El potencial afrodisíaco de β
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El potencial afrodisíaco de β

Jun 25, 2023

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 potencialmente afectaba el 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 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 por 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 positiva de la vía cAMP-PKA.

La curcumina, un diferuloilmetano, está presente de forma natural 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 ha informado que la suplementación con curcumina en la dieta mejoró los parámetros histológicos de los testículos en gallos reproductores de edad avanzada2. Además, se descubrió que la curcumina tiene potencial curativo sobre la función del sistema reproductivo y su deterioro, regulado por el estrés y las hormonas relacionadas con la reproducción3. Es de 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 candidatos atractivos 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 fármacos esteroides, como la testosterona y la progesterona, y a una mejora en la eficacia y seguridad de estos fármacos10. Los derivados de β-ciclodextrina pueden solubilizar los esteroides y mejorar la biodisponibilidad de estos fármacos esteroides hidrofóbicos11.

Recientemente, el complejo de curcumina soluble en agua se ha convertido en un suplemento nutricional disponible comercialmente. El CDC utilizado en esta búsqueda se desarrolla mediante un sistema de administración de fármacos 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 superior en agua (3,72–70 μg/ml)14, un rendimiento de liberación in vitro y una mayor citotoxicidad15. Así, este estudio evaluará el posible potencial afrodisíaco de los 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 hombre, y la testosterona es esencial para la espermatogénesis. El colesterol es el precursor de la síntesis de testosterona y es transportado a las mitocondrias mediante StAR, que sirve como paso limitante de la velocidad de la esteroidogénesis16. El colesterol translocado luego se convierte en pregnenolona mediante 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 de las CDC en la vía de señalización de AMPc/PKA, incluidos los factores de transcripción (NR5A1 y CREB) y las enzimas esteroidogénicas (StAR, CYP11A1, CYP17A1 y 3β/17β-HSD).

La curcumina (Nº de lote 0823-9802) se adquirió 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 alto rendimiento (HPLC) de fase inversa se realizó en un sistema HPLC Dionex 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 fue según la Farmacopea China de 2015. El contenido de curcumina fue del 20%.

Se compraron ratones Kunming (18–22 g) y ratas Sprague-Dawley macho (180–220 g) en el Centro Provincial de Hubei para el Control y la Prevención de Enfermedades (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 bajo una temperatura controlada de 24 ± 2 °C y una humedad de 55 ± 15%, con acceso a alimento y agua ad libitum y un 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 de Percoll, como se describió anteriormente18,19 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 minutos a 34 °C con agitación suave. Después de la incubación, se detuvo la digestión con el medio de cultivo DMEM-F12 que contenía 9% de suero fetal bovino, 1% de suero de caballo, 1% de piruvato de sodio 0,5 mM y 1% de penicilina-estreptomicina, 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 un 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 minutos a 800 gy se aislaron las células localizadas entre el gradiente de Percoll 70 y 58% (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 mediante la prueba del azul tripán fue superior al 90%.

La pureza de las células de Leydig se determinó mediante tinción histoquímica con 3β-HSD22. Se incubaron células de Leydig 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 suplementado 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 x 104/ml) en placas de 24 pocillos y se cultivaron a 34 °C en una atmósfera humidificada que contenía 5% de CO2-95% de aire. Las células de Leydig cultivadas durante dos días en el medio de cultivo DMEM/F12 se lavaron tres veces en PBS. Luego, las células se cultivaron en un medio sin 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 control y tratadas se probó mediante el ensayo MTT mediante el método informado23.

La concentración de testosterona en el medio de cultivo libre de células se midió mediante ensayos ELISA según 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 utilizando el reactivo Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA, EE. UU.), y su cantidad y pureza se midieron mediante un ultramicroespectrofotómetro (Thermo Fisher Scientific, EE. UU.) basado en la medición de absorbancia a 260 y 280 nm. . El ARN purificado se transcribió de forma inversa utilizando 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, seguido de 45 ciclos de 95 °C durante 10 s, 60 °C durante 40 s y 72 °C durante 32 s, y una incubación final a 75 °C. durante 5 min. Los análisis se realizaron utilizando 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 también se usó H89 (10 µM) o melatonina (10 µM). adecuado. Las proteínas se separaron mediante geles de poliacrilamida-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 compañía 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 conjugada con HRP, GB23303) durante 1 h a temperatura ambiente. Las membranas se lavaron con TBS y luego se visualizaron utilizando el sustrato de transferencia Western Pierce ECL (Thermo).

La prueba XenoScreen YES/YAS se realizó en placas de 96 pocillos para determinar sustancias hormonalmente activas25,26,27. Las actividades estrogénica, antiestrogénica, androgénica y antiandrogénica se midieron con el kit de ensayo XenoScreen XL YES/YAS según el protocolo del fabricante (Xenometrix, XenoScreen XL YES/YAS, Instrucciones de uso versión 3.04). Se transformaron de manera estable células de levadura en crecimiento (Saccharomyces cerevisiae) con hER o hAR y un sistema indicador de β-galactosidasa y se expusieron a diferentes concentraciones de compuestos. Se utilizaron estándares de 17β-estradiol (E2) y 4-hidroxitamoxifeno (4-HT) como controles agonistas y antagonistas de estrógenos, respectivamente. Para la actividad androgénica, se utilizó 5α-dihidrotestosterona (DHT) como control agonista y flutamida (FL) como control antagonista. Las actividades antagonistas 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 machos se dividieron aleatoriamente en 6 grupos (n = 8). Grupo de control en blanco: sólo solución salina normal como vehículo. Grupo control modelo: 25 mg/kg de hidrocortisona intraperitoneal administrada durante 7 días a partir del 4º día de administración25. Grupo JKSQP (píldora Jinkui Shenqi 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 (aproximadamente 2, 6 y 18 veces a la dosis clínica). Las ratonas hembras entraron en estro administrándoles valerato de estradiol (0,4 mg/kg) 48 h y 6 h antes del estudio copulador. Luego de 30 dosis diarias, se introdujo a la hembra en la cámara y se registraron los siguientes parámetros de comportamiento sexual: frecuencia de montas (MF), número de montas sin intromisión desde la introducción de la hembra hasta la eyaculación; frecuencia de intromisión (IF): el número de intromisiones desde la introducción hasta la eyaculación; latencia de montura (ML): el intervalo entre la introducción y la primera montura 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 recogieron muestras de sangre del plexo orbitario y luego se recogieron 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 mediante kits ELISA.

Los datos se presentaron como media ± error estándar de la media. Las diferencias entre 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 tripano mostró que las células de Leydig se aislaron exitosamente de los testículos (Fig. 1), con un promedio de 96,23% de viabilidad y una pureza aproximada del 90%. Los resultados de MTT mostraron que 50 μM y 100 μM de curcumina y CDC redujeron significativamente la viabilidad celular en comparación con el control no tratado. Sin embargo, no hubo diferencias aparentes en concentraciones más bajas, con ≤ 25 μM de CDC o curcumina (Fig. 1). Por lo tanto, los experimentos posteriores se realizaron en concentraciones que oscilaron 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 jugó 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 impacto algo inhibidor sobre la esteroidogénesis, pero no hubo diferencias significativas 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 regulando la transcripción del gen Nr5a1 y activando la expresión de genes de enzimas esteroidogénicas.

Efectos de la β-ciclodextrina-curcumina sobre los niveles de expresión del ARNm de Nr5a1 y las enzimas esteroidogénicas en las células de Leydig. *P < 0,05, **P < 0,01 respecto al Control.

Luego 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 de proteínas 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 activada por AMPc (PKA) a través de antagonistas competitivos del sitio ATP en la subunidad catalítica de PKA29. La melatonina, una neurohormona 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 corticotropina30. Estos datos indican que el pretratamiento de 1 h con H89 resultó en una disminución significativa en la expresión de proteínas de CREB y StAR en comparación con sus expresiones en células de control (P <0,01) (Fig. 5) y Figuras complementarias. El tratamiento con hCG o CDC 0,2–5 μM restableció 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 el CDC no tuvo ningún efecto significativo sobre ella (P > 0,05).

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina sobre la expresión de proteínas de StAR y CREB tras 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 mediante el 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, los CDC mostraron actividad antagonista androgénica como flutamida. Los valores de CI50 de flutamida y CDC fueron 1,05 × 10–5 M y 7,00 × 10–8 M, respectivamente. Sin embargo, no se observó ningún potencial agonista estrogénico, agonista androgénico ni antagonista estrogénico de CDC por debajo de 100 μM (Tabla 2).

Actividad antagonista androgénica de la 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 machos con experiencia sexual: las latencias de montaje e intromisión aumentaron significativamente (P <0,05) y la frecuencia de montaje e intromisión se redujeron 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 montaje e intromisión mientras aumentaron significativamente la frecuencia de montaje 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 montaje, la frecuencia de montaje, 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 positiva, grupo CDC-L de dosis baja de β-CD-curcumina, CDC-M de dosis media de grupo de β-CD-curcumina, CDC-H de dosis alta de β- Grupo CD-curcumina.

Efecto de la β-ciclodextrina-curcumina sobre la concentración de testosterona 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 positiva, grupo CDC-L de dosis baja de β-CD-curcumina, CDC-M de dosis media de grupo de β-CD-curcumina, CDC-H de dosis alta 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 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 positiva, grupo CDC-L de dosis baja de β-CD-curcumina, CDC-M de dosis media de grupo de β-CD-curcumina, CDC-H de dosis alta 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 desorden 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 (×400). (A) Grupo de control normal, (B) grupo de control de hidrocortisona, (C) grupo de 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 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 variaba en el contenido de curcumina, descubrimos 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 ningún efecto significativo sobre las células de Leydig. Estos resultados fueron similares a los reportados 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 oscilaron entre 0,1 y 5 μM.

Para explorar el efecto afrodisíaco de los CDC in vivo, utilizamos hidrocortisona para establecer el modelo de deficiencia de Riñón-Yang. La hidrocortisona alteró las vías metabólicas y los sistemas endocrino y reproductivo33. En comparación con el grupo de control, la inyección subcutánea de hidrocortisona en ratones podría provocar una deficiencia de Yang de Riñón, evidenciada por una excitación sexual prolongada, una reducción del número de encuentros sexuales, de los índices de los órganos reproductivos y de la concentración de testosterona, así como de daños patológicos en el estructura del tejido testicular. Después de la administración del 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 Riñón-Yang inducida 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 reguladores (NR5A1 y CREB) y enzimas esteroidogénicas (StAR, CYP11A1, CYP17A1 y 3β/17β-HSD). La esteroidogénesis está mediada por vías de señalización dependientes e independientes de AMPc/PKA34. H89 podría regular negativamente la expresión de StAR mediante la inhibición selectiva de la actividad de PKA, mientras que la melatonina tiene un importante papel protector y regulador en las células de Leydig. Los efectos de la melatonina sobre los niveles de hormonas reproductivas dependen de las condiciones fisiológicas y de las especies de 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 los mamíferos39. El estudio anterior informó que el efecto de la melatonina sobre la liberación de oxitocina y vasopresina no podía bloquearse por completo con H8940, y regulaba la transcripción del gen CRE dependiente de la proliferación de osteoblastos mediante la activación de Src y PKA en paralelo41. Nuestros resultados demostraron que el CDC podría aumentar significativamente la expresión de StAR y CREB suprimida por H89 y no pudo revertir la expresión de StAR suprimida por melatonina. Este resultado se vio reforzado por evidencia previa que determinó que H89 anuló el efecto del tratamiento con curcumina para aumentar la fosforilación de LKB-1 y CREB42. Por lo tanto, el CDC pareció estimular la esteroidogénesis a través de la vía de señalización de AMPc/PKA, no afectada por el inhibidor de la síntesis de AMPc.

El presente estudio demostró además que los CDC tenían actividad antagonista androgénica en levaduras transgénicas sin potencial agonista estrogénico, agonista androgénico ni antagonista estrogénico. Esto significa que los CDC podrían ejercer una regulación bidireccional de los efectos biológicos de las hormonas en el cuerpo. Es un antagonista del receptor 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 demostró que el CDC estimulaba la producción de testosterona a través de la vía de señalización AMPc/PKA. In vivo, CDC tuvo un efecto afrodisíaco en un modelo de ratón con deficiencia de Yang de Riñón inducida por hidrocortisona, lo que se evidencia al mejorar significativamente las capacidades sexuales de ratones con impotencia, peso de los órganos reproductivos, nivel de testosterona y daño patológico. Además, los CDC mostraron una potencial actividad antagonista androgénica sobre la levadura transgénica. Estos resultados significan que los CDC podrían ejercer una regulación bidireccional de los efectos biológicos de las hormonas en el cuerpo (Fig. 11).

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

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

Monofosfato de adenosina cíclico

β-ciclodextrina-curcumina

Proteína de unión al elemento de respuesta a 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 intromisión

Latencia de intromisión

Píldora Jinkui Shenqi

Frecuencia de montaje

Latencia de montaje

Factor esteroidogénico-1

Proteína quinasa A

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

Proteína reguladora aguda esteroidogénica

Pantalla de andrógenos de levadura

Prueba de estrógeno de levadura

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Descargar referencias

Este estudio fue apoyado por el proyecto clave a nivel del gobierno central: el establecimiento de la capacidad de uso sostenible de valiosos recursos de la medicina china (2060302); El proyecto de apertura del laboratorio clave provincial de aparición e intervención de enfermedades reumáticas de Hubei (Universidad Hubei Minzu) (PT022002); Proyecto de apertura de la materia 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 aparición e intervención de enfermedades reumáticas de Hubei, Universidad Minzu de Hubei, Enshi, 445000, Hubei, China

Lin Yuan

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JL y 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 mediante la estimulación de la vía cAMP-PKA en las células de Leydig testiculares. Representante científico 12, 14263 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-18065-3

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Recibido: 02 de febrero de 2022

Aceptado: 04 de agosto de 2022

Publicado: 22 de agosto de 2022

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

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