Effets de l'extrait de Cistanche Deserticola sur la réponse érectile du pénis chez les rats castrés

Li Gu, Wen Ting Xiong, Yan Lei Zhuang, Jian Shuang Zhang et Xin Liu*

Centre de recherche en génie alimentaire et sanitaire du ministère de l'Éducation d'État, Université Sun Yat-sen, Guangzhou, Chine

Abstrait

Cistanche deserticola (CD) est considéré comme un agent tonique de la fonction reproductrice depuis des milliers d'années. Les effets de l'extrait de CD sur la réponse érectile du pénis ont été étudiés dans la présente étude. Après la chirurgie de castration, les rats ont été traités par voie intragastrique avec de l'extrait de CD ({{0}}.45, 0.90 et 1,8 g/kg) par jour pendant quatre semaines. La réponse érectile du pénis a été mesurée et les hormones sériques ont été dosées à la fin de l'expérience. Il a été évalué que la latence érectile est devenue plus longue et la durée érectile plus courte de manière significative chez les rats castrés par rapport aux témoins opérés de manière fictive. Cependant, l'extrait de CD a raccourci la latence érectile et prolongé la durée érectile pour minimiser les effets négatifs de la castration. À la dose de 0,9 g/kg, l'extrait de CD a régulé l'approche de la concentration sérique de l'hormone lutéinisante à un niveau normal chez les rats castrés. Ces résultats ont indiqué que le CD facilitait la réponse érectile du pénis et modulait dans une certaine mesure le taux d'hormones sériques.

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INTRODUCTION

Cistanche Hoffmg. Et Link, l'un des genres de la famille des Orobanchaceae, est principalement distribué dans les terres arides et les déserts de l'hémisphère nord, comme la Mongolie intérieure, les régions autonomes du Xinjiang et du Ningxia en Chine, l'Iran, l'Inde, la Mongolie, etc. Les espèces appartiennent aux herbes parasites vivaces, qui s'attachent généralement aux racines des plantes fixatrices de sable comme Haloxylox ammo dendron, H. persicum, Kalidium foliated et Tamarix, etc. (Jiang et Tu 2009).

Herba Cistanche, la tige de l'espèce Cistanche, a été considérée comme un tonique supérieur et a mérité l'honneur de "Ginseng des déserts". Parmi les espèces de Cistanche, Cistanche deserticola YC MA a été indiquée comme la principale source de Cistanche (Stefanova et al. 2011). Cependant, en raison de la surexploitation de ces dernières années, les ressources naturelles du C. deserticola (CD) sauvage sont déficientes, ce qui a été collecté comme l'une des plantes de classe II nécessitant une protection en Chine, ainsi d'autres espèces de ce genre, telles que C. salsa et C. sinensis sont également utilisés comme substituts dans certaines régions. Depuis le premier enregistrement dans le Chinese Material Medica de Shen Nong (un ancien recueil pharmacologique), le CD a été pensé pour tonifier le rein et revigorer le "Yang" dans la pratique clinique selon la théorie de la médecine traditionnelle chinoise, qui est censée être efficace pour la reproduction, le développement, et la fonction de fertilité. Pendant ce temps, le CD a également été bouilli avec du mouton, de la pomme de terre ou du riz pour produire un aliment tonique pour traiter les déficiences induites par le surmenage pendant des centaines d'années, ce qui suggère qu'il est sûr de le prendre par voie orale (Xiong et al. 2013). Cependant, ces utilisations anecdotiques existent principalement dans les incunables chinois, avec des informations scientifiques limitées discutées en termes de concepts pharmacologiques modernes.

La dysfonction érectile (DE) est une affection caractérisée soit par une érection inadéquate du pénis, soit par une érection qui ne dure pas suffisamment longtemps chez les hommes adultes (Cohan et Korenman 2000). En réponse aux agents chimiques modernes et sophistiqués, il y a eu un regain d'intérêt pour la recherche de médicaments efficaces et sûrs à base de plantes pour le traitement de la dysfonction érectile (Adimoelja 2000). Une étude précédente (Liu et al. 2009) a indiqué que le CD électuaire accélérait l'érection du pénis chez les rats normaux, cependant, il n'y avait aucune donnée impliquée sur l'effet du CD sur la dysfonction érectile.

Chez les animaux, la castration chirurgicale avec orchidectomie bilatérale a été considérée comme la norme de castration pour l'étude de la dysfonction érectile (Tombal 2005). Par conséquent, la présente étude a été entreprise pour évaluer les effets potentiels de la MC contre la dysfonction érectile en étudiant la latence et la durée de l'érection chez des rats castrés..

MATÉRIELS ET MÉTHODES

Produits chimiques et matériaux

Echinacoside (purity >98%) and acteoside (purity >98 pour cent) ont été achetés auprès des National Institutes for Food and Drug Control (Pékin, Chine). Le méthanol de qualité HPLC a été acheté chez Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). L'eau purifiée a été produite à l'aide d'un système Millipore Milli-Q Integral 3 et d'un système Q-POD Milli-Q (Bedford, MA, États-Unis). Les tiges de C. deserticola ont été achetées à Shenzhen GURU Biology Co., Ltd (Guangdong, Chine) et broyées en une fine poudre avec un pulvérisateur passé à travers un tamis de 60 mesh.

Analyse HPLC et préparation de matériel végétal

Les teneurs en échinacoside et en actéoside de la poudre de CD ont été déterminées selon notre méthode précédente (Zhao et al. 2011). Ensuite, tous les 100 g de poudre séchée ont été bouillis dans 1,5

L'eau pendant 1h30. En refroidissant à température ambiante, la liqueur mixte a été centrifugée à 2000 tr/min pendant 10 min (Eppendorf 5810R, Allemagne) et le précipité a été réextrait deux fois dans les mêmes conditions. Les surnageants combinés ont été concentrés par un évaporateur rotatif sous vide (Heidolph laborota 4001-efficace, Allemagne) à 60 degrés, puis lyophilisés et ont donné environ 42 % de poudre d'extrait séché. Lors de l'expérimentation animale ultérieure, l'extrait séché a été dissous dans de l'eau purifiée à température ambiante.

Animaux d'expérimentation

Des rats Sprague-Dawley mâles adultes (200-220g) ont été obtenus du Medicine Experimental Animal Center de la province du Guangdong (Guangzhou, République populaire de Chine), maintenus dans des quartiers à température contrôlée avec des cycles lumière/obscurité de 12-h à température ambiante (22-24 degré) et humidité constante (40-70 %) dans un laboratoire SPF (exempt d'agents pathogènes spécifiques) et nourri à volonté. Les procédures expérimentales étaient conformes au National Institutes of Health Guide for Care and Use of Laboratory Animals.

Procédure expérimentale

Une semaine avant l'administration, cinquante rats SD mâles ont été anesthésiés avec du pentobarbital sodique par voie intrapéritonéale (40 mg/kg) (Jung et al. 1999) et répartis au hasard en cinq groupes : à l'exception des rats du groupe opéré de manière fictive (Sham ), les autres ont été castrés bilatéralement par voie scrotale (Anderes 2003, Schlatt et al. 2002). Pendant ce temps, les groupes traités par CD ont reçu par voie intragastrique 0,45 g/kg (faible dose d'extrait de CD, LCD plus Cas), 0,9 g/kg (dose médiane d'extrait de CD, MCD plus Cas) et 1,8 g/kg (dose élevée de Extrait de CD, HCD plus Cas) extrait de CD, respectivement, tandis que les groupes simulés et castrés ont été administrés avec la quantité d'eau correspondante uniquement. La mesure du poids corporel a été prise au début de la procédure, puis chaque semaine. Tous les rats ont subi une laparotomie immédiatement après leur mort pour le prélèvement et la pesée postérieure des organes suivants : glandes préputiales, vésicule séminale, glande prostatique et muscle releveur de l'anus.

Mesure de la réponse érectile du pénis

La fonction érectile des rats de chaque groupe a été évaluée selon les méthodes précédentes (Ji et al. 2009, Luo et al. 2006). En bref, une électrode bipolaire en acier inoxydable (BL420F Data Acquisition & Analysis System, Tme Technology Co., Ltd, Chengdu, PR China) a été soigneusement positionnée sur le pénis jusqu'à ce qu'elle soit érigée avec l'impulsion de la stimulation électrique (5 V) 0,2 s. Le temps écoulé entre la stimulation et l'érection a été enregistré comme la latence érectile du pénis. Lorsque la réponse érectile du pénis a été observée, l'électrode a pu être retirée du pénis et la durée pendant laquelle le pénis a maintenu l'érection a été enregistrée en tant que durée érectile.

Prise de sang et analyse des hormones sériques

Des rats ont été anesthésiés avec du pentobarbital sodique par voie intrapéritonéale (40mg/kg) (Jung et al. 1999). Des échantillons de sang ont été prélevés et coagulés à 4 degrés pendant 4 h, à partir desquels le sérum a été recueilli par centrifugation à 4 000 tr/min pendant 5 min à 4 degrés (Eppendorf 5810 R, Allemagne) et immédiatement stocké au congélateur à -20 degrés jusqu'à analyse ultérieure. . Les niveaux totaux de LH et de FSH ont été mesurés à l'aide de kits commerciaux de dosage radioimmunologique (RIA) (Beijing North Institute of Biological Technology, Pékin, Chine) en se référant aux instructions du fabricant (Matsumoto et al. 1986). Sur la base de la technique immunitaire radioactive compétitive, la LH (ou FSH) marquée à l'I125-a été utilisée dans le test. En bref, 100 µl d'agent LH (ou FSH) marqué à l'I125- ont été ajoutés à 100 µl d'échantillon de sérum et incubés avec 100 µl d'anticorps de lapin purifié à 4 degrés (ou 37 degrés) pendant une nuit. Ensuite, l'agent de séparation immunitaire âne-anti-lapin a été ajouté au complexe antigène-anticorps et centrifugé (3500 tr/min, 15 min) pour séparer la 125I-LH (ou FSH) libre et liée à l'anticorps. Ensuite, la radioactivité du précipité a été mesurée au compteur de dosage radio-immunitaire (DMF-96, Zhongcheng electrical technology development Co., Ltd., Hefei, Chine). Les limites de sensibilité des dosages LH et FSH étaient toutes deux de 1,0 mUI/ml.

ANALYSES STATISTIQUES

L'analyse des données a été effectuée à l'aide du logiciel SPSS version 16.0. Les valeurs ont été exprimées en moyenne ± écart type (SD). Les données paramétriques ont été analysées à l'aide d'analyses d'analyse de variance unidirectionnelle (ANOVA) suivies de tests LSD post hoc. Les données non paramétriques ont été analysées par le test de Kruskal-Wallis. Les différences étaient considérées comme statistiquement significatives si la probabilité d'écart était inférieure à 0.05.

RÉSULTATS

Détermination quantitative de la teneur en échinacoside et en actéoside de la poudre de CD

La teneur en échinacoside et en actéoside de la poudre de CD était de 1,27 ±0.01 % et 0.52±0,003 %, ce qui était conforme aux exigences de la pharmacopée chinoise. Le chromatogramme HPLC de la poudre de CD a été illustré à la fig. 1.

Fig. 1

Le profil chromatographique HPLC de la poudre de Cistanche deserticola. Pic 1, échinacoside ; Pic 2, actéoside. Axe X, temps de rétention ; Axe Y, unité d'absorbance. Conditions HPLC : système HPLC Waters (Binary HPLC Pump1525, Refractive Index Detector 2414, Photodiode Array Detector 2996); phase stationnaire : Symmetry C18 (4,6 mm × 25{{10}} mm, 5 µm, Waters, Milford, MA, États-Unis) ; phase mobile : solution aqueuse d'acide acétique à 0,5 % (V/V) (A) et ingrédient de méthanol (B) (0 min, A : B=25 : 75 ; 10- 30 min, A : B{{16 }} : 60 ; 30 minutes, A : B=0 : 100) ; débit : 1 ml/min ; longueur d'onde de détection : 330 nm ; température : 30.

Fig.2

Latence et durée de l'érection du pénis chez les rats castrés. Les données sont exprimées sous forme de moyenne ± SD (n=10). ##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

Fig.3

Les effets de l'extrait de CD sur les concentrations sériques de LH chez les rats castrés. Les données sont exprimées sous forme de moyenne ± SD (n=10). # p<0.05 relative to sham-operated group, * p<0.05 relative to castrated group.

Poids corporels et poids relatif des organes accessoires

Comme le montre le tableau 1, tous les rats avaient des poids corporels initiaux similaires avec une augmentation du jour 1 au jour 28. Cependant, les valeurs moyennes dans le groupe castré sont passées de 216,8 ± 9,2 g à 251,4 ± 12,7, 283,3 ± 15,1, 306,8 ± 15,4 et 322,2 ± 18,4 g, gagnant moins de poids par rapport aux homologues opérés de manière fictive (p<0.05). There were no statistical differences between the sham group and CD treated group.

Fig.4

Les effets de l'extrait de CD sur les concentrations sériques de FSH chez les rats castrés. Les données sont exprimées sous forme de moyenne ± ET (n=10).

Taux d'hormones sériques

Analysée par dosage RIA, la concentration sérique moyenne de LH chez les rats castrés était de 2,50±0,34 mUI/ml, ce qui montre une augmentation par rapport au témoin opéré de façon fictive (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.

DISCUSSION

Nos résultats ont démontré que la castration prolongeait significativement la latence érectile du pénis et raccourcissait la durée érectile, avec une atrophie remarquable des organes accessoires. Cependant, l'extrait de CD a facilité la réponse érectile du pénis et modulé le taux sérique de LH dans une certaine mesure chez les rats castrés.

L'érection spontanée est principalement stimulée et maintenue par les androgènes via des mécanismes cellulaires, moléculaires et physiologiques, impliquant la relaxation du muscle lisse caverneux (Traish et al. 2007, Talha et al. 2007) . Des niveaux insuffisants de testostérone entraînent une diminution de sa relaxation (McClure 1988), ce qui entraîne par conséquent une impuissance chez les hommes (Bivalacqua et al. 2000). Surtout chez les rats, il est maintenu par une large gamme de concentrations systémiques de testostérone en tant que 10-12 pour cent, en dessous desquelles la réponse érectile est atténuée de manière dose-dépendante (Armagan et al. 2006). Dans la présente étude, la concentration de testostérone en circulation était trop faible pour atteindre la limite de sensibilité (0,02 ng/ml) chez tous les rats castrés (les données n'étaient pas présentées dans les résultats). Cependant, l'extrait de CD a considérablement raccourci la latence érectile du pénis à trois doses et prolongé la durée érectile à 0,90 g/kg et 1,8 g/kg. C'était probablement la conséquence de l'effet de type androgène de la MC mentionné dans certaines études antérieures (He et al. 1996a, He et al. 1996b).

Certains organes accessoires, tels que la prostate et la vésicule séminale, sont dépendants des androgènes, ainsi les changements de poids peuvent refléter les altérations du statut endocrinien (Trisomboon et al. 2007, Jang et al. 2011). Il existait un niveau seuil de testostérone, en dessous duquel le métabolisme de ces organes était inhibé (Trachtenberg 1985). Il a été confirmé dans notre étude que la castration induit une diminution du poids des organes reproducteurs accessoires en raison d'un déficit en testostérone.

La testostérone est principalement sécrétée par la cellule testiculaire de Leydig et régulée par des hormones hypophysaires, telles que l'hormone lutéinisante (LH) et l'hormone folliculo-stimulante (FSH), qui jouent un rôle important dans le maintien de la fonction du pénis des animaux castrés (Robert et al. 2{ {6}}04). Comme l'axe hypothalamo-hypophyso-gonadique (HPG) est un mécanisme de contrôle de rétroaction en boucle fermée, de faibles niveaux d'hormones gonadiques peuvent réguler à leur tour la sécrétion de LH et de FSH (Morales et al. 2004). Notre étude a enquêté sur le fait que le taux sérique de LH était significativement augmenté chez les rats castrés, puis redescendu à des niveaux normaux par l'extrait de CD à 0,90 g/kg, ce qui concordait avec la conclusion précédente selon laquelle l'augmentation du taux de LH était associée à un risque plus élevé de dysfonction érectile. (Kupelian et al. 2006). Dans les testicules, la LH stimule la synthèse et la libération de testostérone, dont le contrôle rétroactif est relativement cohérent, tandis que la FSH agit directement sur les cellules de Sertoli pour se nourrir avec le complexe de contrôle rétroactif (Hellqvist et al. 2008). Ces découvertes étayaient davantage l'hypothèse selon laquelle la CD exprimait un effet de type androgène, qui pourrait être principalement responsable de la réduction de la LH sérique plus que de la FSH.

Dans l'observation actuelle, l'influence de la castration sur le développement du poids corporel chez les rats mâles était similaire aux résultats d'une étude précédente (Christoffersen et al. 2006), contrairement aux résultats chez les rats femelles (Pantaleão et al. 2010). L'extrait de CD n'a pas été en mesure d'améliorer significativement le poids corporel, ce qui était probablement dû à la durée insuffisante du traitement ou aux impacts complexes sur l'état de santé général.

En conclusion, la castration prolongeait la latence érectile du pénis et raccourcissait significativement la durée, avec augmentation de la LH sérique et atrophie des organes sexuels accessoires.

Cependant, l'extrait de CD a facilité la réponse érectile du pénis en raccourcissant la latence érectile et en prolongeant la durée érectile chez les rats castrés. Ces effets étaient probablement dus à l'effet de type androgène, qui était étayé par l'observation que l'extrait de CD normalisait les concentrations sériques de LH, en particulier à la dose de 0.90 g/kg. Cependant, des preuves supplémentaires sont nécessaires pour démontrer l'effet de l'extrait de CD contre la dysfonction érectile aux niveaux hypothalamique et limbique et une plus grande attention pourrait être accordée à cette précieuse médecine traditionnelle dans le monde moderne.

REMERCIEMENTS

Ce travail a été soutenu par des subventions du Science and Technology Support by Project in the Xinjiang Uygur Autonomous Region (RP China) (200840102-15).

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