Научная статья на тему 'Влияние хрома и бензола на сперматогенез: экспериментально-гистологическое исследование'

Влияние хрома и бензола на сперматогенез: экспериментально-гистологическое исследование Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
349
72
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХРОМ-БЕНЗОЛЬНАЯ ИНТОКСИКАЦИЯ / СПЕРМАТОГЕНЕЗ / ГОНАДОТРОПНЫЙ ЭФФЕКТ / CHROME-BENZOLE INTOXICATION / SPERMATOGENESIS / GONADOTROPIC EFFECT

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Боков Дмитрий Александрович, Топурия Софья Гочевна

Целью настоящего исследования явилась верификация патоморфологических факторов повреждения и угнетения сперматогенеза в аспекте их прогностического значения для оценки возможности восстановления генеративной функции после прекращения отравления смесью хрома и бензола. Для проведения модельного эксперимента были использованы мыши-самцы гибриды первого поколения [CBA×C57Bl6]F1 массой 18-20 г, полученные из питомника РАМН «Столбовая». Зверькам опытной группы 90 дней выпаивался водный раствор смеси бихромата калия и бензола из расчёта 20 мг/кг и 0,6 мл/кг соответственно. Результаты исследований показали, что поступление в организм хрома и бензола обусловливает повреждение сперматогенеза и соответствующее снижение герминативной функции семенников животных.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Боков Дмитрий Александрович, Топурия Софья Гочевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

IMPACT OF CHROME AND BENZOL ON THE SPERMATOGENESIS (EXPERIMENTALLY HYSTOLOGICAL STUDY)

The purpose of this study is verification of pathomorphological factors of spermatogenesis damaging and suppression in terms of their prognostic importance for assessment the possibility of restoration the generative function after stopping the intoxication with the chrome and benzole mixture. The male mice, first generation hybrids [CBA×C57Bl6]F1, weighing 18-20 g, obtained from the RAMS nursery «Stolbovaya», have been used in the model experiment. The animals of the experimental group were given the water solution of potassium bichromate and benzole mixture in the dose of 20 mg/kg and 0.6 ml/kg, respectively. The results of the studies showed that chrome and benzole getting into the mice bodies cause the spermatogenesis damaging and, accordingly, the reduction of the testis germination function.

Текст научной работы на тему «Влияние хрома и бензола на сперматогенез: экспериментально-гистологическое исследование»

Влияние хрома и бензола на сперматогенез: экспериментально-гистологическое исследование

Д.А. Боков, н.с., С.Г. Топурия, студентка, Оренбургская ГМА

Развитие половых клеток, или сперматогенез, как условие поддержания высокого фертильного потенциала половозрелого животного — сложный мор-фофункциональный процесс образования мужских гамет — сперматозоидов. Важнейшим структурным признаком развития половых клеток, ассоциированных в пласт, является его закономерная последовательная трансформация как выражение пространственно-временных свойств организации и тканевой динамики сперматогенного эпителия [1].

Такие свойства определены особенностями и соотношением процессов пролиферации камбиаль-

ных элементов — сперматогоний, редукционного деления сперматоцитов, превращения сперматид в сперматозоиды, реализация которых определена необходимой этапностью так называемого цикла эпителиосперматогенного пласта. Количество стадий цикла у различных видов животных неодинаково и потребовало специальных исследований для их морфологической верификации. Так, у мыши таких стадий двенадцать, у крысы — четырнадцать, у человека — шесть [1].

Главным условием регуляции динамики спер-матогенного эпителия является интеграция его тканевых и клеточных элементов: функциональные связи клеток Сертоли и сперматогенных элементов, половой синцитий.

При этом эпителиосперматогенный пласт является чувствительным субстратом для различных гонадотропных влияний [2, 3]. Деструкция сперма-тогенного эпителия — ведущий фактор торможения сперматогенеза. Конкретные формы деструкции обусловливают данный уровень торможения: повреждение сперматогенеза и гипосперматогенез или блокаду развития половых клеток и асперматогенез [4, 5].

Изучение соответствующих тканевых свойств сперматогенного эпителия репарировать и регенерировать сперматогенез является актуальной задачей в связи с экологически обусловленным снижением уровня фертильности [4, 5] и необходимостью установления механизмов приспособления репродуктивной активности к условиям средового антропогенного прессинга.

Значение комбинированного действия хрома и бензола как гонадотропных ксенобиотиков недостаточно изученное явление, при том, что хром и бензол — обычные загрязнители урбанизированных территорий [6—9].

Ранее нами были определены структурные условия снижения функциональных параметров интра-гонадного стероидогенного эндокринного аппарата при хром-бензольной интоксикации организма [10].

Цель настоящего исследования — верификация патоморфологических факторов повреждения и угнетения сперматогенеза в аспекте их прогностического значения для оценки возможности восстановления генеративной функции после прекращения отравления смесью хрома и бензола.

Материалы и методы. Для проведения модельного эксперимента были использованы мыши-самцы — гибриды первого поколения [СВА х С57В16Щ массой 18—20 г, полученные из питомника РАМН «Столбовая». Все животные в течение одного месяца содержались на карантине. В дальнейшем были сформированы контрольная и опытная группы (N^N^30). Зверькам опытной гр. в течение 90 дней давали водный раствор смеси бихромата калия и бензола из расчёта 20 мг/кг и 0,6 мл/кг соответственно. Дозы и способ интоксикации обоснованы ранее проведёнными исследованиями и связаны с уровнем актуального накопленного загрязнения шестивалентным хромом и бензолом в Оренбургской области [10].

Вывод животных из эксперимента осуществили под эфирным 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, 1985).

Для гистологических исследований материал подвергли стандартной обработке. Серийные срезы после депарафинизации окрашивали гематоксилином Майера и эозином.

Для количественного анализа учитывали долю извитых семенных канальцев с деструкцией спер-

матогенного эпителия, высоту последнего измеряли с помощью винтового окуляр-микрометра. Индекс сперматогенеза рассчитывали по формуле:

Тка / п,

где к — количество канальцев с одним, двумя, тремя и т.д. слоями половых клеток; п — общее количество учтённых в данном семеннике канальцев [11].

Результаты исследований. Верифицированные параметры различались у животных обеих групп достоверно при уровне значимости, не превышающем 0,1%.

Поступление в организм хрома и бензола обусловливает повреждение сперматогенеза и соответствующее снижение герминативной функции семенников.

В основном по всей длине извитых семенных канальцев наблюдается деструкция сперматогенно-го эпителия (рис. 1). Причём характерна высокая степень и интенсивность деструктивных процессов, когда распад ассоциаций сперматогенных элементов связан и с отторжением сперматогоний. Одной из ведущих форм деструкции спермато-генного эпителия в условиях хром-бензольной интоксикации является массовый некроз половых клеток, что указывает на прямую гаметотоксичность данных химических факторов. Некроз половых клеток охватывает обычно не менее 2/3 высоты сперматогенного эпителия от просвета к базаль-ной мембране. Сперматогенные элементы, как правило, уже без ядра и характеризуются резкой эозинофилией цитоплазмы.

Количественные параметры сперматогенеза в условиях интоксикации также свидетельствуют о функциональной недостаточности семенников. В частности, более чем в восемь раз снижается индекс сперматогенеза. Снижение индекса сперматогенеза определено накоплением частот извитых семенных канальцев, в которых сохраняется только один слой сперматогенных клеток, а также тех, где половые клетки отсутствуют уже полностью. В целом опустошение извитых канальцев в условиях экспериментальной интоксикации — обычное явление к концу проведения опыта. При этом только около 1% поперечных срезов извитых семенных канальцев демонстрируют эпителиосперма-тогенный пласт без признаков деструкции. Кроме того, в герминативных структурах семенников самцов опытной группы почти на 70% уменьшается высота сперматогенного эпителия.

Таким образом, распространённость деструктивных процессов и их глубина в извитых семенных канальцах экспериментальных животных верифицирует заметное торможение развития половых клеток, становление устойчивого аспер-матогенеза.

Функциональная блокада развития половых клеток при хром-бензольной интоксикации,

•«

п

V *

»1 * <

1

» •

ч V

: и V»

Ч <-«7 * ¿»I Л *

гТС < ' % * »

«к*

Г В- '

ш(

Рис. 1 - Сперматогенез в извитых семенных канальцах. Окраска: гематоксилин Майера и эозин. Увел.: х400 (ок. х 10; об. х40): а - активный неизменённый сперматогенез в группе контроля; б - массовый некроз половых клеток в опытной группе

Г</

„V

ь--- ? 1

и^

А'

к*. л ** * .

к Н '■ щ ✓

А V. г. .

¥ШЛ

»'«Я

/У Ъ Л .IV

Дуг^Ду*

V

\ ф

(гХАВИ

К

/

71

Л» Л

» Л1*/

ж

'/Лм

I ^

1/Х.' *» *

У^яг

V лГ

II:

Рис. 2 - Содержание половых продуктов в канале придатка семенника. Окраска: гематоксилин Майера и эозин. Увел.: х400 (ок. х10; об. х40): а - полнообъёмное накопление половых продуктов в эпидидимисе в группе контроля; б - запустевание канала придатка в опытной группе

очевидно, связана с подавлением фертильного потенциала самцов. В самом деле, при последовательном просмотре поперечных срезов канала придатка семенника визуализируется его опустошение (рис. 2). Половые продукты, содержащие зрелые сперматозоиды, в эпидидимисе отсутствуют. Здесь заметны лишь единичные некротизированные незрелые половые клетки или клеточный детрит.

Блокада сперматогенеза при поступлении в организм смеси щестивалентного хрома и бензола в соответствии с верифицированными структурными критериями характера и уровня его торможения свидетельствует о достигнутом значимом уровне функциональной недостаточности половых желёз самцов, прогрессировании герминативной гипофункции.

Прогностически неблагоприятной для возобновления сперматогенеза после прекращения интоксикации является утрата пула сперматогоний, а также элементов фолликулярного эпителия, что определяет несостоятельность сперматогенного эпителия как тканевой системы, способной к регенерации.

Литература

1. Райцина С.С. Сперматогенез и структурные основы его регуляции. М.: Наука, 1985. 208 с.

2. Боков Д.А., Гоцкина Н.Ю., Вдовенко Д.В. Деструктивно-дегенеративные изменения в семенниках лабораторных крыс в условиях хронической подострой формальдегидной интоксикации // Вестник Мордовского университета. 2009. № 1. С. 107—108.

3. Сухоруков В.С. Восстановление сперматогенного пласта// Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1988. Т. ХСГУ. № 5. С. 76-83.

4. Быков В.Л. Современные тенденции изменения активности сперматогенеза у человека // Морфология. 1999. Т. 116. Вып. 6. С. 78-86.

5. Никитин А.И. Вредные факторы среды и репродуктивная система человека. СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2005. 216 с.

6. Утенин В.В. Гигиеническая характеристика хрома и бензола и морфофункциональные аспекты их воздействия на организм вусловиях эксперимента: автореф. дисс. ... канд. мед. наук. Оренбург, 2002. 24 с.

7. Топурия Г.М., Вожжова К.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье животных // Ветеринарный врач. 2007. № 1. С. 6-8.

8. Топурия Г.М. Состояние естественной резистентности у телят в условиях химического загрязнения внешней среды // Ветеринарная патология. 2003. № 2. С. 22-23.

9. Топурия Г.М., Топурия Л.Ю., Инякина К.А. Экология и воспроизводство животных: монография. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2009. 98 с.

10. Боков Д.А., Ковбык Л.В., Семёнова М.В. Влияние хрома и бензола на клетки Лейдига семенников // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 3 (41). С. 104-106.

11. Ухов Ю.И., Астраханцев А.Ф. Морфометрические методы в оценке функционального состояния семенников // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1983. № 3. Т. ГХХХГУ. С. 66-72.

а

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.