close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Функциональные особенности и пути коррекции репродуктивных процессов при стрессогенных воздействиях

код для вставкиСкачать
2
Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном
учреждении высшего профессионального образования «Астраханский
государственный медицинский университет» Минздрава России
Научный консультант:
доктор медицинских наук, профессор
Николаев Александр Аркадьевич
Официальные оппоненты:
Котельников Андрей Вячеславович, доктор биологических наук, доцент,
ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет», кафедра гидробиологии и общей экологии, профессор
Джандарова Тамара Исмаиловна, доктор биологических наук, профессор,
ФГАОУ ВПО «Северо-кавказский федеральный университет», кафедра анатомии и физиологии Института живых систем, профессор
Сентябрев Николай Николаевич, доктор биологических наук, профессор,
ФГБОУ ВПО «Волгоградская государственная академия физической культуры», кафедра анатомии и физиологии, профессор
Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский национальный
исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Защита состоится « 17 » июня 2016 г. в 10:00 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 в ауд. 101 при ФГБОУ ВО
«Астраханский государственный университет» по адресу: 414000, г. Астрахань,
пл. Шаумяна, 1. Инновационный естественный институт АГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО «Астраханский
государственный университет» по адресу: г. Астрахань, ул. Татищева, 20а и на
сайте: http://www.asu.edu.ru
Автореферат разослан «____»______________2016 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Курьянова Е.В.
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В современном мире проблема стресса стала одной
из глобальных общечеловеческих медико-социальных проблем выживания.
Стресс, являясь неспецифическим компонентом общего ответа организма, занимает важное место в патогенезе различных заболеваний (Бокерия Л.А. с соавт., 2003). Феномен стресса и его роль в развитии патологий подробно отражены в работах многих современных исследователей (Пшенникова М.Г., 2000;
Тодоров И.Н., Тодоров Г.И., 2003). Вместе с тем проведен целый ряд исследований, касающихся влияния различных источников стресса на функциональные
системы организма (Асфандияров Р.И. с соавт., 1995; Ульянинский Л.С., 1997;
Пшенникова М.Г. с соавт., 1999; Кондратенко Е.И., 2003а; Мажитова М.В.,
2012; Agarwal A. et al., 2008, 2014). В последнее время наметилась тенденция в
исследованиях функционального состояния репродуктивной системы в результате воздействия различных неблагоприятных факторов (Иванова С.В., 2002а,б;
Ушакова М.В., 2002; Луцкий Д.Л., 1999, 2007; Sabra H.A., Hassan S.G., 2011;
Zhao X. et al., 2015). В исследованиях репродуктивной системы мужчин заметное предпочтение отдается исследованиям сперматогенной функции (Николаев
А.А. с соавт., 2013; Gunes S. et al., 2015). В отдельных работах говорится о снижении уровня тестостерона, повышении уровней эстрадиола и пролактина, а
также некоторых биогенных аминов в условиях стресса (Николаев А.А. с соавт., 2015; Bethea C.L. et al., 2005; Esch T., Stefano G.B., 2005, 2011). Однако
комплексных исследований репродуктивной функции мужчин в условиях воздействия различных стрессирующих факторов не проводилось. Не исследованы
особенности механизма угнетения репродуктивной функции под влиянием различных источников стресса. Вместе с тем возможности исследования регуляторных звеньев репродуктивной системы у мужчин имеют технические и этические ограничения. Поэтому воссоздание обобщенной модели угнетения мужской репродуктивной системы в условиях стресса невозможно без привлечения
экспериментальных данных, полученных от животных. В то же самое время
клинические данные, дополненные экспериментальным материалом, позволяют
в совокупности вывести единый молекулярно-физиологический механизм угнетения мужской репродуктивной системы под влиянием различных источников
стресса.
Огромный интерес представляет проблема предотвращения действия
стрессирующих факторов на малодифференцированные, постоянно делящиеся
клетки семенников (Ушакова М.В., 2002; Каредина В.С. с соавт., 2003). Раскрытие обобщенного механизма угнетения репродуктивной функции при
стрессе, а также особенностей этого механизма в зависимости от направленно-
4
сти и степени выраженности стресс-фактора позволит селективно подойти к
вопросу разработки мер, направленных на коррекцию вызываемых нарушений.
В исследованиях влияния неблагоприятных факторов на репродуктивную систему значимую роль играют функциональные особенности витамина E, определяющие его протекторное действие при развитии окислительного стресса (Кондратенко Е.И., 2003а,б; Пюрведжалова Э.Б., 2004; Котельников А.В., 1997,
2005; Теплый Д.Л., 2008; Мажитова М.В., 2012). Однако в определенных случаях витамин E проявляет прооксидантные свойства и может оказать отрицательное влияние на быстро пролиферирующие и слабозащищѐнные половые клетки, что особенно актуально в условиях интенсификации процессов липопероксидации. В этой связи актуальной задачей является поиск и обоснование молекулярных механизмов иных корректирующих агентов, способных надежно защищать половые клетки с учетом как выраженности процессов липопероксидации в тестикулярной ткани, так и с учетом изменения регуляторных влияний со
стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса. Разработка способов коррекции
репродуктивной функции на модели самцов экспериментальных животных в
зависимости от силы и природы стрессирующего фактора определяет актуальность избранной проблемы.
Цель исследования – выявить особенности функционирования репродуктивной системы на модели экспериментальных животных в зависимости от
природы повреждающих факторов и экспериментально обосновать алгоритм
коррекции сперматогенеза на разных уровнях его регуляции.
Для достижения намеченной цели были поставлены задачи:
1. Исследовать выраженность процессов СРО в тканях семенников и медиобазального гипоталамуса экспериментальных животных в условиях экспериментальных стрессогенных воздействий.
2. В тех же условиях исследовать эндокринные взаимосвязи на уровне гипофизарно-семенникового комплекса.
3. Выявить характер участия гипоталамо-гипофизарного комплекса в регуляции репродуктивной функции гонад самцов крыс в условиях стрессогенных
воздействий.
4. Исследовать морфофункциональное состояние тестикулярной ткани и
морфо-кинетические показатели эпидидимальных сперматозоидов животных в
тех же условиях.
5. Выявить взаимосвязь между уровнем МДА в спермоплазме и показателями спермограммы у мужчин в условиях неблагоприятных воздействий; уточнить характер взаимодействия инкреторной и экскреторной функций гонад.
5
6. Изучить молекулярные основы влияния различных факторов коррекции
сперматогенной функции самцов крыс на всех уровнях еѐ регуляции при воздействии стресс-агентов различной природы.
7. На основе сравнительного анализа экспериментальных данных и клинического материала вывести обобщенную модель угнетения мужской репродуктивной функции в условиях стресса и выявить преимущественную направленность действия различных стрессирующих факторов.
8. Разработать алгоритм коррекции репродуктивной функции в зависимости
от направленности повреждающего фактора по отношению к различным звеньям гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси.
Научная новизна. Впервые на основе клинических данных и экспериментального материала разработаны концептуальные представления о механизмах нарушения репродуктивной функции самцов экспериментальных животных при стрессогенных воздействииях различной природы. Впервые получена обобщенная схема угнетения мужской репродуктивной функции под действием различных источников стресса.
Сформулирован принцип двойного механизма угнетения репродуктивной
системы самцов экспериментальных животных при стрессе: 1) за счет изменения устойчивости мембран сперматозоидов; 2) за счет угнетающего регуляторного влияния на гонады со стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса. Установлены особенности действия стрессирующих факторов в зависимости от их
характера и силы действия.
Впервые выявлена и обоснована органоспецифичность выраженности
свободнорадикальных окислительных процессов в пределах гипоталамогипофизарно-семенникового комплекса под влиянием стресс-агентов различной
природы. Выявлена взаимосвязь процессов СРО и морфофункционального состояния семенников. Получены новые данные, подтверждающие взаимосвязь
между уровнем свободнорадикальных окислительных процессов и функциональным состоянием мужской репродуктивной системы.
Впервые проведено комплексное исследование морфофункционального
состояния семенников и эпидидимальных сперматозоидов в условиях воздействия стресс-агентов различной природы в сравнительном аспекте. Выявлена
взаимосвязь морфофункциональных изменений тестикулярной ткани и тестостеронпродуцирующей активности эндокриноцитов семенников.
Впервые экспериментально обоснованы и представлены пути коррекции
сперматогенеза на разных уровнях и этапах его регуляции в зависимости от направленности стрессогенного фактора. При ведущей роли гипоталамогипофизарного комплекса в развитии нарушений сперматогенеза эффективную
коррекцию проявляет α-токоферол (витамин E). В условиях воздействия стрес-
6
сирующего фактора непосредственно на гонады эффективной оказывается система использования водорастворимых АО (аскорбиновая кислота) в комбинации с органическим селеном (селексен). В условиях генерализованного угнетения гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы эффективным способом коррекции является сочетанное использование жиро- и водорастворимых АО.
Уточнен и экспериментально обоснован молекулярный механизм коррекции сперматозоидов с учѐтом их структурно-функциональной организации.
Уточнена возможность использования витамина E в коррекции нарушений, вызванных последствиями развития оксидативного стресса с учетом дозозависимого эффекта витамина E и способности его накопления в тканях с различным
липидным профилем.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Различные стресс-факторы вызывают усиление процессов СРО в тканях
семенников и медиобазального гипоталамуса, а также снижение секреции тестостерона и ЛГ; микроволновое излучение ММ-диапазона незначительно влияет на уровень СРО и тестостеронпродуцирующую активность семенников.
2. Гипоталамо-гипофизарный комплекс в большинстве случаев участвует в
угнетении функционального состояния гонад при стрессогенных воздействиях,
особенно в условиях иммобилизационного (эмоционального) стресса. В условиях воздействия низкоинтенсивного микроволнового излучения регуляторное
влияние гипоталамо-гипофизарного комплекса практически отсутствует.
3. Длительное микроволновое излучение истощает ресурсы пролиферации
стволовых половых клеток, оказывает непосредственное влияние на мембранные элементы сперматогенных клеток, вызывая в итоге морфофункциональные
изменения сперматозоидов. Гонадотоксичность иммобилизационного (эмоционального) стресса обусловлена главным образом эндокринными сдвигами на
уровне гипоталамо-гипофизарного комплекса.
4. Промышленные токсиканты и пищевой стресс (голодание), вызывающие
метаболические изменения во всѐм организме, оказывают генерализованное
действие на все компоненты гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси за счѐт интенсификации процессов СРО и угнетающего регуляторного влияния со стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса.
5. Угнетение мужской репродуктивной функции в условиях стрессогенных
воздействий определяется взаимодействием двух факторов: изменением устойчивости мембран сперматозоидов и регуляторными влияниями со стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса. Преимущественный вклад того или иного
фактора в развитие функциональных нарушений гонад определяет алгоритм
коррекционных мероприятий с использованием жиро- и водорастворимых АО.
7
Теоретическая и практическая значимость. Настоящая работа вносит
вклад в понимание механизмов нарушения репродуктивной системы мужчин
под влиянием неблагоприятных экзо- и эндогенных факторов. Проведенные исследования показали, что суммарный эффект угнетения репродуктивной системы определяется как степенью выраженности свободнорадикальных окислительных процессов в ткани семенников, так и участием регуляторных механизмов со стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса. Исследования показали,
что конечный результат воздействия стрессирующего фактора зависит от его
направленности в пределах гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси и определяется степенью участия регуляторного и свободнорадикального механизмов.
Было выявлено, что наиболее серьезные нарушения репродуктивной системы
будут вызывать те стресс-факторы, которые провоцируют значительные метаболические изменения на всех уровнях гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси
за счѐт интоксикации и усиленной динамики процессов СРО. Наименее выраженные изменения со стороны репродуктивной системы способны вызвать те
стресс-факторы, которые не затрагивают эндокринные механизмы регуляции
репродуктивной системы на фоне умеренного усиления динамики процессов
СРО. Полученные результаты важны для понимания молекулярных и физиологических основ развития нарушений репродуктивных процессов на ранних этапах в условиях действия неблагоприятных факторов разной природы.
Практическая ценность результатов исследования состоит в необходимости разработки профилактических мероприятий, направленных на снижение
негативных последствий, вызванных конкретным стресс-фактором с учѐтом
направленности его действия. В практическом отношении важен учѐт степени
участия эндокринного и свободнорадикального механизмов в развитии нарушений репродуктивной системы с целью выявления наиболее чувствительного
звена в пределах гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси. Указанное обстоятельство позволяет селективно подходить к вопросу выбора пути коррекции в
зависимости от направленности повреждающего фактора. Разработаны практические рекомендации к использованию селенсодержащего биокомплекса в условиях воздействия повреждающих факторов. Запатентованы: способы коррекции сперматогенеза в условиях хронической интоксикации природным газом, а
также воздействия микроволнового излучения крайне высоких частот (патент
на изобретение № 2480221 «Способ коррекции сперматогенеза у животных в
условиях хронической интоксикации природным газом», заявка № 2012107565
от 28.02.2012 г.; патент на изобретение № 2552924 «Способ оценки эффективности коррекции сперматогенеза у животных в условиях воздействия микроволнового излучения», заявка № 2014119347/15 от 13.05.2014 г.); способ оценки
физического развития мужчин (патент на изобретение № 2506888 «Способ
8
оценки физического развития мужчин»). Имеется акт о внедрении результатов
докторской диссертации.
Подготовленное на основе диссертационного исследования учебнометодическое пособие «Селен в коррекции репродуктивной функции при
стрессе» (авторы П.В. Логинов, А.А. Николаев) рекомендовано УМО РАЕ по
классическому университетскому и техническому образованию для врачей, ординаторов, интернов, обучающихся по специальностям: 06010103 – «Дерматовенерология», 06010147 – «Урология» (протокол № 514 от 25 мая 2015 г) и используется на факультете постдипломного образования (ФПО) Астраханского
ГМУ в рамках спецкурса «Молекулярная физиология репродуктивной системы». Материалы и результаты исследования могут найти применение в ряде
медицинских и смежных с медициной отраслей, таких как репродуктология,
физиология репродуктивной системы, эндокринология, спортивная медицина и
спортивная физиология, сексология и сексопатология, андрология и урология,
геронтология, биоорганическая химия и биохимия. Изучение механизма нарушения мужской репродуктивной функции под влиянием различных факторов
позволит повысить информативность исследования причин нарушений репродуктивной функции, а также в дальнейшем разработать надѐжные профилактические мероприятия по предупреждению нарушений функционального состояния мужской репродуктивной системы.
Характеристика условий экспериментов и методов исследования
Экспериментальная часть исследования включала в себя 418 самцов белых крыс линии Wistar средней массой 225 ± 15,0 г, содержащихся в стандартных условиях вивария. Во избежание влияния сезонных различий в реакциях на
экспериментальные воздействия все исследования проводились в осеннеезимний период года. Эксперименты на животных осуществлялись в соответствии с требованиями Женевской конвенции (1985). Декапитацию животных
осуществляли под эфирным наркозом. Проводимый эксперимент включал в себя 5 серий опытов.
1-я серия опытов предусматривала исследование корректирующих эффектов α-токоферола (α-ТФ) в отношении репродуктивной системы самцов
крыс на модели однократного воздействия сероводородсодержащим газом
(СВСГ) Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ). Животные
были подвергнуты следующим экспериментальным воздействиям: 1) введение
per os в течение 14 дней 10 %-ного масляного раствора α-ТФ в дозах 2 и 5
мг/100 г массы тела в сутки; 2) воздействие СВСГ АГКМ в дозе 200 мг/м 3 (по
H2S) в течение 240 мин; 3) сочетанное воздействие: α-ТФ (в дозах 2 и 5 мг) +
СВСГ АГКМ. Контрольная группа оставалась без воздействия. Всего было
сформировано 6 экспериментальных групп.
9
2-я серия опытов предусматривала исследование токсических эффектов
СВСГ АГКМ и корректирующих свойств селенсодержащего биокомплекса
(ССБК). Животные были подвергнуты следующим экспериментальным воздействиям: 1) воздействие СВСГ в дозе 10 мг/м3 (по H2S) в течение 30 дней по 240
минут ежедневно; 2) введение per os ССБК (селексен + аскорбиновая кислота
соответственно в дозах 0,15 и 50 мг/100 г массы тела в сутки) в течение 50
дней; 3) сочетанное воздействие: воздействие СВСГ в течение 30 дней по 240
мин ежедневно через 14 дней от начала введения ССБК.
3-я серия опытов предусматривала исследование эффектов низкоинтенсивного микроволнового излучения (МВИ) и корректирующих свойств ССБК.
Животные были подвергнуты следующим экспериментальным воздействиям: 1)
воздействие МВИ с частотой 42 ГГц (λ = 7,1 мм) в течение 14 и 30 дней по 30
минут ежедневно с помощью генератора монохроматических волн «Явь-1-7,1»
(Россия); 2) введение per os ССБК указанного состава в течение 50 дней; 3) сочетанное воздействие: воздействие МВИ в течение 30 дней через 14 дней от начала введения ССБК.
4-я серия опытов предусматривала исследование влияния пищевого
стресса (дефицит нутриентов) на репродуктивную систему самцов крыс. Животных содержали на дистиллированной воде и отмоченном рисе в количестве
5 г/100 г массы тела животного в сутки в течение 30 дней.
5-я серия опытов предусматривала исследование влияния иммобилизационного стресса на репродуктивную систему самцов крыс. Животных помещали в пластиковые пеналы на 240 минут ежедневно в течение 30 дней. Четвертая и пятая серии выполнялись параллельно в один период времени.
Вторая часть исследования включала в себя анализ клинических данных,
полученных от пациентов, обратившихся по поводу отсутствия детей в браке в
течение 2-3 лет совместной жизни. Все пациенты (40 мужчин) были разделены
на несколько групп в зависимости от действующих на них неблагоприятных
факторов: 1) работники нефтегазовой промышленности; 2) работники радиолокационных и телерадиовещательных объектов; 3) творческие работники; 4) малоимущие лица (с выраженным недостатком питания). Контрольную группу
составили мужчины репродуктивного возраста с нормальными показателями
спермограммы и имеющие детей в браке. Действующие неблагоприятные факторы в выделенных группах мужчин аналогичны таковым, представленным в
разных сериях экспериментальной части проводимого исследования. Анализу
подвергались данные спермограмм, дополненные другими результатами исследования (уровни гормонов, выраженность процессов СРО в биологических
жидкостях). Для создания способов оценки физического развития мужчин и их
репродуктивной функции в рамках исследования было привлечено 500 мужчин.
10
В работе использованы физиологические, биохимические, морфологические и цитологические методы исследования. Для оценки выраженности процессов СРО в крови измеряли перекисный гемолиз эритроцитов (Покровский
А.А., Абраров А.А., 1964). Для оценки стресс-реакции проводилась эозинопеническая проба, заключающаяся в подсчете эозинофильных гранулоцитов в 1
мм3 крови (Ронин В.С., Старобинец Г.М., 1989). Для оценки окислительновосстановительной активности ткани семенников проводилось измерение окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) на иономере И-130 с помощью измерительного хлорсеребряного электрода и платинового электрода
сравнения ПМ-1 (Мажитова М.В., 2000). В проводимом эксперименте определяли относительные массы надпочечников, гипофиза и семенников.
Перекисное окисление липидов (ПОЛ) в гомогенатах тканей семенников
и гипоталамуса определяли по методу И.Д. Стальной и Т.Г. Гаришвили (1977),
основанном на взаимодействии малонового диальдегида (МДА) с тиобарбитуровой кислотой (ТБК) с образованием окрашенного триметинового комплекса с
максимумом поглощения в области 532 нм. Содержание МДА выражали в
нмоль/0,05 г сырого веса ткани, а кинетические характеристики ПОЛ – спонтанного и аскорбатзависимого (спПОЛ и асПОЛ) – в нмоль образовавшегося
МДА в пробе за 1 час инкубации. Определение уровней тестостерона, лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и пролактина в плазме крови проводили методом иммуноферментного анализа с помощью набора реагентов, укомплектованных ООО "Хема" (Россия). Уровень
тестостерона выражали в нг/мл, ЛГ, ФСГ и пролактина – в МЕ/л (мМЕ/мл). Активность Δ5-3β-гидроксистероиддегидрогеназы (ГСД) определяли в гомогенате
семенников. Для измерения общей активности ГСД применяли спектрофотометрический метод Рубина в модификации Голдмана с 3β-гидрокси-5андростен-17-он («Sigma» Е 3375) в качестве субстрата (Резніков О.Г. с соавт.,
1976). Общую активность ГСД выражали в у.е. (1 у.е. = 1 мкг образовавшегося
за 90 мин продукта/1 г ткани семенника). Определение активности каталазы
проводилось для оценки реактивности каталазного ферментативного звена
АОС. Активность фермента определяли по методу, предложенному Н.А. Королюком с соавт. (1988) в модификации Н.С. Мамонтовой с соавт. (1994). Принцип метода основан на способности перекиси водорода образовывать с солями
молибдена стойкий окрашенный комплекс. Интенсивность окраски измеряли на
спектрофотометре КФК-3 при длине волны λ = 410 нм. Активность каталазы
выражали в мкат/л.
Исследование состояния интерстициальной ткани семенников и семенных канальцев проводилось на базе НИИ по изучению лепры и кафедры патологической анатомии Астраханского государственного медицинского универ-
11
ситета. Кусочки ткани фиксировали в нейтральном формалине. После стандартной проводки ткань была залита в парафин. Срезы семенников толщиной 7
мкм изготавливали на микротоме "Microm HM-400" (Германия) и окрашивали
гематоксилин-эозином. Полученные препараты изучались на универсальном
микроскопе "Nu" (Германия), соединенным с цветной телевизионной камерой
"Pixera" (США). Морфометрические исследования проводили с помощью компьютерной программы Image Tool (версия 3,0). Определяли продольные и поперечные диаметры извитых семенных канальцев, высоту сперматогенного
эпителия, количество интерстициальных эндокриноцитов (клеток Лейдига) в
пересчете на один семенной каналец. Отдельно вычисляли площадь ядер интерстициальных эндокриноцитов по формуле:
,
где d1 и d2 – взаимно-перпендикулярные диаметры ядер. Для исследования брали по 50 клеток Лейдига от каждого блока. Кроме морфометрических исследований даѐтся подробная морфологическая характеристика состояния ткани семенников.
Состояние тестикулярного сперматогенеза в суспензии гомогенизированного семенника оценивали с помощью метода В.П. Маминой и Д.И. Семенова
(1976). Для подсчета сперматогенных клеток использовали камеру Горяева при
увеличении 600×. Для оценки морфо-кинетических показателей эпидидимальных сперматозоидов из хвостовой части эпидидимисов вымывали эякулят 3 мл
физраствора после разрезания эпидидимисов вдоль, и получали суспензию (Саноцкий И.В., Фоменко В.Н., 1979). Взвесь сперматозоидов наносят на предметные стѐкла, подсушивают на воздухе, фиксируют над пламенем и окрашивают
любым красителем. Подсчѐт дегенеративных форм вели по отношению к количеству просчитанных в поле зрения сперматозоидов, используя увеличение
200х (производили анализ 200 клеток). Подсчѐт общего количества, подвижных
и мертвых эпидидимальных сперматозоидов производили в камере Горяева при
увеличении 600х. Число спермиев подсчитывали в 5 больших квадратах камеры
Горяева по диагонали. Производили пересчѐт на 1 мл суспензии.
Для подтверждения результатов экспериментальных исследований были
также проанализированы клинические данные, полученные от мужчин, подверженных в силу обстоятельств воздействию похожих неблагоприятных факторов. Кроме анализа спермограммы были исследованы результаты лабораторных исследований крови на содержание половых гормонов (тестостерона, ЛГ,
пролактина) и гормонов «стресса» (соматотропин, ТТГ, АКТГ). Для определения уровня МДА в спермоплазме 0,5 мл нативной спермы смешивали с 1,5 мл
1,2 % KCl, добавляли 1 мл 40 % раствора трихлоруксусной кислоты, затем про-
12
бы центрифугировали 10 минут при 5000 об/мин, далее следовали классической
методике (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1977). Уровень МДА в спермоплазме выражали в мкмоль/л.
Все полученные в ходе исследования данные статистически обработаны с
помощью критерия Стьюдента, различия считали достоверными при p < 0,05.
Оценка взаимосвязи исследуемых показателей осуществлялась подсчѐтом коэффициента корреляции (r) Пирсона (Гланц С., 1999).
Апробация работы. Материалы диссертации представлены и доложены
на: I Съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005); Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» (Астрахань, 2006);
международном научно-практическом междисциплинарном семинаре «Новые
технологии в медицине и экспериментальной биологии» (Паттайя-Бангкок,
2007); 4-й Всероссийской конференции «Иммунология репродукции» (Пермь,
2010); Международной научной конференции «Наука и образование в современной России» (Москва, 2010); II Международной научно-практической конференции «Наука и образование» (Мюнхен, 2012); Международной научной
конференции «Фундаментальные исследования» (Тель-Авив, 2013); Международной научной конференции «Экология промышленных регионов России»
(Лондон, 2013); итоговых научно-практических конференциях Астраханского
ГМУ (Астрахань, 2013, 2014); Международной конференции «Методология современной науки» (Донецк, 2014); XX Всемирном конгрессе по реабилитации в
медицине и иммунореабилитации (Нью-Йорк, 2014); Международной научной
конференции «Экологический мониторинг» (Анталия, 2014); Международной
научной конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в медицине» (Париж, 2014); Международной научной конференции «Современные
проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Бангкок-Паттайя,
2014); XXIII Международной научной конференции «Инновационные медицинские технологии» (Москва, 2015); 13-м Российском научнообразовательном форуме «Мужское здоровье и долголетие» (Москва, 2015);
Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в научной и образовательной деятельности» (Смоленск, 2015). По материалам диссертации опубликовано 57 работ общим объемом 52 п.л. (авторский
вклад 44,8 п.л.), из которых 20 – в рецензируемых журналах, утвержденных
ВАК РФ.
Структура и объѐм диссертации. Диссертация изложена на 260 страницах текста, содержит 57 таблиц, 35 рисунков и 2 схемы. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, пяти
глав собственных исследований, заключения и выводов. Список литературы
включает в себя 420 источников, из них 177 иностранных.
13
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование корректирующих свойств витамина Е на модели
однократного воздействия сероводородсодержащим газом АГКМ
Влияние СВСГ АГКМ на функциональное состояние семенников
крыс и корректирующие эффекты α-токоферола. Однократное воздействие
сероводородсодержащим газом АГКМ в концентрации 200 мг/м3 (по сероводороду) вызвало развитие окислительного стресса, о чѐм свидетельствует возрастание относительной массы надпочечников и снижение общего количества эозинофильных гранулоцитов в крови. Отмечалось снижение активности каталазы в крови почти на 45 % в сравнении с контролем (P < 0,001), что говорит об
ослаблении ферментативного звена АОС.
Изменение интенсивности процессов СРО в ткани семенников под действием разных доз α-токоферола в условиях развития окислительного стресса,
индуцированного СВСГ АГКМ. Под действием СВСГ АГКМ наблюдалось усиление процессов СРО в ткани семенников, о чем свидетельствует повышение
исходного уровня МДА в 1,5 раза относительно контроля (P < 0,001) и кинетических показателей ПОЛ. Введение α-ТФ в дозе 2 мг не вызывало заметного
снижения исходного уровня МДА, а в дозе 5 мг α-ТФ вызвал даже некоторое
увеличение исходного уровня МДА в ткани семенников, что указывает на ограниченные потребности тестикулярной ткани в токофероле (табл. 1).
Таблица 1
Изменение показателей ПОЛ в ткани семенников
под влиянием сероводородсодержащего газа и разных доз α-токоферола
1) Контроль
10
МДАисх,
нмоль/0,05 г
2,72 ± 0,137
2) α-ТФ (2мг)
10
2,69 ± 0,240
3) α-ТФ (5мг)
10
2,80 ± 0,193
4) СВСГ АГКМ
10
5) α-ТФ (2мг)+ СВСГ
10
6) α-ТФ (5мг)+ СВСГ
10
Группы
n
***
4,12 ± 0,254
*□
3,86 ± 0,390
** ∆∆
3,60 ± 0,186
Кинетические показатели ПОЛ
спПОЛ
асПОЛ
50,76 ± 4,630
72,07 ± 3,000
***
***
19,32 ± 1,050
40,17 ± 0,970
***
***
22,89 ± 1,230
35,18 ± 1,808
**
66,03 ± 6,700
102,70 ± 7,150
** ○○○ □□□
*** ○○○ □□
34,01 ± 2,320
51,83 ± 3,060
*** ○○○
*** ○○○ ∆∆
21,85 ± 1,040
28,25 ± 1,243
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем; ○ P < 0,05; ○○ P < 0,01; ○○○
P < 0,001 – в сравнении с группой животных, подвергнутых воздействию СВСГ АГКМ; □ P <
0,05; □□ P < 0,01; □□□ P < 0,001 – в сравнении с группой животных, получавших α-ТФ в дозе
2 мг; ∆ P < 0,05; ∆∆ P < 0,01 – в сравнении с животными, получавшими α-ТФ в дозе 5 мг
14
Таким образом, накопление токоферола в тестикулярной ткани обусловило явное перенапряжение АОС. Предварительное введение α-ТФ в дозах 2 и 5
мг вызывало некоторое снижение исходного уровня МДА в условиях интоксикации газом, по сравнению с группой животных, подвергавшихся воздействию
газом. Однако, по кинетическим показателям ПОЛ, α-ТФ проявил выраженную
АО-активность. Анализ окислительно-восстановительной активности ткани семенников в условиях экспериментальных воздействий выявил явления скрытой
липопероксидации при введении повышенных доз α-ТФ. В дозе 2 мг α-ТФ несколько снижал ОВП ткани семенников, а в дозе 5 мг α-ТФ вызывал повышение ОВП на 15 % по сравнению с контролем (Р < 0,05) и на 38 % по сравнению
с группой животных, получавших α-ТФ в дозе 2 мг (Р< 0,01). Особенно значительным было повышение ОВП в случае сочетания сероводородной интоксикации и предварительного введения α-ТФ в дозе 5 мг (рис. 1).
Рис. 1. Изменение окислительно-восстановительного потенциала ткани
семенников под действием СВСГ АГКМ, α-токоферола и их сочетания.
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 1
Полученные результаты позволяют говорить о скрытой липопероксидации в ткани семенников в условиях введения повышенных доз α-ТФ, что связано с ослаблением АО-свойств токоферола по мере роста его концентрации.
Морфофункциональные изменения ткани семенников под действием
СВСГ АГКМ и корректирующие эффекты α-токоферола. В контрольной группе животных семенные канальцы имели округлую форму, тесно прилегали друг
к другу. Половые клетки располагались упорядоченно в соответствии со стадиями сперматогенного цикла. Между семенными канальцами, в интерстициальной ткани, локализовались клетки Лейдига. Под действием α-ТФ в дозе 2 мг
наблюдалось увеличение диаметров семенных канальцев, ширина смермато-
15
генного эпителия заметно возрастала. Наблюдалось разрастание интерстициальной ткани за счет средних клеток Лейдига – главных продуцентов андрогенов. Количество клеток Лейдига возрастало в 2 раза относительно контроля (P
< 0,001), площадь ядер средних клеток также возросла. При введении α-ТФ в
дозе 5 мг диаметры семенных канальцев, а также высота сперматогенного эпителия были снижены на фоне значительного разрастания интерстициальной
ткани за счет малых клеток Лейдига со сморщенными ядрами. Общее количество клеток Лейдига было почти в 4 раза выше такового в контрольной группе
(P < 0,01). Полученные результаты говорят о наличии компенсаторной реакции
интерстициальных эндокриноцитов на фоне дегенеративных изменений сперматогенного эпителия. Наблюдаемая картина отражает черты развития гипервитаминоза E (табл. 2).
У животных, подвергнутых воздействию СВСГ АГКМ, наблюдались отек
интерстициальной ткани, полнокровие сосудов и гибель половых клеток. Семенные канальцы располагались на значительном расстоянии друг от друга.
Внутри канальцев наблюдалось скопление отечной жидкости. Имело место отслоение базальной мембраны и хаотичное расположение клеток сперматогенного эпителия; в отдельных случаях семенные канальцы были вовсе лишены
сперматогенного эпителия. Отмечался кариопикноз клеток Лейдига, что говорит о нарушении их функционального состояния. Таким образом, морфологические данные указывают на выраженные нарушения сперматогенной и инкреторной функций семенников при воздействии СВСГ АГКМ (табл. 2).
α-ТФ в дозе 2 мг способствовал снижению токсических эффектов СВСГ
АГКМ: продольный и поперечный диаметры семенных канальцев были соизмеримы с контрольными значениями, высота сперматогенного эпителия превосходила контрольные значения и таковые в группе животных, подвергнутых
воздействию газом, что говорит о проявлении α-ТФ в умеренных дозах корректирующих свойств. Количество и структура интерстициальных эндокриноцитов
были соизмеримы с таковыми в группе животных, получавших только α-ТФ.
Предварительное введение α-ТФ в дозе 5 мг с последующим воздействием
СВСГ АГКМ вызывало морфо-функциональные нарушения комбинированного
характера, связанными с явлениями гипервитаминоза Е и токсическими эффектами газа. На фоне выраженного отека интерстициальной ткани и кровенаполнения сосудов отмечалась десквамация и дезорганизация сперматогенного эпителия, его отслоение от базальной мембраны, цитолиз половых клеток, что в
конечном счете позволяет говорить о некрозе сперматогенного эпителия.
Большую часть всех видов гландулоцитов составляли малые инволюционирующие функционально слабые клетки Лейдига с признаками пикноза и лизиса
их ядер, а в отдельных случаях их водяночной белковой дистрофии (табл. 2).
16
Таблица 2
Морфофункциональные показатели ткани семенников белых крыс
в условиях воздействия СВСГ АГКМ, разных доз α-токоферола
и сочетания воздействия СВСГ АГКМ и α-токоферола
Диаметр семенных
канальцев, мкм
Условия опыта
1) Контроль
2) α-ТФ (2мг)
3) α-ТФ(5мг)
4) СВСГ АГКМ
продольный
поперечный
250,1 ± 3,62
*
291,0 ± 6,83
*
181,0 ± 5,82
125,2 ± 3,82
***
231,2 ± 9,60
233,3 ± 6,30
**
195,6 ± 3,33
***
224,7 ± 9,01
Высота сперматогенного
эпителия, мкм
132,2 ± 3,41
5) α-ТФ (2мг) +
273,2 ± 10,61
СВСГ
6) α-ТФ (5мг) +
*
СВСГ
194,3 ± 3,28
162,6 ± 3,20
71,2 ± 1,24
*
88,4 ± 1,80
**
60,2 ± 3,01
*
50,5 ± 3,55
79,1 ± 6,04
***
24,2 ± 1,03
Кол-во клеток Лейдига
на один
каналец
7,3 ± 0,53
***
14,4 ± 1,50
**
28,9 ± 4,44
Площадь
ядер клеток Лейдига, мкм2
16,2 ± 2,31
*
28,4 ± 4,30
7,2 ± 0,53
15,5 ± 2,00
***
14,1 ± 1,03
**
29,0 ± 4,90
*
27,2 ± 3,21
*
24,0 ± 3,05
20,9 ± 3,98
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
Исследование корректирующих эффектов α-токоферола на регуляторный уровень репродуктивной системы при воздействии СВСГ АГКМ.
Эндокринные взаимодействия гипофизарно-семенникового комплекса под действием разных доз α-ТФ, СВСГ АГКМ и их сочетания. Под действием СВСГ
АГКМ наблюдалось снижение уровней тестостерона и ЛГ в соответствии с высоким коэффициентом положительной корреляции r = +0,842 (табл. 3).
Таблица 3
Изменение уровней тестостерона и ЛГ в плазме крови
под действием разных доз α-ТФ, СВСГ АГКМ и их сочетания
Группы животных
1) Контроль
2) α-ТФ (2 мг)
n
Тестостерон, нг/мл
0,243±0,0131
*** 0,524±0,0297
* □□□
3) α-ТФ (5 мг)
6
1,330 ± 0,1172
0,190 ± 0,0180
4) СВСГ АГКМ
6
*** 0,218 ± 0,0246
*** 0,059 ± 0,0096
○○○ □
○○○ □□□
5) α-ТФ (2 мг) + СВСГ
6
1,132 ± 0,0903
0,205 ± 0,0061
*** ∆∆
** ○ ∆
6) α-ТФ (5 мг) + СВСГ
6
0,329 + 0,0380
0,118 ± 0,0112
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 1
6
6
1,415 ± 0,1551
1,702 ± 0,1693
ЛГ, мМЕ/мл
r
Pr <
+0,983
+0,948
0,001
0,001
+0,834
0,01
+0,842
0,01
+0,978
0,001
+0,792
0,05
Воздействие СВСГ АГКМ на фоне введения животным α-ТФ в дозе 2 мг
не вызывало достоверного, в сравнении с контролем, падения уровня тестостерона. В дозе 5 мг α-ТФ не проявил корректирующий эффект в отношении уров-
17
ня тестостерона в условиях сероводородной интоксикации. Предварительное
введение α-ТФ в дозе 2 мг стабилизировало уровень ЛГ в крови, а в дозе 5 мг в
значительно меньшей степени компенсировало падение ЛГ в условиях однократной интоксикации газом. Изменения гонадотропной функции гипофиза и
функционального состояния семенников под действием α-ТФ и СВСГ коррелируют с изменением их относительных масс (табл. 4).
Таблица 4
Изменение относительных масс гипофиза и семенников
под действием СВСГ АГКМ, разных доз α-токоферола и их сочетания
Относительная масса
гипофиза, мг%
1) Контроль
6
2,60 ± 0,190
2) α-ТФ (2мг)
6
3,20 ± 0,150 *
3) α-ТФ (5мг)
6
2,90 ± 0,180
4) СВСГ АГКМ
6
2,70 ± 0,180
5) α-ТФ (2мг) + СВСГ
6
2,40 ± 0,200
6) α-ТФ (5мг) + СВСГ
6
2,70 ± 0,110
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 1
Условия опыта
n
Относительная
масса семенников, %
0,79 ± 0,033
0,92 ± 0,044 *
*** 0,54 ± 0,024 □□□
0,82 ± 0,015
0,96 ± 0,058 * ○
0,73 ± 0,090
Введение животным α-ТФ в дозе 2 мг вызывает повышение относительной массы гипофиза, что может свидетельствовать об улучшении его функциональной активности. Введение α-ТФ в дозе 5 мг также вызывает некоторое повышение массы гипофиза, в то время как масса семенников под действием указанной дозы уменьшается на 32% (P < 0,001) в соответствии с коэффициентом
отрицательной корреляции r = -0,798 и достоверностью 95%. Указанное обстоятельство свидетельствует о стимулирующем эффекте α-ТФ в дозе 5 мг на гонадотропную функцию гипофиза, в то время как на уровне семенников наблюдаются признаки гипервитаминоза E. Полученные данные говорят о большей
способности гипофиза, по сравнению с семенниками, к накоплению α-ТФ, поскольку гипофиз как часть нервной ткани очень богат липидами – средой, в которой хорошо растворяются жирорастворимые вещества.
Изменение функционального состояния гипоталамуса по уровню СРО
под действием разных доз α-ТФ, СВСГ АГКМ и их сочетания. Введение животным α-ТФ в дозе 2 мг способствовало снижению уровня МДА в гипоталамической ткани, причѐм в дозе 5 мг снижение МДА было наиболее значительным.
Указанный факт говорит о высокой способности гипоталамической ткани к накоплению токоферола. В то же самое время α-ТФ в дозе 5 мг с последующей
интоксикацией способствовало резкому увеличению ОВП ткани гипоталамуса
как в сравнении с контролем (Р < 0,001), так и в сравнении с группой животных, подвергавшихся воздействию СВСГ (Р < 0,01). Полученные данные указывают на скрытую пероксидацию в гипоталамической ткани в условиях вве-
18
дения повышенных доз токоферола, несмотря на высокую способность к накоплению этого жирорастворимого АО (табл. 5).
Таблица 5
Изменение показателей СРО в ткани гипоталамуса
под действием СВСГ АГКМ и разных доз α-токоферола
Условия опыта
n
МДА, нмоль/0,05 г
1) Контроль
8
3,23 ± 0,391
2) α-ТФ (2 мг)
8
3,40 ± 0,295
3) α-ТФ (5 мг)
8
2,85 ± 0,142
4) СВСГ АГКМ
8
* 5,90 ± 0,870
5) α-ТФ (2 мг) + СВСГ
8
○ 3,67 ± 0,345
6) α-ТФ (5 мг) + СВСГ
8
○ 3,35 ± 0,156
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 1
ОВП, В
0,071 ± 0,004
** 0,053 ± 0,003
* 0,092 ± 0,005 □□□
* 0,084 ± 0,003
0,063 ± 0,003 ○○ □
*** 0,104 ± 0,003 ○○
Учитывая, что в условиях повышенных доз токоферола секреция ЛГ снижается на фоне прироста относительной массы гипофиза, можно заключить,
что недостаточный выброс ЛГ в кровяное русло обусловлен угнетающим влиянием со стороны гипоталамуса в условиях введения повышенных доз α-ТФ.
Инкреторная функция семенников при этом практически не изменяется, в то
время как сперматогенная функция претерпевает существенные изменения.
Воздействие различных стрессогенных факторов
на репродуктивную систему самцов крыс
Стресс-реактивность и уровень СРО в ткани семенников животных в
условиях стрессогенных воздействий. В условиях многократных воздействий
СВСГ АГКМ, микроволновым излучением (МВИ), в условиях дефицита питания и иммобилизации у животных были зафиксированы признаки развития
окислительного стресса разной степени выраженности, о чѐм свидетельствуют
снижение общего количества эозинофилов и уменьшение относительной массы
надпочечников. Вместе с тем под влиянием указанных стрессогенных факторов
было зафиксировано усиление процессов СРО в крови и семенниках, что также
указывает на развитие окислительного стресса у животных (табл. 6).
Таблица 6
Изменение уровней перекисного гемолиза эритроцитов (ПГЭ) и МДА
в ткани семенников у крыс под действием различных стресс-факторов
Группы животных
n
ПГЭ, %
МДА, нмоль/0,05 г ткани
Контроль
15
42,2 ± 3,49
4,89 ± 0,151
СВСГ АГКМ
10
65,3 ± 3,44 *
7,42 ± 0,457 ***
МВИ
10
50,2 ± 2,21
6,77 ± 0,272 ***
Пищевой стресс
10
63,9 ± 2,06 *
7,02 ± 0,032 ***
Иммобилизация
10
56,0 ± 3,28 *
7,85 ± 0,138 ***
Примечание: * P < 0,05; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
19
Из таблицы 6 видно, что наиболее значительное влияние на усиление
процессов СРО в семенниках оказали сероводородсодержащий газ АГКМ и
иммобилизация (P < 0,001). В крови уровень ПГЭ в наибольшей степени повысился под действием СВСГ АГКМ и пищевого стресса. При пищевом стрессе,
таким образом, система АО-защиты в семенниках более развита, чем в крови.
Это может быть связано с большей возможностью концентрирования АО в тестикулярной ткани, по сравнению с кровью. Аномально повышенный уровень
МДА в ткани семенников в условиях иммобилизационного стресса связан, очевидно, с включением центральных регуляторных механизмов на уровне гипоталамо-гипофизарного комплекса за счѐт выработки факторов, ускоряющих метаболические процессы в целом (АКТГ, ТТГ). Указанное обстоятельство находит подтверждение при анализе данных клинических исследований.
Морфофункциональное состояние и показатели сперматогенеза животных в условиях различных стрессогенных воздействий. Выраженность
процессов СРО коррелирует с морфофункциональным состоянием тестикулярной ткани. Наиболее заметное снижение высоты сперматогенного эпителия отмечалось в условиях интоксикации газом и пищевого стресса. В условиях иммобилизационного стресса высота сперматогенного эпителия понизилась на 35
% относительно контрольного показателя (P < 0,001), в то время как под влиянием МВИ высота сперматогенного эпителия снизилась на четверть (табл. 7).
Таблица 7
Морфометрические показатели семенников крыс
под влиянием различных повреждающих факторов
Условия опыта
Диаметр семенных
канальцев, мкм
Высота
сперматогенного
эпителия,
мкм
71,2 ± 1,24
Количество
клеток
Лейдига
на один
каналец
7,3 ± 0,53
Площадь
ядер
клеток
Лейдига,
мкм2
16,2 ± 2,31
продольный
поперечный
Контроль
250,1 ± 3,62
125,2 ± 3,82
СВСГ АГКМ
***
200,1 ± 7,13
**
232,2 ± 3,95
***
***
12,7 ± 0,74
137,0 ± 4,12 40,2 ± 2,05 21,9 ± 1,45
***
***
140,1 ± 6,02
15,3 ± 1,03
53,2 ± 2,12 10,4 ± 0,55
МВИ
***
***
***
119,3 ± 4,38
177,0 ± 6,12
44,5 ± 2,21
5,0 ± 0,36
**
***
***
Иммобилизация
141,4 ± 5,86
205,1 ± 6,34
46,2 ± 2,45 29,6 ± 0,96
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
Пищевой стресс
*
10,2 ± 0,65
13,4 ± 0,70
При воздействии СВСГ АГКМ в ряде случаев отмечался пикноз и лизис
ядер клеток Лейдига. Общее число лейдиговских клеток возросло в 3 раза относительно контроля (P < 0,001) за счѐт компенсаторного прироста малых клеток
20
(незрелых и инволюционирующих). В условиях воздействия МВИ наблюдалось
хаотичное расположение клеток сперматогенного эпителия, либо неравномерная его высота. Отмечался прирост общего количества клеток Лейдига за счет
главным образом средних клеток, площадь которых, однако, имела тенденцию
к снижению. В условиях пищевого стресса наблюдалось хаотичное расположение клеток сперматогенного эпителия, множественные разрывы базальной
мембраны, запустевание семенных канальцев. При иммобилизационном стрессе в структуре интерстициальной ткани преобладали малоактивные инволюционирующие клетки Лейдига, что является защитной реакцией в условиях недостатка питательных веществ. Общее количество клеток Лейдига было снижено на 31,5 % по сравнению с контролем (P < 0,001). Обнаруженные тенденции
угнетения сперматогенеза на основе анализа морфометрических данных согласуются с таковыми при анализе состояния тестикулярного сперматогенеза.
Общее количество сперматогенных клеток особенно заметно сокращалось в условиях хронической интоксикации СВСГ АГКМ (более чем в 7 раз) и
недостаточного питания (более чем в 4,5 раза) по сравнению с контролем (P <
0,001). При иммобилизационном стрессе общее количество сперматогенных
клеток сокращалось примерно в 2 раза (P < 0,001). Воздействие микроволнового излучения вызвало снижение сперматогенных клеток на 17 % (табл. 8).
Таблица 8
Состояние тестикулярного сперматогенеза у крыс,
подвергавшихся воздействию различных стресс-факторов
Тестикулярные
показатели
сперматогенеза
Кол-во сперматогенных клеток, млн
СВСГ
Пищевой
МВИ
АГКМ
стресс
(n = 10)
(n = 10)
(n = 10)
***
*
***
5236 ± 360,0
720 ± 38,1 4353 ± 154,0 1150 ± 65,2
***
**
Сперматогонии, %
22,5 ± 1,52
26,1 ± 1,22
14,3 ± 0,81
16,6 ± 0,86
**
**
**
Сперматоциты, %
20,7 ± 1,67
28,6 ± 1,88
27,2 ± 1,43
27,5 ± 1,56
***
***
Сперматиды, %
21,6 ± 1,76
20,8 ± 1,11
35,7 ± 2,59
35,5 ± 1,88
***
**
***
Сперматозоиды, %
35,2 ± 2,66
21,4 ± 1,80
25,9 ± 1,74
20,4 ± 1,13
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
Контроль
(n = 10)
Иммобилизация
(n = 10)
***
2567 ± 135,0
19,1 ± 1,22
***
29,4 ± 1,45
20,8 ± 1,11
30,7 ± 1,41
В условиях интоксикации газом и недостатка питательных веществ (пищевой стресс) содержание сперматогоний и сперматозоидов было сниженным,
преобладали сперматоциты и сперматиды. Таким образом, метаболические
сдвиги, вызванные химическим и пищевым стрессом, негативно сказались на
начальных и конечных стадиях сперматогенного цикла. В условиях иммобили-
21
зационного стресса в общем пуле сперматогенных клеток преобладали сперматоциты, что может быть связано с недостатком андрогенов, выделяемых у основания семенных канальцев и необходимых для дифференцировки сперматоцитов в сперматиды и далее в сперматозоиды. Количество сперматогоний было
несколько сниженным, что также указывает на чувствительность незрелых клеток сперматогенного цикла к токсическому действию свободных радикалов.
Под влиянием низкоинтенсивного микроволнового излучения изменения коснулись конечных стадий сперматогенного цикла.
Анализ состояния эпидидимальных сперматозоидов показал, что наиболее агрессивным стресс-фактором в отношении гонад оказался сероводородсодержащий газ АГКМ, вызвав значительное снижение общего количества эпидидимальных сперматозоидов и практически полностью их обездвижев. Кроме
того, под влиянием СВСГ АГКМ количество дефективных форм возросло более чем в 2 раза (табл. 9).
Таблица 9
Состояние эпидидимальных сперматозоидов у крыс
под действием различных стресс-факторов
Показатели
эпидидимальных
сперматозоидов
Общее
кол-во,
млн.
СВСГ
Пищевой
МВИ
АГКМ
стресс
(n = 10)
(n = 10)
(n = 10)
***
*
**
50,0 ± 6,51
28,4 ± 2,44
34,1 ± 1,38
29,2 ± 2,11
***
**
***
Дефективные, %
20,2 ± 2,22
44,4 ± 3,83
30,5 ± 3,20
36,6 ± 2,20
***
**
*
Подвижные, %
81,0 ± 6,2
0,4 ± 0,12
60,1 ± 2,45
62,4 ± 3,54
***
***
***
Мѐртвые, %
4,8 ± 0,82
55,2 ± 4,11
30,2 ± 1,21
22,2 ± 1,15
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
Контроль
(n = 10)
Иммобилизация
(n = 10)
*
31,4 ± 2,00
***
34,1 ± 1,93
*
65,1 ± 4,05
***
20,4 ± 1,12
В условиях длительного воздействия МВИ нарушается устойчивость
мембран сперматозоидов; вызванные эффектом резонанса акустоэлектрические
колебания вызывают механические повреждения структурных элементов сперматозоидов, в особенности их двигательной части – шейки и жгутика. В конечном счете, под влиянием МВИ на фоне умеренного снижения эпидидимальных
сперматозоидов значительно ухудшаются их морфокинетические характеристики. При пищевом стрессе снижаются резервы АОС, что ведѐт к усилению
радикалообразования в тестикулярной ткани. На фоне дефицита биоресурсов,
необходимых для строительства половых клеток, резко сокращается общее
число эпидидимальных сперматозоидов. При иммобилизационном стрессе усиление радикалообразования компенсируется адекватным поступлением необходимых для биосинтетических целей пищевых ресурсов.
22
Изменение регуляторных влияний гипоталамо-гипофизарного комплекса под действием различных повреждающих факторов. Изменение динамики процессов СРО в ткани семенников соотносится с качеством их тестостеронпродуцирующей активности. При хронической интоксикации газом и в
условиях иммобилизации усиление радикалообразования было наиболее значительным. Действительно, в условиях интоксикации сероводородсодержащим
газом АГКМ и в результате иммобилизации животных уровень тестостерона
заметно снижался. Вместе с тем, наиболее значительно уровень тестостерона
снижался под влиянием пищевого стресса. Также значительно снижался уровень ЛГ (рис. 2).
Тестостерон
ЛГ
Рис. 2. Изменение уровней тестостерона и ЛГ под действием различных стресс-факторов
Условные обозначения аналогичны таковым в таблице 9.
Причиной такого аномального снижения уровня гормонов при пищевом
стрессе голодания является недостаток биоресурсов. Под влиянием МВИ ММдиапазона тестостеронпродуцирующая активность клеток Лейдига практически
не меняется, что указывает на токсичность данного стрессирующего фактора в
отношении непосредственно половых клеток. Активность фермента биосинтеза
тестостерона ∆5-3β-гидроксистероиддегидрогеназы (ГСД) во всех случаях воздействий, кроме МВИ, была сниженной. Снижение уровня ЛГ под действием
указанных стресс-факторов имело аналогичные тенденции; причѐм во всех случаях была обнаружена положительная коррелятивная связь между секрецией
тестостерона и ЛГ. Особенно эта зависимость была выражена в случае интоксикации газом и пищевого стресса. При иммобилизационном стрессе, очевидно,
на уровне гипоталамо-гипофизарного комплекса срабатывают дополнительные
компенсаторные механизмы, связанные с угнетением андрогенопоэза.
23
Изменение секреции гонадотропных гормонов (ГТГ) и пролактина в условиях стрессогенных воздействий отражено в таблице 10.
Таблица 10
Изменение секреции ЛГ, ФСГ и пролактина
в условиях различных стрессогенных воздействий
Гонадотропные гормоны
ЛГ, МЕ/л
ФСГ, МЕ/л
Контроль
10
0,425 ± 0,0538
6,55 ± 0,384
СВСГ АГКМ
8
0,370 ± 0,0152
* 5,27 ± 0,282
МВИ
8
0,420 ± 0,0068
6,48 ± 0,355
***
***
Пищевой стресс
8
0,159 ± 0,0076
2,19 ± 0,065
*
***
Иммобилизация
8
0,327 ± 0,0178
4,10 ± 0,212
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 9
Группы животных
n
Пролактин,
МЕ/л
0,20 ± 0,011
* 0,25 ± 0,016
0,18 ± 0,010
0,18 ± 0,012
***
0,31 ± 0,016
Из таблицы 10 видно, что наиболее значительное снижение ЛГ и ФСГ наблюдалось при пищевом стрессе, что свидетельствует о значительном угнетении репродуктивной функции на регуляторном уровне. Основной причиной такого значительного снижения эндокринной функции гипофиза является недостаток биоресурсов необходимых для обеспечения биосинтетических целей. Под
влиянием сероводородсодержащего газа АГКМ уровни гонадотропинов (ЛГ и
ФСГ) снижаются, что указывает на токсичность газа в отношении базофильных
клеток аденогипофиза, отвечающих за синтез ЛГ и ФСГ. В то же самое время
длительная интоксикация газом приводит к общему снижению эндокринной
функции в пределах гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси самцов крыс. Уровень пролактина достоверно возрастает на 25 % (P < 0,05), что указывает на
стрессогенные свойства СВСГ АГКМ. Под влиянием низкоинтенсивного МВИ
уровни ЛГ, ФСГ и пролактина достоверно не изменились, что указывает на отсутствие повреждающих эффектов данного вида излучения на регуляторное
звено репродуктивного аппарата самцов крыс. Под влиянием иммобилизационного стресса уровни ГТГ достоверно снижаются: уровень ЛГ снизился на 23 %
относительно контроля (P < 0,05), а уровень ФСГ – на 37,4 % (P < 0,001). В то
же самое время уровень пролактина возрос на 55 % относительно контроля (P <
0,001) в условиях иммобилизационного стресса. Полученные данные позволяют понять характер эндокринных взаимодействий на уровне гипофизарносеменникового комплекса при иммобилизационном стрессе. В угнетении инкреторной функции гонад при иммобилизационном стрессе, стало быть, участвуют эндокринные механизмы стресс-ответа, связанные с активацией адренокортикальной, соматотропной и тиреотропной осей (Тодоров И.Н., Тодоров
Г.И., 2003). Повышенный уровень пролактина указывает на эндокринные сдви-
24
ги, связанные с усиленной выработкой как минимум двух компонентов – серотонина и ТТГ. Усиление секреции пролактина, в свою очередь, вызывает угнетение тестикулярного андрогенопоэза, что, в конечном счете, отрицательно
сказывается на качестве спермы. Вместе с тем активация гипоталамогипофизарно-адреналовой оси также угнетающе действует на стероидогенез в
семенниках (Булыгина В.В. с соавт., 2001; Тодоров И.Н., Тодоров Г.И., 2003;
Esch T. et al., 2005, 2011). Указанные обстоятельства находят подтверждение
при анализе клинических данных, полученных от мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных условий труда. Таким образом, при иммобилизации
центральная роль в стресс-ответе принадлежит регуляторному звену репродуктивной системы на уровне гипоталамо-гипофизарного комплекса, реагирующего на возникновение «эмоциональной» реакции у животных.
Изменение функционального состояния гипофизарно-семенникового
комплекса подтверждается данными изменения относительных масс гипофиза и
гонад (табл. 11).
Таблица 11
Изменение относительных масс гипофиза и семенников крыс
в условиях воздействия различных стресс-факторов
Контроль
10
Относительная масса
гипофиза, мг%
3,57 ± 0,220
СВСГ АГКМ
10
2,90 ± 0,183 *
Условия опыта
n
Относительная
масса семенников, %
0,63 ± 0,058
+0,858
0,50 ± 0,021 *
+0,782
МВИ
10
3,67 ± 0,178
0,77 ± 0,038 *
Пищевой стресс
10
2,75 ± 0,121 **
0,28 ± 0,031 ***
Иммобилизация
10
2,95 ± 0,053 *
0,48 ± 0,025 *
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 9
r
+0,810
+0,461
–0,550
Под влиянием различных стресс-факторов происходило уменьшение относительных масс гипофиза и семенников. Исключением было микроволновое
излучение, под действием которого относительная масса семенников возросла
на 22 % относительно контроля (P < 0,05). Масса же гипофиза практически не
изменилась. Таким образом, можно заключить, что повышенная масса семенников под влиянием МВИ ММ-диапазона является следствием усиленной пролиферации сперматогенных клеток на начальных этапах облучения. Однако в
результате длительного воздействия МВИ указанного диапазона ресурсы пролиферации истощаются, возрастает степень дезорганизации сперматогенного
эпителия, повышается общее количество дефективных форм сперматозоидов,
практически лишѐнных способности к движению. Наиболее значительное падение относительных масс гипофиза и семенников отмечалось в случае пищевого стресса. В то же самое время в условиях иммобилизационного стресса
25
снижение относительной массы семенников было выражено в большей степени, чем снижение относительной массы гипофиза, о чем свидетельствует отрицательный коэффициент корреляции r = -0,550. Это означает, что относительно
семенников масса гипофиза в условиях иммобилизации имеет тенденцию к
приросту. Указанное обстоятельство говорит в пользу угнетения, прежде всего,
секреторной функции гипофиза, которая связана с регуляторным влиянием со
стороны высшего центра регуляции вегетативных функций – гипоталамуса.
Изменение показателей ПОЛ в ткани медиобазального гипоталамуса отражено в таблице 12. Наиболее высокий уровень МДА в гипоталамической
ткани наблюдается при иммобилизационном стрессе. Очевидно, здесь сказываются влияния со стороны коры больших полушарий, поскольку иммобилизационный стресс способен вызвать эмоциональную реакцию у животных. В то
же самое время, кинетические показатели ПОЛ принимали наибольшие значения в случае интоксикации сероводородсодержащим газом АГКМ, особенно
аскорбатзависимое ПОЛ. Очевидно, здесь значительную роль играет накопление активных форм кислорода (АФК) в результате метаболизма сероводорода.
В случае пищевого стресса выраженность процессов СРО характеризовалась
умеренными показателями липопероксидации. В условиях воздействия микроволнового излучения низкой интенсивности исходный уровень МДА и кинетические показатели ПОЛ мало отличались от контрольных значений (табл. 12).
Таблица 12
Изменение показателей ПОЛ в гипоталамической ткани
в условиях воздействия различных стресс-факторов
Группы
Контроль
n
МДАисх,
нмоль/0,05 г
Кинетические показатели ПОЛ, нмоль
МДА/ч
спПОЛ
асПОЛ
56,68 ± 1,145
62,95 ± 1,451
***
***
82,07 ± 1,023
102,44 ± 4,013
5,45 ± 0,280
***
СВСГ АГКМ
10
10,44 ± 0,398
***
МВИ
10
59,28 ± 1,101
7,94 ± 0,506
***
***
Пищевой стресс
10
8,62 ± 0,112
60,04 ± 0,674
***
***
Иммобилизация
10
11,94 ± 0,329
78,65 ± 0,799
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 9
15
63,52 ± 2,007
*
64,43 ± 1,927
***
83,45 ± 2,295
Различная выраженность процессов СРО в гипоталамической ткани соответствует разной степени угнетения функционального состояния гипоталамуса
в целом, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на гонадотропной
функции гипофиза. Таким образом, наиболее выраженное участие гипоталамогипофизарного комплекса в угнетении функционального состояния гонад на-
26
блюдается при иммобилизационном стрессе, а наименее выраженное – при воздействии низкоинтенсивного МВИ. В условиях пищевого и химического стресса, вызванного СВСГ АГКМ, угнетение гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси
носит генерализованный характер.
Состояние сперматогенеза и эндокринный статус мужчин,
подверженных воздействию неблагоп риятных факторов
Неблагоприятные условия среды и труда вносят серьезный вклад в развитие заболеваний репродуктивного аппарата мужчин. У всех мужчин, подверженных действию того или иного неблагоприятного фактора, были обнаружены
признаки развития окислительного стресса, что подтверждают данные измерения уровней перекисного гемолиза эритроцитов (ПГЭ) в крови и МДА в спермоплазме. Анализ клинических данных показал, что наиболее агрессивным неблагоприятным фактором оказался сероводородсодержащий природный газ,
поскольку у работников нефтегазовой промышленности (группа 1) зафиксировано наибольшее усиление процессов СРО как в крови, так и в спермоплазме.
Экспериментальные и клинические данные обнаруживают схожие тенденции по показателям ПОЛ на уровне гонад под действием стрессогенных
факторов аналогичного характера. Вместе с тем иммобилизация животных (вызывает эмоциональную реакцию) вызвала наибольшее повышение уровня МДА
в ткани семенников по сравнению с другими стресс-факторами (рис. 3).
Рис. 3. Изменение уровня МДА в спермоплазме мужчин и гомогенатах ткани семенников
крыс под действием различных источников стресса.
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 9
27
У мужчин, в свою очередь, наиболее существенное повышение МДА в
спермоплазме вызывали промышленные токсиканты (природный и попутный
нефтяной газы), что можно связать с более сильным характером воздействия
данного стресс-фактора на человеческий организм. В группе 1 наблюдаются все
признаки угнетения сперматогенеза: резкое снижение концентрации сперматозоидов, снижение подвижных сперматозоидов за счет активных форм (категория А), увеличение доли неподвижных сперматозоидов (категория D) за счет
мертвых клеток, общее снижение живых сперматозоидов и увеличение относительного количества дефективных клеток (табл. 13). Концентрация сперматозоидов оказалась почти в 10 раз ниже таковой в контрольной группе (P < 0,001).
Ведущими дефектами сперматозоидов были дефекты шейки и хвоста (почти в 2
раза превышающие таковые в контрольной группе). Одним из механизмов возникновения дефектов сперматозоидов можно считать усиление процесса липопероксидации, что и снижает оплодотворяющую способность эякулята.
Таблица 13
Показатели сперматогенеза мужчин, подверженных
воздействию различных неблагоприятных факторов
Показатели сперматогенеза
Кол-во
сперматозоидов, млн
Подвижные
(А + В), %
Активно подвижные
А, %
Слабо подвижные В,
%
Непоступательно
подвижные С, %
Группа 2
(n = 10)
***
13,8 ± 0,71
*
33,9 ± 2,00
***
15,0 ± 1,85
**
18,9 ± 1,46
Группа 3
(n = 10)
***
8,7 ± 0,33
**
32,8 ± 1,47
*
19,4 ± 2,10
Группа 4
(n = 10)
***
4,7 ± 0,14
***
31,1 ± 1,11
**
17,8 ± 1,69
13,4 ± 1,18
13,3 ± 1,17
24,5 ± 1,30
*
32,2 ± 1,88
30,5 ± 1,94
**
**
35,0 ± 2,04
46,8 ± 3,46
41,6 ± 1,86
***
Живые, %
84,3 ± 1,05
81,9 ± 0,83
80,9 ± 0,89
76,8 ± 0,65
*
*
Нормальные, %
73,0 ± 1,78
69,2 ± 1,45
65,4 ± 2,23
66,7 ± 1,28
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
38,4 ± 1,86
Неподвижные D, %
Контроль
(n = 10)
21,7 ± 0,79
40,5 ± 1,55
27,2 ± 2,06
Группа 1
(n = 10)
***
2,6 ± 0,31
***
26,0 ± 2,69
***
8,8 ± 3,24
13,3 ± 1,08
17,2 ± 3,85
26,7 ± 1,67
27,2 ± 2,21
32,8 ± 2,06
80,2 ± 0,94
68,2 ± 1,45
В условиях недостаточного поступления питательных веществ в организм
снижаются собственные ресурсы антиоксидантной системы. Последнее обстоятельство крайне отрицательно сказывается на качестве спермы безработных
мужчин с выраженным недостатком питания (группа 4). Концентрация сперматозоидов у безработных и малоимущих мужчин с недостаточным и неполноценным питанием оказалась более чем в 4,5 раза ниже контрольных значений
(P < 0,001). В отличие от работников нефтегазовой промышленности, у мужчин
28
с недостаточным и неполноценным питанием количество активно подвижных
сперматозоидов (категория А) было умеренно сниженным, в то время как количество слабо подвижных клеток (категория В) достоверно не отличалось от
контрольных (нормативных) показателей. Относительное количество непрогрессивно-подвижных и неподвижных сперматозоидов (категории C и D) было
повышено, что свидетельствует об усиленной динамике старения и апоптоза
половых клеток у мужчин с недостаточным и неполноценным питанием.
Воздействие МВИ на организм (группа 2) сопровождается изменением
устойчивости мембран сперматозоидов из-за эффекта усиления акустоэлектрических колебаний (колебаний Фрѐлиха) в мембранах (Николаев А.А. с соавт.,
2013). В результате сперматозоиды быстро теряют жизненные ресурсы (ускоряется старение, снижается жизнеспособность, возрастает общее число дефектов).
Наиболее уязвимой частью оказывается элемент движения сперматозоидов – их
хвост. Среди подвижных форм доминируют слабо подвижные сперматозоиды
(категория В). Неподвижные формы (категория D) представлены умирающими
и бесхвостыми клетками.
У мужчин творческих профессий (группа 3) высока доля функционально
слабых половых клеток (категории С и D) по отношению к прогрессивноподвижным формам (категории А и В). При этом относительное количество
непрогрессивно-подвижных форм (в основном патологических) заметно выше,
в сравнении с контрольными показателями. Концентрация сперматозоидов была снижена в среднем в 2,5 раза, однако объѐм эякулята у всех лежал в диапазоне 3,3-4,1 мл, что означает относительно небольшое снижение общего числа
сперматозоидов (в среднем 32 млн. клеток) относительно нормативных показателей. Наибольшее количество дефективных сперматозоидов зафиксировано в
1 и 2 группах в результате токсического воздействия серосодержащих поллютантов и повреждающего действия микроволнового излучения за счет эффекта
резонанса. Таким образом, между уровнем МДА в эякуляте и количественномикроскопическими показателями сперматогенеза установлена чѐткая зависимость: чем выше уровень МДА в эякуляте, тем ниже концентрация сперматозоидов, их подвижность и жизнеспособность на фоне прироста относительного
количества патологических форм.
В рамках проводимого исследования рассматривались эндокринные изменения по двум позициям: 1) изменение секреции половых гормонов (тестостерон, ЛГ, пролактин); 2) изменение секреции гипофизарных гормонов
«стресса», отражающих эндокринные механизмы стресса (АКТГ, СТГ, ТТГ).
Изменения уровней половых гормонов под влиянием различных неблагоприятных факторов отражены в таблице 14.
29
Таблица 14
Изменение уровней половых гормонов мужчин,
подверженных воздействию различных неблагоприятных факторов
Группы
n
Контроль
Группа 1
Группа 2
10
10
10
Тестостерон, нг/мл
Лютеинизирующий
гормон, мМЕ/мл
4,21 ± 0,250
*** 1,84 ± 0,125
4,18 ± 0,197
***
1,79 ± 0,079
7,40 ± 0,381
*** 3,52 ± 0,123
7,22 ± 0,243
*** ○○
Группа 3
10
2,68 ± 0,262
***
Группа 4
10
2,09 ± 0,033
3,83 ± 0,130
*** P < 0,001 – в сравнении с контролем;
○○ P < 0,01; ○○○ P < 0,001 – в сравнении с группой 1
Пролактин, мМЕ/л
368,5 ± 18,77
354,1 ± 18,87
296,3 ± 18,42
***
565,0 ± 30,31
*** ○○○
492,2 ± 21,75
В группе 2 уровни тестостерона и ЛГ не отличались от контрольных показателей. Вместе с тем в остальных группах мужчин уровни тестостерона и ЛГ
были снижены. Учитывая также несколько повышенный уровень пролактина у
мужчин из группы 4, можно говорить о наложении эмоциональной составляющей в структуре стресса данной категории мужчин, тем более что безработица
является стрессирующим фактором (Morokoff P.J. et al., 1987). В группе 3 падение уровня тестостерона было наиболее заметным. В то же самое время у мужчин из этой группы зафиксировано достоверное повышение уровня пролактина,
который был значительно выше контрольных показателей и превышал верхнюю границу нормальных значений. Указанный факт объясняет возможную
причину падения тестостерона в крови под влиянием эмоционального стресса,
поскольку пролактин угнетающе действует на продукцию тестостерона клетками Лейдига (Sanford L.M., Baker S.J., 2009). Угнетение тестикулярного андрогенопоэза отрицательно сказывается на сперматогенной функции (Тиктинский
О.Л. с соавт., 2010). В группе 3 значительно активированы эндокринные механизмы развития стресса, о чѐм свидетельствуют повышенные уровни АКТГ,
СТГ и ТТГ в крови (табл. 15).
Таблица 15
Изменение секреции АКТГ, СТГ и ТТГ в плазме крови мужчин,
подверженных воздействию неблагоприятных факторов
Уровни гормонов
Контроль
(n = 10)
Группа 1
(n = 10)
***
42,5 ± 2,31
Группа 2
(n = 10)
Группа 3
(n = 10)
***
АКТГ, пг/мл
30,2 ± 1,54
32,8 ± 1,64
49,8 ± 2,52
***
СТГ, нг/мл
0,62 ± 0,030
0,66 ± 0,053
0,75 ± 0,064
0,87 ± 0,050
ТТГ,
***
2,96 ± 0,151
3,30 ± 0,166
3,27 ± 0,172
мкМЕ/мл
4,25 ± 0,221
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем
Группа 4
(n = 10)
*
25,1 ± 1,15
***
0,05 ± 0,005
***
1,85 ± 0,104
30
Значительную роль в стресс-ответе играют симпатико-адреналовая система, в которую входит симпатическая нервная система, и адрено-кортикальная
система. В результате активации симпатической нервной системы и мозгового
вещества надпочечников повышаются уровни адреналина и НА, которые активируют КРГ-нейроны в гипоталамусе (Пшенникова М.Г., 2000). Активация адрено-кортикальной и тиреотропной осей угнетает тестикулярный андрогенопоэз, поскольку кортиколиберин (КРГ) угнтает выброс гонадотропинов, а тиролиберин (ТРГ) стимулирует выброс пролактина (Булыгина В.В. с соавт., 2001; Тодоров И.Н., Тодоров Г.И., 2002). Повышение уровня пролактина происходит
также в результате усиленной выработки серотонина в области медиобазального гипоталамуса, в котором сосредоточены центры регуляции репродуктивных
процессов, в частности аркуатное ядро. В то же самое время, серотонин угнетающе действует на секрецию люлиберина в область срединного возвышения
(Алешин Б.В., Бондаренко Л.А., 1982; Bethea C.L. et al., 2005; Esch T., Stefano
G.B., 2005, 2011). Это также объясняет причину ослабления секреции ЛГ в кровяное русло. В результате угнетение сперматогенеза в условиях хронического
эмоционального стресса носит интегральный характер.
В группе 1 уровень АКТГ оказался на 41 % выше такового в контрольной
группе (P < 0,001), хотя и соответствовало верхней границе нормы. Уровни
СТГ и ТТГ не отличались от контрольных показателей. Таким образом, адренокортикальная ось несѐт на себе основную нагрузку в условиях постоянного
воздействия газовых поллютантов. В группе 2 уровни АКТГ, СТГ и ТТГ не отличались от контроля, хотя и имели тенденции к повышению. Следовательно,
низкоинтенсивное МВИ не оказывает существенного влияния на эндокринные
механизмы развития стресса. В группе 4 отмечалось общее снижение АКТГ,
СТГ и ТТГ относительно контроля, что можно связать с недостатком биоресурсов необходимых для биосинтеза факторов регуляции (гормонов, ферментов).
Однако отношения показателей АКТГ к СТГ и ТТГ превышают аналогичные
значения в контрольной группе, что указывает на преимущественную активацию адрено-кортикальной оси. Таким образом, почти у всех мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных факторов, наблюдалась активация гипоталамо-гипофизарно-адреналовой оси (адрено-кортикальной оси).
Анализ экспериментальных и клинических данных позволил сделать вывод о двойном механизме угнетения мужской репродуктивной функции при
стрессе: 1) за счѐт усиления процессов СРО в ткани семенников, либо воздействия повреждающих факторов непосредственно на половые клетки; 2) за счѐт
угнетающего регуляторного влияния на гонады со стороны гипоталамогипофизарного комплекса. При этом степень участия того или иного компонента в этом двойном механизме зависит от природы стресс-фактора.
31
Коррекция сперматогенеза в условиях стрессогенных
воздействий с помощью селенсодержащего биокомплекса
Коррекция сперматогенеза в условиях хронической интоксикации
сероводородсодержащим газом АГКМ. Коррекция морфофункционального
состояния семенников крыс в условиях многократного воздействия СВСГ
АГКМ. Анализ экспериментальных данных, а также данных биохимического
состава тканей мозга и семенников позволил подойти к проблеме направленной
коррекции репродуктивной функции с помощью жиро- и водорастворимых АО.
Учитывая, что гипоталамо-гипофизарный комплекс как часть мозга богаче липидами в 5 раз, чем семенники и, следовательно, обладает значительной способностью к накоплению жирорастворимых веществ, эффективным приемом
коррекции регуляторного звена в условиях стрессогенных воздействий будет
использование жирорастворимых АО, в частности, витамина Е (Туманова С.Ю.,
1999; Теплый Д.Л., 2008; Carpenter M.P., 1971). В то же самое время в условиях
длительных воздействий повреждающих факторов непосредственно на гонады,
эффективным приемом коррекции сперматогенеза будет использование водорастворимых антиоксидантных биокомплексов, постоянный приток которых не
будет вызывать токсических эффектов, создавая состояние перенапряжения
собственных ресурсов АОС в тестикулярной ткани. В данном исследовании
был использован запатентованный способ коррекции сперматогенеза в условиях хронической интоксикации природным газом (Логинов П.В., Николаев А.А.,
Ветошкин Р.В. Способ коррекции сперматогенеза у животных в условиях хронической интоксикации природным газом: пат. 2480221 Рос. Федерация. №
2012107565/15; заявл. 28.02.2012; опубл. 27.04.2013, Бюл. № 12), заключающийся в применении селена в органической форме (селексена) в сочетании с
аскорбиновой кислотой. В качестве корректора был выбран именно селексен,
поскольку селен в органической форме малотоксичен (Саноцкий И.В., 2001].
Кроме того, аскорбиновая кислота способна выводить избыток селена из организма (Behne D. et al., 1995). Таким образом, в качестве корректора был предложен селенсодержащий биокомплекс (ССБК), включающий в себя селен в органической форме (селексен) и аскорбиновую кислоту, поскольку: 1) доказано
наличие синергизма селена и аскорбиновой кислоты; 2) аскорбиновая кислота
способна выводить избыток селена из организма; 3) селен входит в состав селенопептида, участвующего в сборке хвоста сперматозоидов; 4) селен является
структурным элементом селенсодержащей глутатионпероксидазы (ГПО).
Результаты показали, что предлагаемый ССБК способствует снижению
исходного уровня МДА в ткани семенников, что указывает на проявление указанным биокомплексом АО-свойств. Введение ССБК способствовало общему
32
улучшению морфофункционального состояния ткани семенников: увеличивалась ширина сперматогенного эпителия, возрастала площадь средних клеток
Лейдига, а также их количество. Предварительное введение ССБК способствовало заметному снижению токсических эффектов, вызываемых газом, что соотносилось с изменением интенсивности процессов СРО. Высота сперматогенного эпителия была значительно выше, по сравнению с таковой в группе животных, подвергавшихся многократному воздействию СВСГ АГКМ (рис. 4).
а) СВСГ АГКМ
б) ССБК + СВСГ
Рис. 4. Корректирующие эффекты ССБК в условиях многократного воздействия газом.
Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение 200×
ССБК способствовал заметному улучшению состояния тестикулярного
сперматогенеза. Имел место прирост общего количества сперматогенных клеток, отмечался некоторый прирост исходных клеток сперматогенеза – сперматогоний. Кроме того, отмечалось отчѐтливое изменение соотношения сперматогенных клеток на этапе превращения сперматид в сперматозоиды, что указывает на участие селена и аскорбиновой кислоты в регуляции сперматогенеза на
конечных стадиях сперматогенного цикла. Вместе с тем, очевидна роль аскорбиновой кислоты как антиоксиданта в регулировании уровня стволовых клеток
сперматогенеза – сперматогоний типа А0. Многократное воздействие газом на
фоне вводимого ССБК вызвало менее выраженные нарушения сперматогенеза,
по сравнению с группой животных, подвергавшихся воздействию только СВСГ
АГКМ. Общее количество сперматогенных клеток возрастало в 3 раза, по сравнению с таковым в группе животных, подвергавшихся воздействию газом (P <
0,001). ССБК способствовал восстановлению пула незрелых половых клеток в
условиях разрушительного действия СВСГ АГКМ. Доля сперматогоний и
сперматоцитов возрастала сравнительно с таковой при воздействии газом. Наблюдалось некоторое восстановление соотношения сперматогенных клеток на
стадии превращения сперматид в сперматозоиды, хотя количество спермато-
33
зоидов (абсолютное и относительное) оставалось несколько сниженным по отношению к контрольным показателям (табл. 16).
Таблица 16
Состояние сперматогенеза у крыс в условиях воздействия
СВСГ АГКМ, селенсодержащего биокомплекса и их сочетания
Тестикулярные
показатели
сперматогенеза
Общее кол-во
сперматогенных
клеток, млн
Контроль
(n = 10)
ССБК
(n = 10)
СВСГ АГКМ
(n = 10)
ССБК + СВСГ
(n = 10)
5236 ± 360,0
6055 ± 303,2
***
720 ± 38,1
*** ○○○
2250 ± 116,5
Сперматогонии, %
22,5 ± 1,52
24,2 ± 1,16
Сперматоциты, %
20,7 ± 1,67
21,1 ± 1,09
Сперматиды, %
21,6 ± 1,76
*
17,3 ± 0,87
Сперматозоиды, %
35,2 ± 2,66
37,4 ± 1,62
***
14,3 ± 0,81
**
28,6 ± 1,88
***
35,7 ± 2,59
***
21,4 ± 1,80
** ○
17,6 ± 1,02
***
34,2 ± 2,46
○○○
20,3 ± 1,60
* ○○
27,9 ± 1,41
* P < 0,05; ** P < 0,01; *** P < 0,001 – в сравнении с контролем; ○○ P < 0,01; ○○○ P < 0,001 –
в сравнении с группой животных, подвергнутых воздействию СВСГ АГКМ
ССБК в условиях воздействия газом способствовал улучшению морфокинетических характеристик эпидидимальных сперматозоидов: общее количество сперматозоидов достоверно не отличалось от контрольных значений, процентное содержание дефективных и подвижных сперматозоидов занимало промежуточное положение между таковым в группе животных, подвергавшихся
воздействию газом и контрольными показателями, сокращалось количество
мертвых клеток. Таким образом, отмечалось некоторое улучшение морфокинетических показателей (табл. 17).
Таблица 17
Состояние эпидидимальных сперматозоидов у крыс под действием
СВСГ АГКМ, селенсодержащего биокомплекса и их сочетания
Показатели
эпидидимальных
сперматозоидов
Общее кол-во, млн
Контроль
(n = 10)
ССБК
(n = 10)
СВСГ АГКМ
(n = 10)
ССБК + СВСГ
(n = 10)
50,0 ± 6,51
54,3 ± 6,0
*** 28,4 ± 2,44
○○ 41,0 ± 4,51
Дефективные, %
20,2 ± 2,22
*** 13,1 ± 0,62
*** 44,4 ± 3,83
○○ 32,0 ± 2,52
Подвижные, %
81,0 ± 6,2
88,0 ± 6,11
*** 0,4 ± 0,12
○○○54,5 ± 4,22
Мѐртвые, %
4,8 ± 0,82
4,7 ± 0,72
*** 55,2 ± 4,11
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 16
45,4 ± 3,31
Известно, что в хвосте сперматозоидов крыс содержится селенопептид,
который имеет важное структурное значение при сборке хвоста сперматозои-
34
дов (Полунин А.И. с соавт., 2002; Ушакова М.В., 2002; Calvin H.I., 1978). В условиях хронического воздействия СВСГ селен, очевидно, частично замещается
серой, имеющей сходство с селеном, что, в конечном счете, отрицательно сказывается на функциональном состоянии половых клеток. Соответственно, у
животных, получавших на фоне воздействия газом органический селен, последний успешно конкурировал с серой за место в селенопептиде, и вследствие
этого значительно сокращалось относительное содержание дефективных сперматозоидов и улучшались двигательные характеристики эпидидимальных
сперматозоидов. Селен, таким образом, участвует в строительстве половых
клеток, являясь необходимым фактором биосинтеза и выполняя структурообразующую роль. Таким образом, коррекция сперматогенеза достигается двумя
путями: 1) за счет снижения динамики процессов СРО в ткани семенников; 2)
за счет внедрения атомов селена в структуру пептидов, участвующих в сборке
хвостовой части сперматозоидов.
Коррекция регуляторных влияний гипоталамо-гипофизарного комплекса в
условиях воздействия СВСГ АГКМ. Под влиянием селенсодержащего биокомплекса (ССБК) уровень тестостерона имел тенденцию к увеличению относительно контроля с 2,829 до 3,009 нг/мл, что указывает на проявление данным
биокомплексом антиоксидантных свойств. Вместе с тем, под влиянием указанного биокомплекса уровень лютеинизирующего гормона (ЛГ) повышался в 1,8
раз (P < 0,001). Следует отметить высокую положительную коррелятивную
связь между повышением уровня ЛГ и тестостерона под действием ССБК (r =
+0,848), что говорит о модулирующем эффекте ССБК на эндокринную функцию гипофизарно-семенникового комплекса. Воздействие сероводородсодержащим газом АГКМ на фоне предварительно вводимого ССБК вызывало снижение половых гормонов (тестостерона и ЛГ) в меньшей степени, чем в случае
воздействия только газом. Более того, уровень тестостерона в группе животных, подвергавшихся воздействию газом на фоне предварительно вводимого
биокомплекса, оказался на 26 % выше (P < 0,01) относительно такового в группе животных, подверженных только воздействию СВСГ (табл. 18).
Таблица 18
Изменение уровней тестостерона и ЛГ в плазме крови самцов крыс
в условиях воздействия СВСГ АГКМ, селенсодержащего биокомплекса и их сочетания
Группы животных
Контроль
ССБК
СВСГ АГКМ
ССБК + СВСГ
n
Тестостерон, нг/мл
ЛГ, мМЕ/мл
r
Pr <
6
6
6
6
2,829 ± 0,0731
3,009 ± 0,1484
*** 1,769 ± 0,0814
*** 2,236 ± 0,0878 ○○
0,425 ± 0,0538
*** 0,762 ± 0,0341
0,370 ± 0,0152
0,394 ± 0,0141
+0,935
+0,848
+0,808
+0,784
0,05
0,05
0,05
0,05
Условные обозначения аналогичны таковым в табл. 17
35
Предварительное введение ССБК спосбствовало снижению исходного
уровня МДА и кинетических показателей ПОЛ в гипоталамической ткани в условиях воздействия СВСГ по сравнению с таковыми показателями в группе
животных, подвергавшихся воздействию только газом, что свидетельствует об
улучшении функционального состояния гипоталамуса под влиянием данного
биокомплекса.
Таким образом, селенсодержащий биокомплекс является эффективным
биокорректором морфофункциональных нарушений половых клеток в условиях
усиления динамики СРО в тестикулярной ткани. Аскорбиновая кислота, будучи
водорастворимым антиоксидантом, проявляет эффективно свои АО-свойства в
ткани семенников, которая в меньшей степени, чем нервная ткань, способна аккумулировать такие жирорастворимые вещества, как витамин E.
Коррекция сперматогенеза в условиях воздействия микроволнового
излучения. Предварительное введение биокомплекса способствовало заметному снижению деструктивных эффектов, вызываемых длительным воздействием
низкоинтенсивного МВИ. Высота сперматогенного эпителия оказалась заметно
больше в условиях сочетанного воздействия МВИ и ССБК, по сравнению с таковой в группе животных, получавших только биокомплекс. Воздействие МВИ
на фоне вводимого биокомплекса вызывало значительное увеличение относительной массы семенников относительно контроля. Очевидно, данный вид коррекции способствует пролонгированию пролиферативного эффекта низкоинтенсивного МВИ, оказывающего на начальных этапах благотворное действие
на сперматогенез (рис. 5).
а) МВИ
б) ССБК + МВИ
Рис. 5. Корректирующие эффекты ССБК в условиях воздействия микроволнового излучения.
Окраска гематоксилин-эозином. Увеличение 200×
Воздействие МВИ на фоне вводимого ССБК вызывало улучшение сперматогенеза на стадии превращения сперматид в сперматозоиды, по сравнению с
36
группой животных подвергавшихся воздействию только излучения. Кроме того, в этих условиях наблюдался значительный прирост исходных клеток сперматогенного цикла – сперматогоний, в сравнении с контрольными показателями. Более того, абсолютное количество сперматозоидов у животных, подвергавшихся воздействию низкоинтенсивного МВИ и получавших с пищей ССБК,
оказалось даже выше контрольных значений. ССБК в сочетании с микроволновым излучением ММ-диапазона способствует нормализации сперматогенеза на
начальных и конечных этапах сперматогенного цикла (табл. 19).
Таблица 19
Состояние тестикулярного сперматогенеза у крыс под действием
микроволнового излучения, селенсодержащего биокомплекса и их сочетания
Тестикулярные
показатели
сперматогенеза
Общее кол-во сперматогенных клеток, млн
Сперматогонии, %
Сперматоциты, %
Контроль
(n = 10)
ССБК
(n = 10)
МВИ
(n = 10)
ССБК + МВИ
(n = 10)
5236 ± 270,0
6055 ± 303,2
22,5 ± 1,52
20,7 ± 1,67
24,2 ± 1,16
21,1 ± 1,09
*
17,3 ± 0,87
37,4 ± 1,62
*
4353 ± 154,0
26,1 ± 1,22
** 27,2 ± 1,43
○○○
5695 ± 304,0
* 27,0 ± 1,35
○ 22,5 ± 1,09
** ○○○
14,8 ± 0,72
○○○35,7 ± 1,77
Сперматиды, %
21,6 ± 1,76
Сперматозоиды, %
35,2 ± 2,66
20,8 ± 1,11
** 25,9 ± 1,74
* P < 0,05; ** P < 0,01 – в сравнении с контролем; ○ P < 0,05; ○○○ P < 0,001 – в сравнении с
группой животных, водвергавшихся воздействию МВИ
Гонадотоксическое действие МВИ практически полностью снималось на
фоне потребляемого ССБК: общее количество эпидидимальных сперматозоидов имело тенденцию к увеличению, количество дефективных форм достоверно
не отличалось от контрольных значений. Запатентованный способ оценки эффективности коррекции сперматогенеза в условиях воздействия МВИ (Логинов
П.В., Николаев А.А. Способ оценки эффективности коррекции сперматогенеза
у животных в условиях воздействия микроволнового излучения: пат. 2552924
Рос. Федерация. № 2014119347/15; заявл. 13.05.2014; опубл. 10.06.2015. Бюл. №
16) позволил сделать вывод об эффективной коррекции сперматогенеза с помощью вводимого в рацион животных селенсодержащего биокомплекса.
***
Проведенное исследование позволяет прийти к следующему заключению.
Раскрытие двойного механизма регуляции репродуктивной системы при стрессогенных воздействиях позволяет выявить вклад центрального и периферического звеньев в развитие функциональных нарушений в зависимости от направленности повреждающего фактора. При иммобилизационном (эмоцио-
37
нальном) стрессе ведущая роль принадлежит регуляторному звену репродуктивной системы. При воздействии низкоинтенсивного электромагнитного
(микроволнового) излучения решающее значение имеют процессы, происходящие на уровне гонад, вызывающие изменение устойчивости мембран сперматозоидов. При воздействии токсикантов и в условиях метаболического дефицита
(пищевой стресс) оба механизма вносят вклад в развитие нарушений репродуктивной системы, поскольку действие этих стресс-факторов генерализованное.
Участие двух механизмов в развитии функциональных нарушений гонад при
различных стрессогенных воздействиях и соответствующие пути коррекции
можно представить в виде следующей схемы.
На основе выявленных закономерностей о разной степени участия центрального и периферического звеньев в развитии нарушений репродуктивной
функции разработаны пути коррекции сперматогенеза. При этом учитывались
экспериментальные данные и данные изучения липидного состава мозговой и
тестикулярной тканей для оценки их способности к накоплению жиро- и водорастворимых АО. Алгоритм коррекции состоит в следующем.
1. Поскольку гипоталамо-гипофизарный комплекс обладает более высокой
способностью к накоплению жирорастворимых АО, чем семенники, αтокоферол в физиологических концентрациях будет проявлять эффективную
коррекцию. Это означает, что использование α-токофоерола в качестве корректора репродуктивной функции будет наиболее эффективным в условиях, когда
регуляторное звено вносит значительный вклад в развитие еѐ нарушений.
38
2. В условиях, когда стрессирующий фактор оказывает своѐ негативное воздействие непосредственно на структурные элементы гонад (электромагнитное
излучение), эффективную коррекцию проявляют водорастворимые АО, обогащѐнные структурообразующими компонентами половых клеток (селен, цинк),
постоянный приток которых обеспечит максимальную защиту сперматозоидов
в условиях длительного стрессогенного воздействия.
3. В условиях, когда стресс-фактор оказывает генерализованное действие на
все компоненты гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси, наиболее эффективным приѐмом коррекции будет сочетанное использование водо- и жирорастворимых АО-соединений, которые обеспечат максимальную защиту всего репродуктивного аппарата в условиях стресса.
ВЫВОДЫ
1. В условиях воздействия изученных стресс-факторов возрастает уровень
СРО в тканях семенников и медиобазального гипоталамуса, особенно под
влиянием сероводородсодержащего газа АГКМ и в условиях иммобилизационного стресса.
2. Под действием сероводородсодержащего газа, пищевого и иммобилизационного стрессов уровни тестостерона, ЛГ и ФСГ снижаются, особенно в условиях пищевого стресса. Уровень пролактина достоверно повышается при
воздействии сероводородсодержащего газа и при иммобилизации. Микроволновое излучение незначительно влияет на тестостеронпродуцирующую активность семенников и гонадотропную функцию гипофиза.
3. Наиболее выраженный вклад гипоталамо-гипофизарного комплекса в
развитие функциональных нарушений гонад наблюдается в условиях иммобилизационного стресса, на что указывает повышение уровня МДА в гипоталамической ткани более чем в 2 раза относительно контроля (P < 0,001).
4. Ведущими нарушениями морфофункционального состояния семенников
под влиянием СВСГ АГКМ являются некроз сперматогенного эпителия, слущивание половых клеток в просвет канальцев, пикноз и лизис интерстициальных эндокриноцитов на фоне компенсаторного разрастания интерстициальной
ткани. При пищевом стрессе наблюдаются множественные разрывы базальной
мембраны, запустевание семенных канальцев, инволюция интерстициальной
ткани. Иммобилизационный стресс и микроволновое излучение вызывают дезорганизацию сперматогенного эпителия, либо неравномерность его высоты.
5. Под влиянием указанных стресс-факторов наблюдается сокращение общего количества сперматогенных клеток и эпидидимальных сперматозоидов,
особенно в условиях воздействия сероводородсодержащим газом АГКМ и пищевого стресса. Пищевой стресс и иммобилизация не проявили специфичности
в отношении морфокинетических показателей эпидидимальных сперматозои-
39
дов. Под влиянием микроволнового излучения значительно возрастает количество дефективных сперматозоидов на фоне сокращения подвижных форм.
6. Между уровнем МДА в спермоплазме и показателями спермограммы установлена чѐткая зависимость: чем выше уровень МДА в спермоплазме, тем
ниже концентрация сперматозоидов, их подвижность и жизнеспособность на
фоне прироста относительного количества патологических форм. Снижение
уровня тестостерона и усиленная липопероксидация в эякуляте – основные
причины угнетения тестикулярного сперматогенеза и ухудшения морфокинетических показателей сперматозоидов.
7. Витамин E (α-токоферол) наиболее эффективно проявляет протекторные
свойства в пределах гипоталамо-гипофизарного комплекса, обладающего высокой способностью к накоплению жирорастворимых соединений. Селенсодержащий биокомплекс, включающий в себя аскорбиновую кислоту и селексен,
проявляет эффективно свои корректирующие свойства в отношении сперматозоидов, обеспечивая их надѐжную антиоксидантную защиту и выполняя структурообразующую роль на этапе спермиогенеза.
8. Угнетение мужской репродуктивной функции при стрессе происходит
при участии двух механизмов:
 за счѐт изменения устойчивости мембран сперматозоидов при воздействии повреждающих факторов непосредственно на половые клетки;
 за счѐт угнетающего регуляторного влияния на гонады со стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса.
9. При иммобилизационном стрессе преимущественный вклад в развитие
нарушений репродуктивной функции вносит регуляторное звено. Низкоинтенсивное МВИ оказывает повреждающее воздействие непосредственно на сперматозоиды, вызывая изменение устойчивости их мембран. В условиях метаболических сдвигов, вызываемых природными поллютантами или дефицитом
нутриентов, нарушения репродуктивной функции обусловливаются токсическими эффектами свободных радикалов на уровне гонад и угнетающими регуляторными влияниями со стороны гипоталамо-гипофизарного комплекса.
10.В условиях существенного вклада гипоталамо-гипофизарного комплекса
в развитие функциональных нарушений гонад, эффективную коррекцию проявляет α-токоферол. В условиях, когда стрессирующий фактор оказывает своѐ негативное воздействие непосредственно на сперматозоиды, эффективную коррекцию проявляют водорастворимый селенсодержащий биокомплекс. В условиях, когда стресс-фактор оказывает генерализованное действие на все компоненты гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси, наиболее эффективным приѐмом
коррекции будет сочетанное использование водо- и жирорастворимых АО.
40
1.
2.
3.
4.
Практические рекомендации
Необходимо учитывать природу стресс-фактора для выбора соответствующего способа коррекции.
Витамины Е и С, а также селенсодержащие препараты можно применять для
профилактики развития нарушений мужской репродуктивной функции, в условиях воздействия неблагоприятных факторов среды и труда.
При профилактических осмотрах работников, имеющих контакт с неблагоприятными факторами среды, необходимо учитывать возможное гонадотоксическое действие этих факторов, вызывающих нарушения репродуктивной
функции.
Оценка физического развития мужчин позволит определить конституционные особенности конкретного мужчины, а также прогнозировать возможные
эндокринные сдвиги, имеющие негативные последствия для репродуктивной
функции.
Внедрение результатов работы в практику
Результаты исследования используются в научных исследованиях и практической работе:
 кафедры химии, нормальной и патологической физиологии ГБОУ ВПО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России;
 ФГБУ НИИ по изучению лепры Минздрава России;
 ГБУЗ АО «Центр охраны здоровья семьи и репродукции» г. Астрахани;
 ЧУЗ «Медико-санитарная часть» г. Астрахани.
Результаты проведѐнного исследования используются в качестве учебного материала для студентов, интернов и ординаторов Астраханского госмедуниверситета.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
В рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1. Логинов П. В. Влияние сероводородсодержащего газа Астраханского газового месторождения на биохимические показатели функционального состояния семенников белых
крыс П. В. Логинов, А.А. Николаев // Астраханский медицинский журнал. – 2011. – Т. 6, №
2. – С. 76–81.
2. Логинов П. В. Иммунохимический анализ протеогликанов семенников крыс / А. А.
Николаев, Р. В. Ветошкин, П. В. Логинов // Фундаментальные исследования. – 2011. - № 11
(часть 1). – С. 178–180.
3. Логинов П. В. Изменения протеогликанов и гликозаминогликанов семенников крыс
при экспериментальной хронической интоксикации серосодержащим газом / Р. В. Ветошкин,
А. А. Николаев, П. В. Логинов // Проблемы репродукции. – 2012. – Т. 18, № 2. – С. 15–17.
4. Логинов П. В. Изменения протеогликанов семенников крыс в условиях экспериментальной хронической интоксикации серосодержащим газом / А. А. Николаев, Р. В. Ветош-
41
кин, П. В. Логинов // Астраханский медицинский журнал. – Астрахань: Изд-во «ГБОУ ВПО
АГМА», 2012. – Т. 7, № 2. – С. 75–79.
5. Логинов П. В. Эффекты воздействия Астраханского природного газа на морфофункциональное состояние семенников крыс линии Wistar / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Астраханский медицинский журнал. – 2013. – Т. 8, № 2. – С. 59–64.
6. Логинов П. В. Биохимические маркеры окислительного стресса в системе гипоталамус-гипофиз-семенники / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Астраханский медицинский журнал. – 2013. – Т. 8, № 3. – С. 62–68.
7. Логинов П. В. Участие свободных радикалов в функции сперматозоидов (обзорная
статья) / А. А. Николаев, П. В. Логинов, Р. В. Ветошкин // Астраханский медицинский журнал. – 2014. – Т. 9, № 1. – С. 23–29.
8. Логинов П. В. Сравнительный анализ воздействия микроволнового излучения и сероводородсодержащего газа на состояние репродуктивной системы / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10 (часть 14). – С. 3106–3110.
9. Логинов П. В. Состояние репродуктивной функции самцов белых крыс в условиях недостатка питательных веществ / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Фундаментальные исследования. – 2014. - № 1. – С. 67–70.
10. Логинов П. В. Морфофункциональное состояние репродуктивной системы самцов белых крыс в условиях пищевого стресса / П. В. Логинов, Д. Л. Теплый, А. А. Николаев // Естественные науки. – 2014. - № 1(46). – С. 60–67.
11. Логинов П. В. Функциональное состояние репродуктивного аппарата самцов крыс линии Wistar в условиях пищевого стресса / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Проблемы репродукции. – 2015. – Т. 21, № 2. – С. 18–22.
12. Логинов П. В. Функциональное состояние репродуктивного аппарата самцов белых
крыс в условиях иммобилизационного стресса / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Фундаментальные исследования. – 2014. - № 9 (Часть 10). – С. 2213–2217.
13. Логинов П. В. Morphofunctional state of reproductive system in male rats under conditions
of immobilization stress / П. В. Логинов, Д. Л. Теплый // Естественные науки. – 2014. - №
4(49). – С. 47–54.
14. Логинов П. В. Морфофункциональное состояние репродуктивной системы самцов белых крыс в условиях воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения / П. В.
Логинов, А. А. Николаев // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6;
URL: http://www.science-education.ru/120-16903 (дата обращения: 16.01.2015).
15. Логинов П. В. Коррекция сперматогенеза на модели экспериментальных животных в
условиях хронической интоксикации сероводородсодержащим природным газом / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Фундаментальные исследования. – 2015. - № 2 (часть 5). – С. 965–
970.
16. Логинов П. В. Коррекция сперматогенеза в условиях воздействия микроволнового излучения КВЧ-диапазона / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Фундаментальные исследования.
– 2015. - № 2 (часть 14). – С. 3085–3090.
17. Логинов П. В. Репродуктивная функция мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных факторов / П. В. Логинов // Фундаментальные исследования. – 2015. - № 2 (часть
27). – С. 6043–6049.
18. Логинов П. В. Показатели сперматогенеза мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных условий среды / А. А. Николаев, П. В. Логинов // Урология. – 2015. - № 5. – С.
60–64.
19. Логинов П. В. Состояние сперматогенеза мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных факторов среды / А. А. Николаев, П. В. Логинов // Проблемы репродукции. –
2015. – Т. 21, № 5. – С. 96–101. doi: 10.17116/repro201521596-101.
20. Логинов П. В. Эндокринные изменения у мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных факторов / П. В. Логинов, А. А. Николаев, Д. Л. Теплый // Естественные науки. –
2015. - № 4(53). – С.83–89.
42
Патенты:
21. Логинов П. В. Пат. 2480221 Рос. Федерация, МПК A61K33/04, A61K31/375, A61P15/08
Способ коррекции сперматогенеза у животных в условиях хронической интоксикации природным газом / П. В. Логинов, А. А. Николаев, Р. В. Ветошкин; заявитель и патентообладатель ГБОУ ВПО АГМА Минздравсоцразвития России. – № 2012107565/15; заявл. 28.02.2012;
опубл. 27.04.2013. Бюл. № 12.
22. Логинов П. В. Пат. 2506888 Рос. Федерация, МПК A61B5/00 Способ оценки физического развития мужчин / П. В. Логинов, А. А. Николаев; заявитель и патентообладатель
ГБОУ ВПО АГМА Минздрава России. - № 2012157491/14; заявл. 26.12.2012; опубл.
20.02.2014. Бюл. № 5.
23. Логинов П. В. Пат. 2552924 Рос. Федерация, МПК G01N33/483 Способ оценки эффективности коррекции сперматогенеза у животных в условиях воздействия микроволнового
излучения / П. В. Логинов, А. А. Николаев; патентообладатель ГБОУ ВПО АГМА Минздрава России. - № 2014119347/15; заявл. 13.05.2014; опубл. 10.06.2015. Бюл. № 16.
Статьи и тезисы в других изданиях
24. Логинов П. В. Влияние Астраханского природного газа на функциональное состояние
гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы самцов белых крыс / П. В. Логинов, Д. Л. Теплый // Научные труды I съезда физиологов СНГ «Физиология и здоровье человека», Сочи,
Дагомыс, 19-23 сентября 2005 г. / Под ред. Р. И. Сепиашвили. – М. : Медицина-Здоровье,
2005. Т. 2. – С. 262.
25. Логинов П. В. Дозозависимый эффект воздействия α-токоферола на функциональное
состояние гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси самцов белых крыс в условиях развития
окислительного стресса, индуцированного природными токсикантами / Д. Л. Теплый, А. Г.
Глинина, П. В. Логинов, Н. Н. Тризно // Мат-лы Междунар. науч. конф., посвящѐнной 75-летию профессора Д.Л. Тѐплого «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», Астрахань, 1-3 ноября 2006 г. – Астрахань : Издательский дом «Астраханский университет», 2006.
– С. 97–102.
26. Логинов П. В. Молекулярно-физиологические аспекты токсического воздействия Астраханского природного газа на мужскую репродуктивную систему / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Астраханский медицинский журнал. – 2009. – Т. 4, № 1. – С. 7–15.
27. Логинов П. В. Угнетение стероидо- и сперматогенеза под действием разных доз сероводородсодержащего природного газа / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 12. – С. 60–61.
28. Логинов П. В. Состояние стероидо- и сперматогенеза в условиях воздействия микроволнового излучения низкой интенсивности и сероводородсодержащего природного газа / П.
В. Логинов, А. А. Николаев // Российский иммунологический журнал. – 2010. – Т. 4(13), № 4.
– С. 398.
29. Логинов П. В. Угнетение стероидо- и сперматогенеза под действием микроволнового
излучения низкой интенсивности / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Успехи современного
естествознания. – 2011. – № 3. – С. 45.
30. Логинов П. В. Комбинированная коррекция сперматогенеза / П. В. Логинов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 10 (Часть 2). –
С. 259–260.
31. Логинов П. В. Усиление корректирующих свойств селена в регулировании репродуктивных процессов / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Международный журнал прикладных и
фундаментальных исследований. – 2013. – № 10 (Часть 2). – С. 305.
32. Логинов П. В. Корректирующие эффекты селенсодержащих препаратов / П. В. Логинов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – №
10 (Часть 2). – С. 305–306.
33. Логинов П. В. Влияние микроволнового излучения миллиметрового диапазона на
функциональное состояние семенников крыс / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Труды Аст-
43
раханской государственной медицинской академии. – Том 43 (XLIII). – Астрахань : Изд-во
«ГБОУ ВПО АГМА», 2013. – С. 79–82.
34. Логинов П. В. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на процессы
липопероксидации в системе гипоталамус-семенники / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Труды Астраханской государственной медицинской академии. – Том 43 (XLIII). – Астрахань :
Изд-во «ГБОУ ВПО АГМА», 2013. – С. 82–83.
35. Логинов П. В. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на показатели сперматогенеза белых крыс / А. А. Николаев, П. В. Логинов // Труды Астраханской гос.
медицинской академии. – Том 43 (XLIII). – Астрахань : Изд-во «ГБОУ ВПО АГМА», 2013. –
С. 84–85.
36. Логинов П. В. Функциональное состояние репродуктивной системы самцов крыс в условиях пищевого стресса / П. В. Логинов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 1. – С. 39–40.
37. Логинов П. В. Влияние недостатка питательных веществ на морфологические показатели семенников крыс линии Wistar / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Современный научный вестник. – Днепропетровск, Белгород : ООО «Руснаучкнига», 2014. – № 11(207). – С.
11–17.
38. Логинов П. В. Влияние иммобилизационного стресса на уровень липопероксидации в
тестикулярной ткани крыс линии Wistar / П. В. Логинов // Мат-лы Междунар. конф. «Методология современной науки», Донецк, 18 апреля 2014 г. – Часть 2. – Донецк : Научноинформационный центр «Знание», 2014. – С. 10.
39. Логинов П. В. Состояние репродуктивной системы самцов крыс в условиях пищевого
стресса / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Аллергология и иммунология. – 2014. – Т. 15, № 1.
– С. 60.
40. Логинов П. В. Эффекты микроволнового излучения крайне высоких частот на состояние сперматогенных клеток самцов белых крыс / П. В. Логинов, А. А. Николаев // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 5 (Часть 2). – С. 141–142.
41. Логинов П. В. Механизм гонадотоксического действия микроволнового излучения
крайне высоких частот / П. В. Логинов // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – №
6. – С. 48.
42. Логинов П. В. Изменение функционального состояния семенников крыс в условиях
пищевого стресса по уровню половых гормонов / П. В. Логинов, П. А. Иванов // Международный журнал экспериментального образования. – 2014. – № 8 (часть 3). – С. 86–87.
43. Логинов П. В. Изменение функционального состояния семенников белых крыс в условиях иммобилизационного стресса по уровню половых гормонов / П. В. Логинов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 10 (Часть 1). –
С. 148–149.
44. Логинов П. В. Влияние иммобилизационного стресса на функциональное состояние
семенников белых крыс / П. В. Логинов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 10 (Часть 1). – С. 149–150.
45. Логинов П. В. Состояние стероидогенеза самцов экспериментальных животных в условиях воздействия низкоинтенсивного электромагнитного излучения / П. В. Логинов, А. А.
Николаев, В. С. Зацепин // Международный журнал экспериментального образования. –
2015. – № 2 (Часть 1). – С. 93–94.
46. Логинов П. В. Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на морфофункциональное состояние семенников белых крыс / П. В. Логинов // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 2 (Часть 2). – С. 171.
47. Логинов П. В. Репродуктивная система экспериментальных животных в условиях дефицита питательных веществ / П. В. Логинов // Рациональное питание, пищевые добавки и
биостимуляторы. – 2015. – № 1. – С. 89–91.
48. Логинов П. В. Уровень липопероксидации и оплодотворяющая способность эякулята
мужчин, работающих в неблагоприятных условиях труда / П. В. Логинов, А. А. Николаев //
44
Мат-лы 13-го Российского научно-образовательного форума «Мужское здоровье и долголетие», Москва, 24-25 февраля 2015 г. – М. : ВК «РИМИЭКСПО», 2015. – С. 35.
49. Логинов П. В. Коррекция сперматогенеза у крыс в условиях воздействия низкоинтенсивного микроволнового излучения / П. В. Логинов // Мат-лы Междунар. научно-практ.
конф. «Инновационные направления в научной и образовательной деятельности», Смоленск,
30 ноября 2015 г. – Ч. 1. – Смоленск : ООО «НОВАЛЕНСО», 2015. – С.25–27.
50. Loginov P. V. The effect of vitamin E (α-tocopherol) on functional condition of hypothalamic-pituitary-testicular complex in Wistar male rats / P. V. Loginov // Современные наукоѐмкие
технологии. – 2005. – № 7. – С. 50–51.
51. Loginov P. V. Influence of Microwave Radiation of Low Intensity on Reproductive Function
of Male Rats / M. G. Kuznetsova, A. A. Nikolayev, P. V. Loginov // Мат-лы Междунар. научнопракт. семинара «Новые технологии в медицине и экспериментальной биологии», ПаттайяБангкок, 26 февраля–08 марта 2007 г. – Новосибирск : Изд-во ООО «Ника», 2007. – С. 34–35.
52. Loginov P. V. Biochemical markers of oxidative stress in the system hypothalamuspituitary-testes / P. V. Loginov, A. A. Nikolaev // Science and Education : materials of the II international research and practice conference (Munich, December, 18-19, 2012). – Vol. II . – Munich,
Germany : Publishing office Vela Verlag Waldkraiburg, 2012. – P. 462–468.
Монографии и учебно-методические пособия
53. Логинов П. В. Стресс как фактор угнетения репродуктивной функции : монография /
П. В. Логинов, Д. Л. Теплый, А. А. Николаев. – Астрахань : Изд-во «ГБОУ ВПО АГМА»,
2012. – 140 с. ISBN 978-5-4424-0014-4.
54. Логинов П. В. Стресс и репродуктивная функция : монография / А. А. Николаев, П. В.
Логинов. – Saarbrücken, Deutschland (Германия) : LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013.
– 142 с. ISBN 978-3-659-46645-8.
55. Логинов П. В. Механизм угнетения и способы коррекции репродуктивной функции в
условиях стресса : монография / П. В. Логинов. – Астрахань : Изд-во «ГБОУ ВПО Астраханский ГМУ, 2015. – 227 с. ISBN 978-5-4424-0085-4.
56. Логинов П. В. Профилактика нарушений репродуктивной функции при стрессе : методическое пособие / П. В. Логинов, А. А. Николаев. – Астрахань : Изд-во «ГБОУ ВПО АГМА», 2014. – 56 с.
57. Логинов П. В. Селен в коррекции репродуктивной функции при стрессе : учебнометодическое пособие / П. В. Логинов, А. А. Николаев. – Астрахань : Изд-во «ГБОУ ВПО
Астраханский ГМУ», 2015. – 80 с. doi: 10.17513/np.120.
Список сокращений и обозначений
α-ТФ – α-токоферол; АГКМ – Астраханское газоконденсатное месторождение; АКМ – активизированные кислородные метаболиты; АФК – активные формы кислорода; АО – антиоксиданты; АОС – антиоксидантная система; АЯ – аркуатное (дугообразное) ядро гипоталамуса; ГнРГ – гонадотропин-рилизинг-гормон (гонадолиберин); ГП – глутатионпероксидаза;
КРГ – кортикотропин-рилизинг-гормон (кортиколиберин); ЛГ – лютеинизирующий гормон,
лютропин; ЛПВП – липопротеины высокой плотности; ЛПНП – липопротеины низкой
плотности; МВИ – микроволновое излучение; МДА – малоновый диальдегид; НА – норадреналин; ОВП – окислительно-восстановительный потенциал; ПГ – протеогликаны; ПГЭ –
перекисный гемолиз эритроцитов; ПОЛ – перекисное окисление липидов; ПРЭ – перекисная
резистентность эритроцитов; СВСГ – сероводородсодержащий газ; СРО – свободнорадикальное окисление; ССБК – селенсодержащий биокомплекс; СХЯ – супрахиазматическое
ядро гипоталамуса; ТРГ – тиреотропин-рилизинг-гормон (тиролиберин); ФСГ – фолликулостимулирующий гормон; ЭМИ – электромагнитное излучение
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
1 607 Кб
Теги
особенности, коррекции, функциональная, процессов, пути, воздействия, стрессогенных, репродуктивное
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа