CC BY
5
DOI 10.31718/2077-1096.20.1.36 УДК 615.356 : 632.954
Moiceeea Н.В., Капустянська А.А., Шумейко О.Г.
ГОНАДО П РОТЕКТИ ВН1 ВЛАСТИВОСТ1 КОМПЛЕКСУ АНТИОКСИДАНТ1В НА ФОН1 ТОКСИЧНОГО ВПЛИВУ ГЕРБ1ЦИД1В
Укра'шська медична стоматолопчна академiя, м. Полтава
У сучасних умовах, коли тимчасовi eKOHOMi4Hi труднощ!' кра'Уни зумовили зниження загально'У куль-тури землеробства, особливо актуальна проблема контролю чисельностi бур'ян'в сльськогоспо-дарських уг'дь. Безсумнвно, що i в нашш кра'Ун/ 3i змiцненням економки зростае застосування засо-б/в захисту культурних рослин, що потребують ще бтьш пильноУ уваги до проблеми екологiчноУ прийнятностi застосування гербiцидiв i реабШтацИ фунт/в, забруднених залишками отрутох'ш'ь кат'в. Загальний механiзм дн, ушкоджуючо'У дн гербiцидiв рiзних груп, - це порушення окисно-в'дновних процес'т, зокрема пдвищення вльнорадикального перекисного окислення л/'п/'д/'в, перш за все, в мембранах клiтин гонад, що в кнцевому пдсумку може призвести до Ух деструкцИ протягом усього репродуктивного пероду. Кр1'м того, вони надають гонадотоксично'У дн, що приводить до зниження стеро'Удогенезу, i як насл'док - до порушення сперматогенезу Метою роботи було ви-вчення гонадопротективних властивостей комплексу антиоксидант'т, Ух вплив на показники вль-норадикального перекисного окислення л/'п/'д/'в, морфологiчнi та функцiональнi змни в с'ш'яниках щур'т на фонi токсичного впливу гербциду клоп/рал/ду. Уведення комплексу антиоксидант'т на фо-н.i токсичного впливу клоп/рал/ду сприяло не тльки значному зниженню вльнорадикального перекисного окислення лШд'т в кровi i тканинах с'ш'яник'в, а й нормал/зацн стану сперматогенного епте-лю, ктьюсних показник'т сперми, нормал/зацн рухливостi сперматозо'Уд'т. В умовах iнтоксикацИ комплекс антиоксидант'т впливае не тльки на р'тень сперматогенного ептелю, але при цьому покращуе i яксть сперми, сприяючи в 'дновленню рухливостi сперматозо'Уд'т. Досл/дження морфоло-г/чних зм/'н в с'ш'яниках i функцюнально'У готовностi сперми показали, що на фонi iнтоксикацИ' гербi-цидом найбльш значущi змни рееструвались при корекцУУ комплексом антиоксидант'т, що пдкрес-люе його бльш виражену гонадопротективну дю. Отриманi результати св'дчать про доцтьн'ють використання комплексу антиоксидант'т в якостi гонадопротектор'т при хрон/чному надходженн в орган/зм гербцид/в.
Ключов1 слова: антиоксиданти, гонадопротективн властивост1, гербщиди.
НДР «Фармаколог/чне досл/дження болог/чно активних речовин та лкарських засоб/в для корекцп порушень гомеостазу р/з-ноГ ет'юлогЯ» №0111U004879
У сучасних умовах, коли тимчасовi економiчнi труднощi кра'Тни зумовили зниження загально'Т культури землеробства, особливо актуальна проблема контролю чисельност бур'яыв стьсь-когосподарських угщь. Скрiзь спостер^аеться збтьшення засмiченостi посiвiв стьськогоспо-дарських культур, причому 50-70% поавних площ засмiчене у вищому ступеню. Потенцшш втрати врожаю в землеробов вщ бур'яыв дуже великк Безсумшвно, що i в нашш краТн зi змщ-ненням економки зростае застосування засобiв захисту культурних рослин, що потребують ще бтьш пильноТ уваги до проблеми еколопчно'Т прийнятност застосування гербiцидiв i реабтн тацп фут1в, забруднених залишками отрутохн мка^в.
Одна з найбтьш поширених груп хiмiчних речовин, що використовуються в стьському госпо-дарств^ - гербщиди. Останшм часом в якост ге-рбщиду все ширше застосовуються похщы три-дшкарбоново'Т кислоти - клопiралiд (3,6-дихлор-2-шридинкарбоново'Т кислота) i його солi: три-етиламiн, трiiзопропiламiн, моноетiламiн. Клош-ралщ - пiслясходовий гербiцид з високою гербн цидною активнiстю по вщношенню до бур'янiв, стiйких до арилоксиалканкарбонових кислот та Т'х похiдних: рослин амейства складноцвiтих, зо-нтичних, гречкових та бобових i вибiрковiстю по вщношенню до зернових, культур амейства
хрестоцв^них, льону i цукрового буряку. У фунт перiод напiврозпаду 73 ды, 49 днiв, у рядi випа-дкiв - до 1 року. Розкладання вщбуваеться пе-реважно мiкробiологiчним шляхом, дiя гiдролiзу i фотолiзу незначна. У зв'язку з високою розчин-нiстю у водi клопiралiд погано зв'язуеться Грунтом. Це обумовлюе високу мiграцiю в фунт i здатнiсть вилуговувати в фунтов1 води. В рос-линах препарат не пщдаеться розкладанню, внаслщок чого в зернi виявляються його залиш-ковi кiлькостi (0,02-0,67 мг/кг). У кшькосп 0,04-3,3 мг/кг речовина знаходиться в соломi через два мюяц пiсля обробки, також залишковi кiлькостi присутнi i в виавках [1].
1снуе думка, що гербщиди менше взаемодн ють з тим, що ми Т'мо. Однак це не так. Через фунтов1 води i фунт гербiциди отруюють сусiднi рослини i навколишне середовище, завдаючи шкоди i природi, i здоров'ю людини.
Загальний мехаызм дiТ, ушкоджуючо'Т дiТ гер-бiцидiв рiзних груп це порушення окисно-вiдновних процеав, зокрема пiдвищення втьно-радикального перекисного окислення (СРПО) лт^в, перш за все, в мембранах кл^ин гонад, що в кшцевому пiдсумку може призвести до Т'х деструкци протягом усього репродуктивного пе-рiоду. ^м того, вони надають гонадотоксично'Т дм, що приводить до зниження стеро'Тдогенезу, i як наслiдок - до порушення сперматогенезу [2].
Важлива роль СРПО лт^в в порушеннi цтн CHOCTi 6iOMeM6paH i розвитку цитол^ичного синдрому призводить до думки застосування анти-оксидантiв в якост гонадопротективних засобiв, серед яких найбтьш перспективним представ-ляються комбiнацiя антиоксидантних сполук рiз-ноТ хiмiчноТ структури [2]. Одним з таких компле-шв е Азупростат до складу якого входять: а-токоферол ацетат, екстракт ехшацеТ пурпуровоТ, ретинол пальм^ат, р-ситостерол [2].
Мета роботи
Вивчення гонадопротективних властивостей комплексу антиоксидатчв, Тх вплив на показники СРПО лт^в, морфологiчнi та функцiональнi змiни в ам'яниках щурiв на фонi токсичного впливу гербщиду клопiралiду.
Матерiали i методи дослiдження
Експериментальнi дослiдження проведен на щурах-самцях масою 190-205 г. Тварини контрольно!' групи щодня отримували клотралщ в дозi 150 мг/кг маси тта, що склало 0,33 LD50 (LD50 - 5000 мг/кг). Вплив гербщиду тривав 56 дшв, з урахуванням тривалостi сперматогенезу у щурiв i дозрiвання сперматозо'тфв в придатку d-м'яника. Тварини експериментальних груп на ™i введення токсиканту отримували: одна група а-токоферол ацетат (10 мг/кг), друга група - комплекс антиоксидан^в.
У плазмi кровi i тканинах ам'янимв визначали дiеновi кон'югати (ДК) [3], в кровi i тканинах d-м'яникiв - ТБК-реактанти [3]. Величину спонтанного гемолiзу еритроци^в, активнiсть антиоксидантних ферментiв крови супероксиддисмутази (СОД); каталази, церулоплазмшу [3].
Проводили вивчення ктькюного та функцю-нального стану сперми [4]. Життездатнють спе-рматозоТдiв вивчали за допомогою еозiнового тесту. Визначали патологiчнi форми сперматозо-Тдiв. Морфологiчно дослiджували стан спермато-генного епiтелiю [4].
Статистичну обробку отриманих результат виконано на персональному комп'ютерi за допомогою стандартного пакета функцш «MS Excel» i «Statistica for Windows. Release 6.0».
Результати дослiдження та '¡'х обговорення
У групi тварин пщ впливом гербiциду змен-шилася маса тта на 13%, знизилася активнють, в^^чалось значне випадiння шерстi, зменши-лася маса сiм'яникiв на 15%, проте Тх масовi ко-ефiцiенти в порiвняннi з нормою ютотно не змн нилися. У кровi вiдзначалося посилення СРПО лiпiдiв, про що свщчить вiрогiдне зростання кть-костi ДК у 1,6 рази (Р<0,01), промiжних продуктiв СРПО лт^в - ТБК-реактантiв в 3,6 разiв у порн вняннi з штактними тваринами (Р<0, 01). Такий же високий рiвень ТБК-реактантiв вiдзначався i в тканинах сiм'яникiв, що перевищуе норму в 1,5 рази (Р<0,01). Спостер^алося зниження актив-ностi антиоксидантних ферметчв. Активнiсть ка-
талази знизилася в 2,5 рази (Р<0,05), церулоплазмшу в 1,4 рази (Р<0,01). Активнють СОД, на-впаки, зросла в 1,9 рази у порiвняннi з штактною групою (Р<0,001). Дослщження сперматограмм показали, що введення клошралщу призвело до збiльшення абсолютно! ктькосп мертвих i пато-логiчних форм. Загальна ктькють сперматозо'Т-дiв знизилася на 36% (Р<0,01), причому ктькють мертвих сперматозо'тфв зросла в 1,8 рази, ктькють патолопчних форм в 2,4 рази у порiвняннi з штактною групою (Р<0,001). Значно змшилася i рухливiсть сперматозо'Тфв. Ктькють сперматозо-Тдiв з нормокiнезiсом зменшилася в 3,3 рази (Р<0,001); з ппокшезюом зросла в 2,9 рази (р<0,001); з акiнезiсом збiльшилася в 3,1 рази (р<0,001); з дiскiнезiсом зросла в 10 разiв (Р<0,001). Виявлено морфологiчнi змiни насш-невого епiтелiю: знизилася кiлькiсть нормальних сперматогошев на 23% (Р<0,02); збiльшилася кн лькiсть канальцiв зi слущенним епiтелiем в 4,4 рази (Р<0,05); в 2 рази зросла ктькють каналь-^в з атрофiчним або пошкодженим епiтелiем (Р<0,02). Всi вищеописанi змши в кiнцевому пщ-сумку призводять до зниження фертильностк Мiкроскопiчне дослщження тканин ам'яниш ви-явили порушення у виглядi дистрофiчних i дис-генераторних змiн, якi супроводжувалися компенсаторною гiперплазiею. Зазначався розвиток дистрофiчних змiн в судинах мiкроциркуляторно-го русла, як посилювали дегенеративнi змши сперматогенного ештелш. Фолiкулярнi клiтини (Сертоли) набрякла значно перевершують роз-мiрами нормальнi клiтини, мiстять маленьке ядро. Ктькють штин Лейдiга значно знижено, i вони мають патологiчнi змiни. Вiдзначаеться спус-тошення сiм'яних канальцiв, пошкодження сперматогенного ештелш, особливо на кiнцевих ета-пах сперматогенезу, що бачимо в зниженн шде-ксу сперматогенезу.
В експериментальнш групi тварин, якi на ™ штоксикацп клопiралiдом отримували а-токоферол ацетат вiдзначалося деяке зниження СРПО лт^фв в кровi i тканинах сiм'яникiв. Так, змiст ДК в сироватцi кровi знизився на 23% (Р<0,05). Концентрацiя ТБК-реактантiв в кровi знизилася в 2,5 рази (Р<0,05) i не в^зня-лася вщ показникiв норми. У тканинах ам'яниюв вмiст ТБК-реактантiв знизився на 27% (Р<0,001). На тлi штоксикацп клопiралiдом а-токоферол ацетат сприяв вщновленню системи антиокси-дантного захисту оргашзму, про що свiдчить зниження спонтанного гемолiзу еритроцитiв в 1,5 рази (Р<0,05). Зазначалося достовiрне зниження активност СОД в кровi на 29% (р<0,05), активнiсть каталази збтьшилася в 2,5 рази (Р<0,01), церулоплазмшу на 44% (Р<0,01) в порiвняннi з групою контролю. Вивчення сперматограмм вщобразило нормалiза-цiю ктькосп сперматозо'Тфв (Р<0,002). Кiлькiсть мертвих сперматозо'Тфв знизилася на 24% (Р<0,05), хоча i перевищувала показник норми в 1,4 рази (Р<0,05). Подiбна ситуа^я спостер^а-
лася i щодо патолопчних форм сперматозо'Тфв -Тх кiлькiсть знизилася на 22% (Р<0,02), хоча i не досягла норми (Р<0,001). Вивчення кшезисграми показало, що кiлькiсть сперматозоТдiв з нормокн незiсом пiд впливом вп~амшу Е зросла в 2,9 рази (Р <0,001), але не досягла величин норми (Р<0,05). Ктькють сперматозо'Тфв з гiпокiнезiсом достовiрно знизилася в 2 рази (Р<0,001), хоча Тх величина на 45% нижче норми (Р<0,05). Кть-кiсть сперматозоТдiв з акшезюом в 2 рази нижче за показники контролю (Р<0,001), при цьому пе-ревищувала на 58% норму (Р<0,02). Кiлькiсть сперматозоТдiв з дiскiнезiсом iстотно знизилася в 2,3 рази (Р<0,01), але в 4,4 рази перевищува-ла норму (Р<0,001). Морфологiчнi дослiдження насiнневого епiтелiю виявили, що шдекс сперматогенезу пщ впливом а-токоферолу ацетату вщ-повщав нормi. Кiлькiсть нормальних спермато-гошев зросла в 1,3 рази, ктькють канальцiв з 12 стадiею мейозу була вище показниш групи контролю в 2,4 рази (Р<0,05), не в^зняючись вiд норми. Ктькють каналь^в з атрофiчним або пошкодженим епiтелiем знизилася в 2 рази, вщ-повiдаючи нормi. У тварин ^еТ групи морфолоп-чнi характеристики насшневого епiтелiю показали вщновлення сперматогонiев I та II порядку, значне зменшення спустошених канальцiв, нор-малiзувалися сполучнотканиннi оболонки.
Дослiдження впливу комплексу антиоксидан-тiв при штоксикацп клопiралiдом на бiохiмiчнi показники кровi продемонструвало: зниження ДК на 34% (Р<0,01); концентрацiя ТБК-реактантiв знизилася в 3 рази (Р<0,01) ц показники не вщ-рiзнялися вщ величин норми. У тканинах ам'я-никiв вмiст ТБК-реактантiв знизився в 1,5 рази (Р<0,01). Вiдзначалася нормалiзацiя показника спонтанного гемолiзу еритроцитiв i активностi СОД в кровi дослщних тварин. Активнiсть ката-лази навпаки зросла в 2,5 рази (Р<0,02). Актив-нiсть церулоплазмiну зросла в 1,4 рази щодо контрольно' групи (Р<0,01). Вивчення масових по-казниш сiм'яникiв вiдобразило збтьшення маси сiм'яникiв на 17,5% (Р<0,05). Вивчення сперма-тограмми показало достовiрне збiльшення зага-льноТ кiлькостi сперматозо'Тфв на 58% вiд контролю (Р<0,01). Кiлькiсть мертвих сперматозоТдiв зменшилася в 1,8 рази (Р<0,001). Ктькють патолопчних форм сперматозо'Тфв знизилася в 2 рази (Р<0,001). Комплекс антиоксидан^в суттево впливав на рухпивють сперматозоТдiв. Так, ктькють сперматозоТдiв з нормокiнезiсом виявилася в 3,2 рази вище жж у контрольнш групi (Р<0,001), з ппокшезюом в 2,6 рази нижче величин контролю (Р<0,001), з акшезюом в 2,9 рази нижче (Р<0,001), з дiскiнезiсом в 6 разiв нижче нiж в контрольнiй груп (Р<0,01). Всi показники кiнезисграми вщповщали iнтактним тваринам. Крiм цього нормалiзувався iндекс сперматогенезу (Р<0,01), збтьшилася кiлькiсть нормальних сперматогонiев на 31% вщ контролю (Р<0,05),
знизилася ктькють каналь^в зi слущенним еж-телiем в 3,4 рази (Р<0,01), зросла в 2,5 рази кн лькють канальцiв з 12-Т стадiею мтозу (Р<0,01), знизилася в 1,9 рази ктькють каналь^в з атро-фiчним i пошкодженим епiтелiем (Р<0,02). Вщ-значалося полiпшення морфологiчних показни-кiв насiнникiв, причому гiстологiчна картина юто-тно не вiдрiзнялася вщ норми.
Висновки
Таким чином, введення а-токоферолу ацетату при тривалому введены гербщиду кложралщу призводило до гальмування процеав СРПО лн п^фв, деякого пiдвищення антиоксидантноТ за-безпеченост органiзму, нормалiзацiТ активностi антиоксидантних фермен^в. В деякiй мiрi це вплинуло на стан сперматогенного ежтелш, од-нак не змiнило кiлькiсть каналь^в в стадiТ дозрн вання, мало впливало на ктькють мертвих i патолопчних форм сперматозоТфв. а-токоферолу ацетат стимулював подiл статевих кл^ин, але не вплинув на якють спермiТв.
Введення комплексу антиоксидантiв на фон токсичного впливу клопiралiду сприяло не ттьки значному зниженню СРПо лiпiдiв в кровi i тканинах ам'яниш, а й нормaлiзaцiТ стану сперматогенного епiтелiю, ктькюних показникiв сперми, нормалiзацiТ рухливостi сперматозо^в. В умо-вах iнтоксикацiТ комплекс антиоксидатчв впли-вае не ттьки на рiвень сперматогенного ежте-лш, але при цьому покращуе i якiсть сперми, сприяючи вiдновленню рухпивосл сперматозоТ-дiв. Дослiдження морфологiчних змш в ам'яни-ках i функцюнальноТ готовностi сперми показали, що на фош штоксикацп кложралщом най-бiльш значущi змiни рееструвались при корекцп комплексом антиоксидантiв, що пщкреслюе його бiльш виражену гонадопротективну дш, нiж у а-токоферолу ацетату.
Отримaнi результати в цтому свiдчать про доцтьнють використання комплексу антиокси-дaнтiв у якост гонaдопротекторiв при хрожчно-му надходженн в оргaнiзм похiдних жридшкар-боновоТ кислоти.
Лiтература
1. Bazarnova MA, Morozova VT. Rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam po klinicheskoj laboratornoj diagnostike [Clinical Labo ratory Diagnostics Practice Guide]. Kiev: Vishcha shkola; 1988. 318 p. (Russian).
2. Kaidyshev IP, Katrushev OV, Sokolenko VM, redaktory. Posibnyk eksperymentalnykh i klinichnykh doslidzhen biolohii ta medytsyny [Handbook of Experimental and Clinical Research in Biology and Medicine]. Poltava; 1997. 271 p. (Ukrainian).
3. Shish NV. Povrezhdayushchee dejstvie klopiralida na reproduktiv-nuyu sistemu krys samcov [Damaging effect of clopyralide on the reproductive system of male rats]. Aktualni problemy suchasnoi medytsyny: Visnyk Ukrainskoi medychnoi stomatolohichnoi akademii. 2006;6 Issue 3(15):19-23. (Russian).
4. Ivanescu V. Testosterone in sera of workers exposed to acrylonitrile. Rev. Roum. Endocrinol. 1990; Vol. 28, N 3-4:187192.
5. Zhdan V. Androgen imbalance in gouty arthritis in men with obesity. III Ogolnopolska konferencia aukowo-szkoleniowa: Genom czlowiek swiat zagrozenia. Lublin, 2016.160p.
Реферат
ГОНАДОПРОТЕКТИВНЫЕ СВОЙСТВА КОМПЛЕКСА АНТИОКСИДАНТОВ НА ФОНЕ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГЕРБИЦИДОВ
Моисеева Н.В., Капустянская А.А., Шумейко А.Г.
Ключевые слова: антиоксиданты, гонадопротективные свойства, гербициды.
В современных условиях, когда временные экономические трудности страны обусловили снижение общей культуры земледелия, особенно актуальна проблема контроля численности сорняков сельскохозяйственных угодий. Несомненно, что и в нашей стране с укреплением экономики растет применение средств защиты культурных растений, требующих еще более пристального внимания к проблеме экологической приемлемости применения гербицидов и реабилитации почв, загрязненных остатками ядохимикатов. Общий механизм действия, повреждающего действия гербицидов различных групп это нарушение окислительно-восстановительных процессов, в частности повышение сво-боднорадикального перекисного окисления липидов, прежде всего, в мембранах клеток гонад, что в конечном итоге может привести к деструкции в течение всего репродуктивного периода. Кроме того, они оказывают гонадотоксическое действие, что приводит к снижению стероидогенеза, и как следствие - к нарушению сперматогенеза
Целью работы было изучение гонадопротективных свойств комплекса антиоксидантов, их влияние на показатели свободнорадикального перекисного окисления липидов, морфологические и функциональные изменения в семенниках крыс на фоне токсического воздействия гербицида клопиралида.
Введение комплекса антиоксидантов на фоне токсического воздействия клопиралида способствовало не только значительному снижению свободнорадикального перекисного окисления липидов в крови и тканях семенников, но и нормализации состояния сперматогенного эпителия, количественных показателей спермы, нормализации подвижности сперматозоидов. В условиях интоксикации комплекс антиоксидантов влияет не только на уровень сперматогенного эпителия, но при этом улучшает и качество спермы, способствуя восстановлению подвижности сперматозоидов. Исследование морфологических изменений в семенниках и функциональной готовности спермы показали, что на фоне интоксикации гербицидом наиболее значимые изменения регистрировались при коррекции комплексом антиоксидантов, подчеркивает его более выраженное гонадопротективное действие.
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования комплекса антиоксидантов в качестве гонадопротекторов при хроническом поступлении в организм гербицидов.
Summary
GONADOPROTECTIVE PROPERTIES OF ANTIOXIDANT COMPLEX IN CONDITIONS CAUSED BY TOXIC EFFECTS OF HERBICIDES
Key words: antioxidants, gonadoprotective properties, herbicides. Moisieieva N.V., Kapustianska A.A., Shumeiko O.H.
Nowadays, when the nation's temporary economic difficulties have led to a decline in the agriculture share of the overall economy, the problem of controlling weeds of agricultural land is especially urgent. Undoubtedly, in our country, with the strengthening of the economy, the use of plant protection products is growing, requiring even closer attention to the problem of the environmental impact of herbicides and the rehabilitation of soils contaminated with residues of poisonous chemicals. The general mechanism of the action affecting herbicides of different groups is the violation of redox processes, and, in particular, the increase in free radical lipid peroxidation, first of all, in gonadal cell membranes that can eventually lead to the destruction throughout the reproductive period. Moreover, they produce gonadotoxic effects leading to a decrease in steroidogenesis, and as a consequence, to impaired spermatogenesis.
The aim of the study was to investigate the gonadoprotective properties of the antioxidant complex, its effect on the parameters of lipid peroxidation, morphological and functional changes in the testes of rats exposed to the toxic effect of the clopyralid herbicide.
The introduction of this complex under the conditions mentioned above contributed not only to a significant decrease in free radical lipid perozidation in the blood and tissues of the testes, but also to normalization of the state of spermatogenic epithelium, quantitative sperm indicators, normalization of sperm motility. It has been proven the complex of antioxidants not only affects the level of spermatogenic epithelium, but also improves the quality of sperm, contributing to the restoration of sperm motility. The studies of morphological changes in the testes and the functional maturation of the sperm have shown that the most significant changes were registered during the correction with the antioxidant complex, emphasizing its more pronounced gonadoprotective effect.
The results obtained indicate the feasibility of using this antioxidant complex as gonadoprotectant in cases of chronic intoxication with herbicides.
