Effect of melatonin and time of administration on irradiation-induced damage to rat testes

Abstract

The effect of ionizing irradiation on testes and the protective effects of melatonin were investigated by immunohistochemical and electron microscopic methods. Eighty-two adult male Wistar rats were divided into 10 groups. The rats in the irradiated groups were exposed to a sublethal irradiation dose of 8 Gy, either to the total body or abdominopelvic region using a 60 Co source at a focus of 80 cm away from the skin in the morning or evening together with vehicle (20% ethanol) or melatonin administered 24 h before (10 mg/kg), immediately before (20 mg/kg) and 24 h after irradiation (10 mg/kg), all ip. Caspace-3 immunoreactivity was increased in the irradiated group compared to control (P < 0.05). Melatonin-treated groups showed less apoptosis as indicated by a considerable decrease in caspace-3 immunoreactivity (P < 0.05). Electron microscopic examination showed that all spermatogenic cells, especially primary spermatocytes, displayed prominent degeneration in the groups submitted to total body and abdominopelvic irradiation. However, melatonin administration considerably inhibited these degenerative changes, especially in rats who received abdominopelvic irradiation. Total body and abdominopelvic irradiation induced identical apoptosis and testicular damage. Chronobiological assessment revealed that biologic rhythm does not alter the inductive effect of irradiation. These data indicate that melatonin protects against total body and abdominopelvic irradiation. Melatonin was more effective in the evening abdominopelvic irradiation and melatonin-treated group than in the total body irradiation and melatonintreated group.

Melatonin for Protection Against Ionizing Radiation

“…In this experiment, melatonin pretreatment resulted in less apoptosis as indicated by a considerable decrease in caspace-3 immunoreactivity. Electron microscopic examination showed that all spermatogenic cells, especially primary spermatocytes, displayed considerably inhibited of degeneration in the groups treated with melatonin before total body and abdominopelvic irradiation (Take et al 2009). An extensive literature implicates cellular DNA as the primary target for the biological and lethal effects of ionizing radiation.…”

İyonize Radyasyon Uygulaması Yapılmış Rat Pineal Bezi Üzerinde Melatoninin Koruyucu Etkisi Var mıdır? Kronobiyolojik ve Elektron Mikroskobik Çalışma

“…G1 sabah kontrol grubu, G2 akşam kontrol grubu, G3 sabah TVR, G4 akşam TVR, G5 sabah TVR+ melatonin, G6 akşam TVR+Melatonin gruplarıdır. Mevsimsel ritimin bulgularımızı etkilememesi için bütün deney protokolü kış mevsiminde iki ay içinde tamamlandı 18 .…”

“…Radyasyondan 48 saat sonra tüm denekler xylazine HCl sedasyonunu izleyerek ketamine HCl ile anestezi altına alınarak, %2.5'lik fosfat tamponlu gluteraldehit sol ventriküllerine enjekte edilmeye başlanıp tespit tüm vücut kasılmaları sona erdiğinde ve denekler katılaştığın-da sonlandırıldı 18 .…”

“…Kronobiyolojinin, bu konuyu araştıran alt bilim dalı kronotoksisite olarak adlandırılmaktadır. Radyoterapinin, sıçanlarda uygulanma zamanına bağlı olarak farklı etkiler oluştura-bileceği daha önceki araştırmalarımız sonucunda sunulmuştur [16][17][18] . Literatürde de, 12 saatlik aydınlık-karanlık döngüsünde bırakılan fare ve sıçanlarda, tüm vücuda uygulanan iyonize radyasyonun kronobiyolojik etkisi detaylı olarak derlenmiştir 25,26 .…”

“…Güçlü antioksidan özelliğinin yanı sıra melatoninin radioprotektif (ışıma-koruyucu) etkisi olduğu da bilinmektedir. Daha önce sıçan ince bağırsağında, akciğe-rinde ve testisinde yapmış olduğumuz çalışmalarda iyonize radyasyonun ve melatoninin etkileri araştırılmıştır [16][17][18][19] . Literatürde radyasyonun pineal bez üzerine ince yapı düze-yinde neden olabileceği zedelenme ya da pineal bezden üretilen melatonin miktarındaki değişimler kısmen araştırıl-mış olmakla birlikte 15,20 , radyasyonun oluşturduğu zedelenmenin ve ekzojen uygulanan melatoninin bu zedelenme üzerindeki etkisinin araştırıldığı çalışmalar henüz netlik kazanmamıştır.…”