The synergistic effects of testosterone and phophodiesterase-5 inhibitor combination on oxidative stress markers, matrix metalloproteinases and oxidative DNA damage: A randomized controlled experimental study

Abstract

Purpose

To investigate the effects of combined tadalafil and testosterone usage on oxidative stress, DNA damage and MMPs in testosterone deficiency.

Methods

Fifty rats were randomly divided into 5 groups (group-1: sham group-placebo, group-2: bilateral orchiectomy (ORX), group-3: bilateral ORX + tadalafil, group-4: bilateral ORX + testosterone, group-5: bilateral ORX + tadalafil + testosterone). Group-3 received tadalafil (5 mg/kg/day, oral). Group-4 was administered testosterone undecanoate (100 mg/kg i.m., single dose). Group-5 was administered a combination of tadalafil and testosterone undecanoate. All groups were compared with regard to serum nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase-4 (NOX-4), total thiol, matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), MMP-3 and MMP-9, tissue inhibitor of metalloproteinases-1 (TIMP-1) and TIMP-2 and 8-hydroxy-2-deoxy guanosine (8-OHdG) levels.

Results

Total thiol levels of group-2 were significantly lower than the other groups and thiol levels were higher in group-1 and group-5 than in the other groups. NOX4, MMP2 and 9 levels in group-2 were higher than in the other groups. MMP-9 levels in group-5 were lower than in groups 3 and 4 (p = .001). The level of 8-OHdG in groups 2 and 3 was higher than in the other groups (p = .001). In correlation analysis, 8-OHdG, MMP2, and 9 levels were negatively correlated with total thiol, whereas NOX4 and 8-OHdG levels were positively correlated with MMPs values.

Conclusions

The combination of testosterone with PDE-5 inhibitor suppresses MMP-9 levels and increases total thiol levels better than testosterone alone and tadalafil alone. Therefore, testosterone can be considered for use with PDE-5 inhibitor from the initial stage in case of testosterone deficiency.

Resumen

Objetivo

Investigar los efectos del uso combinado de tadalafil y testosterona en cuanto a estrés oxidativo, daño del ADN y metaloproteinasas de la matriz (MMPs) en la deficiencia de testosterona.

Métodos

Se dividió aleatoriamente a cincuenta ratas en cinco grupos (grupo-1: grupo de simulación-placebo, grupo-2: orquiectomía bilateral (ORX), grupo-3: ORX bilateral + tadalafil, grupo-4: ORX bilateral + testosterona, grupo-5: ORX bilateral + tadalafil + testosterona). El grupo 3 recibió tadalafil (5 mg/kg/day, oral). El Grupo 4 recibió undecanoato de testosterona (100 mg/kg i.m, dosis única). El Grupo 5 recibió una combinación de tadalafil y undecanoato de testosterona. Se comparó a todos los grupos con respecto a los niveles séricos de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidasa-4 (NOX-4), tiol total, metaloproteinasa de la matriz 2 (MMP-2), MMP-3 y MMP-9, inhibidor tisular de metaloproteinasas-1 (TIMP-1) y TIMP-2, y 8-hidroxi-2-deoxi guanosina (8-OHdG).

Resultados

Los niveles totales de tiol del grupo 2 fueron significativamente menores que en el resto de grupos, y los niveles de tiol fueron mayores del grupo 1 y el grupo 5 con respecto a los demás grupos. Los niveles de NOX4, MMP2 y 9 en el grupo 2 fueron mayores que los del resto de grupos. Los niveles de MMP-9 del grupo 5 fueron menores que los de los grupos 3 y 4 (p = 0,001). El nivel de 8-OHdG de los grupos 2 y 3 fue mayor que los del resto de grupos (p = 0,001). En el análisis de correlación, los niveles de 8-OHdG, MMP2, y 9 guardaron una correlación negativa con tiol total, mientras que los niveles de NOX4 y 8-OHdG se correlacionaron positivamente con los valores de MMPs.

Conclusiones

La combinación de testosteronay el inhibidor de PDE-5 suprime los niveles de MMP-9 e incrementa los niveles totales de tiol, de mejor manera que testosterona y tadalafilen solitario. Por tanto, puede considerarse el uso de testosterona con el inhibidor de PDE-5 en las etapas iniciales de deficiencia de testosterona.