf hin, dass CD electuary die Peniserektion bei normalen Ratten beschleunigte, es gab jedoch keine Daten über die Wirkung von CD auf die erektile Dysfunktion.
Bei Tieren gilt die chirurgische Kastration mit bilateraler Orchiektomie als Standard der Kastration zur Untersuchung von ED (Tombal 2005). Daher wurde die vorliegende Studie durchgeführt, um die potenziellen Wirkungen von CD gegen ED zu bewerten, indem die erektile Latenz und Dauer bei kastrierten Ratten untersucht wurden.

MATERIALEN UND METHODEN
Chemikalien und Materialien
Echinacoside (purity >98%) and acteoside (purity >98 Prozent) wurden von den National Institutes for Food and Drug Control (Peking, China) gekauft. Methanol von HPLC-Qualität wurde von Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) bezogen. Gereinigtes Wasser wurde unter Verwendung eines Millipore Milli-Q Integral 3-Systems und eines Q-POD Milli-Q-Systems (Bedford, MA, USA) hergestellt. Die Stängel von C. deserticola wurden von Shenzhen GURU Biology Co., Ltd (Guangdong, China) bezogen und mit einem Pulverisator zu einem feinen Pulver gemahlen, das durch ein 60-Mesh-Sieb passiert wurde.
HPLC-Analyse und Aufbereitung von Pflanzenmaterial
Echinacosid- und Acteosidgehalte von CD-Pulver wurden nach unserer bisherigen Methode (Zhao et al. 2011) bestimmt. Dann wurden jeweils 100 g getrocknetes Pulver in 1,5 gekocht
L Wasser für 1,5 h. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die gemischte Flüssigkeit bei 2000 U/min für 10 min zentrifugiert (Eppendorf 5810R, Deutschland) und das Präzipitat wurde zweimal unter den gleichen Bedingungen reextrahiert. Die vereinigten Überstände wurden durch einen Vakuum-Rotationsverdampfer (Heidolph Laborota 4001- Efficient, Deutschland) bei 60 Grad konzentriert und dann lyophilisiert und ergaben etwa 42 Prozent getrocknetes Extraktpulver. Bei der Durchführung des anschließenden Tierversuchs wurde der getrocknete Extrakt in gereinigtem Wasser bei Raumtemperatur gelöst.
Versuchstiere
Ausgewachsene männliche Sprague-Dawley-Ratten (200-220 g) wurden vom Medicine Experimental Animal Center der Provinz Guangdong (Guangzhou, VR China) bezogen und in temperaturkontrollierten Quartieren mit 12- h Hell/Dunkel-Zyklen bei gehalten Raumtemperatur (22-24 Grad) und konstante Luftfeuchtigkeit (40-70 Prozent) im SPF-Labor (spezifisch pathogenfrei) und ad libitum gefüttert. Die experimentellen Verfahren entsprachen dem National Institutes of Health Guide for Care and Use of Laboratory Animals.
Versuchsdurchführung
Eine Woche vor der Verabreichung wurden fünfzig männliche SD-Ratten mit Natriumpentobarbital intraperitoneal (4 0 mg/kg) (Jung et al. 1999) anästhesiert und zufällig fünf Gruppen zugeteilt: außer Ratten in der scheinoperierten Gruppe (Sham ), der Rest wurde beidseitig über den Skrotalzugang kastriert (Anderes 2003, Schlatt et al. 2002). In der Zwischenzeit wurden den mit CD behandelten Gruppen 0,45 g/kg (niedrige Dosis von CD-Extrakt, LCD plus Cas), 0,9 g/kg (mittlere Dosis von CD-Extrakt, MCD plus Cas) und 1,8 g/kg (hohe Dosis von CD-Extrakt, HCD plus Cas)CD-Extrakt, während die Schein- und die kastrierten Gruppen nur mit der entsprechenden Menge Wasser verabreicht wurden. Das Körpergewicht wurde zu Beginn des Verfahrens und dann jede Woche gemessen. Alle Ratten wurden unmittelbar nach dem Tod einer Laparotomie unterzogen, um die folgenden Organe zu entfernen und nachher zu wiegen: Präputialdrüsen, Samenbläschen, Prostatadrüse und Musculus levator ani.

Messung der erektilen Reaktion des Penis
Die erektile Funktion der Ratten in jeder Gruppe wurde nach den vorherigen Methoden bewertet (Ji et al. 2009, Luo et al. 2006). Kurz gesagt wurde eine bipolare Elektrode aus rostfreiem Stahl (BL420F Data Acquisition & Analysis System, Tme Technology Co., Ltd, Chengdu, VR China) vorsichtig auf dem Penis positioniert, bis er mit dem Impuls der elektrischen Stimulation (5 V) 0,2 aufgerichtet wurde S. Die Zeit von der Stimulation bis zur Erektion wurde als Erektionslatenz des Penis aufgezeichnet. Wenn die Erektionsreaktion des Penis beobachtet wurde, konnte die Elektrode aus dem Penis herausgezogen werden, und die Zeitdauer, die der Penis eine Erektion beibehielt, wurde als Erektionsdauer aufgezeichnet.
Blutentnahme und Serumhormonanalyse
Ratten wurden mit Natriumpentobarbital intraperitoneal (40mg/kg) anästhesiert (Jung et al. 1999). Blutproben wurden entnommen und bei 4 Grad für 4 Stunden geronnen, aus denen das Serum durch Zentrifugation bei 4000 U/min für 5 Minuten bei 4 Grad (Eppendorf 5810 R, Deutschland) gesammelt und sofort bis zur weiteren Analyse bei -20 Grad Gefrierschrank gelagert wurde . Die Gesamt-LH- und FSH-Spiegel wurden unter Verwendung kommerzieller Radioimmunoassay(RIA)-Kits (Beijing North Institute of Biological Technology, Peking, China) unter Bezugnahme auf die Anweisungen des Herstellers (Matsumoto et al. 1986) gemessen. Basierend auf der kompetitiven radioaktiven Immuntechnik wurde I125--markiertes LH (oder FSH) im Assay verwendet. Kurz gesagt, 100 &mgr;l I125--markiertes LH (oder FSH)-Mittel wurden zu 100 &mgr;l Serumprobe gegeben und mit 100 &mgr;l gereinigtem Kaninchen-Antikörper bei 4 Grad (oder 37 Grad) über Nacht inkubiert. Dann wurde das Esel-Anti-Kaninchen-Immuntrennmittel zu dem Antigen-Antikörper-Komplex gegeben und zentrifugiert (3500 U/min, 15 min), um freies und Antikörper-gebundenes 125 I-LH (oder FSH) abzutrennen. Anschließend wurde die Radioaktivität des Präzipitats am Radio-Immunassay-Zähler (DMF-96, Zhongcheng Electrical Technology Development Co., Ltd., Hefei, China) gemessen. Die Sensitivitätsgrenzen des LH- und FSH-Assays betrugen jeweils 1,0 mIU/ml.

STATISTISCHE ANALYSE
Die Datenanalyse wurde mit der Software SPSS Version 16.0 durchgeführt. Die Werte wurden als Mittelwert ± Standardabweichung (SD) ausgedrückt. Parametrische Daten wurden unter Verwendung von Einweg-Varianzanalysen (ANOVA), gefolgt von Post-hoc-LSD-Tests, analysiert. Nichtparametrische Daten wurden mit dem Kruskal-Wallis-Test analysiert. Unterschiede wurden als statistisch signifikant angesehen, wenn die Abweichungswahrscheinlichkeit kleiner als 0,05 war.
ERGEBNISSE
Quantitative Bestimmung des Echinacosid- und Acteosidgehalts von CD-Pulver
Der Gehalt an Echinacosid und Acteosid in CD-Pulver betrug 1,27 ± 0,0 1 Prozent und 0,52 ± 0,003 Prozent, was den Anforderungen des chinesischen Arzneibuchs entsprach. Das HPLC-Chromatogramm von CD-Pulver ist in Abb. 1 gezeigt. 1.

Abb. 1
Das HPLC-chromatographische Profil von Cistanche deserticola-Pulver. Peak 1, Echinacosid; Peak 2, Acteosid. X-Achse, Retentionszeit; Y-Achse, Absorptionseinheit. HPLC-Bedingungen: HPLC-System von Waters (binäre HPLC-Pumpe 1525, Brechungsindex-Detektor 2414, Photodiodenarray-Detektor 2996); Stationäre Phase: Symmetry C18 (4,6 mm × 25 {{1{0}} mm, 5 µm, Waters, Milford, MA, USA); mobile Phase: 0,5-prozentige (V/V) wässrige Essigsäurelösung (A) und Methanol (B) Inhaltsstoff (0 min, A: B=25:75; 10- 30 min, A: B{{16 }}: 60; 30 min, A: B=0: 100); Durchflussrate: 1 ml/min; Nachweiswellenlänge: 330 nm; Temperatur: 30.

Abb.2
Latenz und Dauer der Peniserektion bei kastrierten Ratten. Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung (n=10) ausgedrückt. ##P<0.01 relative to sham-operated group, **p<0.01 relative to castrated group. Abbreviation (below): Sham, sham-operated group; Cas, castration control group; LCD +Cas (0.45g/kg), MCD +Cas (0.9g/kg) and HCD +Cas (1.8g/kg), three groups of CD extract treated in castrated rats

Abb. 3
Die Wirkungen von CD-Extrakt auf die Serum-LH-Konzentrationen bei kastrierten Ratten. Die Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung (n=10) ausgedrückt. # P<0.05 relative to sham-operated group, * p<0.05 relative to castrated group.
Körpergewichte und relatives Gewicht der akzessorischen Organe
Wie in Tabelle 1 gezeigt, hatten alle Ratten ähnliche anfängliche Körpergewichte mit einem Anstieg von Tag 1 bis Tag 28. Die Mittelwerte in der kastrierten Gruppe stiegen jedoch von 216,8 ± 9,2 g auf 251,4 ± 12,7, 283,3 ± 15,1, 306,8 ± 15,4 und 322,2 ± 18,4 g, wodurch sie im Vergleich zu den scheinoperierten Gegenstücken weniger Gewicht zulegten (S<0.05). There were no statistical differences between the sham group and CD treated group.

Abb.4
Die Wirkungen von CD-Extrakt auf die Serum-FSH-Konzentrationen bei kastrierten Ratten. Die Daten werden als Mittelwert ±SD (n=10) ausgedrückt.

Hormonspiegel im Serum
Mittels RIA-Test analysiert, betrug die durchschnittliche Serumkonzentration von LH bei kastrierten Ratten 2,5 0 ± 0,34 mIU/ml, was einen Anstieg im Vergleich zur scheinoperierten Kontrolle zeigt (p<0.05). However, the value descended about 49.2% in the MCD +Cas group relative to that in castrated control (p<0.05) (fig. 3). Shown in fig. 4, no statistical differences were observed among all groups on FSH concentration.
DISKUSSION
Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Kastration die Erektionslatenz des Penis signifikant verlängerte und die Erektionsdauer verkürzte, mit einer bemerkenswerten Atrophie der akzessorischen Organe. CD-Extrakt erleichterte jedoch die Erektionsreaktion des Penis und modulierte den Serum-LH-Spiegel in gewissem Maße bei kastrierten Ratten.
Die spontane Erektion wird hauptsächlich durch Androgen über zelluläre, molekulare und physiologische Mechanismen stimuliert und aufrechterhalten, was die Entspannung der glatten Schwellkörpermuskulatur beinhaltet (Traish et al. 2007, Talha et al. 2007) . Unzureichende Testosteronspiegel führen zu einer Abnahme seiner Entspannung (McClure 1988), was bei Männern dementsprechend zu Impotenz führt (Bivalacqua et al. 2000). Insbesondere bei Ratten wird sie durch eine breite Palette systemischer Testosteronkonzentrationen von 10-12 Prozent aufrechterhalten, unterhalb derer die Erektionsreaktion dosisabhängig abgeschwächt wird (Armagan et al. 2006). In der vorliegenden Studie war die Testosteronkonzentration im Kreislauf zu niedrig, um die Empfindlichkeitsgrenze (0,02 ng/ml) bei allen kastrierten Ratten zu erreichen (die Daten wurden nicht in den Ergebnissen gezeigt). CD-Extrakt verkürzte jedoch die Erektionslatenz des Penis bei drei Dosierungen signifikant und verlängerte die Erektionsdauer bei 0,90 g/kg und 1,8 g/kg. Dies war wahrscheinlich die Folge der androgenähnlichen Wirkung von CD, die in einigen früheren Studien erwähnt wurde (He et al. 1996a, He et al. 1996b).
Einige akzessorische Organe, wie Prostata und Samenbläschen, sind androgenabhängig, sodass die Gewichtsveränderungen die Veränderungen des endokrinen Status widerspiegeln können (Trisomboon et al. 2007, Jang et al. 2011). Es existierte ein Testosteronschwellenwert, unterhalb dessen der Stoffwechsel dieser Organe gehemmt war (Trachtenberg 1985). In unserer Studie wurde bestätigt, dass die Kastration aufgrund von Testosteronmangel zu einer Abnahme des Gewichts der akzessorischen Fortpflanzungsorgane führte.
Testosteron wird hauptsächlich von den Leydig-Zellen des Hodens ausgeschüttet und durch hypophysäre Hormone wie das luteinisierende Hormon (LH) und das follikelstimulierende Hormon (FSH) reguliert, die eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Penisfunktion kastrierter Tiere spielen (Robert et al. 2{ {6}}04). Da die Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden (HPG)-Achse ein geschlossener Regelkreis ist, können niedrige Gonadenhormonspiegel wiederum die Sekretion von LH und FSH regulieren (Morales et al. 2004). Unsere Studie hat untersucht, dass der Serum-LH-Spiegel bei kastrierten Ratten signifikant erhöht war und dann durch CD-Extrakt bei 0,90 g/kg auf die normalen Werte absank, was mit der vorherigen Schlussfolgerung übereinstimmte, dass ein erhöhter LH-Spiegel mit einem höheren Risiko für erektile Dysfunktion verbunden war (Kupelian et al. 2006). Im Hoden stimuliert LH die Synthese und Freisetzung von Testosteron, dessen Feedback-Kontrolle relativ konstant ist, während FSH direkt auf die Sertoli-Zellen zur Ernährung mit dem Feedback-Control-Komplex einwirkt (Hellqvist et al. 2008). Diese Befunde boten mehr Unterstützung für die Vermutung, dass CD eine androgenähnliche Wirkung ausdrückt, die hauptsächlich für die stärkere Senkung von Serum-LH als FSH verantwortlich sein könnte.
In der aktuellen Beobachtung war der Einfluss der Kastration auf die Körpergewichtsentwicklung bei männlichen Ratten ähnlich wie in einer früheren Studie (Christoffersen et al. 2006), im Gegensatz zu den Ergebnissen bei weiblichen Ratten (Pantaleão et al. 2010). CD-Extrakt konnte das Körpergewicht nicht signifikant verbessern, was wahrscheinlich an der unzureichenden Behandlungsdauer oder den komplexen Auswirkungen auf den allgemeinen Gesundheitszustand lag.
Zusammenfassend verlängerte die Kastration die Erektionslatenz des Penis und verkürzte die Dauer signifikant, mit einem Anstieg des Serum-LH und einer Atrophie der akzessorischen Geschlechtsorgane.
CD-Extrakt erleichterte jedoch die Erektionsreaktion des Penis, indem er die Erektionslatenz verkürzte und die Erektionsdauer bei kastrierten Ratten verlängerte. Diese Wirkungen waren wahrscheinlich auf die androgenähnliche Wirkung zurückzuführen, was durch die Beobachtung unterstützt wurde, dass CD-Extrakt die Serum-LH-Konzentrationen normalisierte, insbesondere bei einer Dosierung von 0,90 g/kg. Es sind jedoch zusätzliche Beweise erforderlich, um die Wirkung von CD-Extrakt gegen ED auf hypothalamischer und limbischer Ebene zu demonstrieren, und dieser wertvollen traditionellen Medizin könnte in der modernen Welt mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.
DANKSAGUNGEN
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse des Science and Technology Support by Project in der Autonomen Region Xinjiang Uygur (VR China) (200840102-15) unterstützt.
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