El potencial afrodisíaco de β

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 14263 (2022) Citar este artículo

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La β-ciclodextrina-curcumina (CDC) soluble en agua se utiliza en aplicaciones farmacéuticas y como colorante alimentario natural. El estudio anterior reveló que la curcumina afectaba potencialmente al sistema reproductivo. El presente estudio investigó las posibles funciones de los CDC en la secreción de testosterona en células de Leydig y ratones. Las células de Leydig primarias se trataron con el CDC para determinar su efecto sobre la proliferación celular, los niveles de testosterona, la expresión de proteínas y ARNm del factor de transcripción y las enzimas esteroidogénicas. Nuestros datos mostraron que los CDC estimularon la producción de testosterona a través del factor de transcripción esteroidogénico 1 (NR5A1), la proteína de unión al elemento de respuesta al AMPc (CREB) y las enzimas esteroidogénicas, la proteína reguladora aguda esteroidogénica (StAR), la enzima de escisión de la cadena lateral del colesterol (CYP11A1 ), 17-alfa-hidroxilasa/17,20-liasa (CYP17A1), 3β-/17β-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 1 (3β/17β-HSD, HSD3b1/HSD17b1). Los CDC podrían estimular significativamente la expresión de StAR y CREB suprimida por H89, pero no revertir la expresión de StAR suprimida por melatonina. Además, detectamos la actividad hormonal con levadura transgénica, y los CDC mostraron una posible actividad antagonista androgénica. Mientras tanto, investigamos su efecto afrodisíaco en ratones inducidos con hidrocortisona. La exposición a la hidrocortisona disminuyó la capacidad de apareamiento, los órganos reproductivos y el nivel de testosterona y alteró la histología testicular. Sin embargo, todos estos efectos mejoraron significativamente con el tratamiento con CDC. En conclusión, estos resultados indicaron que los mecanismos de CDC para estimular la producción de testosterona implican la regulación al alza de la vía cAMP-PKA.

La curcumina, un diferuloilmetano, está naturalmente presente en la cúrcuma (Curcuma longa). Se agrega como especia o colorante natural y se considera un remedio a base de hierbas. Estudios recientes han confirmado las posibles acciones farmacológicas de la curcumina en trastornos inflamatorios, síndrome metabólico, enfermedades cardiovasculares y trastornos neurológicos1. Más allá de estas propiedades beneficiosas, estudios recientes también revelaron que la curcumina tiene un impacto potencial en el sistema reproductivo. Se informa que la suplementación con curcumina en la dieta mejoró los parámetros histológicos de los testículos en gallos reproductores de pollos de engorde de edad avanzada2. Además, se encontró que la curcumina tiene potencial curativo en la función del sistema reproductivo y su deterioro, regulado por el estrés y las hormonas relacionadas con la reproducción3. Cabe destacar que los investigadores también demostraron que la curcumina podría aumentar la motilidad de los espermatozoides en ratones tratados con metronidazol4.

Sin embargo, la aplicación clínica de la curcumina está considerablemente limitada debido a su inestabilidad, baja solubilidad acuosa y escasa biodisponibilidad5. Los enfoques para aumentar la biodisponibilidad de la curcumina incluyen el uso de nanopartículas, liposomas, micelas y complejos de fosfolípidos6. Las ciclodextrinas se han considerado candidatas atractivas para los sistemas de administración de nanofármacos debido a su disponibilidad comercial, fácil funcionalización, baja inmunogenicidad, biocompatibilidad y seguridad7,8,9. El uso de ciclodextrinas condujo a aumentos significativos en la solubilidad y biodisponibilidad de los fármacos esteroides, como la testosterona y la progesterona, y mejoró la eficacia y seguridad de estos fármacos10. Los derivados de la β-ciclodextrina pueden solubilizar los esteroides y mejorar la biodisponibilidad de estos fármacos esteroideos hidrofóbicos11.

Recientemente, el complejo de curcumina soluble en agua ha sido un suplemento nutricional disponible comercialmente. El CDC utilizado en esta búsqueda está desarrollado por un sistema de administración de fármaco de curcumina mediado por β-CD mediante encapsulación12. Reddy et al.13 informaron que las CD de curcumina-C3 mostraron una mayor eficiencia de atrapamiento del 97,8 % y una actividad antioxidante mejorada en comparación con la curcumina. Además, el complejo curcumina-CD mostró una solubilidad en agua superior (3.72–70 μg/mL)14, rendimiento de liberación in vitro y mayor citotoxicidad15. Por lo tanto, este estudio evaluará el posible potencial afrodisíaco de CDC en células de Leydig, células de levadura y ratones.

Las células de Leydig de los testículos son responsables de la biosíntesis y secreción de testosterona andrógena testicular en el varón, y la testosterona es esencial para la espermatogénesis. El colesterol es el precursor de la síntesis de testosterona y es transportado a las mitocondrias por StAR, que actúa como paso limitante de la esteroidogénesis16. El colesterol translocado luego se convierte en pregnenolona por P450scc (escisión de la cadena lateral de P450, CYP11A). Posteriormente, la pregnenolona se convierte en testosterona en la cascada esteroidogénica, regulada por enzimas esteroidogénicas, como CYP17A1 y 3β/17β-HSD17. Mientras tanto, NR5A1 y pCREB actúan como factores de transcripción para regular la expresión de CYP11, HSD3B1 y StAR. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo investigar el posible mecanismo afrodisíaco del CDC en la vía de señalización de cAMP/PKA, incluidos los factores de transcripción (NR5A1 y CREB) y las enzimas esteroidogénicas (StAR, CYP11A1, CYP17A1 y 3β/17β-HSD).

La curcumina (Lote No. 0823-9802) se compró del Instituto Nacional para el Control de Productos Farmacéuticos y Biológicos. El CDC preparado mediante la técnica de coprecipitación se obtuvo de Hubei Tianji Chinese Medicine Pieces Co., Ltd. en China. Es un sólido de color amarillo brillante y fácilmente soluble en agua sin precipitación ni partículas flotantes. La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) de fase reversa se realizó en un sistema Dionex HPLC con una bomba P680, una columna Agilent ZORBAX SB C18 (4,6 mm × 150 mm, 5 μm) y un detector de longitud de onda variable UVD 170U UV-Vis . El método detallado estuvo de acuerdo con la Farmacopea China 2015. El contenido de curcumina fue del 20%.

Se compraron ratones Kunming (18–22 g) y ratas macho Sprague-Dawley (180–220 g) del Centro Provincial para el Control y la Prevención de Enfermedades de Hubei (SCXK 2015-0018; Wuhan, China). Los experimentos con animales fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales y el Comité de Ética Experimental local (Certificado de animales de laboratorio no. SYXK2017-0067). Todos los métodos se llevaron a cabo siguiendo las pautas y regulaciones pertinentes, y este estudio se llevó a cabo de conformidad con las pautas ARRIVE.

Todos los animales se mantuvieron a temperatura controlada de 24 ± 2 °C y humedad de 55 ± 15 %, con acceso a alimento y agua ad libitum y ciclo día/noche de 12 h.

Se aislaron células de Leydig de ratas Sprague Dawley de 50 a 70 días de edad mediante la combinación de digestión enzimática y separación con Percoll, como se describió previamente18,19 con algunas modificaciones. En resumen, los testículos decapsulados se colocaron en una solución enzimática que contenía 0,05 mg/mL de colagenasa I (Invitrogen) durante 15 min a 34 °C con agitación suave. Después de la incubación, la digestión se detuvo con el medio de cultivo DMEM-F12 que contenía suero bovino fetal al 9 %, suero de caballo al 1 %, piruvato de sodio 0,5 mM al 1 % y penicilina-estreptomicina al 1 %, y la solución se filtró a través de un filtro de 70 μm. colador de nailon.

Los bajos niveles de suero de caballo ayudaron a mantener la supervivencia de las células de Leydig y la función esteroidogénica, y el 10-20 % de suero bovino fetal promovió la unión de las células de Leydig cultivadas al sustrato de cultivo20. Mientras tanto, el piruvato fue superior a la glucosa como fuente de energía para apoyar la esteroidogénesis21. Luego, las células dispersas se lavaron con DMEM/F12 y se colocaron en capas sobre un gradiente de Percoll (5 %, 30 %, 58 % y 70 %; Biosharp, Wuhan, China). El gradiente se centrifugó durante 35 min a 800 gy las células localizadas entre el gradiente de Percoll 70 y 58 % se aislaron (la segunda capa). Después de repetir los pasos de lavado del medio, las células de Leydig se incubaron en el medio de cultivo DMEM-F12. La viabilidad celular determinada por la prueba de azul tripano fue superior al 90%.

La pureza de las células de Leydig se determinó mediante tinción histoquímica con 3β-HSD22. Las células de Leydig se incubaron en placas de 24 pocillos con una solución de tinción de 3β-HSD de 0,4 ml/pocillo. La solución de tinción contenía PBS 0,01 M complementado con 0,1 mg/mL de nitro-azul de tetrazolio (Biosharp, Wuhan, China), 1,0 mg/mL de dinucleótido de nicotinamida y adenina (Shanghai McLean), 0,1 mg/mL de dehidroepiandrosterona (Shanghai McLean) y 0,1 mg/mL de mL de niacinamida durante 90 min a 34 °C. Las células positivas se tiñeron de azul oscuro y la pureza de las células de Leydig fue superior al 90 %.

Se sembraron células de Leydig purificadas (3 × 104/ml) en placas de 24 pocillos y se cultivaron a 34 °C en una atmósfera humidificada que contenía 5 % de CO2 y 95 % de aire. Se lavaron tres veces en PBS células de Leydig cultivadas durante dos días en el medio de cultivo DMEM/F12. Luego, las células se cultivaron en un medio libre de suero que contenía diferentes dosis de curcumina o CDC durante 24 h. Se utilizó 1 UI/mL de gonadotropina coriónica humana (hCG) como control positivo. El ensayo de citotoxicidad de las células de control y tratadas se analizó mediante el ensayo MTT mediante el método informado23.

La concentración de testosterona en el medio de cultivo libre de células se midió utilizando ensayos ELISA de acuerdo con el protocolo del fabricante (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute, Nanjing, China).

Los niveles de expresión de ARNm de Star, Nr5a1, Cyp11a1, Cyp17a1, Hsd3b1 y Hsd17b1 en células de Leydig se analizaron mediante análisis RT-qPCR. El ARN total de los diferentes grupos de tratamiento se extrajo con el reactivo Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA, EE. UU.), y su cantidad y pureza se midió con un ultra microespectrofotómetro (Thermo Fisher Scientific, EE. UU.) basado en la medición de absorbancia a 260 y 280 nm. . El ARN purificado se transcribió inversamente usando un kit FastQuant RT (Tiangen Biotech, Beijing, China) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. La RT-qPCR se realizó en un instrumento LightCycler 480 (Roche, Basilea, Suiza) utilizando los kits TIANGEN SuperReal PreMix Plus (Tiangen Biotech, Beijing, China) con cebadores específicos (Tabla 1). La amplificación por PCR se inició con 15 min de desnaturalización a 95 °C, seguida de 45 ciclos de 95 °C por 10 s, 60 °C por 40 s y 72 °C por 32 s, y una incubación final a 75 °C durante 5 min. Los análisis se realizaron con el método 2‑ΔΔCq24 y se utilizó Gapdh como control interno.

La expresión proteica de enzimas esteroidogénicas y CREB en células de Leydig se detectó mediante transferencia Western. Las células de Leydig se separaron en 5 grupos: el grupo no tratado (Control), el grupo positivo (hCG), el grupo CDC (0,2, 1,0, 5,0 μM) y H89 (10 μM) o melatonina (10 μM) también se utilizó donde adecuado. Las proteínas se separaron mediante geles de poliacrilamida con SDS al 12 % y luego se transfirieron a membranas de fluoruro de polivinilideno. Las transferencias se incubaron a 4 °C durante la noche con anticuerpos primarios específicos: contra HSD3B1 (A8035), StAR (A16432), NR5A1 (A1657), CREB (A11989) y GAPDH (GB11002), todos obtenidos de la empresa ABclonal (Wuhan, China). ) y diluido 1:1000 en solución salina tamponada con Tris. Posteriormente, las membranas se incubaron con anticuerpos secundarios (1:2000, IgG anti-conejo conjugado con HRP, GB23303) durante 1 hora a temperatura ambiente. Las membranas se lavaron con TBS y luego se visualizaron utilizando Pierce ECL Western Blotting Substrate (Thermo).

La prueba XenoScreen YES/YAS se realizó en placas de 96 pocillos para determinar las sustancias hormonalmente activas25,26,27. Las actividades estrogénica, antiestrogénica, androgénica y antiandrogénica se midieron con el kit de ensayo XenoScreen XL YES/YAS de acuerdo con el protocolo del fabricante (Xenometrix, XenoScreen XL YES/YAS, Instrucciones de uso versión 3.04). Las células de levadura en crecimiento (Saccharomyces cerevisiae) se transformaron de forma estable con hER o hAR y un sistema informador de β-galactosidasa y se expusieron a diferentes concentraciones de compuestos. Se usaron estándares de 17β-estradiol (E2) y 4-hidroxitamoxifeno (4-HT) como controles de agonista y antagonista de estrógeno, respectivamente. Para la actividad de los andrógenos, se utilizó 5α-dihidrotestosterona (DHT) como control agonista y flutamida (FL) como control antagonista. Las actividades antagónicas se midieron evaluando la reducción de la señal de β-galactosidasa en células de levadura en E2 0,2 ​​nM (YES) o DHT 1,0 nM (YAS) en el medio de prueba.

Los ratones macho se dividieron aleatoriamente en 6 grupos (n = 8). Grupo de control en blanco: solo solución salina normal como vehículo. Grupo control modelo: 25 mg/kg de hidrocortisona administrada por vía intraperitoneal durante 7 días a partir del 4º día de administración25. Grupo JKSQP (Jinkui Shenqi Pill de Beijing Tongrentang Company): el mismo tratamiento que el grupo de control modelo y administrado por vía oral con 1,3 g/kg de JKSQP. Grupo tratado con CDC: no solo recibió el mismo tratamiento que el grupo de control modelo, sino que también se le administró por vía oral 1,3 g/kg de JKSQP, 50 mg/kg, 150 mg/kg o 450 mg/kg de CDC (alrededor de 2, 6 y 18 veces a la dosis clínica). Las hembras se pusieron en celo mediante la administración de valerato de estradiol (0,4 mg/kg) 48 horas y 6 horas antes del estudio copulatorio. Después de 30 dosis diarias, se introdujo la hembra en la cámara y se registraron los siguientes parámetros de comportamiento sexual: frecuencia de monta (MF), número de montas sin intromisión desde la introducción de la hembra hasta la eyaculación; frecuencia de intromisiones (IF): el número de intromisiones desde la introducción hasta la eyaculación; latencia de monta (ML): el intervalo entre la introducción y la primera monta por parte del macho; latencia de intromisión (IL): el intervalo desde la introducción hasta la primera intromisión por parte del macho28. Bajo anestesia con éter etílico, se recolectaron muestras de sangre del plexo orbital y luego se recolectaron los órganos principales. Mientras tanto, los testículos se fijaron en formalina tamponada neutra al 10 % y las secciones del portaobjetos se tiñeron con hematoxilina y eosina (HE) para su examen con microscopio óptico. La concentración de testosterona en el suero del ratón se detectó utilizando los kits ELISA.

Los datos se presentaron como la media ± error estándar de la media. Las diferencias entre las medias se evaluaron mediante el análisis de varianza unidireccional seguido de la prueba t de Dunnett con GraphPad Prism 8. Se consideró que P < 0,05 o P < 0,01 indicaban una diferencia estadísticamente significativa.

La tinción con 3β-HSD y azul de tripano mostró que las células de Leydig se aislaron con éxito de los testículos (Fig. 1), con un promedio de viabilidad del 96,23 % y una pureza aproximada del 90 %. Los resultados de MTT mostraron que la curcumina 50 μM y 100 μM y CDC redujeron significativamente la viabilidad celular en comparación con el control no tratado. Sin embargo, no hubo diferencias aparentes a concentraciones más bajas, con ≤ 25 μM de CDC o curcumina (Fig. 1). Por lo tanto, los experimentos posteriores se realizaron en concentraciones que oscilaban entre 0,1 y 25 μM.

(A) Tinción con 3β-HSD de células de Leydig de rata purificadas (ubicadas en una escala de 4 ml). Las células positivas se tiñeron de color azul oscuro. (B) La viabilidad de las células de Leydig después del tratamiento con curcumina o β-ciclodextrina-curcumina.

La exposición a 1 UI/mL de hCG resultó en un aumento significativo en los niveles de producción de testosterona en células de Leydig de rata. De manera similar, el CDC desempeñó un papel excelente en el aumento de la secreción de testosterona en un rango de 0,2 a 25 μM (Fig. 2), y el CDC 5 μM mostró el mayor efecto sobre la secreción de testosterona. Además, la curcumina tuvo un efecto algo inhibidor sobre la esteroidogénesis, pero no hubo una diferencia significativa entre el control y el tratamiento regular con curcumina (1–25 μM).

Efectos de la β-ciclodextrina-curcumina y la curcumina sobre la secreción de testosterona en las células de Leydig. **P < 0.01 respecto al Control.

Los resultados anteriores sugirieron que los CDC podrían regular los niveles de expresión de genes de enzimas esteroidogénicas para promover la secreción de testosterona en las células de Leydig. Por lo tanto, los niveles de expresión de ARNm de Nr5a1 y enzimas esteroidogénicas (Star, Cyp11a1, Cyp17a1, Hsd3b1 y Hsd17b1) se analizaron mediante RT-qPCR. Como se muestra en la Fig. 3, las células expuestas a hCG y CDC (1 μM o 5 μM) demostraron niveles de expresión significativamente más altos de Nr5a1 y enzimas esteroidogénicas en comparación con los controles (P < 0,05 o P < 0,01). Por lo tanto, los resultados sugirieron que los CDC podrían promover la síntesis de testosterona al regular la transcripción del gen Nr5a1 y activar la expresión de genes de enzimas esteroidogénicas.

Efectos de la β-ciclodextrina-curcumina en los niveles de expresión de ARNm de Nr5a1 y enzimas esteroidogénicas en células de Leydig. *P < 0.05, **P < 0.01 respecto al Control.

A continuación, probamos si los CDC podrían afectar los factores de transcripción y las proteínas esteroidogénicas. La figura 4 y las figuras complementarias mostraron que hCG y CDC (1 μM o 5 μM) aumentaron la expresión proteica de NR5A1, CREB, 3β-HSD y StAR en comparación con los controles (P < 0,05 o P < 0,01).

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina sobre la expresión de proteínas de NR5A1, CREB, StAR y 3β-HSD en células de Leydig. *P < 0.05, **P < 0.01 respecto al Control. CDC β-CD-cucurmina.

H89 es un inhibidor potente y selectivo de la proteína quinasa A (PKA) activada por AMPc a través de antagonistas competitivos del sitio ATP en la subunidad catalítica de la PKA29. La melatonina, una neurohormona de indolamina, puede disminuir la síntesis de andrógenos testiculares y el tamaño de los testículos a través de los receptores de melatonina subtipo 1a (mel1a) y el sistema local de la hormona liberadora de corticotrofina30. Estos datos indican que el pretratamiento de 1 h con H89 dio como resultado una disminución significativa en la expresión proteica de CREB y StAR en comparación con sus expresiones en las células de control (P < 0,01) (Fig. 5) y Figuras complementarias. El tratamiento con hCG o CDC 0,2–5 μM restauró los niveles de CREB y StAR inhibidos por H89 (P < 0,05 o P < 0,01). De manera similar, la adición de melatonina a las células de Leydig impidió el nivel de StAR (P < 0,05) en comparación con el control. La HCG pudo recuperar la expresión de la proteína StAR inhibida por la melatonina (P < 0,01), pero los CDC no tuvieron un efecto significativo sobre ella (P > 0,05).

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina en la expresión proteica de StAR y CREB luego de la adición de H89 o melatonina en células de Leydig. *P < 0,05, **P < 0,01 respecto al control + inhibidor. CDC β-CD-cucurmina.

El CDC que interactúa con hER o hAR se evaluó a través del ensayo XenoScreen XL YES/YAS. Los resultados no revelaron citotoxicidad aparente bajo las concentraciones de prueba de 100 μM. Como se muestra en la Fig. 6, CDC mostró actividad antagonista androgénica como flutamida. Los valores IC50 de flutamida y CDC fueron 1,05 × 10–5 M y 7,00 × 10–8 M, respectivamente. Sin embargo, no se observó potencial agonista estrogénico, agonista androgénico y antagonista estrogénico de CDC por debajo de 100 μM (Tabla 2).

Actividad antagonista androgénica de β-ciclodextrina-curcumina. CDC β-CD-cucurmina, FL flutamida.

En comparación con el grupo de control en blanco, el tratamiento con hidrocortisona disminuyó el rendimiento copulador de los ratones macho con experiencia sexual: las latencias de monta e intromisión aumentaron significativamente (P < 0,05), y la frecuencia de monta e intromisión se redujo significativamente (P < 0,05) (Fig. 7) . En comparación con el grupo de animales modelo, los grupos CDC (en dosis medias y altas) y JKSQP redujeron las latencias de monta e intromisión mientras que aumentaron significativamente la frecuencia de monta e intromisión (P < 0,05 o P < 0,01). La administración de hidrocortisona mostró una disminución en la concentración sérica de testosterona (P < 0,01), mientras que después de CDC o JKSQP resultó en un aumento significativo (P < 0,01) (Fig. 8).

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina sobre la latencia de monta, la frecuencia de monta, la latencia de intromisión y la frecuencia de intromisión de ratones macho tratados con hidrocortisona. *P < 0,05, **P < 0,01 respecto al Modelo; #P < 0.05, ##P < 0.01 respecto al Control. Grupo de control normal de control, grupo de control de hidrocortisona modelo, grupo de píldora Jinkui Shenqi positivo, grupo de dosis baja de CDC-L de β-CD-curcumina, grupo de dosis media de CDC-M de β-CD-curcumina, dosis alta de CDC-H de β- grupo CD-curcumina.

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina en la concentración de testosterona de ratones macho tratados con hidrocortisona. *P < 0,05, **P < 0,01 respecto al Modelo; #P < 0.05, ##P < 0.01 respecto al Control. Grupo de control normal de control, grupo de control de hidrocortisona modelo, grupo de píldora Jinkui Shenqi positivo, grupo de dosis baja de CDC-L de β-CD-curcumina, grupo de dosis media de CDC-M de β-CD-curcumina, dosis alta de CDC-H de β- grupo CD-curcumina.

El peso de los testículos y el epidídimo mostró una disminución significativa en los ratones tratados con hidrocortisona en comparación con el grupo de control (P < 0,05) (Fig. 9). Se observó un aumento significativo del peso de los testículos y el epidídimo en los grupos de CDC en comparación con los ratones tratados con hidrocortisona (P < 0,05 o P < 0,01).

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina sobre el coeficiente de órganos de ratones machos tratados con hidrocortisona. *P < 0,05, **P < 0,01 respecto al Modelo; #P < 0.05, ##P < 0.01 respecto al Control. Grupo de control normal de control, grupo de control de hidrocortisona modelo, grupo de píldora Jinkui Shenqi positivo, grupo de dosis baja de CDC-L de β-CD-curcumina, grupo de dosis media de CDC-M de β-CD-curcumina, dosis alta de CDC-H de β- grupo CD-curcumina.

Los cambios histológicos en los testículos de ratón se muestran en la Fig. 10. Los ratones de control exhibieron un proceso normal de espermatogénesis con una disposición regular del epitelio espermatogénico en los túbulos seminíferos. El grupo modelo mostró varios cambios testiculares, incluida la pérdida y el trastorno de las células espermatogénicas, la disminución de la espermatogénesis y el desprendimiento del citoplasma de las células de Sertoli. Sin embargo, los túbulos en los grupos CDC (en dosis medias y altas) y JKSQP restauraron su forma regular con capas espermatogénicas comparativamente bien organizadas y una cantidad moderada de espermatozoides. Estos grupos también mostraron características histológicas similares a las del grupo control.

Tinción HE de tejido testicular en ratones (x400). (A) grupo de control normal, (B) grupo de control de hidrocortisona, (C) grupo de la píldora Jinkui Shenqi, (D) grupo de dosis baja de β-CD-curcumina, (E) grupo de dosis media de β-CD-curcumina, (F) ) dosis alta del grupo de β-CD-curcumina.

La administración de curcumina se ve obstaculizada por su baja solubilidad y estabilidad en agua. El complejo de curcumina soluble en agua con β-CD se utiliza en aplicaciones farmacéuticas y como colorante alimentario natural31. Aunque la curcumina hidrofílica de diferentes compañías varió en contenido de curcumina, encontramos que tenían un efecto similar en las células de Leydig testiculares de rata. Sin embargo, la curcumina regular no fue tan sensible como la CDC y no tuvo un efecto significativo en las células de Leydig. Estos resultados fueron similares a los informados de que la curcumina no tuvo impacto en la esteroidogénesis basal en las células MA-10, pero podría inhibir la esteroidogénesis en las células primarias de Leydig de ratón32. Mientras tanto, el CDC 5 μM mostró niveles más altos de testosterona y los experimentos posteriores se realizaron en concentraciones que oscilaban entre 0,1 y 5 μM.

Para explorar el efecto afrodisíaco de CDC in vivo, usamos hidrocortisona para establecer el modelo de deficiencia de Yang de Riñón. Las vías metabólicas y los sistemas endocrino y reproductivo se vieron alterados por la hidrocortisona33. En comparación con el grupo de control, la inyección subcutánea de hidrocortisona en ratones podría conducir a una deficiencia de Yang de Riñón, evidenciada por una excitación sexual prolongada, reduciendo el número de encuentros sexuales, los índices de los órganos reproductivos y la concentración de testosterona, así como daño patológico en el estructura del tejido testicular. Después de la administración de los CDC, la capacidad de apareamiento de los ratones con impotencia, el peso de los órganos reproductivos, el nivel de testosterona y el daño patológico mejoraron significativamente. Estos indicaron que los CDC tenían un efecto afrodisíaco en un modelo de ratones con deficiencia de Yang de Riñón inducido por hidrocortisona.

La testosterona se sintetiza a partir del colesterol en una respuesta enzimática de varios pasos a las hormonas pituitarias. Nuestros datos mostraron que los CDC estimularon la producción de testosterona a través de vías de señalización de AMPc/PKA, factores de transcripción de regulación positiva (NR5A1 y CREB) y enzimas esteroidogénicas (StAR, CYP11A1, CYP17A1 y 3β/17β-HSD). La esteroidogénesis está mediada en vías de señalización dependientes e independientes de cAMP/PKA34. H89 podría regular a la baja la expresión de StAR mediante la inhibición selectiva de la actividad de PKA, mientras que la melatonina tiene un papel protector y regulador significativo en las células de Leydig. Los efectos de la melatonina sobre los niveles de hormonas reproductivas dependen de las condiciones fisiológicas y de la especie de los animales35. La melatonina inhibe la expresión de StAR, GATA-4/SF-1 u otras proteínas a través de sitios de unión específicos al bloquear la expresión de la proteína StAR sin alterar la actividad de la enzima P45036,37,38. Mientras tanto, la melatonina promueve el rendimiento reproductivo masculino y aumenta la síntesis de testosterona en las células de Leydig de mamíferos39. El estudio anterior informó que el efecto de la melatonina sobre la liberación de oxitocina y vasopresina no podía ser bloqueado por completo por H8940, y regulaba la transcripción del gen dependiente de CRE que subyace a la proliferación de osteoblastos mediante la activación de Src y PKA en paralelo41. Nuestros resultados demostraron que los CDC podían aumentar significativamente la expresión de StAR y CREB suprimida por H89 y no podían revertir la expresión de StAR suprimida por melatonina. Este resultado se vio reforzado por evidencia previa que determinó que H89 eliminó el efecto del tratamiento con curcumina para aumentar la fosforilación de LKB-1 y CREB42. Por lo tanto, el CDC parecía estimular la esteroidogénesis a través de la vía de señalización de cAMP/PKA, no afectada por el inhibidor de la síntesis de cAMP.

El presente estudio mostró además que el CDC tenía actividad antagonista androgénica en la levadura transgénica sin potencial agonista estrogénico, agonista androgénico y antagonista estrogénico. Esto significa que el CDC podría ejercer una regulación bidireccional en los efectos biológicos de las hormonas en el cuerpo. Es un antagonista de los receptores de andrógenos con potencial como agente contra el cáncer de próstata43 y también podría estimular la producción de andrógenos a través de la vía esteroidogénica.

El estudio in vitro mostró que los CDC estimularon la producción de testosterona a través de la vía de señalización cAMP/PKA. In vivo, los CDC tuvieron un efecto afrodisíaco en un modelo de ratón con deficiencia de Yang de Riñón inducido por hidrocortisona, que se evidenció al mejorar significativamente las habilidades sexuales de los ratones con impotencia, el peso de los órganos reproductivos, el nivel de testosterona y el daño patológico. Además, CDC mostró una potencial actividad antagónica androgénica en la levadura transgénica. Estos resultados significan que el CDC podría ejercer una regulación bidireccional en los efectos biológicos de las hormonas en el cuerpo (Fig. 11).

El potencial afrodisíaco de la β-ciclodextrina-curcumina a través de la estimulación de la vía cAMP-PKA en las células testiculares de Leydig.

Los datos que respaldan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Monofosfato de adenosina cíclico

β-ciclodextrina-curcumina

Proteína de unión al elemento de respuesta CAMP

Enzima de escisión de la cadena lateral del colesterol

17-alfa-hidroxilasa/17,20-liasa

3β-/17β-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 1

5α-dihidrotestosterona

17β-estradiol

flutamida

Receptor androgénico humano

Hematoxilina y eosina

receptor estrogénico humano

Cromatografía líquida de alta resolución

4-hidroxitamoxifeno

Frecuencia de introducción

latencia de introducción

Píldora Jinkui Shenqi

Frecuencia de montaje

Latencia de montaje

factor esteroidogénico-1

Proteína quinasa A

Reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa en tiempo real

Proteína reguladora aguda esteroidogénica

Prueba de andrógenos de levadura

Examen de estrógenos en levaduras

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Descargar referencias

Este estudio fue apoyado por un proyecto clave a nivel del gobierno central: el establecimiento de la capacidad del uso sostenible de los valiosos recursos de la medicina china (2060302); El Proyecto de Apertura del Laboratorio Provincial Clave de Hubei para la Ocurrencia e Intervención de Enfermedades Reumáticas (Universidad Hubei Minzu) (PT022002); El proyecto de apertura de la asignatura preponderante y característica de la provincia de Zhejiang de la Universidad Clave (Farmacología Tradicional China), Universidad Médica China de Zhejiang (No. ZYAOXYB2019003).

Estos autores contribuyeron por igual: Liu Yang, Shan Xue y Lin Yuan.

Departamento de Farmacia, Hospital de Medicina Tradicional China de Wuhan, Wuhan, 430014, Hubei, China

liu yang

Laboratorio clave de recursos y química de la medicina tradicional china de la provincia de Hubei, Departamento de Farmacia, Universidad de Medicina China de Hubei, Huang-Jia-Hu West Road 16#, distrito de Hongshan, Wuhan, 430065, Hubei, China

Liu Yang, Shan Xue, Lin Yuan, Zihan Li, Haitao Hu, Yichang Zhang, Yimei Liu y Juan Li

Laboratorio clave provincial de Hubei sobre aparición e intervención de enfermedades reumáticas, Universidad Hubei Minzu, Enshi, 445000, Hubei, China

Yuan Lin

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JL e YL concibieron y diseñaron el experimento. SX, ZL e YZ realizaron el experimento. YL, SX y LY analizaron los datos y escribieron el manuscrito. LY, HH y JL revisaron el manuscrito. Todos los autores han leído y aprobado el manuscrito final.

Correspondencia a Yimei Liu o Juan Li.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Yang, L., Xue, S., Yuan, L. et al. El potencial afrodisíaco de la β-ciclodextrina-curcumina a través de la estimulación de la vía cAMP-PKA en las células testiculares de Leydig. Informe científico 12, 14263 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18065-3

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Recibido: 02 febrero 2022

Aceptado: 04 agosto 2022

Publicado: 22 agosto 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-18065-3

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