CC BY
50
14. Турчанинов Д.В. Питание и здоровье сельского населения Сибири в современных социально-экономических условиях: дисс. ... д-ра мед. наук. Омск; 2009.
15. Турчанинов Д.В., Вильмс Е.А., Боярская Л.А. Концепция разработки системы управления патологией, связанной с нерациональным питанием, и направления ее внедрения. Информатика и системы управления. 2009; 4: 152-4.
16. Тутельян В.А. Гигиена питания: современные проблемы. Здравоохранение Российской Федерации. 2008; 1: 8-9.
17. Briefel R.R., Wilson A., Cabili C., Hedley Dodd A. Reducing сalories and added sugars by improving children's Beverage choices. J. Acad. Nutr. Diet. 2013; 113 (2): 269-75.
References
1. Baturin A.K. Nutritional status and ways to optimize it. Federal and regional aspects. In: Russian scientific-practical conference «Healthy nutrition - healthy nation» [Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Zdorovoe pitanie - zdoro-vaya natsiya»]. Moscow; 2000; vol. 2: 89-90. (in Russian)
2. Vil'ms E.A. Sanitary and epidemiological aspects of the nutrition and health of the rural population of Omsk Region. Diss. Omsk; 2007. (in Russian)
3. Gorelova Zh.Yu., Rapoport I.K. Hygienic evaluation of projects to improve children's nutrition in educational institutions. Gigi-ena i sanitariya. 2009; 2: 60-2. (in Russian)
4. Zul'karnaeva A.T., Povargo E.A., Zul'karnaev T.R., Ovsyan-nikova L.B., Agafonov A.I. Effect of individual factors on the health of schoolchildren. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya. 2012; 8: 29-31. (in Russian)
5. Kon' I.Ya., Konovalova L.S., Georgieva O.V. The Russian system of hygienic examination of quality and safety of baby foods. In: VIII Russian Congress «Optimal nutrition - health of the nation» [Materialy VIII Vserossiyskogo kongressa «Optimal'noe pitanie - zdorov'e natsii»]. Moscow; 2007: 132-3. (in Russian)
6. Kuchma V.R., Sukhareva L.M., Stepanova M.I. Hygienic problems of school innovations [Gigienicheskie problemy shkol'nykh innovatsiy]. Moscow: Nauchnyy tsentr zdorov'ya detey RAMN; 2009. (in Russian)
7. Kuchma V.R., Chernigov V.V. Monitoring of the modernization
of children's nutrition in educational institutions. Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya. 2012; 8: 7-10. (in Russian)
8. Martinchik A.N., Maev I.V., Petukhov A.B. Human nutrition (nutritsiologii basis) [Pitanie cheloveka (osnovy nutritsiologii)]. Moscow: VUNMTs MZ RF; 2002. (in Russian)
9. Norms ofphysiological needs for energy and nutrients for different groups of the population of the Russian Federation. Methodical recommendations 2.3.1.2432-08 [Normy fiziologicheskikh potrebnostey v energii i pishchevykh veshchestvakh dlya razli-chnykh grupp naseleniya Rossiyskoy Federatsii. Metodicheskie rekomendatsii MR 2.3.1. 2432 - 08]. Moscow: Izdatel'stvo stan-dartov; 2008. (in Russian)
10. Okolelova O.V., Saldan I.P., Sarap L.R. Prevention of deficiency of fluoride in the population of the Altai region. Gigiena i sanitariya. 2008; 4: 18-20. (in Russian)
11. Onishchenko G.G. Objectives and strategy of school feeding in modern conditions. Voprosy pitaniya. 2009; 78 (1): 16-21. (in Russian)
12. Sanitary-epidemiological situation in the Altai Region in 2011: State report [O sanitarno-epidemiologicheskoy obstanovke v Al-tayskom krae v 2011 g. Gosudarstvennyy doklad]. Barnaul; 2012: 81-5. (in Russian)
13. Tapeshkina N.V. Hygienic assessment of nutritional status of children of school age and its optimization (South Kuzbass) [Gigienicheskaya otsenka pitaniya detey shkol'nogo vozrasta i puti ego optimizatsii (na primere yuga Kuzbassa)]. Diss. Novokuznetsk; 2009. (in Russian)
14. Turchaninov D.V. Nutrition and health of the rural population of Siberia in the contemporary socio-economic conditions. Diss. Omsk; 2009. (in Russian)
15. Turchaninov D.V., Vil'ms E.A., Boyarskaya L.A. The concept of development management system pathology associated with inappropriate diets and directions for its implementation. Infor-matika i sistemy upravleniya. 2009; 4: 152-4. (in Russian)
16. Tutel'yan V.A. Food hygiene: actual Issues. Zdravookhranenie Rossiyskoy Federatsii. 2008; 1: 8-9. (in Russian)
17. Briefel R.R., Wilson A., Cabili C., Hedley Dodd A. Reducing calories and added sugars by improving children's beverage choices. J. Acad. Nutr. Diet. 2013; 113(2): 269-75.
Поступила 14.02.14 Received 14.02.14
Профилактическая токсикология и гигиеническое нормирование
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УдК 614.7:546.13+547.532]:616.68-092.9
Боков Д.А.1, ЕрмолинаЕ.В.2, СеменоваМ.В.3, Смолягин А.И.4, Стадников А.А.5
интерстициальный эндокринный аппарат семенников экспериментальных животных в условиях хром-бензольной интоксикации
Оренбургская государственная медицинская академия, 460000, Оренбург
С использованием гистологических, морфометрических и статистических методов показано гонадотропное действие хрома, бензола, а также их смеси у самцов мышей (CBA @x C ßlJFf Установлены структурные изменения в семенниках животных, подвергнутых воздействию, свидетельствующие о подавлении гермина-
тивной и эндокринной их функции. Реакция клеток Лейдига в группе хрома выражает развитие компенсаторного процесса в связи с деструкцией сперматогенного эпителия.
Ключевые слова: хром; бензол; интоксикация; клетки Лейдига; цитометрия.
BokovD. A., Ermolina E. V., SemyonovaM. V., Smolyagin A. I., Stadnikov A. A. - INTERSTITIAL ENDOCRINE APPARATUS OF TESTES OF ExPERIMENTAL ANIMALS IN CONDITIONS OF CHROMIUM-BENzENE
intoxication
Orenburg State Medical Academy, Orenburg, Russian Federation, 460000
With the use of histological, morphometric and statistical methods there was shown a gonadotropic effect of chromium, benzene and also their mixtures in male mice (CBA x C5JBl6) Fr The established structural changes in the testes of exposed animals showed the suppression of their germinative and endocrine functions. The response of Leydig cells in the chromium group expresses a development of the compensatory process in the relation with the destruction of seminiferous epithelium.
Key words: chromium; benzene; intoxication; Leydig cells; Cytometry.
Введение. В последние годы все больше внимания уделяется исследованию комплексного влияния органических и неорганических загрязнителей. Во многом гигиеническое неблагополучие на урбанизированных территориях определяется широким распространением хрома и бензола. В связи с этим большой интерес вызывает проведение модельных экспериментов по изучению влияния хрома и бензола на отдельные системы организма [1-3, 5].
На сегодняшний день сведения о структурных механизмах повреждения репродуктивной функции в связи с интоксикацией хромом и бензолом нуждаются в конкретизации и дополнении. Кроме того, важна выработка морфологических критериев, верифицирующих недостаточность половых желез, обусловливающих снижение фертильности.
Такие критерии позволят в прогностическом аспекте с учетом хода и объема деструктивных процессов в гонадах констатировать конкретный уровень герминативной и эндокринной дисфункции половых желез и определить возможности репарации сперматогенеза и синтеза андрогенов.
Цель - определить значение хрома и бензола как го-надотропных факторов, особенности и направление реактивной трансформации тканевых эндокринных структур семенников.
Материалы и методы
Эксперимент осуществляли, применив модель интоксикации хромом и бензолом, разработанную и обоснованную в Оренбургской медицинской академии: выбор доз, способа введения и длительности эксперимента обоснован ранее проведенными исследованиями [5]. Опытные животные - половозрелые мыши самцы (CBA • ^^^^ массой 18-20 г, полученные из питомника РАМН «Столбовая». Перед началом эксперимента животных содержали на карантине (1 мес) с обязательным клиническим обследованием и выбраковкой подозрительных на заболевание особей. Мыши были разделены на 4 группы (п1 = п2 = п3 = п4 = 30) и содержались в стандартных клетках при комнатной температуре, двухразовом питании на стандартном пищевом рационе, при неограниченном доступе к воде. 1-я группа являлась контрольной и получала воду. Животные других групп вместе с водой получали следующие химические вещества: животные 2-й группы - бихромат калия из расчета
для корреспонденции: Боков Дмитрий Александрович, cells-tissue.bokov2012@yandex.ru
For correspondence: Bokov Dmitriy, cells-tissue.bokov2012@ yandex.ru
20 мг/кг, 3-й группы - бензол из расчета 0,6 мл/кг, 4-й группы - смесь бихромата калия (из расчета 20 мг/кг) и бензола (из расчета 0,6 мг/кг). Через 90 сут животных выводили из эксперимента под эфирным наркозом в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными, отраженными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей» (Страсбург, 1985).
После забора семенников их фиксировали в 10% нейтральном формалине. Для гистологических исследований материал подвергли стандартной обработке. Серийные срезы половых желез окрашивали гематоксилином Майера и эозином.
Повреждение сперматогенеза оценивали с учетом количественных параметров: индекса сперматогенеза [4], а также доли извитых семенных канальцев без признаков деструкции эпителиосперматогенного пласта.
Морфометрический анализ клеток Лейдига проводили с использованием винтового окуляр-микрометра МОВ-1-16 @x, измеряя и рассчитывая диаметр ядра клеток лейдига, их ядерно-цитоплазматическое отношение, а также определяли количество клеток Лейдига в условной единице площади [6, 7, 11].
Полученные цифровые данные обработали стандартными статистическими методами. Для оценки вариабельности изученных параметров использовали коэффициент вариации. Достоверность различий средних арифметических и коэффициентов вариаций оценили по критерию Стьюдента. Уровень значимости был принят не более 5%.
результаты и обсуждение
В группах самцов, получавших хром, бензол, смесь хрома и бензола, снижена динамика сперматогенеза (рис. 1, а, б). В 3-й и 4-й группах развитие половых клеток характеризуется выраженным угнетением. В половых железах самцов, получавших хром, подавление герминативной функции в большой степени умеренно. В частности, на отдельных поперечных срезах извитых семенных канальцев в неизмененном сперматогенном эпителии визуализируются сперматозоиды, что свидетельствует о сохранении закономерных этапов дифференцировки половых клеток.
Уровень сперматогенеза, верифицированный для каждой из групп, безусловно, определяет фертильный потенциал (рис. 2, а, б). Качество половых продуктов в канале придатка семенника характеризует дисфертильный статус самцов в группе животных, получавших хром и, очевидно, утраченные возможности поддерживать необходимую степень оплодотворяющей способности в группах животных, получавших бензол и смесь хрома и бензола.
Воздействие каждого из трех химических факторов
Г 100
-90 -80 -70 -60 -50 -40
* -30
_ -10
---1 о
Рис. 1. Характеристика сперматогенного эпителия. а - индекс сперматогенеза (р < 0,001). Последовательно группы: 1-я-2-я-3-я-4-я; б - доля извитых семенных канальцев без признаков деструкции (в %) (р < 0,001). Последовательно: 1-я-2-я-3-я-4-я. * - достоверно по отношению к контролю.
оказывается чувствительным для скоплений клеток Лей-дига половых желез самцов (рис. 3).
Здесь можно констатировать, что для каждого параметра в сравнении с контролем во всех опытных группах возрастает уровень варьирования как ответ на действие ксенобиотика. Причем для диаметра ядра провоцирование девиации во всех группах определяет достоверность повышения степени варьирования. Так, для хрома и смеси р < 0,001, а для бензолар < 0,01.
Коэффициент вариации по ядерно-цитоплазматиче-скому отношению не демонстрирует достоверности, но
отношение
Ц 1-я 12-я ЦЗ-я 14-я
Рис. 3. Варьирование морфометрических параметров клеток Лейдига.
однозначен в определении тенденции увеличения собственных значений во всех опытных группах по сравнению с контролем.
Количество клеток Лейдига в условной единице площади в 4-й группе характеризуется высокой сравнительной степенью изменчивости (р < 0,05), а в 3-й и 2-й группах обусловлено также лишь тенденцией возрастания, т. е. здесьр > 0,05.
Статистические данные по первичным количественным параметрам отдельных клеток со всей очевидностью демонстрируют сонаправленность изменений по диаметру ядра во всех импактных группах (рис. 4, а) и разнонаправленность реакций интерстициальных эндо-криноцитов в группе самцов, получавших хром, с одной стороны, и в 3-й и 4-й группах - с другой, по ядерно-ци-топлазматическому отношению (см. рис. 4, а).
Действительно, в сравнении с контролем диаметр ядра клеток Лейдига в каждой из опытных групп снижен фактически одинаково и характеризуется одним и тем же уровнем. Данная реакция выражается примерно 7-12% изменением объема ядер. Для субклеточной структуры показанная величина динамики существенна.
Ядерно-цитоплазматическое отношение в группе, интоксицированной хромом, достоверно снижается поч-
Рис. 2. Половые продукты в канале придатка семенника.
а - полнообъемное заполнение канала в группе контроля; б - снижение степени заполненности канала во 2-й группе; в - опустошение канала в 3-й и 4-й группах: единичные некротизированные незрелые половые клетки. х 400.
1-я 2-я а 3-я 4-я
- *
Ш 11 в 11
1111 111 1111
1-я 2-я * 3-я б 4-я
0
0,5
1
1,5 2
2,5 3
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Рис. 4. Количественная характеристика клеток Лейдига и их скоплений.
а - цитометрические параметры. Левая ось - диаметр ядра (в мкм) (р < 0,001). Правая ось - ядерно-цитоплазматическое отношение (2-я - р < 0,05; 4-я - р < 0,001); б - гистометрические параметры клеток Лейдига. Количество интерстициальных эндокриноцитов в условной единице площади (2-я -р < 0,001; 4-я -р < 0,05; 4-я -р < 0,01).
ти на 14%, в 4-й группе достоверно увеличивается почти на 21%, а в 3-й группе имеет лишь тенденцию к увеличению (р > 0,05).
Разнонаправленность показана и для параметра количества клеток Лейдига в условной единице площади, но с обратными направлениями изменений (см. рис. 4, б и рис. 5).
Так, в импактной группе животных, получавших хром, количество клеток Лейдига в условной единице площади критериально убедительно возрастает почти в 2,5 раза. В группе самцов, подвергавшихся интоксикации смесью веществ, напротив, происходит достовер-
ное снижение рассматриваемого параметра более чем на 21%. В 3-й группе вновь без изменений ^ ~ 0).
Заключение
Полученные факты свидетельствуют о значении хрома и бензола как о веществах, имеющих гонадотропное действие.
Каждый из изученных импакт-факторов в целом оказывает депрессивное действие. Причем наиболее фатальным условием нарушения эндокринной функции семенников является смесь хрома и бензола, когда весь комплекс проанализированных параметров критериально продемонстрировал угнетение эндокринной активности в семеннике.
В группе животных, получавших бензол, два из трех параметров сохранены на уровне их контрольных величин, но ведущий из них - диаметр ядра - все же убедителен в демонстрации снижения синтеза андрогенов клетками Лейдига.
Показанные реакции в группе самцов, подвергшихся воздействию хрома, очевидно, следует расценивать как компенсаторные, способствующие повышению уровня паракринной регуляции сперматогенеза. Это обычная реакция на деструкцию сперматогенного эпителия [7, 8]. Вероятно, объем деструктивных изменений в извитых семенных канальцах и дистрофия клеток Лейдига при интоксикации хромом не достигают необратимых величин, а уровень нарушения паракринных отношений способствует реализации компенсаторного потенциала эндокринной паренхимы. Выше сформулированные суждения о данных реакциях скоплений интерстициальных эндокриноцитов в связи с дегенерацией сперматогенного эпителия согласуются с данными литературы [9, 10].
Таким образом, в группе животных, получавших бихромат калия, структурные механизмы адаптации (компенсаторной) интерстициального эндокринного аппарата демонстрируют эффективность собственных свойств необходимого повышения уровня паракринной регуляции сперматогенеза для его репарации, что имеет очевидное прогностическое значение для достижения нормального уровня фертильности после прекращения интоксикации.
В группах животных, получавших бензол и смесь бихромата калия и бензола, наблюдались структурные признаки резистентной адаптации клеток Лейдига, что на фоне практически полного подавления сперматогенеза, можно считать недостаточным структурным механизмом сохранения фертильности в прогностическом аспекте.
шг <, т *
*' * шшш
Рис. 5. Интерстиций семенника (треугольник) и в нем функционально неактивные клетки Лейдига (стрелки).
а - гиперплазия во 2-й группе; б - сохранение контрольных параметров развития в 3-й группе; в - гипоплазия в 4-й группе. х 400.
Литература (пп. 8-11 - см. References)
1. Михайлова И.В., Смолягин А.И., Ермолина Е.В. Показатели иммунного и микроэлементного статуса у крыс Вистар под влиянием бихромата калия, бензола и их смеси. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2006; 3 (1): 158-60.
2. Никитин А.И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека. СПб.: ЭЛБИ-СПб; 2005.
3. Смолягин А.И., Михайлова И.В., Ермолина Е.В., Пушкарева Л.А. Влияние соединений хрома и бензола на клеточные показатели иммунной системы и содержание микроэлементов у крыс. Гигиена и санитария. 2009; 4: 75-7.
4. Ухов Ю.И., Астраханцев А.Ф. Морфометрические методы в оценке функционального состояния семенников. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1983; 84 (3): 66-72.
5. Утенин В.В. Гигиеническая характеристика хрома и бензола и морфофункциональные аспекты их воздействия на организм в условиях эксперимента: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Оренбург; 2002.
6. Хесин Я.Е. Размеры ядер и функциональное состояние клеток. М.: Медицина; 1967.
7. Шевлюк Н.Н., Стадников А.А. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, цитофизиоло-гия, факторы и механизмы регуляции). Оренбург: Изд-во ОрГМА; 2010.
References
1. Mikhaylova I.V., Smolyagin A.I., Ermolina E. V. The indicators of immune and microelemental status Wistar rats under the influence of kalium dichromate, benzol and their mixtures. Vest-nik Ural'skoy meditsinskoy akademicheskoy nauki. 2006; 3 (1): 158-60. (in Russian)
2. Nikitin A.I. Adverse factors of the environment and human reproductive system. [Vrednye faktory sredy i reproduktivnaya sistema
cheloveka]. St. Petersburg: ELBI-SPb; 2005. (in Russian)
3. Mikhaylova I.V., Smolyagin A.I., Ermolina E.V., Pushkareva L.A. Effect of chromium compounds and benzol on the cellular indicators of the immune system and the content of microelements in rats. Gigiena i sanitariya. 2009; 4: 75-7. (in Russian)
4. Ukhov Yu.I., Astrakhantsev A.F. Morphometric methods in the assessment of the functional state of the testes. Arkhiv anatomii gistologii i embriologii. 1983; 84 (3): 66-72. (in Russian)
5. Utenin V.V. Hygienic characteristics of chromium and benzol and morphofunctional aspects of their impact in the experimental conditions [Gigienicheskaya kharakteristika khroma i benzola i morfofunktsional'nye aspekty ikh vozdeystviya na organizm v usloviyakh eksperimenta]: Diss. Orenburg; 2002. (in Russian)
6. Khesin Ya.E. Sizes of nuclei and functional state of the cells. [Razmery yader i funktsional'noe sostoyanie kletok]. Moscow: Meditsina; 1967. (in Russian)
7. Shevlyuk N.N., Stadnikov A.A. Leydig cells of the testes of vertebrates (ontogeny, ultrastructure, physiology, factors and mechanisms of regulation). [Kletki Leydiga semennikov pozvonochnykh (ontogenez, ul'trastruktura, tsitofiziologiya, faktory i mekhanizmy regulyatsii)]. Orenburg: Orgma; 2010. (in Russian)
8. Bergh A. Paracrine regulation of Leydig cells by the seminiferous tubules. Int. J. Androl. 1983; 6 (1): 57-65.
9. Flickinger C.J., Baran M.I., Howards S.S., Herr J.C. Degeneration of the siminiferous epithelium following epididymal obstruction in prepubertal rats. Anat. Rec. 1999; 254( 1): 76-86.
10. Joshi S.C., Bansal B. Reproductive toxicity of monocrotophos in male rats. Int. J. Toxicol. Appl. Pharmacol. 2012; 2 (1): 6-11.
11. Mori H., Christensen A.K. Morphometric analysis of Leydig cells in the normal rat testis. J. Cell Biol. 1980; 84: 340-54.
nocTynuna 28.02.13 Received 28.02.13
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2014 УдК 612.766.1/.2.014.2.084
Зулькарнаев Т.Р., Агафонов А.И., Каюмов Ф.А.
влияние физической нагрузки различной интенсивности и гиподинамии на морфологические показатели внутренних органов в эксперименте
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, 450000, Уфа
Исследовано влияние физической нагрузки различной интенсивности и гиподинамии на морфологические показатели внутренних органов крыс в эксперименте. Животных подвергали тесту принудительного плавания по Порсолту различной продолжительности и обездвиживанию. Выявили, что интенсивные физические нагрузки, а также длительная гиподинамия приводят к выраженным структурным нарушениям во внутренних органах, в то же время физические нагрузки умеренной степени могут считаться наиболее благоприятными.
Ключевые слова: физические нагрузки; гиподинамия; крыса; дистрофические изменения.
Zulkarnaev T. R., AgafonovA. I., KayumovF. A. - EFFECT OF PHYSICAL ACTIVITY OF VARYING INTENSITY AND HYPODYNAMIA ON THE MORPHOLOGICAL INDICES OF THE INTERNAL ORGANS IN THE ExPERIMENT
Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation, 450000
The influence of physical activity of varying intensity and hypodynamia on the morphological indices parameters of the internal organs of rats in the experiment was investigated. Animals were subjected to the forced swim test by Porsolt of varying duration and to immobilization. The intense exercise, as well as long-term lack of exercise, were reveled to lead to the pronounced structural defects in the internal organs, while moderate exercise can be considered as the most favorable.
Key words: physical activity; physical inactivity; rat; degenerative changes.
