CC BY
46
УДК 591.8+611.013.12+611.08
© Д.А. Боков, Н.Н. Шевлюк, А.М. Абдильданова, 2012
Д.А. Боков, Н.Н. Шевлюк, А.М. Абдильданова СТРУКТУРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РЕЗИСТЕНТНОЙ АДАПТАЦИИ СЕМЕННИКОВ ПРИ ИНТОКСИКАЦИИ ХРОМОМ И БЕНЗОЛОМ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
ГБОУВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, г. Оренбург
Проанализированы уровень сохранности сперматогенеза и реактивная динамика ассоциаций интерстициальных эндо-криноцитов семенников в условиях отравления хромом и бензолом. Показаны эффекты резистентной адаптации как со стороны эпителиосперматогенного пласта, так и эндокринных элементов стромы, что определяет возможности коррекции фертильного или андрогенного (в группе смеси хрома и бензола) статуса организма.
Ключевые слова: хром и бензол, интоксикация, семенники, тканевая адаптация, фертильность.
D.A. Bokov, N.N. Shevlyuk, A.M. Abdildanova
STRUCTURAL MECHANISMS OF TESTIS’ RESISTANT ADAPTATION WHEN INTOXICATED WITH CHROME AND BENZOL UNDER EXPERIMENT
Spermatogenesis level and reactive dynamics of interstitial endocrinocytes associations of testis during chrome and benzol poisoning have been analyzed. The effects of resistant adaptation have been shown both from epithelial stermatogenic layer and endocrine elements of stroma. It makes possible to correct fertile and androgenic (in chrome and benzol mixture group) status of the organism.
Key words: chrome and benzol, intoxication, testis, tissue adaptation, fertility.
Резистентная адаптация половых желёз как механизм протекции репродуктивного потенциала организма в условиях стресса любой природы, в том числе и химического, недостаточно изученное явление. Ведущими проблемами в этом являются: становление недостаточности фолликулярного эпителия и соответственная утрата динамики и направления развития половых клеток; сохранность пула стволовых сперматогоний [5] и возможности регенерации синцития; реактивная трансформация ассоциаций клеток Лейдига как интрагонадный фактор регуляции сперматогенеза и модулирования гонадотропной активности центральных органов гуморального контроля [2,9,10].
Хром и бензол - широко распространенные загрязнители, существенно повышающие средовое напряжение по дестабилизирующим факторам и провоцирующие эпидемиологическое неблагополучие по ряду заболеваний [1]. Значение данных веществ в обусловливании различных токсикопатий убедительно продемонстрированный факт [3,4,6,7]. Сведения о структурных механизмах повреждения половых желез и приспособлении семенников к сохранению функции в условиях подострого отравления хромом и бензолом в определении фертильного статуса организма отсутствуют.
Цель работы. Определить потенциалы сохранения достигнутого и становления необходимого приспособления в динамике тканевых элементов семенников при воздействии обычных факторов загрязнения в урбосреде -
хрома и бензола.
Материал и методы
Эксперимент по воздействию на гонады водных растворов бихромата калия (К2Сг207) (20 мг/кг), бензола (0,6 мл/кг) и их смеси [7] провели с использованием чистолинейных мышей-самцов СВАхС57В16 (N=40: по 10 животных в каждой группе и 10 контрольных) массой 18-20 г, которым в поилки в течение 90 дней наливали названные растворы. Для гистологических исследований материал подвергли стандартной обработке. Серийные срезы окрашивали гематоксилином Майера и эозином. Морфометрию интрагонадных структур осуществили при помощи винтового окуляр-микрометра МОВ-1,5 [8]. Количе-
ственные данные подвергли обработке стандартными методами статистики [8].
Результаты
Каждый из импакт-факторов в соответствующих группах опытных животных определил герминативную гипофункциональность или выраженную недостаточность в развитии половых клеток. Структурный критерий названного патологического процесса - индекс сперматогенеза (ИС) - во всех группах последовательно достоверно (*) снижен в сравнении с контролем (табл. 1).
Таблица 1
Индекс сперматогенеза
Наименование группы N ИС 4 ‘Vs d Уровень значимости,
Контроль 109 4,9 р<
м о р X 116 3,0 * 60,52
Бензол 104 1,1 * 167,69 > 27,88
Смесь хрома и бензола 101 0,6 * 188,88 0,001
Показанное подавление динамики сперматогенеза обусловлено конкретной степенью деструкции эпителиосперматогенного пласта (ЭСП) в извитых канальцах и объёмом распространения таких дегенеративных изменений. Все группы сравнения демонстрируют известную долю герминативных структур, подверженных деструкции (табл. 2).
Таблица 2
Количество ИСК без признаков деструкции ЭСП
Наименование группы N Доля, % t Уровень значимости, р<
Контроль 1532 94,4±0,6
Хром 699 25,8±1,7* 34,3 >3,29 0,001
Бензол 921 7,4±0,9 * 52,7
Смесь хрома и бензола 439 1,4±0,6 * 44,8
Количественные данные, приведённые выше, верифицируют поражение герминативной функции семенников. При этом необходимую оценку изменения фертильного потенциала можно сделать по качеству половых продуктов. Эпидидимальное содержимое у экспериментальных животных резко снижено в объеме. А в группах бензола и смеси очевидное запустевание канала придатка сопряжено с характерной трансформацией состава половых продуктов: появлением некротизи-рованных половых клеток, значительным преобладанием доли незрелых сперматоген-ных элементов (сперматоцитов и ранних округлых сперматид), а также лейкоцитов; сперматозоиды как типичные, так и атипичные их формы не визуализируются.
Таким образом, в группе хрома показан гипосперматогенез, в группах бензола и смеси
очевидна блокада развития половых клеток.
Анализ цикла эпителиосперматогенного пласта в группе хрома вскрывает сформиро-ванность всех его стадий. Прежде всего обращает внимание достижение этапа спермиа-ции в динамике изменений цикла ЭСП. Обозначенный факт свидетельствует о перси-стенции волны сперматогенеза при данных условиях отравления хромом.
Сохранение гистионного состава гер-миногенных элементов коррелирует с реактивной гиперплазией эндокринной паренхимы (рис. 1).
ДО
шК
Рис. 1. Гиперплазированный интерстиций семенников в группе хрома: большое количество крупных клеток Лейдига. Тонкая стрелка - митоз в интерстиции. Окр.: гематоксилином Майера и эозином. Увел.: х600
При этом более чем в два раза возрастает количество клеток Лейдига (кЛ), приходящихся на условную единицу площади, а также снижается ядерно-цитоплазматическое отношение интерстициальных эндокриноцитов (табл. 3), что в целом свидетельствует об усилении стероидогенеза - потенцировании ин-тратестикулярной регуляции сперматогенеза.
Таблица 3
Морфометрическая характеристика клеток Лейдига и их скоплений
Наимено- вание групп-пы Кол-во кЛ в усл. ед. площади, абс. Яде рно-цитоплазматическое отношение
N X t Уровень значимости, р< N X t Уровень значимости, р<
Контроль 50 36,9±1,7 52 0,95±0,04
Хром 30 88,1±5,3* 11,4 > 3,37 0,001 32 0,82±0,06 * 2,06 > 1,98 0,05
Бензол 30 37,0±2,7 0,01 < 2,0 0,05 32 1,01±0,01 0,86 < 1,98 0,05
Смесь хрома и бензола 32 29,1±2,5* 2,7 > 2,62 0,01 32 1,20±0,06 * 3,6 > 3,37 0,001
В группе бензола интратубулярно в условиях интенсивной диссоциации ЭСП локализованы многочисленные многоядерные половые клетки. Как правило, это гигантские сперматиды, реже сперматоциты. Кроме того, выразительна патология митоза полового камбия, когда нарушаются закономерное распределение ядерного генетического материала и цитотомия. В целом бензольная интоксикация глубоко и необратимо угнетает спермато-
генез, что инактивирует механизмы репарации.
Показанная стадия торможения сперматогенеза в группе бензола соответствует сохранению морфометрических параметров интерстициальных эндокриноцитов (рис. 2), а также их ассоциаций (табл. 3) по сравнению с контрольными значениями. Данный структурный фактор при условии переживания неблагоприятного воздействия стволовыми
сперматогониями, очевидно, определит воз-
можность регенерации сперматогенеза.
SL V ш*’ L *
•-- .V' <* * 1
• • ■ Л. .
у «<• *•»-. jN'ii:
храняют достигнутые признаки дифференци-ровки и осуществляют синтез андрогенов, что может иметь системное значение (рис. 3).
«яЖ* 4*0;-*
ЧС. Чм» . „
#- .* к . .
• " V
;1
Рис. 2. Интерстиций в группе бензола, сохранивший контрольные параметры развития. Окр.: гематоксилином Майера и эозином. Увел.: х600
Отравление смесью хрома и бензола обусловило аутоиммунный орхит у опытных животных этой группы. Прогностически такой диагноз означает рубцевание семенника и утрату этого органа и соответствующее изменение репродуктивного статуса организма.
Несмотря на фатальность структурных изменений семенников в группе смеси, в том числе и снижение потенциала эндокринного аппарата (табл. 3), в ассоциациях интерстициальных эндокриноцитов поддерживаются на контрольном уровне ряд параметров. Так, из оставшихся функционально активными клеток Лейдига (доля около 30%) протектируется их цитометрический профиль в различных кластерах: перитубулярном (pt), перивазаль-ном (pv) - и в популяции клеток Лейдига, топографически изолированных от канальцев и сосудов (int). В частности для df=5, {%2pt=1,19
(N=168); xV=4,08 (N=61); Xint=5,48 (N=159)} < X20,05=12,59 (p<0,05). Следовательно, почти треть эндокринных клеток интерстиция со-
Рис. 3. Интерстиций в группе смеси: резкое снижение количества клеток Лейдига и доли функционально активных среди них элементов. Тонкая стрелка - функционально неактивные клетки Лейдига. Окр.: гематоксилином Майера и эозином.
Увел.: х600
Заключение
Полученные результаты подтвердили гонадотропное значение отравления хромом и бензолом, которое приобретает выраженный необратимый характер при комбинированном воздействии данных веществ с последствиями для фертильного статуса организма на основе устойчивой токсикопатии репродуктивных органов.
При этом очевидна демонстрация резистентных свойств как герминативных, так и эндокринно-интерстициальных тканевых элементов в реализации приспособлений для сохранения и поддержания соответствующих функций.
Сведения о резистентной адаптации семенников определяют терапевтические возможности по репарации и регенерации сперматогенеза в группах хрома и бензола, а также по сохранению эндогенного синтеза
Сведения об авторах статьи:
Боков Дмитрий Александрович - научный сотрудник проблемной научно-исследовательской лаборатории «Морфогенез и регенерация клеток и тканей» ГБОУ ВПО ОрГМА Минздравсоцразвития России. Адрес: 460050, г. Оренбург, Тел. 8(3532)77-22-75; E-mail: [email protected]
Шевлюк Николай Николаевич - д.б.н., профессор кафедры гистологии, цитологии и эмбриологии ГБОУ ВПО ОрГМА Минздравсоцразвития России.
Абдильданова Амина Мухамбетовна - очная аспирантка первого года кафедры гистологии ГБОУ ВПО ОрГМА Мин-здравсоцразвития России.
ЛИТЕРАТУРА
1. Боев ВМ., Куксанов В.Ф., Быстрых В.В. Химические канцерогены среды обитания и злокачественные новообразования. - M.: Meдицинa, 2002. - З44 с.
2. Вдовенко, Д.В. Неоднородность состава эндокринных клеток и значение их субпопуляций в функциональной активности семенников лесной мыши/Д.В. Вдовенко, ДА.Боков, Н.Н.Шевлюк, Л.Л.Дёмина [и др.] // Moрфoлoгия. - 2009. - Т. П6, № 4. - С. З0.
3. Mихaйлoвa, И.В. Влияние бензола и хрома на лимфоидные органы крыс Вистар // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2012. - N° 4. - С. В6-137.
4. Никитин A.K Вредные факторы среды и репродуктивная система человека. - СПб.: «Элби-СПб», 2005. - 2i6 с.
5. Стадников, A.A. Стволовые клетки и репаративная регенерация в постнатальном онтогенезе млекопитающих/A.A. Стадников, Н.Н. Шевлюк // Moрфoлoгия. - 2006. - N° 6. - С. 84-88.
6. Скальный, AB. Mикрoэлeмeнтoзы человека (диагностика и лечение). - M.: RM^ i999. - 80 с.
7. Утенин, В. В. Гигиеническая характеристика хрома и бензола и морфофункциональные аспекты их воздействия на организм в условиях эксперимента: автореф. ... канд. мед. наук. - Оренбург, 2002. - 24 с.
8. Хесин, Я. Е. Размеры ядер и функциональное состояние клеток. - M.: Meдицинa, i967. - 424 с.
9. Шевлюк Н. Н., Стадников A. A. Клетки Лейдига семенников позвоночных. - Оренбург: Издательство OрГMA, 2010. - 484 с.
10. Flickinger C. J., Baran M. L., Howards S. S., Herr J. C. Degeneration of the seminiferous epithelium following epididymal obstruction in prepubertal rats // The Anatomical Records. - 1999. - Vol. 254 (1). - P. 76-86.
