Η κιρσοκήλη είναι η κιρσοειδής ανεύρεση του οσχεϊκού τμήματος των φλεβών του σπερματικού τόνου (ελικοειδούς πλέγματος). Η κιρσοκήλη έχει αναγνωρισθεί ως μια από τις πιο κοινές αιτίες της ανδρικής υπογονιμότητας. Η συχνότητα στο γενικό πληθυσμό είναι περίπου 15%. Περίπου το 30% - 50% των ανδρών που πάσχει από πρωτοπαθή υπογονιμότητα εμφανίζει κιρσοκήλη. Η κιρσοκήλη είναι περισσότερο συνηθισμένη στην αριστερή πλευρά. Επίσης είναι δυνατόν να εμφανιστεί νωρίς στην ήβη, καθώς και περιστασιακά στα αγόρια που βρίσκονται σε προεφηβική ηλικία. Στα παιδιά η συχνότητα εμφάνισής της θεωρούνταν μικρή, αλλά σε πρόσφατες μελέτες διαπιστώθηκε η ύπαρξή της στο 6% των παιδιών ηλικίας 10 ετών, ενώ σε εφήβους το ποσοστό αυτό ανήλθε στο 16%. Πολύ σπάνια εμφανίζεται πριν από την ηλικία των 7-8 ετών. Παρόλο όμως που η κιρσοκήλη αποτελεί μία τόσο συχνή «πάθηση» στους υπογόνιμους άνδρες και μία συχνή «ανατομική ιδιομορφία» στον γενικό πληθυσμό, η αιτιολογία της παραμένει ασαφής. Παλαιότερες θεωρίες σε σχέση με το μήκος των φλεβών, φαινόμενα «συμπίεσης» κ.α. δεν επαρκούν να εξηγήσουν την τόσο συχνή δημιουργία των κιρσοειδών φλεβών, ούτε την ετερογενή επίδραση που έχουν στη λειτουργία του σπερματικού επιθηλίου. Ένα εξάλλου σημαντικό ερώτημα παραμένει πως είναι δυνατόν η ετερόπλευρη κιρσοκήλη να επηρεάζει τη λειτουργία και των δύο όρχεων! Έτσι τα τελευταία χρόνια διαφαίνεται η ανάγκη ανάπτυξης και επιβεβαίωσης κάποιου βιολογικού μηχανισμού που πιθανώς βρίσκεται πίσω από την ανάπτυξη κιρσοκήλης σε ένα μεγάλο κομμάτι του ανδρικού πληθυσμού. Πρόσφατες μελέτες υποστηρίζουν πως η ανάπτυξη κιρσοειδών φλεβών έχει έναν κληρονομικό χαρακτήρα, ειδικά στους πρώτους βαθμούς συγγένειας. Έρευνες σε περιπτώσεις χρόνιας φλεβικής ανεπάρκειας σε κιρσούς κάτω άκρων, υποδηλώνουν ως πιθανή αιτία την κληρονομική αδυναμία-λέπτυνση του αγγειακού τοιχώματος και δυσλειτουργία του ενδοθηλίου, καθώς καταδεικνύονται από μία παρεκκλίνουσα έκφραση της Ενδοθηλίνης-1 (ΕΤ-1, Endothelin-1) και των υποδοχέων της ΕΤΑ και ΕΤΒ (Endothelin Receptors A, B). Η ενδοθηλιακή δυσλειτουργία και η απρόσφορη παραγωγή της ΕΤ-1 ή των υποδοχέων μπορεί να εμπλέκονται στη δημιουργία νέο-ενδοθηλίου και στη διαστολή των φλεβών οδηγώντας στην ανάπτυξη κιρσοειδών φλεβών. Σε μελέτες κιρσών κάτω άκρων έχει αναδειχθεί ως σημαντικό αίτιο η ελαττωμένη έκφραση των υποδοχέων ΕΤΒ στο τοίχωμα των κιρσοειδών φλεβών, το οποίο οδηγεί σε μειωμένη συσταλτική επίδραση της Ενδοθηλίνης-1. Μία αντίστοιχη δυσλειτουργία θα ήταν αναμενόμενη και στην κιρσοκήλη, στα πλαίσια της γενικότερης βιολογικής συμπεριφοράς των φλεβών που υπόκεινται σε κιρσοειδή διάταση. Ωστόσο τα υπάρχοντα δεδομένα στην σύγχρονη βιβλιογραφία όσον αφορά στους κιρσούς σπερματικών φλεβών είναι υπερβολικά πτωχά. Μέχρι και την έναρξη αυτής της μελέτης μία μόνο μελέτη αναφερόταν σε πιθανή δυσλειτουργία του ενδοθηλίου των σπερματικών φλεβών. Ως εκ τούτο, αναπτύξαμε ως βάση αυτής της μελέτης την υπόθεση εργασίας ότι: η ανάπτυξη κιρσοειδών σπερματικών φλεβών οφείλεται όχι σε «εξωτερικά» αίτια όπως συμπίεση κλπ. αλλά σε ενδογενή βλάβη στην λειτουργία του ενδοθηλίου και συγκεκριμένα σε ενδογενή ελάττωση της έκφρασης της ενδοθηλίνης ή/και των υποδοχέων των σπερματικών φλεβών. Για να ελεγχθεί λοιπόν πειραματικά η υπόθεση εργασίας, οργανώθηκε η παρούσα προοπτική μελέτη ανοσοϊστοχημικού προσδιορισμού της ενδοθηλίνης και των υποδοχέων της σε δείγμα κιρσοειδών σπερματικών φλεβών από ασθενείς που υπεβλήθησαν σε χειρουργική αποκατάσταση κιρσοκήλης λόγω υπογονιμότητας. Η σύγκριση με φυσιολογικές φλέβες έγινε με χρήση φυσιολογικού υλικού από τον αντίστοιχο ασθενή ώστε κάθε ασθενής να είναι ταυτόχρονα και μάρτυρας. Επιπλέον μελετήθηκαν οι μορφολογικές αλλοιώσεις των κιρσοειδών καθώς και ένα σημαντικό μέλος του σηματοδοτικού μονοπατιού της ενδοθηλίνης, η ERK1/2 MAP Κινάση, η οποία σχετίζεται με την συστολή των λείων μυϊκών κυττάρων των αγγείων αλλά και με τη ρυθμιστική δράση στον πολλαπλασιασμό, διαφοροποίηση, μετανάστευση των λείων μυϊκών κυττάρων, κοινά ευρήματα στην ανάπτυξη κιρσοειδών φλεβών. Τέλος, σε μία προσπάθεια διερεύνησης της επίδρασης της παραμέτρου του χρόνου στην επίδραση της ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας, χρησιμοποιήθηκε υλικό από παιδιά που είχαν υποβληθεί σε επέμβαση κιρσοκήλης. / Varicocele is the pathological finding of varicose veins at the scrotal portion of the spermatic cord (pampiniform plexus) and occurs more selectively on the left side. Varicocele has been recognized as one of the most common causes of male infertility. The frequency in the general population is approximately 15%. Almost 30% to 50% of men who suffer from primary infertility display varicocele. It is also possible to be discovered in early puberty and occasionally in prepubertal boys. In children the frequency of varicocele is considered to be rare but recent studies have shown its presence in 6% of children aged 10 years, while in adolescents this figure rises up to 16%. Before the age of 7-8 years it occurs very rarely. Although varicocele is such a common “disease” in subfertile men and a common “anatomic entity” in the general population, its etiology remains unclear. Previous theories concerning the length of the veins, “compression” phenomena etc. are insufficient to explain the frequency of varicose veins and the heterogeneous effect they may have on the seminiferous epithelium dysfunction. An even more difficult question is how the unilateral varicocele can affect the function of both testicles! Therefore, confirmation of a biological mechanism that probably lies behind the development of varicocele in a large part of the male population seems necessary nowadays. Recent studies suggest that the development of varicoce veins has a hereditary character, especially in first degree relatives. Research in cases of chronic venous insufficiency in lower limbs varicose veins implies the hereditary failure - thinning of the vessel wall and endothelial dysfunction as a cause for varicosity. This is often attributed to aberrant expression of endothelin-1 (ΕΤ-1) and its receptors ETA and ETB (endothelin receptors A, B). The endothelial dysfunction and the inappropriate production of ET-1 or its receptors may be involved in vein wall remodeling and the dilation of veins, leading to the development of varicose veins. In studies concerning varicose veins of the lower limbs decreased expression of ETB receptors in the varicose vein wall and a reduced contractile effect of endothelin-1, have emerged as an important mechanism of varicose veins. A similar dysfunction would be expected in the varicocele setting, as part of the broader biological behavior of veins which are subjected to varicose dilatation. However, the data available in contemporary bibliography regarding the varicose spermatic veins are extremely poor. Until the beginning of this study only one study referring to a possible dysfunction of the endothelium of the spermatic veins was available. Therefore, we developed a working hypothesis that the development of the varicose spermatic veins is not due to ‘’external’’ causes such as compression, etc. but due to endogenous damage to the endothelial function and specifically in reduction of endogenous endothelin and/or its receptors at the spermatic vein wall level. In order to test this hypothesis in an experimental setting we organized this prospective study of the immunohistochemical detection of endothelin-1 and its receptors in varicose veins specimens from infertile patients undergoing surgical correction of varicocele. Normal subcutaneous veins were harvested from each patient at the time of surgery and used as control specimens, so that each patient should serve as its own control. Furthermore, we studied the morphological alterations of varicose veins as well as a substantial part of the endothelin - ERK1/2 MAP kinase signaling pathway, which is related to the contraction as well as with the regulation of proliferation, differentiation and migration of smooth muscle cells at the vein wall. Finally, we also included surgical specimens from children who had undergone surgery for varicocele correction at an early age in an effort to investigate the effect of time parameters on endothelial dysfunction.

Η κιρσοκήλη αποτελεί τη συχνότερη αιτία ανδρικής υπογονιμότητας και ορίζεται ως η παθολογική κιρσοειδής διεύρυνση των φλεβών του σπερματικού τόνου (ελικοειδούς πλέγματος). Η επίπτωση της κιρσοκήλης στο γενικό πληθυσμό κυμαίνεται σε ποσοστό 15‐20%, ενώ στους υπογόνιμους άνδρες αγγίζει το 40%. Παρά το γεγονός ότι η κιρσοκήλη είναι σπάνια στα παιδία, πρόσφατες μελέτες έδειξαν πως το ποσοστό της αγγίζει το 6% σε παιδιά ηλικίας 10 ετών, ενώ στους εφήβους το αντίστοιχο ποσοστό ανέρχεται στο 16%. Πιθανότατα, προκαλείται λόγω ανεπάρκειας των φλεβικών βαλβίδων, κάτι που σαν αποτέλεσμα έχει την παλινδρόμηση του αίματος εντός των σπερματικών φλεβών. Η κιρσοκήλη εμφανίζεται κυρίως στην αριστερή πλευρά, εξαιτίας της ανατομίας των φλεβών στην περιοχή αυτή. Παρά την αυξημένη συχνότητα της, η παθοφυσιολογία της παραμένει εν πολλοίς άγνωστη. Πρόσφατες μελέτες σε κιρσοειδείς φλέβες κάτω άκρων έχουν δείξει ότι η μείωση του ρυθμού απόπτωσης σχετίζεται με την εμφάνιση πρωτοπαθούς φλεβίτιδας. Επιπλέον αυξημένη παραγωγή των συστατικών της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας, οδηγεί στις μορφολογικές αλλοίωσεις και στην απώλεια του φλεβικού τόνου που χαρακτηρίζει τους κιρσούς κάτω άκρων. Σκοπός: Θεωρώντας ότι αντίστοιχοι μηχανισμοί πρέπει να ισχύουν όχι μόνο στους κιρσούς κάτω άκρων αλλά και στην κιρσοκήλη, υποθέσαμε ότι στο τοίχωμα των κιρσοειδών έσω σπερματικών φλεβών θα παρατηρείται κατ’ αναλογία μείωση του ρυθμού απόπτωσης και αύξηση στο ρυθμό σύνθεσης των συστατικών της εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας με μείωση της έκφρασης των MMPs (MMP‐1, MMP‐ 9) και αντίστοιχη αύξηση των TIMPs (TIMP‐1). Μέθοδοι: Το υλικό μελέτης αποτελούσαν 45 δείγματα έσω σπερματικών φλεβών ασθενών με κιρσοκήλη. Σαν μάρτυρες χρησιμοποιήθηκαν κλάδοι των κάτω επιγαστρικών φλεβών που αφαιρέθηκαν από τον κάθε ασθενή κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης, έτσι ώστε ο κάθε ασθενής να αποτελεί και τον δικό του μάρτυρα. Προσδιορίσαμε τις μορφολογικές αλλοιώσεις στο αγγειακό τοίχωμα με ανοσοϊστοχημική χρώση έναντι της ακτίνης. Επιπλέον, μελετήσαμε την έκφραση των MMP‐1 και MMP‐9 καθώς και του TIMP‐1 στο τοίχωμα των κιρσοειδών όσο και των υγιών φλεβών. Τέλος, το σύνολο των δειγμάτων, εξετάσθηκαν ανοσοϊστοχημικά για την ανίχνευση των μεσολαβητών που ρυθμίζουν το ενδογενές (Bcl‐2, Cas‐9) και το εξωγενές (Cas‐8) μονοπάτι της απόπτωσης. Αποτελέσματα: Συγκριτικά με τις φυσιολογικές φλέβες, οι κιρσοειδείς εμφάνισαν πάχυνση του μέσου χιτώνα. Οι MMP‐1 και TIMP‐1 εκφράσθηκαν στο κυτταρόπλασμα των λείων μυϊκών κυττάρων του μέσου χιτώνα των αγγείων, τόσο στις φυσιολογικές όσο και στις κιρσοειδώς διευρυμένες, με την ένταση της έκφρασης όμως, να είναι μεγαλύτερη στους κιρσούς. Η MMP‐9 εντοπίσθηκε στο κυτταρόπλασμα των λείων μυϊκών κυττάρων του μέσου χιτώνα μόνο των κιρσών. Όσον αφορά την έκφραση των αποπτωτικών δεικτών, παρατηρήσαμε έκφραση της Cas‐9 στο πυρήνα των λείων μυϊκών κυττάρων του μέσου χιτώνα τόσο στις κιρσοειδείς φλέβες όσο και στους μάρτυρες, με την ένταση να είναι μεγαλύτερη στους κιρσούς. Σε μικρό αριθμό δειγμάτων παρατηρήσαμε πυρηνική χρώση της Cas‐ 8 στα λεία μυϊκά κύτταρα του μέσου χιτώνα στους κιρσούς. Bcl‐2 δεν ανιχνεύθηκε σε κανένα από τα δείγματα που εξετάσθηκαν.Συμπεράσματα: Τα δεδομένα μας έδειξαν υπερτροφία των λείων μυϊκών κυττάρων του μέσου χιτώνα των αγγείων στις κιρσοειδείς φλέβες. Επιπλέον παρατηρήσαμε αυξημένη έκφραση των δεικτών Cas‐9, MMP‐1, MMP‐9 και TIMP‐1 στις κιρσοκήλες σε σύγκριση με τους μάρτυρες. Η έκφραση των δεικτών αυτών ήταν ανεξάρτητη από παραμέτρους όπως ο βαθμός (Grade) της κιρσοκήλης και η ηλικία των ασθενών. Τα ευρήματα μας αυτά δεν συνάδουν με αντίστοιχα από κιρσούς κάτω άκρων υποδηλώνοντας ότι πιθανώς άλλοι μηχανισμοί εμπλέκονται στην πρόκληση των κιρσοειδώς διευρυμένων έσω σπερματικών φλεβών. / Background: Varicocele is the most common cause of male infertility, defined as the abnormal varicose enlargement of the scrotal portion of the spermatic veins (pampiniform plexus). The incidence of varicocele in the general population ranges from 15% to 20%, while in subfertile men it reaches 40%. In children the frequency of varicocele is considered to be rare but recent studies have shown its presence in 6% of children aged 10 years, while in adolescents this figure rises up to 16%. Probably caused by insufficient venous valves which cause retrograde flow into the spermatic veins. Varicocele occurs predominately on the left side because of the anatomy of the veins in this region. Despite its great frequency, its pathophysiology remains unclear. Recent studies from varicose veins in the legs have shown that the reduction of rate of apoptosis is associated with the occurrence of primary varicose veins. Furthermore an increased production of the components of the extracellular matrix, leads to morphological alterations and loss of venous tone that characterizes varicose veins in the legs. Purpose: Considering that similar mechanisms should apply not only to lower limbs varicose veins but also at vericocele, we hypothesized that the medial wall of internal spermatic veins should show correspondenly a reduction in the rate of apoptosis and an increase in the rate of synthesis of components of the extracellular matrix by reducing expression of MMPs (MMP‐1, MMP‐9) and a corresponding increase in TIMPs (TIMP‐1). Methods: The study group consisted of 45 samples of internal spermatic vein (ISV) from patients with varicocele. Normal subcutaneous veins were harvested from each patient at the time of surgery and used as control specimens, so that each patient would serve as its own control. Both pathological ISVs and normal subcutaneous veins were used to detect the mediators that regulate the instrinsic (Bcl‐2 and Caspase‐9) and extrinsic (Caspase‐8) apoptotic pathways by immunohistochemical staining. We also investigated matrix metalloproteinases (MMPs) and also their inhibitors (TIMPs) expression in the varicose ΙSV, including MMP‐1, MMP‐9 and TIMP‐1. Finally, we examined the morphological alterations of varicose veins by immunohistochemical staining of Anti‐Actin antibody. Results: Compared with normal veins, a thickening of the smooth muscle layer of the ISV, was found in patients with varicocele. MMP‐1 and TIMP‐1 were expressed within cytoplasm of smooth muscle cells in media of both normal and varicose veins, but normal veins expressed less ΜΜP‐1 and TIMP‐1 than varicoceles did. MMP‐9 was localized to cytoplasm of smooth muscle cells only in varicose veins. As for the expression of apoptotic proteins, we showed expression of Cas‐9 within nuclei of smooth muscle cells in media of both normal and varicose veins however the expression was higher in varicoceles. In small number of samples we noticed nuclear staining of Cas‐8 within nuclei of smooth muscle cells in varicoceles. Bcl‐2 was not detected with immunohistochemistry in any specimens examined. Conclusions: Our data showed vascular smooth muscle hypertrophy in the diseased vessels. We also noticed increased expression of Cas‐9, MMP‐1, MMP‐9 and TIMP‐1 in varicoceles compared with normal veins. The expression of these markers was independent on factors such as the degree of varicocele and the age of the patients. Our findings are not consistent with corresponding varicose veins from legs, suggesting that other mechanisms are probably involved in causing vericoceles.

Το 15-20% των ζευγαριών αντιμετωπίζουν προβλήματα τεκνοποίησης, με την υπογονιμότητα να ορίζεται ως η αδυναμία σύλληψης μετά από ένα έτος συχνών σεξουαλικών επαφών χωρίς τη χρήση αντισυλληπτικών μεθόδων. Η κιρσοκήλη αποτελεί τη συχνότερη διορθώσιμη αιτία ανδρικής υπογονιμότητας. Η επίπτωσή της στο γενικό πληθυσμό κυμαίνεται στο 10-15%, ενώ στους υπογόνιμους άνδρες στο 30%. Ορίζεται ως η παθολογική κιρσοειδής ανεύρυνση του οσχεϊκού τμήματος των φλεβών του σπερματικού τόνου (ελικοειδούς πλέγματος) και εμφανίζεται εκλεκτικότερα αριστερά. Ο ακριβής μηχανισμός με τον οποίο επηρεάζει τη σπερματογένεση δεν είναι πλήρως διευκρινισμένος. Ιδιαίτερο ρόλο, σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες, φαίνεται να διαδραματίζει το οξειδωτικό stress. Αυτό προκύπτει από ανισσοροπία μεταξύ παραγωγής Reactive Oxygen Species (ROS) και επαρκούς εξουδετέρωσής τους από αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς. Το οξειδωτικό stress πηγάζει από πολυάριθμες πηγές δημιουργίας στο ανδρικό αναπαραγωγικό σύστημα και προκαλεί υπογονιμότητα με δύο βασικούς μηχανισμούς: 1) Βλάβη στο DNA των σπρματοζωαρίων 2) Βλάβη στη μεμβράνη των σπρματοζωαρίων. Η αιτιολογία της αύξησης του οξειδωτικού στρες σε σχέση με τη κιρσοκήλη παραμένει αδιευκρίνιστη (ενοχοποιούνται κυτταροκίνες, το ΝΟ, η λεπτίνη κ.α.). Υπάρχουν διάφοροι μέθοδοι προσδιορισμού της οξειδωτικής βλάβης τόσο στη φλεβική κυκλοφορία όσο και στο σπέρμα, χωρίς ωστόσο να αποτελούν εξετάσεις ρουτίνας στα ανδρολογικά εργαστήρια. Από τους in vivo χρησιμοποιούμενους αντιοξειδωτικούς παράγοντες σημαντικότεροι είναι η Βιταμίνη Ε, C και το Coenzyme Q-10. Βελτιώνουν την ποιότητα του σπέρματος, ενώ είναι λιγότερο εμφανές κατά πόσο οδηγούν και σε αύξηση του ποσοστού των κυήσεων. Η περαιτέρω κατανόηση του ρόλου του οξειδωτικού stress έχει να προσφέρει πολλά στην ακριβέστερη γνώση των μοριακών μηχανισμών με τους οποίους η κιρσοκήλη οδηγεί σε υπογονιμότητα. Αυτό είναι απαραίτητο για να μπορέσουμε μελλοντικά αφενός να προβλέπουμε τις πιθανότητες αποκατάστασης της γονιμότητας μετά τη χειρουργική αντιμετώπιση και αφετέρου να ανευρεθεί ο τρόπος με τον οποίο οι εναλλακτικοί-επικουρικοί τρόποι θεραπείας (π.χ. η χορήγηση αντιοξειδωτικών συμπληρωμάτων) θα έχουν το βέλτιστο αποτέλεσμα. / 15-20% of the couples face the problem of fertility. Infertility is the incapability of conception, after one year of frequent trying without using any means of contraception. Varicocele is the most frequent curable reason of male infertility. It is found in the 10-15% of general population and in the 30% of infertile men.It is an abnormal enlargement of the vein that is in the scrotum draining the testicles. Varicole causes infertility in a way that it is not completely understood. According to recent studies, oxidative stress seems to play an important role. Oxidative stress is due to the imbalance between production of Reactive Oxygen Species (ROS) and antioxidant mechanisms. It causes infertility with 2 basical ways:1)Damage in the DNA of sperm 2)Damage in their membrane. It is not known the way by which oxidative stress is induced in patients with varicocele (maybe IL-1,leptin or NO are responsible). There are several ways of measuring oxidative stress in sperm. However they cannot be used in everyday practice. Vitamin E,C and Coenzyme Q-10 are the most widely used in vivo antioxidant supplements. Although they make better the sperm parameters they don't rise ,for sure, the rate of pregnancy. The better knowledge,in the future, of the role of oxidative stress in patients with varicocole can help finding the way by which means of cure such as antioxidant supplements can have the best result.