CC BY
42
УДК 591.8+611.013.12+611.08 Д. А. БОКОВ
АДАПТАЦИЯ КЛЕТОК ЛЕЙДИГА СЕМЕННИКОВ И НОВЫЕ РЕГУЛЯТОРНЫЕ УСЛОВИЯ СПЕРМАТОГЕНЕЗА ПРИ МЕМБРАНОПОВРЕЖДАЮЩЕМ ДЕЙСТВИИ КСЕНОБИОТИКОВ
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России D. A. BOKOV
ADAPTATION OF TESTICULAR LEYDIG CELLS AND NEW CONDITIONS OF SPERMATOGENESIS AFTER EXPOSURE TO MEMBRANE DAMAGING XENOBIOTICS
Orenburg State Medical University
РЕЗЮМЕ
Поступление в организм шестивалентного хрома и (или) бензола обусловливает становление гипо- и (или) асперматогенеза, что, очевидно, связано с мембраноповреждающим действием данных веществ. При этом подавляется или утрачивается фертильный потенциал животного (снижается качество половых продуктов). Деструкция спер-матогенного эпителия коррелирует с реактивной перестройкой эндокринного аппарата семенника на разных уровнях (клеточном и тканевом), имеющей приспособительное значение в поддержании необходимого уровня стероидогенеза. Анализ локальных взаимоотношений герминативных и эндокринных элементов семенников, а также структурных условий и свойств паракринной регуляции сперматогенеза, позволили определить закономерности и механизмы адаптации клеток Лейдига и их скоплений при действии импакт-факторов, модулирующих интрагонадные системы регуляции.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: СЕМЕННИКИ, СПЕРМАТОГЕНЕЗ, КЛЕТКИ ЛЕЙДИГА, ХРОМ, БЕНЗОЛ, РЕГУЛЯЦИЯ, АДАПТАЦИЯ.
SUMMARY
Entering in an organism hexavalent chromium and/or benzene determines formation of hypo- and/or aspermato-genesis, due to the membrane damaging action of these substances. Thus, fertile potential of animal is inhibited or is lost. The destruction of spermatogenic epithelium is correlated with reactive restructuring of endocrine apparatus testis at different levels (cellular and tissue). Analysis of local relationships germinativeand endocrine elements of the testes, and structural conditions of paracrine regulation of spermatogenesis, allowed to determine features of adaptation of Leydig cells under the action of impact factors.
Боков Дмитрий Александрович - ассистент кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии; тел. 8(3532)772275; е-mail: cells-tissue. [email protected]
KEY WORDS: TESTIS, SPERMATOGENESIS, LEYDIG CELLS, CHROMIUM, BENZENE, REGULATION, ADAPTATION.
ВВЕДЕНИЕ
Становление взаимоотношений тканевых элементов половых желёз самцов в процессе развития гонад характеризуется формированием сложного комплекса условий морфогенеза, прежде всего, эмбриональных источников предшественников половых клеток, фолликулярного эпителия, гландуло-цитов интерстиция [2, 11, 24-25, 26-27, 32, 37, 40]. Созревание механизмов тканевой динамики, главным образом, интеграционных и регуляторных, определено необходимостью разобщения среды развития половых клеток и внутренней среды организма вследствие антигенности герминативных элементов после кроссинговера - образуется гема-тотестикулярный барьер; ограничения некоторых гистогенетических процессов: в частности, невозможностью пролиферации клеток Сертоли и клеток Лейдига (при этом новые клетки Лейдига могут дифференцироваться из имеющихся в интерстиции предшественников, а кроме того, дедифференциро-ваться; у клеток Сертоли данные механизмы также заблокированы); непрерывного поддержания активного процесса сперматогенеза, продолжающегося всю жизнь [3-4, 7, 9, 11, 26, 34, 36].
Достижение эффективного уровня динамики тканевых элементов семенников контролируется складыванием гистионного состава семенников -интрагонадной регуляторной системы с инвариантными параметрами структурных условий. Гистио-ны - функциональные локалитеты, необходимые для повышения точности паракринного контроля этапов цикла сперматогенного эпителия, ингемаль-ного высвобождения андрогенов, перестройки эндокринного аппарата [6-10, 25]. Гистион включает в себя участок извитого семенного канальца на кон-
кретной стадии волны сперматогенеза (например, на этапе спермиации) и соответствующий кластер интерстициальных эндокриноцитов; либо это какой-либо объём сети микроциркуляторного русла, также окружённый собственным кластером гланду-лоцитов [9-11, 27, 32, 37, 39].
Сложность регуляторной системы сперматогенеза, специфика гистогенетических процессов на уровне конкретных тканевых элементов семенников обусловливают высокий уровень сенситивно-сти спермато- и стероидогенеза к действию повреждающих факторов [13, 16, 12, 28, 29-30, 31].
На сегодняшний день известны некоторые свойства тканей семенников, контролирующих возобновление сперматогенеза, восстановление эпите-лиосперматогенного пласта, редифференцировку клеток Лейдига. К таким свойствам относятся: резистентность пула стволовых сперматогоний, демонстрирующих сохранность при действии широкого спектра физических и химических факторов, формирование многоядерных половых клеток, изменение объёма интерстициальной ткани, повышение готовности вступления клеток в апоптоз [1, 8, 14, 21, 26].
Реализация перечисленных свойств осуществляется в узком диапазоне возможной изменчивости большого набора структурных факторов и параметров развития. Например, нарушение целостности собственной оболочки извитых семенных канальцев или прогрессирующая дистрофия стромы [20], интратестикулярная инфекция с проникновением бактерий с антигистоновой активностью [15] всегда будут являться причинами несостоятельности тканевой динамики при активности даже одного из приведённых факторов. Это усугубляется значимо вероятным аутоиммунным поражением семенников при механическом разрушении компонентов барьера [5, 7].
В связи с вышеизложенным следует подчеркнуть, что теоретический и практический интерес представляет мало разработанная проблема адаптивной биологии тканей половых желёз самцов. Предельная ограниченность имеющихся сведений и отсутствие методологически правильной постановки вопроса не позволяют продвигаться вперёд.
Факты, механизмы, формы и направления адаптации половых желёз, уровень приспособительных потенций, его детерминированность - актуальный комплекс установок в целеполагании будущих исследований данной проблемы.
Формулирование предметной области адаптивной биологии тканей половых желёз отвечает эпидемиологии дисфертильности.
Наибольшее акцентуальное значение здесь имеет высокая степень средового напряжения накопления неорганических и органических веществ, имеющих доказанный токсикогенный потенциал.
Хроническая подострая интоксикация организма - это эпидемиологический феномен современности.
Важнейшее значение в аспекте названных проблем имеют вещества, повреждающие клеточные мембраны и индуцирующие оксидативный стресс.
К таким веществам относятся шестивалентный хром и бензол [17-18, 23, 31]. Комбинированное действие данных ксенобиотиков на клетку усугубляет повреждение мембран [17-18, 23].
Комплексные исследования гонадотропного значения шестивалентного хрома и бензола при хронической интоксикации отсутствуют. Тем более мы не встретили работ, посвящённых изучению приспособления тканевых элементов семенников к действию ксенобиотиков, достижению эффективного потенциала процесса адаптации, формулировке закономерностей реактивной и компенсаторной перестройки тканей половых желёз самцов.
Преодоление бесплодия и восстановление фертильности - нерешённые проблемы [19]. Верификация новых свойств тканей половых желёз самцов - основа будущих возможностей репродуктивных технологий и сохранения естественной фертильности.
ЦЕЛЬ - определить активные механизмы (свойства, характер, объём, направление и уровень структурных процессов) клеточной и тканевой динамики и закономерности модулирования меж-уровневой интеракции клеток Лейдига в составе эндокринной паренхимы семенников при становлении конкретной регуляторной системы сперма-то- и стероидогенеза и для обоснования её приспособительного значения; показать эффективные факторы адаптивной трансформации и её достигнутый потенциал в эксперименте по интоксикации организма водными растворами мембраноповреж-дающих ксенобиотиков - шестивалентного хрома и (или) бензола.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Накопление в средовых природных объектах шестивалентного хрома и бензола имеет доказанный токсикогенный потенциал.
В Оренбургском медицинском университете была разработана модель интоксикации шестивалентным хромом и бензолом экспериментальных животных. Способ введения веществ, дозировка и длительность эксперимента определены с учётом актуального загрязнения водной среды в Оренбургской области,
уровней предельно допустимых концентрации и полулетальных доз. Найденная формула доказала валидность и адекватность в ранее проведённых исследованиях [17-18, 23].
В эксперименте использовались мыши-самцы массой 18-20 г, гибриды первого поколения -[CBAxC57Bl6]F1. Зверьки получены из питомника РАМН «Столбовая». Перед опытом в течение одного месяца зверьки содержались в карантине с выбраковкой подозрительных на заболевание особей.
Для эксперимента было сформировано четыре группы животных (NI=NII=NIII=NIV=30). Первая - контрольная, зверьки которой получали питьевую воду при неограниченном доступе. Второй - в течение 90 дней выпаивался водный раствор бихромата калия (K2Cr2O7) из расчёта 20 мг/кг, третьей - водный раствор бензола (C6H6) в концентрации 0,6 мл/кг, четвёртой - водный раствор смеси хрома и бензола в концентрациях 20 мг/кг и 0,6 мл/кг.
Из эксперимента животные выводились под эфирным рауш-наркозом в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными, отражёнными в Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей (Страсбург, 1986).
Взятие материала для гистологических исследований (половые железы с придатками) осуществлялось немедленно после введения животного в наркоз и вскрытия. Семенники с придатками эти-китировались с регистрацией данных о самце в учётной карточке и помещались в раствор фиксатора - 10% нейтральный формалин. Через 60 минут фиксатор заменяли на свежий раствор.
Подготовка материала для целей получения тканевых срезов осуществлялась в соответствии со стандартным протоколом. После отмывки фиксирующей жидкости семенники дегидратировали в спиртах возрастающей концентрации. Далее материал пропитывали хлороформом и смесью парафина-хлороформа в термостате и заключали кусочки в пластический материал - парафин. Залитые в парафин семенники скрепляли с деревянными брусками 20x20x10 мм. Полученные таким образом блоки закреплялись в держатель микротома для изготовления срезов.
Парафиновые срезы толщиной 5-7 мкм изготовляли на ротационном микротоме Meditóme M-500 и затем расправлялись в тёплой воде и помещались на предметное стекло, обработанное специальным адгезивным веществом (белок + тимол).
Смонтированный на предметное стекло парафиновый срез депарафинировался в толуоле, закреплялся и просветлялся в батарее спиртов, карболе, ксилоле и окрашивался гематоксилином Майера и эозином.
Для изготовления микропрепаратов использовались предметные стёкла толщиной не более 1 мм со шлифованным краем и двойным матированием.
Срез семенника после окраски покрывался покровным стеклом с использованием канадского бальзама.
Для количественной оценки динамики структурных процессов использовали параметры измерения линейных размеров микроструктур (единица измерения - микрометры), относительного объёма, занимаемого микроструктурами (единица измерения - проценты), а также аналогового визуального подсчёта учитываемых единиц (единица измерения - штуки) [22, 33, 35, 38].
Измерения диаметра ядер и цитоплазмы использовали окуляр-микрометр MOB-1-16X, определение объёма интерстиция осуществляли с помощью метрической сетки Автандилова с общим количеством точек, равным 225.
Объём выборки (n) из совокупности анализируемых гистологических структур определён формулой:
Axa.
n =У —j— Па N ,
где A. - количество полей зрения у j животного;
а. - количество точек плотности метрической сетки или клеточных элементов у j животного.
Накопление первичных статистических данных осуществляли в форме самостоятельно разработанных протоколов-сводок первичных данных и протоколов оценки первичных статистических параметров (средняя, арифметическая, дисперсия, ошибки и пр.).
Изучались статистические закономерности доли накопленных различий в выборках (оценивали при помощи критерия Стьюдента), формирования изменчивости в выборках (различия оценивали при помощи критерия Фишера), распределения частот конкретных структурных признаков (различия устанавливали при помощи критерия «хи-квадрат»).
Уровень значимости при верификации принадлежности вариант к самостоятельным различным выборкам принят на уровне доли одинаковых вариант, не превышающей 5% уровня.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Во всех экспериментальных группах животных было определено изменение взаимоотношений
герминативных и эндокринных структур семенников. При этом наблюдалось выраженное снижение динамики развития половых клеток или становление асперматогенеза, что коррелировало во всех опытных группах с реактивной трансформацией отдельных клеток Лейдига и их функциональных кластеров.
Наибольший интерес представляет оценка приспособительного значения всего комплекса верифицированных реактивных процессов на уровне гландулоцитов семенников.
Главным эффектом структурно-функциональных изменений клеток Лейдига, характеризующими их реактивную трансформацию, стало снижение величины нуклеодинамики - морфологического эквивалента подавления стероидогенной активности (табл. 1). Во всех экспериментальных группах наблюдалось достоверное снижение диаметра ядра клеток Лейдига, принадлежащих общей выборке.
Но следует отметить сложный характер цито-генеза эндокринно активных клеток интерстиция в условиях действия ксенобиотиков. В частности, ядерно-цитоплазматическое отношение (табл. 1) клеток Лейдига определяет конкретные уровни функционирования их пулов в группах сравнения. Так, у самцов, интоксицированных хромом, ядер-но-цитоплазматическое отношение достоверно снижается. Даже без специальных расчётов данного параметра в микропрепаратах семенников самцов группы хрома клетки Лейдига визуализируются как крупные стероидогенно активные элементы с развитой цитоплазмой. В группе смеси, напротив, относительный объём цитоплазмы выраженно снижается. Величина ядерно-цитоплазматического отношения здесь достоверно возрастает. С учётом снижения диаметра ядра очевидно подавление функциональной активности клеток Лейдига в группе смеси.
В группе бензола не удалось показать значимых изменений цитогенеза клеток Лейдига. Ядерно-цитоплазматические корреляции в данной группе остались неизменными.
Активное изменение параметров нуклеодинамики в опытных группах характеризуется новым накоплением частот клеток Лейдига с диаметром ядра, отнесённому к конкретному выделенному классу (табл. 2). Это свидетельствует о подвижной перестройке эндокринного аппарата семенника и выражается изменением структуры кариометрического профиля скоплений интерстициальных эндокриноцитов.
Из данных таблицы 2 видно, что во всех экспериментальных группах происходит усиление нижних классов диаметров ядер, а также смена класса, содержащего среднюю арифметическую.
В целом общая выборка интерстициальных эн-докриноцитов демонстрирует такие параметры их развития, которые доказывают чувствительность стероидогенной активности к факторам интоксикации, повреждающим мембраны.
Реактивная трансформация скоплений клеток Лейдига описывается и новыми величинами изменчивости параметров нуклеодинамики и развития клеток (гипер- или гипотрофии) (табл. 3).
Усиление вариабельностного градиента трансформации ассоциаций клеток Лейдига конкретизирует представление о невозможности формирования и поддержания пула функционально активных клеток, о возрастании роли случайных факторов тканевой динамики и сохранения стеро-идогенной активности.
Анализ величины дисперсии в распределении диаметров ядер (табл. 3) позволяет убедительно обосновать чувствительность эндокринного аппарата к каждому из импакт-факторов. Критериальная оценка показателей девиации по Фишеру позволяет считать интерпретацию данных явлений и выводы вполне строгими.
Отдельные клетки Лейдига по своему месторасположению, локализации в интерстиции по-разному относятся к герминативным структурам и к элементам, собственно, стромы, а также друг к другу. Это определяет топографически-зависимый уровень дифференцировки и функциональной активности интерстициальных эндокриноцитов.
Анализ закономерностей пространственного распределения клеток Лейдига относительно извитых семенных канальцев, сосудов, гландулоцитов позволяет определить функциональную дифференциацию эндокринной паренхимы, установить гистионный состав семенника. Оценка локальных структурных условий регуляции сперматогенеза, системного потенциала синтеза андрогенов, гистогенетических процессов внутри популяции клеток Лейдига является необходимым подходом в определении степени протекции свойств эндокринного аппарата семенника. Изменение свойств - прямое следствие трансформации гистионного состава, недостижения регу-ляторных возможностей паракринных отношений.
Рассмотрим такие элементы функциональных гистионов семенника, как перитубулярный кластер (РТ) клеток Лейдига (гландулоциты расположены вокруг канальцев), перивазальный кластер (РУ) клеток Лейдига (гландулоциты локализованы вокруг сосудов микроциркуляции), а также кластер клеток Лейдига, топографически изолированных от сосудов и канальцев, окружённых другими гландулоцитами (т1ег-кластер).
Таблица 1 - Цитометрическая характеристика клеток Лейдига мышей СБЛхС57Б16 при воздействии мембраноповреждающих ксенобиотиков
Наименование параметра Наименование группы животных
Контроль Хром Бензол Смесь хрома и бензола
Диаметр ядра клеток Лейдига общей выборки, мкм 5,210,07 n=231 4,7±0,07* n=278 t=5,0> 4,0И = 3,29 p<0,001 4,6±0,09* n=159 t=6,0>t0,001=3,29 p<0,001 4,6±0,009* n=157 t=6,0> t0,001=3,29 p<0,001
Диаметр ядра клеток Лейдига перитубулярных кластеров, мкм 5,4±0,1 n=100 6,0±0,1* n=67 t=4,29> W3,29 p<0,001 5,5±0,1 n=601=0,59< t0,05=1,96 P>0,05 5,5±0,1 n=681=0,71< t0,05=1,96 P>0,05
Диаметр ядра клеток Лейдига перивазальных кластеров, мкм 4,8±0,2 n=32 5,0±0,2 n=36 t=1,0< t0 05=1,98 p>0,05 5,0±0,2 n=29 t=1,0< t0.05=1,98 P>0,05 4,6±0,2 n=29 t=1,0< t0.05=1,98 P>0,05
Диаметр ядра клеток Лейдига inter-кластера, мкм 4,4±0,09 n=100 4,3±0,2 n=51 t=0,50< t005=1,96 p>0,05 4,3±0,1 n=501=0,59< t0.05=1,96 P>0,05 4,2±0,1 n=591=1,25< t0.05=1,96 p>0,05
Ядерно-цитоплазматическое отношение клеток Лейдига 0,95±0,04 n=52 0,82±0,06* n=32 t=20,6> t0.05=1,98 p<0,05 1,01±0,01 n=321=0,86< 4.05=1,98 p>0,05 1,20±0,06* n=32 t=3,6> t0.001=3,37 p<0,001
Таблица 2 - Структура распределения по выбранным классам частот диаметра ядра клеток Лейдига семенников у мышей СБЛхС57Б16 при воздействии мембраноповреждающих ксенобиотиков
Наименование класса Наименование группы животных
Контроль Хром* Бензол* Смесь*
2,0-2,9 мкм 0,009 0,064 0,075 0,089
3,0-3,9 мкм 0,056 0,232 0,201 0,236
4,0-4,9 мкм 0,221 0,313 (содержит среднюю арифметическую) 0,327 (содержит среднюю арифметическую) 0,261 (содержит среднюю арифметическую)
5,0-5,9 мкм 0,455 (содержит среднюю арифметическую) 0,257 0,283 0,274
6,0-6,9 мкм 0,186 0,128 0,107 0,127
>7,0 мкм 0,074 0,040 0,006 0,013
Х2=32,15>Х20.001=20,52 p<0,001 Х2=53,18>Х20.001=20,52 p<0,001 Х2=60,64>Х2М01=20,52 p<0,001
* - различия достоверны.
Таблица 3 - Формирование изменчивости цитометрических параметров клеток Лейдига семенников у мышей СБЛхС57Б16 при воздействии мембраноповреждающих ксенобиотиков
Наименование дисперсии (а2) [кв. ед.] Наименование группы животных
Контроль Хром Бензол Смесь хрома и бензола
Диаметр ядра клеток Лейдига общей выборки 0,99±0,05 п=231 1,5±0,08* п=278 Р=1,52> р0.01=1,00 Р-0,01 1,2±0,07* п=159 Р=1,21> р0.01=1,00 Р-0,01 1,4±0,08* п=157 Р=4,14> р0,1=1,00 Р-0,01
Диаметр ядра клеток Лейдига перитубулярных кластеров 1,08±0,08 п=100 1,3±0,1 п=67 Р=1,20< Р0.05=1,28 Р>0,05 0,8±0,07 п=60 Р=1,35< Р0.05=1,39 Р>0,05 1,1±0,09 п=68 Р=1,02< Р0.05=1,28 Р>0,05
Диаметр ядра клеток Лейдига перивазальных кластеров 0,77±0,1 п=32 1,0±0,1 п=36 Р=1,30< Р0.05=1,39 Р>0,05 0,9±0,1 п=29 Р=1,17< Р0.05=1,82 Р>0,05 0,7±0,09 п=29 Р=1,15< р0,5=1,64 Р>0,05
Диаметр ядра клеток Лейдига тгег-кластера 0,87±0,06 п=100 1,6±0,2* п=51 Р=1,84> Р0.0!=1,43 Р-0,01 1,0±0,1 п=50 Б=1,15< Р0.05=1,28 Р>0,05 0,9±0,08 п=59 Р=1,03< Р0.05=1,28 Р>0,05
Ядерно- цитоплазматическое отношение клеток Лейдига 0,075±0,008 п=52 0,10±0,01 п=32 Р=1,25< Р0.05=1,39 Р>0,05 0,14±0,02* п=32 Р=1,75> ^0.01=1,60 Р-0,01 0,12±0,01* п=32 Р=1,50> Р0.05=1,39 Р-0,05
* - различия достоверны.
Таблица 4 - Кластерная дифференциация эндокринной паренхимы по диаметру ядер клеток Лейдига семенников мышей СБЛхС57Б16 при воздействии мембраноповреждающих ксенобиотиков
Наименование пар кластеров сравнения Наименование группы животных
Контроль Хром Бензол Смесь
г Б г Б г Б г Б
Перитубулярный - перивазальный кластеры 3,0>2,5 Р-0,01* 1,35<1,6 Р>0,05 4,5>3,2 Р-0,001* 1,3<1,5 Р>0,05 2,5>1,9 Р-0,05* 1,1<1,6 Р>0,05 4,5>3,3 Р-0,01* 1,6<1.65 Р>0,05
Перитубулярный -тгег-кластеры 7,1>3,2 Р-0,001* 1,24<1,2 Р>0,05 7,6>3,2 Р-0,001 1,2<1,4 Р>0,05 6,0>3,2 Р-0,001* 1,2<1,4 Р>0,05 7,6>3,2 Р-0,01* 1,2<1,39 Р>0,05
Перивазальный -тгег-кластеры 2,3>1,9 Р-0,05* 1,09<1,3 Р>0,05 2,7>2,5 Р-0,001* 1,6>1,5 Р-0,05* 3,5>3,3 Р-0,001 * 1,1<1,6 Р>0,05 2,0>1,9 Р-0,001* 1,3<1,65 Р>0,05
* - различия достоверны.
При обращении к материалам таблицы 1 можно увидеть, что в группе контроля клетки Лейди-га, принадлежащие названным выше кластерам, характеризуются собственными параметрами ну-клеодинамики. Причём наибольший диаметр ядра у РТ-клеток, а наименьший у Мег-клеток. Кроме того, объём ядра РТ-клеток выше, чем этот же параметр общей выборки.
Обосновать кластерную дифференциацию эндокринной паренхимы позволяют методы статистики. Из таблицы 4 видно, при попарном сравнении диаметров ядер клеток Лейдига из разных кластеров наблюдается достоверная разница в уровне ну-клеодинамики.
Приведённые данные позволяют составить суждение о необходимом приспособлении клеток
Лейдига в онтогенезе к конкретному уровню функциональной активности. В частности, очевидно, что он наибольший у РТ-клеток, андрогены которых потенцируют мейоз-индуцирующие клетки Сертоли.
Важнейшим структурным свойством кластеров клеток Лейдига является низкий уровень варьирования параметров нуклеодинамики (табл. 3). Из таблицы 4 понятно, что кластеры - стабильные клеточные ассоциации при достигнутом уровне функциональной активности.
Таким образом, кластерная дифференциация -ведущее свойство развития эндокринной паренхимы, определяющая функциональную лабильность и адаптивные возможности скоплений клеток Лейди-га. Здесь важна способность направленно изменять количество вырабатываемых андрогенов.
При оценке параметров кластерной дифференциации в экспериментальных группах было показано, что структурно-функциональные свойства клеток Лейдига, принадлежащих разным кластерам, сохранены (табл. 1, 3-4). Диаметры ядер клеток Лейдига в опытных группах сохраняют те же соотношения уровней нуклеодинамики, что и в кластерах контроля. Причём подтверждается и достоверность их различий, и низкие показатели изменчивости внутри кластеров. Следует отметить, что в группе хрома происходит достоверное увеличение диаметра ядра РТ-клеток и недостоверное увеличение диаметра ядра РУ-клеток. Это является признаком гипертрофии клеток Лейдига в пределах отдельных кластеров.
Показанные выше свойства функциональной неоднородности эндокринной паренхимы семенников, структурных закономерностей кластерной дифференциации свидетельствуют о протекции гистионного состава семенников. Очевидно, что накопление патоформ клеток Лейдига, утративших высокий морфофункциональный статус, в отдельных кластерах оказалось недостаточно для утраты адаптивного пространственного распределения клеток Лейдига относительно тех или иных структур семенника. Лишь в общей выборке клеток становятся заметны недостоверно накапливающиеся в кластерах изменения организации скоплений гландулоцитов.
В проведённом исследовании функциональной морфологии половых желёз самцов мышей СБЛхС57Б16 найдены условия модулирования механизмов интрагонадной регуляции сперматогенеза.
Показанные факты позволяют сформулировать представление о конкуренции процессов альтера-
ции и адаптации, очевидных немалых возможностях тканевых элементов половых желёз приспосабливаться к конкретным импакт-факторам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В проведённом исследовании определено значение интоксикации организма экспериментальных животных хромом и (или) бензолом как подавляющих фертильность. Снижение уровня спермато-генной активности коррелировало с интенсивной перестройкой эндокринного аппарата семенника. Анализ реактивных процессов в ассоциациях клеток Лейдига позволил установить конкретные направления и формы адаптации стероидогенного аппарата семенников. Показаны и обоснованы несколько приспособительных механизмов, активность которых определила потенцирование регуляции сперматогенеза (в группе хрома), а также сохранение системного значения выработки андро-генов, как имеющих широкое метаболическое значение в организме (группы бензола и смеси).
Определены следующие механизмы адаптации гландулоцитов семенников их скоплений при действии хрома и (или) бензола:
1. Гиперплазия эндокринной паренхимы (увеличение абсолютного количества клеток Лейдига) и гипертрофия интерстициальных эндокриноцитов.
2. Дедифференцировка клеток Лейдига (генетический механизм) и формирование пула предшественников как структурного условия возможной редифференцировки и возобновления стероидо-генной активности после прекращения действия неблагоприятных факторов.
3. Протекция функционально активного пула клеток Лейдига и параметров их цитогенеза (объём ядра, ядерно-цитоплазматическое отношение).
4. Кластерная дифференциация эндокринной паренхимы семенников, формирование стабильных и адаптивных локальных ассоциаций гланду-лоцитов.
5. Формирование необходимой величины изменчивости в ответ на действие импакт-факторов как условие эффективного отбора при усилении вероятностного фактора регуляторных воздействий.
Перечисленные механизмы выражают в целом две формы адаптации эндокринного аппарата -компенсаторной и резистентной.
Компенсаторная адаптация в группе хрома является адекватным механизмом поддержания сперматогенеза при индукции деструктивных процессов в сперматогенном эпителии. Данная форма адаптации определяет высокие потенции сохранения уровня паракринных отношений герминативных и эндокринных структур.
Резистентная адаптация - это адекватный механизм сохранения стероидогенной активности, имеющей значение для всего организма. Становление асперматогенеза и утрата фертильности - необратимые процессы исключения животных из состава поддерживающих воспроизводство. Но эндокринная функция гонад - источник важных ре-гуляторных факторов, контролирующих различные метаболические, структурные и информационные процессы во всём организме.
Приведённые выше факты впервые определяют адаптивные возможности клеток Лейдига семенников, что может учитываться при интоксикации организма любого генеза, в том числе при применении высокотоксичных лекарств (химиотерапия), при прогнозировании вреда репродуктивному здоровью людей на вредных производствах, как фундаментальный аспект биологии тканевых элементов половых желёз самцов.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Апсалямов, В. Х. Многоядерные клетки спер-матогенного пласта у крыс как критерий гипокси-ческого повреждения семенника / В. Х. Апсалямов, А. Н. Бажанов, В. А. Савенко // Морфология. - 1993. -№ 1-2. - С. 102-106.
2. Атагимов, М. З. Влияние гонадотропных клеток гипофиза на функциональную активность интерстициальных эндокриноцитов семенника овец дагестанской горной породы в динамике пост-натального онтогенеза / М. З. Атагимов, А. Н. Ха-саева // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2013. - № 5. - С. 104-106.
3. Боков, Д. А. Интерстициальные эндокри-ноциты семенников мышей СБЛхС57Б16 при хром-бензольной интоксикации в эксперименте: цитоме-трический анализ / Д. А. Боков, А. М. Абильданова, М. В. Семёнова // Морфология. - 2013. - № 5. - С. 64-65.
4. Боков, Д. А. Деструктивно-дегенеративные изменения в семенниках лабораторных крыс в условиях хронической подострой формальдегидной интоксикации / Д. А. Боков, Н. Ю. Гоцкина, Д. В. Вдо-венко // Вестник Мордовского университета. -2009. - № 1. - С. 107-108.
5. Боков, Д. А. Интерстициальный эндокринный аппарат семенников экспериментальных животных в условиях хром-бензольной интоксикации / Д. А. Боков [и др.] // Гигиена и санитария. - 2014. -№ 4. - С. 100-104.
6. Боков, Д. А. Влияние хрома и бензола на клетки Лейдига семенников / Д. А. Боков, Л. В. Ковбык, М. В. Семёнова // Известия Оренбургского государ-
ственного аграрного университета. - 2013. - № 3. -С. 104-106.
7. Боков, Д. А. Характеристика сперматогенеза у мышей СБЛхС57Б16 при комбинированном действии хрома и бензола / Д. А. Боков, Н. Н. Шевлюк // Проблемы репродукции. - 2014. - № 2. - С. 7-11.
8. Боков, Д. А. Структурные механизмы резистентной адаптации семенников при интоксикации хромом и бензолом в эксперименте / Д. А. Боков, Н. Н. Шевлюк, А. М. Абдильданова // Медицинский вестник Башкортостана. - 2012. -№ 5. - С. 75-77.
9. Боков, Д. А. Формирование изменчивости ци-тометрических параметров в различных кластерах интерстициальных эндокриноцитов семенников мышей линии СБЛхС57Б16 при хром-бензольной интоксикации в эксперименте / Д. А. Боков, Н. Н. Шевлюк, А. М. Абдильданова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2014. - № 1. - С.
53-56.
10. Вдовенко, Д. В. Неоднородность состава эндокринных клеток и значение их субпопуляций в функциональной активности семенников лесной мыши / Д. В. Вдовенко [и др.] // Морфология. - 2009. - № 4. -С. 30.
11. Волкова, О. В. Локальные взаимоотношения между соматическими элементами мужской гонады / О. В. Волкова [и др.] // Морфология. - 1992. -№ 9-10. - С. 7-20.
12. Давыдова, Ю. А. Морфофункциональное состояние семенников рыжей полёвки в градиенте химического загрязнения / Ю. А.Давыдова, С.В.Му-хачёва / Териофауна России и сопредельных территорий. - М. : КМК, 2007. - С. 116.
13. Даев, Е. В. Нарушения мейоза у молодых самцов домовых мышей при воздействии экзогенными метаболитами половозрелых животных / Е. В.Даев // Зоологический журнал. - 1982. - Т. ЬХ1. - Вып. 8. -С. 1269-1272.
14. Иванов, Ю. В. Многоядерные половые клетки в сперматогенезе крыс в норме и после воздействия ксенобиотиков / Ю. В. Иванов // Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1989. - № 3. - С.
54-55.
15. Логинова, А. К. Особенности формирования морфологических изменений в семенниках крыс при интратестикулярном воздействии бактерий Е. СоН с антигистоновой активностью / А. К. Логинова, А. А. Стадников, Н. В. Немцева // Вестник Оренбургского государственного университета. -2014. - № 13. - С. 53-58.
16. Мамина, В. П. Влияние ионизирующего излучения и ксенобиотиков на сперматогенный эпителий
лабораторных животных / В. П. Мамина, Л. Д. Шей-ко // Гигиена и санитария. - 2004. - № 6. - С. 24-27.
17. Михайлова, И. В. Влияние бензола на иммунную систему и некоторые механизмы его действия / И. В. Михайлова [и др.] // Иммунология. - 2014. - № 1. - С. 51-55.
18. Михайлова, И. В. Некоторые показатели микроэлементного и антиоксидантного статуса крыс при хромовой интоксикации / И. В. Михайлова, Л. А. Чеснокова, Н. В. Шарапова // Гигиена и санитария. - 2014. - № 3. - С. 71-74.
19. Никитин, А. И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека / А. И. Никитин. -СПб. : ЭЛБИ-СПб, 2005. - 216 с.
20. Сеньчукова, М. А. Канцерогенный эффект смеси формальдегида и перекиси водорода при вну-трижелудочном введении крысам /М. А. Сеньчукова, А. А. Стадников, Д. А. Боков // Российский биотерапевтический журнал. - 2013. - № 1. - С. 51-54.
21. Су хору ков, В. С. Восстановление спермато-генного пласта / В. С. Сухоруков // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 1988. - № 5. - С. 76-83.
22. Ухов, Ю. И. Морфометрические методы в оценке функционального состояния семенников / Ю. И. Ухов, А. Ф. Астраханцев // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 1983. - № 3. - С. 66-72.
23. Утенин, В. В. Гигиеническая характеристика хрома и бензола и морфофункциональные аспекты их воздействия на организм в условиях эксперимента : Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Оренбург, 2002. - 24 с.
24. Шевлюк, Н. Н. Биология размножения, стратегия выживания и механизмы адаптации позвоночных антропогенных ландшафтов / Н. Н. Шевлюк [и др.]. - Оренбург: Изд-во ОрГМУ, 2016. - 268 с.
25. Шевлюк, Н. Н. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, ци-тофизиология, факторы и механизмы регуляции) / Н. Н. Шевлюк, А. А. Стадников. - Оренбург : ОрГМА, 2010. - 484 с.
26. Bergh, A. Paracrine regulation of Leydig cells by the seminiferous tubules / A. Bergh // International Journal of Andrology. - 1983. - 6 (1). - Р. 57-65.
27. Chamindrani Mendis-Handagama, S. M. L. Differentiation of the Adult Leidig Cell Population in the Postnatal Testis / S.M.L.Chamindrani Mendis-Handagama, H. B. Siril Ariyaratne // Biology of Reproduction. - 2001. - 65. - Р. 660-671.
28. Flickinger, C. J. Degeneration of the siminiferous epithelium following epididymal obstruction in prepubertal rats / C. J. Flickinger // The Anatomical Record. -
1999. - V 254 (1). - P. 76-86.
29. Johnson, L. Reduced Leydig Cell volume and function in adult rats exposed to 2,3,78-tetrachlorodibenzo-p-dioxin without a significant effect on spermatogenesis / L. Johnson, R. Dickerson, S. Safe // Toxicology. - 1992. -№ 2. - P. 103-118.
30. Joshi, S. C. Reproductive toxicity of Monocroto-phosin Male Rats / S. C. Joshi, B. Bansal // International Journal of Toxicology and Applied Pharmacology. -2012. - 2(1). - P. 6-11.
31. Marouani, N. Effects of hexavalent chromium on reproductive functions of male adult rats / N. Marouani, O. Tebourbi, S. Mahjoub // Reproductive Biology. -2012. - № 2. - V. 12. - P. 119-133.
32. Mishra, J. Peritubular cells may modulate Leydig cell-mediated testosterone production through a nonclas-sic pathway / J. Mishra, M. Gauta, R. Dadhich // Fertility and Sterility. - 2012. - 98 (5). - P. 1308-1317.
33. Mori, H. Morphometric analysis of Leydig cells in the normal rat testis / H. Mori, A. K. Christensen // Journal of Cell Biology. - 1980. - 84. - P. 340-354.
34. O'Shaughnessy, L. Changes in Leydig Cell Gene Expression During Development in the Mouse / O'Shaughnessy, L. Willerton, P.J. Baker // Biology of Reproduction. - 2002. - 66. - P. 966-975.
35. Qin, Da-N. Morphometric study on Leydig cells in capsulotomized testis of rats / Da-N.Qin, M.A. Lung // Asian Journal of Andrology. - 2002. - 4 (1). - P. 49-53.
36. Risbridger, G. Evaluation of the effect of peritubu-lar cell secretions and the testicular paracrine factor P-Mod-S on Leydig cell steroidogenesis and immunoactive inhibin production / G. Risbridger, M. Skinner // Journal of Andrology. - 1992. - 15 (1). - P. 73-83.
37. Siril Ariyaratne, H. B. Studies on the Onset of Ley-dig Precursor Cell Differentiation in the Prepubertal Rat testis / H. B. Siril Ariyaratne, S. M. L. Chamindrani Men-dis-Handagama, H. Dale Buchanan // Biology of Reproduction.- 2000. - 63. - P. 165-171.
38. Surmacki, P. Morphometric studies of Leydig cells in chinchillas (Chinchilla lanigera) during hidh and low fertility seasons / P. Surmacki, M. Sulik, B. Seremak // Folia Biologica. - 2011. - № 3-4. - P. 195-201.
39. Welsh, M. Androgen receptor signaling in peritu-bular myoid cells is essential for normal differentiation and function of adult Leydig cells / M. Welsh, L. Moffat, K. Belling// International Journal of Andrology.- 2012. -35. - P. 25-40.
40. Yao H. H. Desert Hedgehog/Patched 1 signaling specifiesfetal Leydig cell fate in testis organogenesis / H. H.-C. Yao, W. Whoriskey, B. Capel // Genes&Development. -2002. - 16. - P. 1433-1440.
