Güleser GÖKTAŞ, Deniz ERDOĞAN, Celal ILGAZ, Gülşen Gülüzade MEHRABOVA

Hipertermide tuba uterina yapısı

Amaç: Vücut sıcaklığı 41°C ya da daha üst bir değere yükseldiğinde hipertermi oluşur ve bu ısı denetim düzeneklerinin bozulmasına yol açabilir. Tuba uterinada sıcaklığın artması silli hücrelerin apoptozisine, epitel hücrelerinde oksidatif stres gelişimine ve erken embriyonik ölümlere neden olur. Süperoksit dismutaz (SOD) serbest oksijen radikallerini ortadan kaldırarak oksidatif stresi engelleyebilen ve apoptotik süreci geri döndürebileceği düşünülen bir antioksidandır. Bu çalışmada; hipertermi ile oluşturulan ısı stresinin ve stres öncesinde kullanılan SOD un, tuba uterina üzerindeki koruyucu etkilerinin apoptotik ve oksidatif stres belirteçleri kullanılarak immünohistokimyasal olarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Yöntemler: Çalışmada kullanılan 18 adet Wistar-albino cinsi dişi sıçanlar, her grupta 6 denek olacak şekilde 3 gruba ayrılmıştır. Kontrol grubundaki denekler, sıcaklığı 22° Cye ayarlanmış havuzda 20 dakika süre ile tutulmuş ve 24 saat sonra kesilmiş, ikinci ve üçüncü gruptaki denekler ise; sıcaklığı 42°C ye ayarlanmış havuzda 20 dakika bekletilerek sırasıyla 30. dakika ve 24. saatte kesilerek tuba uterina dokuları alınmıştır. Hipertermi uygulaması yapılan gruplara, uygulamadan 1 saat önce NaCl+Katalaz+SOD enjeksiyonu yapılmıştır. Alınan dokulara, hiperterminin neden olduğu apoptozisi belirlemek için Kaspaz-3, Kaspaz-8 ile Kaspaz-9 protein yapılarına etkisinin belirlenebilmesi amacıyla HSP-70 primer antikorlarıyla indirekt immünohistokimyasal yöntem uygulanmıştır. Bulgular: Yapılan değerlendirmelerde; Kaspaz-9 tutulumunun daha belirgin olduğu saptanmıştır. İmmünoreaktivitenin özellikle epitelde, hücre sitoplazmasında ve silyalarda, hipertermi uygulamasına koşut arttığı izlenmiştir. Kaspaz-3 tutulumunun hipertermi ile çok belirgin artmadığı saptanmıştır. Tüm kaspazlar için SOD uygulamasının süreye koşut tutulumu azalttığı gözlenmiştir. HSP-70 tutulumunun genelde epitel hücrelerinde sitoplazmik düzeyde ve orta dereceli olduğu, SOD uygulaması ile tutulumun süreye koşut arttığı belirlenmiştir. Sonuç: Sonuç olarak apoptotik programın merkezi bileşenleri olan kaspazların aktivasyonuyla, hiperterminin özellikle epitel hücrelerinde dış yolaktan apoptozisi başlattığı yargısına varılmıştır. Ancak SOD uygulamasının süreye koşut apoptozisi baskıladığı, bunun da artan HSP-70in koruyucu etkisi aracılığıyla gerçekleşmiş olabileceği sonucuna varılmıştır.

The structure of tuba uterina in hyperthermia

Objective: When the body temperature reaches the value of 41°C or higher hyperthermia occurs and this may lead to the destruction of heat regulation mechanisms. The rise of temperature within the fallopian tubes (tuba uterina) leads to apoptosis of ciliated cells, development of oxidative stress and early embryonic death. Superoxide dismutase (SOD) is an antioxidant believed to be able to prevent oxidative stress and reverse apoptotic process by removing free oxygen radicals. This study aims to immunohistochemically detect protective effects of heat stress caused by hyperthermia, SOD used before the stress on tuba uterina by using apoptotic and oxidative stress markers. Methods: 18 Wistar-albino female rats used within the study were separated into 3 groups, with 6 rats in each group. Test subjects within the control group were held for 20 minutes in the pool of 22°C and dissected 24 hours later. Subjects of second and third groups were held for 20 minutes in the pool of 42°C, and respectively dissected 30 minutes and 24 hours later, and their tuba uterina tissues removed. Groups where hyperthermia was applied were injected with NaCl+Catalase+SOD one hour before. In order to determine apoptosis caused by hyperthermia, removed tissues were subjected to indirect immunohistochemical method with HSP-70 primary antibodies to detect impact on Caspase-3, Caspase-8 and Caspase-9 protein structures. Results: Through conducted assessments it was determined that Caspase 3 retention was more evident. It was tracked that parallel to hyperthermia application immunoreactivity increased especially in epithelia, cell cytoplasm and cilias. It was detected that Caspase 3 retention does not increase significantly with hyperthermia. It was observed that for all caspases SOD application reduces retention parallel to time. It was identified that HSP-70 retention occurs generally in epithelia cells on cytoplasm level moderately, and with SOD application retention increases parallel to time. Conclusion: It was concluded that with the activation of caspases, the central components of apoptotic program, especially in epithelia cells hyperthermia starts apoptosis from the external pathway. It was deduced that SOD+Catalase application represses apoptosis parallel to time, which probably happens due to the increased HSP-70's protective effect.

PDF

___

1. Ozawa M, Hirabayashi M, Kanai Y. Developmental competence and oxidative state of mouse zygotes heat-stressed maternally or in vitro. Reproduction 2002;124:683-9.
2. Ozawa M, Matsuzuka T, Hirabayashi M, Kanai Y. Redox status of the oviduct and CDC2 activity in 2-cell stage embryos in heat-stressed mice. Biol Reprod 2004;71:291-6.
3. Matsuzuka T, Ozawa M, Nakamura A, Ushitani A, Hirabayashi M, Kanai Y. Effects of heat stress on the redox status in the oviduct and early embryonic development in mice.J Reprod Dev 2005;51:281-7.
4. Lue Y, Hikim AP, Wang C, Im M, Leung A, Swerdloff RS. Testicular heat exposure enhances the suppression of spermatogenesis by testosterone in rats: the "two-hit" approach to male contraceptive development. Endocrinology 2000;141:1414-24.
5. Eddy EM. Role of heat shock protein HSP70-2 in spermatogenesis. Rev Reprod 1999;4:23-30.
6. Powers SK, Ji LL, Leeuwenburgh C. Exercise training-induced alterations in skeletal muscle antioxidant capacity: a brief review. Med Sci Sports Exerc 1999;31:987-97.
7. Sheynkin Y, Jung M, Yoo P, Schulsinger D, Komaroff E. Increase in scrotal temperature in laptop computer users. Hum Reprod 2005;20:452-5.
8. Gilbert ME, Cain DP. A single neonatal pentylenetetrazol or hyperthermia convulsion increases kindling susceptibility in the adult rat. Brain Res 1985;354:169-80.
9. Ryan DP, Blakewood EG, Lynn JW, Munyakazi L, Godke RA. Effect of heat-stress on bovine embryo development in vitro. J Anim Sci 1992;70:3490-7.
10. Ranawat P, Bansal MP. Decreased glutathione levels potentiate the apoptotic efficacy of selenium: possible involvement of p38 and JNK MAPKs--in vitro studies. Mol Cell Biochem 2008;309:21-32.
11. Lysiak JJ, Nguyen QA, Turner TT. Peptide and nonpeptide reactive oxygen scavengers provide partial rescue of the testis after torsion. J Androl 2002;23:400-9.
12. Yoshikawa T, Kokura S, Tainaka K, Itani K, Oyamada H, Kaneko T, Naito Y, Kondo M.The role of active oxygen species and lipid peroxidation in the antitumor effect of hyperthermia. Cancer Res 1993;53:2326-9.
13. Lapointe J, Bilodeau JF. Antioxidant defenses are modulated in the cow oviduct during the estrous cycle. Biol Reprod 2003;68:1157-64.
14. Ellis RJ, van der Vies SM. Molecular chaperones. Annu Rev Biochem 1991;60:321-47.
15. Wu B, Hunt C, Morimoto R. Structure and expression of the human gene encoding major heat shock protein HSP70. Mol Cell Biol 1985;5:330-41.
16. Mariani ML, Ciocca DR, González Jatuff AS, Souto M. Effect of neonatal chronic stress on expression of Hsp70 and oestrogen receptor alpha in the rat oviduct during development and the oestrous cycle. Reproduction 2003;126:801-8.
17. Park J, Easton DP, Chen X, MacDonald IJ, Wang XY, Subjeck JR. The chaperoning properties of mouse grp170, a member of the third family of hsp70 related proteins.Biochemistry 2003;42:14893-902.
18. Calderwood SK, Khaleque MA, Sawyer DB, Ciocca DR. Heat shock proteins in cancer:chaperones of tumorigenesis. Trends Biochem Sci 2006;31:164-72.
19. Mariani ML, Souto M, Fanelli MA, Ciocca DR.Constitutive expression of heat shock proteins hsp25 and hsp70 in the rat oviduct during neonatal development, the oestrous cycle and early pregnancy. J Reprod Fertil. 2000;120:217-23.
20. Malayer JR, Hansen PJ. Differences between Brahman and Holstein cows in heat-shock induced alterations of protein synthesis and secretion by oviducts and uterine endometrium. J Anim Sci 1990;68:266-80.
21. King YT, Lin CS, Lin JH, Lee WC. Whole-body hyperthermia-induced thermotolerance is associated with the induction of heat shock protein 70 in mice. J Exp Biol 2002;205:273-8.