Effects of acute alcohol intoxication on testicular DNA stability, gene expression of cytochromes CYP3A and CYP2E1, and serum pool of free amino acids in rats

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorBondarenko, L. B.
dc.contributor.authorShayakhmetova, G. M.
dc.contributor.authorKharchenko, O. I.
dc.contributor.authorKalachinskaya, M. M.
dc.contributor.authorSerhiichuk, N. M.
dc.contributor.authorKovalenko, V. M.
dc.contributor.authorBesarab, O. B.
dc.date.accessioned2025-04-17T12:38:03Z
dc.date.available2025-04-17T12:38:03Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractBackground. Alcohol's toxic effects on the organism is a long-known medical problem. Alcohol's damaging effect is the end result of the complex interplay between ethanol metabolism, inflammation and innate immunity. Previously, we studied the long-term consequences of chronic alcoholism and demonstrated that especially profound changes were in testes on the level of proteome and genome. Objective. This work aimed to study short-term acute alcohol intoxication (AAI) effects for rat testis DNA fragmentation, cytochromes CYP3А and CYP2Е1 genes expression, and serum pool of free amino acids in rats. Methods. Wistar albino male rats were divided into 2 groups (8 animals in each group): 1 – Control (intact rats), and 2 – AAI (rats with short-term acute alcohol intoxication). AAI was induced by repeated administration per os 40% ethanol solution in a dose 7 ml/kg body weight, for 7 days. Contents of amino acids in serum, testes mRNA CYP2E1 and CYP3A2 expression, and DNA fragmentation were evaluated. Results. In our experiments, the development of acute alcohol intoxication (AAI) led to increased DNA fragmentation processes in the testes of adult rats compared to the control group. Additionally, in the serum of ethanol-treated rats, the levels of histidine increased by 1.67 times and glutamine by 1.13 times in correlation with this pathology. Conversely, the levels of valine, phenylalanine, as well as non-essential and essential amino acids, decreased. Furthermore, there was a statistically significant increase in the expression of CYP2E1 and CYP3A2 genes in rat testes under the conditions of AAI. Conclusions. In conclusion, investigation of rats' short-term alcohol administration effects permitted us to obtain the picture of complex metabolomic changes at the different levels. The main outcome of rats shortterm ethanol administration in our experiments seems to be to some extent similar to changes described for rats with chronic alcohol consumption. Our results demonstrated profound changes in testes affecting the state of the genome, transcription processes and the exchange of amino acids and proteins. We suggest that the revealed testicular metabolic disorders could have negative implications on cellular regulation of spermatogenesis even under short-term ethanol exposure.
dc.description.abstractotherПроблематика. Токсична дія алкоголю на організм – давно відома медична проблема. Ушкоджуючий вплив алкоголю є кінцевим результатом складної взаємодії процесів метаболізму етанолу, запаленням і реакцій вродженого імунітету. В попередніх дослідженнях нами було вивчено віддалені наслідки хронічного алкоголізму і показано, що особливо глибокі зміни на рівні протеома і генома відбуваються в сім’яниках. Мета. Дослідити вплив короткочасної гострої алкогольної інтоксикації (ГАІ) на фрагментацію ДНК сім’яників, експресію генів цитохромів CYP3А і CYP2Е1 та пул вільних амінокислот у сироватці крові щурів. Методика реалізації. Щурів-альбіносів лінії Вістар розділили на 2 групи (по 8 тварин у кожній): 1 – контрольна (інтактні щури), 2 – модель ГАІ (щури з відтворенням моделі короткотермінової ГАІ). ГАІ індукували повторним пероральним введенням 40 %-ного розчину етанолу в дозі 7 мл/кг маси тіла протягом 7-ми днів. Оцінювали вміст вільних амінокислот у сироватці крові, експресію мРНК CYP2E1 і CYP3A2 та фрагментацію ДНК у сім’яниках тварин. Результати. У наших експериментах розвиток гострої алкогольної інтоксикації призводив до посилення процесів фрагментації ДНК у сім’яниках дорослих щурів порівняно з контрольною групою. Крім того, в сироватці крові щурів, які отримували етанол, рівень гістидину підвищувався в 1,67 разу, а глутаміну – в 1,13 разу, що корелювало з цією патологією. З іншого боку, рівні валіну, фенілаланіну, а також замінних і незамінних амінокислот знижувалися. Крім того, спостерігалося статистично значуще посилення експресії генів CYP2E1 і CYP3A2 у сім’яниках щурів в умовах ГAI. Висновки. Дослідження ефектів короткочасного прийому алкоголю щурами дало змогу отримати комплексну картину складних метаболічних змін в організмі на різних рівнях. Загалом наслідки короткочасного введення етанолу щурам у наших експериментах, очевидно, до певної міри схожі на зміни, описані для щурів із хронічним споживанням алкоголю. Наші результати продемонстрували наявність глибоких змін у сім’яниках, що впливають на стан геному, процеси транскрипції та обмін амінокислот і білків. Ми можемо припустити, що навіть виявлені тестикулярні метаболічні порушення за короткочасного впливу етанолу здатні спричиняти негативні наслідки для клітинної регуляції сперматогенезу.
dc.format.pagerangePp. 3-12
dc.identifier.citationEffects of acute alcohol intoxication on testicular DNA stability, gene expression of cytochromes CYP3A and CYP2E1, and serum pool of free amino acids in rats / L. B. Bondarenko, G. M. Shayakhmetova, O. I. Kharchenko, M. M. Kalachinskaya, N. M. Serhiichuk, V. M. Kovalenko, O. B. Besarab // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2024. – Vol. 8, No. 4. – P. 3-12. – Bibliogr.: 48 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2024.8.4.317136
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73423
dc.language.isoen
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofInnovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 8, No. 4
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectacute alcohol intoxication
dc.subjectDNA fragmentation
dc.subjectgene expression
dc.subjectCYP450
dc.subjectpool of free amino acids
dc.subjecttestis
dc.subjectгостра алкогольна інтоксикація
dc.subjectфрагментація ДНК
dc.subjectекспресія генів
dc.subjectпул вільних амінокислот
dc.subjectсім’яники
dc.titleEffects of acute alcohol intoxication on testicular DNA stability, gene expression of cytochromes CYP3A and CYP2E1, and serum pool of free amino acids in rats
dc.title.alternativeВплив гострої алкогольної інтоксикації на стабільність тестикулярної ДНК, експресію генів цитохромів CYP3A та CYP2E1 і пул вільних амінокислот сироватки крові щурів
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
3-12.pdf
Розмір:
885.25 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 8, No. 4