III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Имеющиеся к настоящему времени обоснованные научные данные дают основание предположить значительный вклад вредных факторов окружающей среды в развитие нарушений функции репродуктивной системы человека. Приоритетным с точки зрения масштабности возможных отрицательных последствий следует признать химические и физические факторы. В частности, в производственных условиях ксенобиотики действуют на организм не изолировано, а, как правило, в сочетании с физическими факторами. К таким сочетаниям относится и одновременное действие химических соединений и пониженной температуры воздуха. Проблема действия факторов производственной среды на репродуктивную функцию мужчин является актуальной в связи с появлением многочисленных сведений о существенной роли токсических агентов в развитии мужской субфертильности и бесплодия, индукции мутаций в мужских половых клетках, которые могут передаваться последующим поколениям, обременяя генофонд популяции.

В связи с вышесказанным были проведены экспериментальные исследования целью которых являлось изучение особенностей токсического действия нитробензола [НБ], а также метилтретбутилового эфира [МТБЕ] на репродуктивную функцию лабораторных животных при их сочетанном действии с  пониженной температурой воздуха (+4⁰±2⁰С), т.е.в условиях моделирования холодового стресса.

Исследования выполнены на половозрелых белых крысах-самцах линии WAG в условиях подострого токсикологического эксперимента (в течение 30 дней с экспозицией по 4 часа в день). Также были проведены исследования восстановления показателей функционального состояния сперматозоидов в период последействия - через 30 дней после окончания затравочного периода.

Животные были разбиты на 6 групп по 6 особей в группе. Животные 1-й группы подвергались сочетанному воздействию НБ и пониженной температуры воздуха 4⁰±2⁰С. Животные 2-й группы подвергались сочетанному воздействию МТБЭ и пониженной температуры воздуха 4⁰±2⁰С. Животные 3-й группы  подвергались изолированному воздействию только пониженной температуры 4⁰±2⁰С, т.е. являлись контролем по отношению к животным 1-й и 2-й группы. Животные 4-й группы подвергались  воздействию НБ при температуре воздуха 25⁰±2⁰С (условия термонейтральной зоны). Животные 5-й группы подвергались  воздействию МТБЭ при температуре воздуха 25⁰±2⁰С. Животные 6-й группы служили контролем при температуре воздуха 25⁰±2⁰С.

Изучение особенностей гонадотоксического действия НБ, а также МТБЭ в условиях холодового стресса и температурного оптимума в условиях подострого токсикологического эксперимента проводились путем перорального введения НБ в желудок в дозе 1/10 ЛД₅₀, что составляло 70 мг/кг массы тела крыс. Животным 2-й и 5-й группы вводили в тех же условиях МТБЭ в дозе 1/10 ЛД₅₀, что составляло 50 мг/кг массы тела крыс.

В токсикологическом эксперименте исследовали следующие показатели: коэффициент массы семенников, общее количество сперматозоидов в семеннике, время подвижности сперматозоидов, мертвые и патологические формы сперматозоидов, осмотическая и кислотная резистентность и состояние окислительно-восстановительных процессов в сперматозоидах.

При макроскопическом исследовании семенников крыс, которые подвергались влиянию НБ как в условиях холодового стресса, так и в условиях температурного оптимума зарегистрированы существенные изменения, а именно: семенники значительно уменьшенного размера, имеют желтую окраску разной степени интенсивности, на поверхности прослеживается значительная инъекция сосудов, сосудистый рисунок резко выражен. Проявления гонадотоксического действия НБ в условиях холодового стресса и температурного комфорта имеют аналогичный характер, но степень выраженности изменений, в зависимости от температурных условий, имеет определенные отличия. Коэффициенты массы семенников при действии НБ в сочетании с пониженной температурой были в 3,2 раза меньше контрольных величин, тогда как действие НБ в условиях темепартурного комфорта приводило к уменьшению этого показателя в 1,8 раза в сравнении с контролем. При исследовании функционального состояния сперматозоидов опытной группы животных, которые подвергались действию НБ в условиях холодового стресса установлено уменьшение их общего количества  в семеннике в 3,3 раза, при этом количество мертвых форм составляло 85,47 %, в сравнении с контрольной группой. У животных, которые подвергались действию НБ в условиях температурного комфорта наблюдалось уменьшение общего количества сперматозоидов в семеннике в 2,2 раза и количество мертвых форм составляло 64,2 %, в сравнении с контролем. Следует отметить, что у 2 из 6 животных, которые испытывали влияние НБ в сочетании с пониженной температурой наблюдалась 100 %  гибель сперматозоидов. Патологические формы в опытной группе животных, которые поддавались влиянию НБ в условиях холодового стресса составляли в среднем 87 % при наличии тотальной патологии у 4 из 6 животных (100 % патологических форм). Действие НБ в условиях температурного комфорта приводило к сдвигу этого показателя в пределах 43,8 %, в сравнении с контролем. Также у животных, которые подвергались действию НБ, как в условиях холодового стресса, так и в условиях температурнго комфорта зарегистрировано заметное уменьшение времени подвижности сперматозоидов: 9,8 и 51,5 минут, соответственно, по сравнению с животными, контрольных групп: 17,5 и 156,67 минут, соответственно. Привлекала внимание однотипность патологических форм сперматозоидов: их головки утолщены, в центре фиксировались разжижения, местами встречались сперматозоиды с редуцированными головками и без жгутиков.

В период последействия полного восстановления функционального состояния семенников в обеих опытных группах не наблюдалось, причем в зависимости от темепартурных условий они носят различный характер.

Относительно групп контроля, следует отметить, что все показатели, которые исследовались, в период последействия восстановились и не отличались от физиологических норм, принятых для крыс.

Что касается животных, которые подвергались влиянию НБ в сочетании с пониженной температурой, то наблюдалось значительное уменьшение общего количества сперматозоидов в семеннике, не только по сравнению с контролем (почти в 12 раз), но и по сравнению с аналогичным показателем сразу после 30 затравок (почти в 3,5 раза). У животных, которые подвергались действию НБ в условиях темепартурного комфорта этот показатель полностью восстанавливался и не отличался от величин контрольной группы. Существенно уменьшенным было время подвижности сперматозоидов, у животных, которые испытывали действие НБ в условиях холодового стресса, как в сравнении с контролем, так и с показателем сразу после 30 затравок (в 17,5 и 2,1 раза, соответственно). У животных опытной группы, которые подвергались действию НБ в условиях темепературного комфорта этот показатель частично восстанавливался, хотя достоверно отличался от контроля (в 2,2 раза). Принципиальным моментом в усилении проявлений гонадотоксического действия у животных, которые испытали действие НБ в сочетании с пониженной температурой, в период восстановлениявосстановления было последующее увеличение до 95,5 % мертвых форм, в связи с чем оказалось невозможным определение осмотической и кислотной резистентности сперматозоидов у животных опытной группы. У животных, которые испытали действие данного вещества в условиях темепературного комфорта этот показатель имел значение 46,6 % и был несколько меньше чем сразу после затравочного периода, хотя достоверно отличался от контроля (в 3,4 раза).

При макроскопическом исследовании семенников крыс, которые подвергались действию МТБЕ как в сочетании с пониженной температурой, так и в условиях температурного комфорта также обнаружены существенные изменения. Установлено, что гонады  нормального размера, имеют сероватый цвет, сосуды резко инъецированы, сосудистый рисунок значительно выражен, с явлениями цианоза.

При исследовании функционального состояния сперматозоидов было установлено, что действие МТБЕ в условиях холодового стресса не приводит к изменениям показателя общего количества сперматозоидов в семеннике, тогда как изолированное действие МТБЕ приводит к достоверному уменьшению общего количества сперматозоидов: 28,8 ± 4,66 в опыте, против 76,83 ± 6,09 в контроле. Количество мертвых форм сперматозоидов было выше у животных, которые подвергались действию МТБЕ в сочетании с пониженной температурой и достигало 38,4 %, при действии МТБЕ в условиях температурного комфорта этот показатель имел значение 29,8 %. Количество патологических форм сперматозоидов в обеих опытных группах составляло 13 %. Состояние окислительно-восстановительных процессов у животных, которые подвергались действию МТБЕ в условиях холодового стресса имел достоверно меньшее значение, как по отношению к контрольной группе, так и по отношению к значениям этого показатели в группе животных, которые подвергались действию МТБЕ в условиях температурного комфорта. Также в опытных группах крыс, которые  испытывали действие МТБЕ как в условиях температурного комфорта, так и при действии МТБЕ в сочетании с пониженной температурой отмечалось достоверное по отношению к контролю уменьшение времени подвижности сперматозоидов: 29,40 ± 4,93 с, и 11,17 ± 2,91 с, соответственно. Привлекала внимание однотипность патологических форм сперматозоидов с резко утолщенными жгутиками.

При исследование гонадотоксического действия МТБЕ в сочетании с пониженной температурой в период восстановления  установлено, что общее количество сперматозоидов в семеннике было в 1,6 раза меньше контрольных величин, уменьшенным в 2,2 раза было также и время подвижности сперматозоидов. Относительно показателя общего количества сперматозоидов у животных, которые испытывали действие МТБЕ в условиях температурного комфорта в период последействия этот показатель не отличался от контрольной группы, но время подвижности сперматозоидов было также уменьшенным в 2,9 раза по сравнению с контролем. Количество мертвых и патологических форм в опытной группе животных, которые подвергались действию МТБЕ в условиях холодового стресса составляло 48,0 % и 39,5 %, соответственно. У животных которые подвергались действию МТБЕ в условиях температурного комфорта достоверный сдвиг по отношению к контролю имел лишь показатель патологических форм сперматозоидов - 20,4 %, тогда как показатель мертвых форм сперматозоидов не имел достоверных отличий.

Анализ результатов экспериментальных исследований показателей функционального состояния сперматозоидов свидетельствует о том, что ведущей системой-мишенью при токсическом действии НБ, а также МТБЭ как в условиях холодового стресса так и в условиях температурного комфорта является репродуктивная система.

Показано, что действие НБ на организм крыс-самцов, которые находились в условиях холодового стресса проявлялось повышенной чувствительностью мужских гонад, а именно: снижение  общего количества сперматозоидов в семеннике, увеличение количества мертвых и патологических форм, уменьшение времени подвижности сперматозоидов, и утончение их жгутиков  при  однотипности патологических форм сперматозоидов на фоне значительных изменений морфоструктуры семенников. Принципиальным моментом в усилении проявлений гонадотоксического действия НБ в период восстановления было последующее увеличение мертвых форм, тогда как у животных контрольной группы все показатели, которые исследовались, в период последействия восстановились и не отличались от физиологичных норм.

Гонадотоксическое действие МТБЕ в условиях холодового стресса приводит к более грубым изменениям функционального состояния сперматозоидов. Это касается таких показателей, как резко сокращенное время движения сперматозоидов, наличие метрвых и патологических форм, практически отсутствие процессов восстановления функционального состояния гонад в период последействия.

Код для цитирования: Скопировать