Διερεύνηση της επίδρασης κρουστικών κυμάτων χαμηλής έντασης στον στυτικό ιστό: μελέτη σε επίμυες

Abstract

Low-intensity shock wave therapy (Li-ESWT) improves erectile function in patients with erectile dysfunction (ED), probably by promoting angiogenesis as suggested by studies on animals with comorbidities as disease associated ED models. The aim of this study is to investigate the effects of LiST on erectile tissue of healthy, naturally aged rats. Twelve naturally aged male Wistar albino rats (19-21 months) were randomized into two groups: a control group (OC, n=6) and a LiST treatment group (OSWT, n=6). Another control group of young rats (8 weeks) (n=6) was also used (YC). Each rat in OSWT group received 300 shockwaves with an energy flux density of 0.09mJ/mm2 at 2 Hz, at the middle of the penile shaft. Sessions were repeated three times/week for two weeks, followed by a two-week washout period. Penile tissues were harvested and analyzed with real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR) and immunohistochemical analysis (IHC). The main outcomes of the study are the mRNA expressions of vascular endothelial growth factor (VEGF), endothelial nitric oxide synthase (eNOS), nerve growth factor (NGF) and neuronal NOS (nNOS), as well as α1 and α2-adrenergic receptors (α1AR, α2AR). Further IHC to evaluate the protein expression for the statistically significant mRNA expressions was performed. The mRNA expressions of VEGF, eNOS and α2AR/α1AR ratio were increased after LiST (p=0.039, p=0.008 and p=0.006 respectively). The expression of NGF was not affected and an observed increase in nNOS didn’t reach statistical significance (p=0.093). The increase of VEGF, eNOS as well as α2AR was confirmed in IHC, although for eNOS and α2AR didn’t reach statistical significance (p=0.092 and p=0.096 respectively). For the first time was showed that LiST can have an effect on aged erectile tissue per se as well as on sympathetic nervous system of the penis. Limitations of this study are the relatively small sample size, due to which some of our measures failed to reach statistical significance, and the lack of functional tests. The increase of VEGF and eNOS seem to play key role in the mechanism of action of LiST, apparently by inducing angiogenesis. For the first time an altered expression of α1 and α2 adrenergic receptors with increased α2AR/α1AR ratio, indicating a probable decrease in sympathetic activity, was observed. LiST showed to suppress pathological progressions or even modify the pathology partially reversing pathological changes associated with aging in erectile tissue of rats, which supports future research for ED prevention.

Η θεραπεία με χαμηλής έντασης κρουστικά κύματα (Li-ESWT) φαίνεται να βελτιώνει τη στυτική λειτουργία σε ασθενείς με στυτική δυσλειτουργία (ED), πιθανώς προάγοντας την αγγειογένεση, όπως υποδεικνύεται από μελέτες σε επίμυες (μοντέλα ED) με παθολογικές καταστάσεις, όπως ο σακχαρώδης διαβήτης. Παρόλα αυτά ο μηχανισμός δράσης της παραμένει υπό διερεύνηση και δεν έχει διερευνηθεί ως τώρα σε γερασμένο στυτικό ιστό, αν και όπως είναι γνωστό η ED σχετίζεται με τη γήρανση και μάλιστα με ιδιαίτερες παθοφυσιολογικές αλλαγές. Σκοπός της μελέτης αυτής είναι η διερεύνηση της επίδρασης των κρουστικών κυμάτων χαμηλής έντασης στον στυτικό ιστό από φυσικά γερασμένους, υγιείς επίμυες. Δώδεκα φυσικά γερασμένοι αρσενικοί επίμυες Wistar albino (19-21 μηνών) τυχαιοποιήθηκαν σε δύο ομάδες: την ομάδα ελέγχου (OC, n = 6) και την ομάδα θεραπείας με Li-ESWT (OSWT, n = 6). Χρησιμοποιήθηκε επίσης μία ακόμη ομάδα ελέγχου νεαρών αρουραίων (8 εβδομάδων) (YC, n = 6). Κάθε αρουραίος στην ομάδα OSWT έλαβε σε κάθε συνεδρία 300 κρουστικά κύματα χαμηλής έντασης με ενεργειακή πυκνότητα ροής (EFD) 0,09mJ/mm2 στα 2 Hz, στη μεσότητα του πέους. Οι συνεδρίες επαναλήφθηκαν τρεις φορές / εβδομάδα για δύο εβδομάδες, ακολουθούμενες από μια περίοδο ξεκούρασης διάρκειας δύο εβδομάδων. Οι ιστοί πέους συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης ανάστροφης μεταγραφής σε πραγματικό χρόνο (qRT-PCR) και ανοσοϊστοχημική ανάλυση (IHC). Μελετήθηκαν οι εκφράσεις των mRNA του αγγειακού ενδοθηλιακού αυξητικού παράγοντα (VEGF), της συνθετάσης του ενδοθηλιακού μονοξειδίου του αζώτου (eNOS), του παράγοντα ανάπτυξης των νεύρων (NGF), της νευρωνικής NOS (nNOS), καθώς και των α1 και α2-αδρενεργικών υποδοχέων (α1AR, α2AR). Περαιτέρω ανοσοϊστοχημική ανάλυση πραγματοποιήθηκε για την αξιολόγηση της πρωτεϊνικής έκφρασης για τις στατιστικώς σημαντικές εκφράσεις mRNA. Οι εκφράσεις των mRNA των VEGF, eNOS και του λόγου α2AR/α1AR αυξήθηκαν στατιστικώς σημαντικά μετά από θεραπεία με κρουστικά κύματα χαμηλής έντασης (p = 0,039, p = 0,008 και p = 0,006 αντίστοιχα). Η έκφραση του NGF δεν επηρεάστηκε και ενώ παρατηρήθηκε μια αύξηση της έκφρασης της nNOS, αυτή δεν ήταν τελικά στατιστικά σημαντική (p = 0,093). Η αύξηση του VEGF, της eNOS καθώς και του α2AR επιβεβαιώθηκε και στην IHC, αν και για την eNOS και τον α2AR δεν έφθασε τη στατιστική σημαντικότητα (p = 0,092 και p = 0,096 αντίστοιχα). Έτσι για πρώτη φορά αποδείχθηκε ότι η Li-ESWT μπορεί να έχει επίδραση στον γερασμένο στυτικό ιστό per se καθώς και στο συμπαθητικό νευρικό σύστημα του πέους. Περιορισμοί αυτής της μελέτης είναι το σχετικά μικρό μέγεθος δείγματος, λόγω του οποίου ορισμένες από τις παραμέτρους μας απέτυχαν να φθάσουν τη στατιστική σημαντικότητα, καθώς και η έλλειψη λειτουργικών δοκιμών. Η αύξηση του VEGF και της eNOS φαίνεται να παίζει βασικό ρόλο στον μηχανισμό δράσης της Li-ESWT, προφανώς προκαλώντας αγγειογένεση. Για πρώτη φορά παρατηρήθηκε μια αλλαγή στην έκφραση των α1 και α2 αδρενεργικών υποδοχέων με αύξηση της έκφρασης του λόγου α2AR/α1AR, υποδεικνύοντας μια πιθανή μείωση της συμπαθητικής δραστηριότητας. Η Li-ESWT έδειξε ότι μπορεί να σταματήσει τις παθολογικές εξελίξεις ή ακόμη και να αναστρέψει μερικώς την παθοφυσιολογία και τις παθολογικές αλλαγές που σχετίζονται με τη γήρανση του στυτικού ιστού των αρουραίων, γεγονός που υποστηρίζει τη μελλοντική έρευνα για την πρόληψη της ED.