CC BY
141
Влияние хрома и бензола на клетки Лейдига семенников
Д.А. Боков, н.с., Л.В. Ковбык, к.б.н.,
М.В. Семёнова, соискатель, Оренбургская ГМА
Клетки Лейдига — это эндокринноактивные элементы в интерстиции половых желёз самцов. Клетки Лейдига синтезируют андрогены, которые имеют многообразное метаболическое значение в организме на этапах онтогенеза. Но ведущей функцией, которую осуществляют андрогены, является регуляция сперматогенеза [10—11].
Регуляция сперматогенеза андрогенами — это сложная система взаимоотношений различных звеньев функциональной репродуктивной системы. При этом большое значение имеет концентрация андрогенов в крови и изменение концентрации, а кроме того, существенной является внутрисеменниковая концентрация андрогенов [12].
Присутствие андрогенов в крови регулирует активность гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы. Андрогены, которые накапливаются, собственно, в семенниках, осуществляют местные локальные воздействия на соматические клетки извитых семенных канальцев, прежде всего на клетки Сертоли. Таким образом, вну-тригонадный уровень андрогенов — важный фактор паракринной регуляции [10, 14].
Клетки Лейдига в интерстициальной ткани семенников формируют характерные скопления. Прежде всего к таким скоплениям относятся клетки Лейдига, локализованные вокруг извитых семенных канальцев, а также вокруг сосудов микроциркуляторного русла [1].
Повреждение клеток Лейдига, связанное с воздействием различных внешних неблагоприятных факторов, определяет нарушения на различных уровнях регуляции репродуктивной функции [2—4].
Хром и бензол — важные химические факторы в урбосреде, которые имеют большое значение в обусловливании риска интоксикации организма [5].
Хром и бензол оказывают доказанное неблагоприятное воздействие на иммунную, выделительную, пищеварительную системы [6—8].
Влияние хрома и бензола на репродуктивную систему — малоизученное явление. В особенности недостаточно охарактеризованы структурные механизмы реорганизации семенников при хром-бензольной интоксикации.
Цель работы — дать количественную характеристику локальных особенностей трансформации скоплений клеток Лейдига при воздействии на организм хрома и бензола.
Материалы и методы. Воздействие хрома и бензола изучали в эксперименте. Экспериментальный объект — это половозрелые мыши-самцы массой 18—20 г линии СВА х С57В16. Для опыта сформировали две группы: I — контрольная (N = 10), II — опытная (N=15). Животным последней в течение 90 суток в поилки наливали водный раствор (водную смесь) бихромата калия из расчёта 20 г/кг и бензола из расчёта 0,6 мл/кг [5].
После забора семенников их фиксировали в 10-процентном нейтральном формалине для дальнейших гистологических исследований, которые провели с использованием рутинных методов. Серийные срезы окрашивали гематоксилином Майера и эозином.
Количественный анализ клеток Лейдига и их скоплений провели при помощи окулярной сетки Автандилова и винтового окуляр-микрометра.
Основными количественными параметрами в настоящем исследовании были: относительная площадь, занимаемая интерстициальной тканью (%) (п здесь — это количество точек сетки Автандилова, умноженное на количество полей зрения в среднем для каждого животного), количество клеток Лейдига в условной единице площади (п здесь — это количество полей зрения в среднем для каждого животного), диаметр ядра клеток Лейдига, ядерно-цитоплазматическое отношение клеток Лейдига (п здесь — это количество клеток Лейдига, изученных у каждого животного в среднем) [1, 9, 13].
Все количественные данные обработали с использованием стандартных методов статистики. Критерий достоверности для средних арифметических и для процентных долей — это критерий Стьюдента (1). Критерий достоверности для дисперсий — критерий Фишера ^). Уровень значимости принимался не более 5% [8].
Результаты исследования. Во II гр. животных, получавших с питьём смесь хрома и бензола, резко угнетён сперматогенез. При этом эпи-телиосперматогенный пласт характеризуется значительным объёмом распространения деструктивных процессов.
Подавление сперматогенеза связано с уменьшением относительной площади, занимаемой интерстициальной тканью (табл. 1). Явление нарушения объёмных соотношений герминативных и эндокринных компартментов выражает невозможность сохранения обычной реализации структурных механизмов поддерживать и регулировать развитие половых клеток.
1. Цитометрическая характеристика клеток Лейдига
Наименование параметра Группа Р<
I II
Относительная площадь, занимаемая 5,9±0,2 4,1±0,2* 0,001
интерстицием, % п=18000 п=6750
Количество клеток Лейдига в усл. ед. площади 36,9±1,7 п=50 29,1±2,5* п=32 0,01
Диаметр ядра, мкм 5,2±0,07 п=231 4,6±0,09* п=157 0,001
Ядерно-цитоплазматическое 0,95±0,04 1,20±0,06* 0,001
отношение п=52 п=32
Рис. - Белковая дистрофия стромы (гиалиноз) (треугольники) и деструкция сперматогенного эпителия (редукция слоёв) (стрелки) в семенниках животных опытной группы. Увеличение: х400
Изменение объёма межуточной ткани гонады определено прежде всего снижением количества клеток Лейдига в условной единице площади (табл. 1). При этом для значительного количества клеток показано развитие явлений цитопатии (пикноз и деформация ядер, резкая эозинофилия цитоплазмы, вакуолизация основных структур клеток), что обусловлено прогрессированием дистрофии стромы вследствие невозможности сохранить объём микроциркуляторной перфузии. В самом деле, интерстиций отёчен, наблюдаются явления лейкодиапедеза, формируются белковые депозиты (рис.).
Структурные критерии уровня функциональной активности отдельных клеток Лейдига (диаметр ядра и ядерно-цитоплазматическое отношение) демонстрируют снижение синтетической активности эндокриноцитов. Действительно, диаметр ядра снижается и одновременно почти в 1,3 раза возрастает его объём по отношению к цитоплазме, что свидетельствует о редукции органелл синтеза в цитоплазме.
Нарастание структурных повреждений в семеннике опытных животных конкурирует с явлениями резистентной адаптации локальных скоплений клеток Лейдига (табл. 2).
В частности, цитометрические критерии позволяют обосновать закономерное распределение
2. Диаметр ядра в ассоциациях клеток Лейдига, мкм
Группа Перитубулярные скопления Перивазальные скопления
х ± тх О 2 ± т0 2 х ± тх О 2 ± то 2
I 5,4±0,1 1,08±0,08 4,8±0,2** 0,77±0,1
II 5,5±0,1 1,1±0,09 4,6±0,2** 0,7±0,09
** — внутригрупповые различия диаметров ядер между перитубулярными и перивазальными ассоциациями достоверны
клеток Лейдига в импактной группе относительно извитых семенных канальцев и структур стромы. Т.е. формирование перитубулярных и перивазальных ассоциаций клеток Лейдига у опытных животных соответствует таковому у контрольных.
Последний факт подтверждается тем, что в опытной группе низкий уровень варьирования цитометрических параметров внутри соответствующих скоплений, достоверными различиями между названными ассоциациями, а также сохранением цитометрических параметров клеток Лейдига различных ассоциаций на уровне контрольных.
Заключение. Полученные в настоящем исследовании факты убедительно продемонстрировали значение хрома и бензола как веществ, присутствие которые в окружающей среде способствует подавлению фертильности самцов. При этом реактивная трансформация эндокринного аппарата семенников характеризуется разнонаправленными реакциями. С одной стороны, это реакции повреждения клеток Лейдига и их эффект для гонады в целом обусловливает снижение эндокринной функции. С другой стороны, это реализация свойств резистентной адаптации локальных скоплений клеток Лейдига, что может иметь существенное значение как основа компенсации после прекращения интоксикации.
Литература
1. Шевлюк Н.Н., Стадников А.А. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, цитофизиология, факторы и механизмы регуляции). Оренбург, 2010. 484 с.
2. Давыдова Ю.А., Мухачёва С.В. Морфофункциональное состояние семенников рыжей полёвки в градиенте химического загрязнения // Териофауна России и сопредельных
территорий (\ТП съезд Териологического общества). Материалы междунар. совещания. М., 2007. С. 116.
3. Дёмина Л.Л. Морфология и экология мелких млекопитающих в зоне влияния Оренбургского газоперерабатывающего комплекса: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Оренбург, 2002. 20 с.
4. Клишов А.А., Клшпова З.Н. Об изменениях в семенниках крыс при подострой сероуглеродной интоксикации // Вопросы морфогенеза и регенерации органов и тканей. Труды Оренбургского медицинского института. Вып. № 26. Оренбург, 1972. С, 29-31.
5. Утенин В.В. Гигиеническая характеристика хрома и бен-хола и морфофункциональные аспекты их воздействия на организм в условиях эксперимента: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Оренбург, 2002. 24 с.
6. Михайлова И.В., Кислинская Е.С., Каштанова Л.А. и др. Особенности клеточного иммунитета у крыс под влиянием неорганических и органических веществ, содержащихся в питьевой воде // Российский иммунологичсекий журнал. 2008. № 2-3. Т. 2 (11). С, 180-181.'
7. Смолягин А.И., Михайлова И.В., Ермолина Е.В. Влияние бензола и хрома на пролиферативную активность клеток
селезёнки экспериментальных животных // Цитокины и воспаление. 2011. № 3. Т. 10. С. 122-124.
8. Смолягин А.И., Михайлова И.В., Ермолина Е.В., Пушкарё-ва JI.A. Влияние соединений хрома и бензола на клеточные показатели иммунной системы и содержание микроэлементов у крыс // Гигиена и санитария. 2009. № 4. С. 75—77.
9. Хесин Я.Е. Размеры ядер и функциональное состояние клеток. М.: Медицина, 1967. 424 с.
10. Bergli A. Paracrine regulation of Leydig cells by the seminiferous tubules // Int. J. of Andrology. 1983. 6(1). p. 57—65.
11. Chamindrani Mendis-Handgama S.M.L., Siril Ariyaratne H.B. Differentiation of the Adult Leydig Cell Population in the Postnatal Testis // Biology of Reproduction. 2001. 65. p. 660—671;
12. Mislira J., Gautam М., Dadhich R., Kowtharapu B.S., Majumdar S.S. Peritubular cells may modulate Leydig cell-mediated testosterone production through a nonclassic pathway // Fertil Steril. 2012. 98(5). p. 1308-17.
13. Mori H., Christensen A.K. Morphometric analysis of Leydig cells in the normal rat testis // J. Cell Biology. 1980. Vol. 84. p. 340-354.
14. 0“Shaughnessy P.J., Morris I.D., Baker P.J. Leydig Cell regeneration and expression of cell signaling molecules in the germ cell-free testis // Reproduction. 2008. 135. p. 851-858.
