Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гормонально-метаболические механизмы нарушения мужской репродуктивной функции при экспериментальной интоксикации диоксинсодержащим гербицидом 2,4-Да

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Гормонально-метаболические механизмы нарушения мужской репродуктивной функции при экспериментальной интоксикации диоксинсодержащим гербицидом 2,4-Да"

На правах рукописи

РГ6 од 2 7 ДЕК госз

ГАЛИМОВ Шамиль Нариманович

ГОРМОНАЛЬНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ НАРУШЕНИЯ МУЖСКОЙ РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ ДИОКСИНСО-ДЕРЖАЩИМ ГЕРБИЦИДОМ 2,4-ДА

03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

(^ёг-

Уфа-2000

Работа выполнена на кафедре биохимии Башкирского государственного медицинского университета

Научный консультант:

академик РЭА, чл.-корр. РАЕН, чл.-корр. АН РБ, доктор медицинских наук, профессор Ф.Х.Камилов

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ, академик АН РБ, доктор биологических наук, профессор В.А.Вахитов доктор медицинских наук, профессор В.П.Твердохлиб доктор медицинских наук В.А.Мышкпн

Ведущая организация:

Российский государственный медицинский университет

Защита диссертации состоится « 3» LítO.J^ 2000 г. ъ'_/0_ часов на заседании диссертационного совета Д 084.35.01 при Башкирском государственном медицинском университете по адресу: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского государственного медицинского университета.

Автореферат разослан «___»__2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор медицинских наук, профессор Х.М,Насыров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Проблема влияния агрессивных факторов внешней среды на мужскую репродуктивную функцию является весьма актуальной, поскольку гипоталамо-гипофизарио-тестикулярная система обладает высокой чувствительностью к различным токсическим воздействиям (Никитин А.И., 1998; Birnbaum L., 1994; Toppari J. et al., 1997).

В настоящее время особое внимание привлекает поступление и накопление в воде и пищевых продуктах полигалогенированных ароматических соединений (ПГАС), в том числе, гербицидов на основе 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (Майстренко В.И. с соавт., 1996; Scheehter A. et al., 1998). Даже после отказа от производства и применения фенокси-гербицвды и побочные продукты их синтеза и фотолиза, в частности, такие супертоксиканты, как полихлорзамещенные дибензо-л-диоксины (ПХДД), продолжают поступать в организм человека и животных еще в течение нескольких десятков лет(Румак B.C. с соавт., 1998; Wliitlock J., 1991). Это обусловлено длительностью и масштабами их применения, а также способностью накапливаться в окружающей среде.

Одним из характерных признаков интоксикации хлорорганическими соединениями является андрогенная недостаточность (Egeland G.. Sweeney M., 1994; Feeley M., 1995). Появились сообщения о распространении этого явления среди мужчин не только в экологически неблагополучных районах, но и в популяции в целом (Schumayer W., 1997).

Возрастание интереса к этой проблеме было стимулировано также многочисленными публикациями о снижении за последние полвека в развитых странах количественных и качественных показателей сперматозоидов у практически здоровых мужчин (Быков В.Л., 2000, Carlsen Е. et al., 1992; Comhaire F. et al., 1996; Glöckner D., 1998). Одну из главных причин этого большинство специалистов усматривает в растущем загрязнении окружающей среды веществами с эстрогенными (т.н. ксеноэстрогены), ангиандроген-

ньши и гонадотропньши свойствами, которые способны изменять баланс половых стероидов в организме и вызывать нарушения репродуктивной функции (Dibb S., 1995; Sinitli L„ 1996; Sohori Р., Suinpíer ]., 1998). Например, в образцах обыкновенной сажи обнаружена эстрогенная активность, сопоставимая с активностью сыворотки крови беременной женщины (Rehmaim К. et al., 1999). Сыворотка крови и эякулят мужчин, жителей Центральной Европы, также обладают повышенной эстрогенной и даже даоксиноподобной активностью (MachalaM. et al., 1999).

Диоксинсодержащие ПГАС относятся к основным гонадотоксическим соединениям. Гонадотропные свойства ПХДД проявляются при ежедневном поступлении в организм человека в ничтожных количествах, не превышающих нескольких десятков пг/кг массы тела (Ahlborg U., 1992), а мужская репродуктивная система в целом является специфической мишенью как для самих диоксинов, так и для феноксигербицидов (Каюмова А.Ф., 1996: Hanf V. et al., 1998). Примечательно, что гипотсстостеронемия у мужчин, контактирующих по роду деятельности с диоксинами, индуцирует смещение соотношения производимого ими потомства в сторону преобладания женского пола (James W., 1997), т.е. феминизирующее влияние диоксинов проявляется не только на организменном, но и на популяционгом уровне.

Ранним и высокочувствительным маркером восприимчивости к ПХДД, через который реализуется большинство их эффектов, считается индукция экспрессии гена арильного углеводородного рецептора (McGuire J., 1998; Dassi С. et al., 1999). Этот диоксигоависимый ген экспрессируется в различных отделах репродуктивного тракта у мужских особей, но не у женских (Ка-shani М. et al, 1998; Yonemoto J. et al., 1998).

Таким образом, в настоящее время накоплен большой объем информации о взаимодействии мужской репродуктивной системы и ПГАС. Однако молекулярные основы этих взаимоотношений остаются недостаточно изученными и не поддаются однозначной трактовке ввиду немногочисленности

и противоречивости данных. Практически отсутствуют сведения о биохимических механизмах повреждающего действия 2,4-Д на гипоталамо-гипофизарно-тсстикулярную ось, не освещены особенности метаболизма в семенниках и андрогенчувствительных тканях, процессов стероидо- и сперматогенеза, эндокринной и генеративной функции. Без детального анализа этих аспектов представляются невозможными разработка патогенетически обоснованных подходов к ранней диагностике, профилактике и прогнозированию возникновения нарушений мужской репродуктивной сферы, а также методов их коррекции в условиях неослабевающего техногенного воздействия на окружающую среду.

Цель исследования состояла в раскрытии молекулярных механизмов действия диоксинсодержащего гербицида 2,4-ДА на мужскую репродуктивную систему на разных уровнях ее организации и регуляции, разработке на этой основе принципов предупреждения и лекарственной коррекции выявленных нарушений.

Задачи исследования.

1. Определение содержания в крови важнейших гормонов, регулирующих мужскую репродуктивную функцию, при воздействии хлорфенок-сигербицидов в эксперименте на животных.

2. Выявление показателей андрогенного статуса у мужчин, жителей районов Уфы, отличающихся условиями внешней среды и степенью близости к источникам химического загрязнения.

3. Характеристика функциональных резервов гипоталамо-гипофизарной системы, аденогипофиза и семенников при воздействии хлорфеноксигербикидон в эксперименте.

4. Изучение влияния гербицида 2,4-ДА на состояние ключевых обменных процессов в семенниках и андрогензависимых звеньев метаболизма в добавочных половых органах экспериментальных животных.

5. Определение биохимических параметров и функциональных свойств сперматозоидов и спермоплазмы при воздействии 2,4-ДА в эксперименте.

6. Исследование процессов сперматогенеза и оплодотворяющей способности при интоксикации 2,4-ДА.

7. Экспериментальная оценка эффективности различных схем лекарственной коррекции нарушений мужской репродуктивной функции.

Научная новизна.

Впервые осуществлен комплексный углубленный анализ состояния мужской половой системы при воздействии широко распространенных диок-синсодержащих гербицидов класса хлорфеноксикислот. Получены новые данные о состоянии гивотадамо-гшофизарно-гонадной оси, обнаружены основные тенденции изменения эндокринной и герминативной функции семенников, выявлены ключевые этапы, ответственные за развитие нарушений функции воспроизведения на фоне длительного поступления малых и сверхмалых количеств экотоксикантов, т.е. в реальной экологической ситуации.

Установлено, что при отравлении 2,4-ДА у экспериментальных животных, а также у жителей крупного промышленного города с высокой техногенной нагрузкой, развивается дефицит андрогенов и дисбаланс гормонов, контролирующих мужскую половую функцию, с абсолютной и относительной недостаточностью гонадотропхшов и превалированием их функциональных антагонистов эстрадиола, пролактина и кортикотропина.

Впервые продемонстрированы демаскулинизирующий и феминизирующий эффект как хлорфеноксисоединений, гак и проживания в регионе повышенного экологического риска, а также вовлечение надпочечниковых андрогенов в реализацию компенсагорда-приснособитеяьных реакций в ответ на тестикулярную недостаточность.

Наиболее уязвимым звеном в иерархии гонадостата являются высшие координационные структуры, что нашло отражение в десснситизации пол-

компетентных клеток гипоталамо-гилофизарной системы к центральным и периферическим регуллторным влияниям.

Вскрыты молекулярные и клеточные механизмы изменения при интоксикации 2,4-ДА гаметогенеза и андрогенопоэза в яичках: показано нарушение окислительно-восстановительных и анаболических процессов; неоднозначный характер динамики реакций свободнорадикального окисления и ан-тиокевдантной "защиты; интактность ферментативных ансамблей биосинтеза половых стероидов; перераспределение спермато- и стероидогенных элементов с относительным преобладанием интерстициальной ткани.

Впервые выявлены особенности андрогензависимых изменений функционирования некоторых ферментов углеводного обмена при воздействии 2,4-Д. Обнаружено угнетение как базалыгой активности гексокнназы и фос-фофруктокиназы в предстательной железе и семенных пузырьках экспериментальных животных, так и снижение их чувствительности к стимуляции тестостероном. Наряду с этим установлена катаболическая направленность изменений некоторых показателей белкового и нуклеинового обмена в андрогензависимых тканях на фоне продолжительного поступления поллютанта.

Впервые при интоксикации феноксигсрбшщдами дана оценка морфо-функциональных свойств сперматозоидов в их связи с биохимическими и гормональными параметрами семенной жидкости и изменениями андрогеп-ного статуса в целом. В основе антифертильных эффектов 2,4-ДА лежат метаболические расстройства: торможение потребления кислорода и основных субстратов окисления, ингибирование ферментов пластического и энергетического обмена, нарушение соотношения процессов свободнорадикального окисления (СРО) и антноксидантной защиты (АОЗ) в гаметах.

Новыми являются данные о принципиальной обратимости нарушений стероидо- и сперматогенеза, а также оплодотворяющей способности сперматозоидов при хроническом отравлении 2,4-ДА, что открывает перспективы их патогенетической коррекции.

Теоретически обоснованы и экспериментально апробированы новые подходы к предупреждению развития мужской репродуктивной патологии в условиях воздействия феноксисоеданениями с использованием лекарственных препаратов.

Научно-практическая значимость.

Установлены закономерности ответа центрального и периферического звеньев репродуктивной системы на отравление диоксинсодержащим гербицидом 2,4-ДА, охарактеризованы молекулярные и клеточные основы возникновения патологических и компенсаторных реакций оси гипоталамус-гипофиз-семенники-андрогенчувствительные органы при этом состоянии. Дано теоретическое обоснование вероятности реализации адалтационно-приспособительного потенциала гонад при интоксикации феноксигербици-дами. Сформулирована концепция о преходящем характере снижения фер-тильаости при условии проведения патогенетически обоснованной терапии и (или) прекращении контакта с поллютантом.

Полученные данные существенно расширяют и уточняют имеющиеся представления в области экологической эндокринологии и прикладной акд-ролопш. Разработка механизмов развития репродуктивной патологии при отравлении диоксинсодержащими экотоксшсантами позволяет наметить пуш рациональной коррекции гормонально-метаболических и структурно-функциональных нарушений. Практически важным представляется впервые обнаруженное нами в эксперименте и клинике неизвестное ранее свойство препарата «Просгатилеи» (ТУП «Иммунопрепарат», Уфа) увеличивать содержание тестостерона в сыворотке крови при его дефиците.

Результаты исследования вызвали теоретический и практический интерес у ряда отечественных и зарубежных организаций, в частности, Научного центра акушерства, гинекологии и керинатологии Российской Академии медицинских наук, Национального комитета "Agent Orange/Dioxm" Организации ветеранов войны во Вьетнаме при Конгрессе США и др.

Работа включена в Научно-техническую программу «Государственные приоритеты здоровья населения Республики Башкортостан: профилактика заболевания и здоровый образ жизни» (Постановление Кабинета Министров РБ от 31.12.1999 № 405) в рамках направления «Молекулярно-биологические и генетические проблемы патогенеза».

Внедрение результатов исследования в практическую и теоретическую андрологию будет способствовать оптимизации методов диагностики и терапии заболеваний мужской половой сферы, снижению частоты случаев развития бесплодия, социальной адаптации и реабилитации лиц с репродуктивными нарушениями, обусловленными негативным влиянием внешней среды, и улучшению качества их жизни.

Внедрение результатов работы в практику. Материалы диссертации используются а учебной (научно-исследовательской) работе кафедр биохимии, биоорганической и клинической химии с курсом лабораторной диагностики ИПО, гистологии, нормальной физиологии, патологической физиологии, патологической анатомии, фармакологии № 1 и № 2, военной и экстремальной медицины, эндокринологии, общей хирургии с курсом урологии, гигиены. Центральной научно-исследовательской лаборатории Башгосмедуни-верситета, кафедр общей биологии, физиологии животных и биохимии Башкирского государственного аграрного университета, кафедры биохимии и биотехнологии Башкирского государственного университета, Регионального центра контроля качества лекарственных средств, Отдела токсикологии Уф-НИИ медицины труда и экологии человека и др.

Разработанный метод коррекции андрогенной недостаточности внедрен в практику работы Республиканского центра планирования и оказания помощи семье, урологического отделения Республиканской клинической больницы им. Г.Г.Куватова, Городского центра планирования семьи и репродукции (Уфа).

Апробация. Основные результаты исследований были представлены на республиканской научно-практической конференции «Диоксины: экологические проблемы и методы анализа» (Уфа, 1995), республиканских научных конференциях молодых ученых (Уфа, 1995; 1996; 1997), научной и учебно-методической конференции «Фармация - здравоохранению» (Уфа, 1996), международном симпозиуме «Биоантиоксвдант» (Тюмень, 1997), II съезде Биохимического Общества Российской Академии наук (Москва, 1997), научных сессиях Башкирского государственного медицинского университета (Уфа, 1997; 1999), республиканской научно-практической конференции «Актуальные проблемы клинической токсикологии и методы детоксикации организма» (Уфа, 1997), XVII, XVIII и XIX международных симпозиумах но галогенированным органическим экотоксикантам (Индианаполис, 1997; Стокгольм, 1998; Венеция, 1999), юбилейной научной конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии» (Санкт-Петербург, 1998), международном симпозиуме "Контроль и реабилитация окружающей среды" (Томск, 1998), ежегодных наутшых чтениях Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (Санкт-Петербург, 1998), научно-практической конференции «Онкодогия-98» (Челябинск, 1998), Всероссийской научно-практической конференции "Биологические науки в высшей школе" (Бирск, 1998), региональных конференциях биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири (Уфа, 1998; Челябинск, 1999), I Всероссийской конференции по митохондриальной патологии «Клинические и патогенетические проблемы нарушений клеточной энергетики» (Москва, 1999), республиканской межведомственной научно-практической конференции «Факторы здоровья мужчин» (Уфа, 1999), заседаниях Отделения медицинских наук АН РБ - Башкирского научного центра РАМН (Уфа, 1999; 2000), Президиумов АН РБ и Уфимского научного центра РАН (Уфа, 1999; 2000), Отделения профилактической медицины РАМН (Москва, 1999), совместном заседают Башкирского отделения Биохимического Общества

Российской Академии наук и кафедр биохимии, биоорганической и клинической химии с курсом лабораторной диагностики ИПО БГМУ (Уфа, 2000).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 39 работ.

Объем н структура диссертации. Работа изложена на 271 странице, содержит 40 таблиц, 47 рисунков, 6 микрофотографий, состоит из введения, обзора литературы, описания материачов и методов исследования, результатов, обсуждения, выводов, списка литературы (368 источников, из них 130 отечественных и 238 зарубежных) и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования.

Опыты выполнены на 1200 белых беспородных крысах репродуктивного возраста массой 200-260 г (1120 самцов и 80 самок). Экспериментальную интоксикацию вызывали путем введения в желудок подопытным животным (исключая самок) с помощью специачьного зонда водного раствора димети-ламинной соли 2,4-Д в токсических дозах.

Величина LD50 диметиламинной соли 2,4-Д для крыс составляет 1200 мг/кг (Буслович С.Ю., 1963; Павлов A.B., 1986; Мартыненко В.И., 1992). По-дострое отравление вызывалось ежедневных! внутрижелудочным введением гербицида (кроме воскресных дней) в течение 28 суток в дозах 50 и 5 мг/кг, что соответствовало суммарным дозам LD50 и 0,1 LD50. Хроническое отравление 2,4-ДА воспроизводили путем введения раствора гербицида в течение 3 мес в суммарных дозах LD50 и 0,1 LD50. Ежедневно вводимые подопытным животным дозировки гербицида в хроническом эксперименте составляли, соответственно, 16 мг/кг и 1,6 мг/кг. Контрольной группе животных вводили в желудок взамен гербицида 0,85% раствор хлорида натрия.

Произведена также оценка андрогенного статуса практически здоровых мужчин, жителей Уфы, города с развитой промышленностью и высоким уровнем загрязнения Г1ГАС. Обследовано 68 чел. в возрасте 26-40 лет, не за-

нятых в химическом и нефтехимическом производстве и проживающих в районах Уфы с различной техногенной нагрузкой. Было выделено 2 группы наблюдения, однородные по возрастному составу, материально-бытовым условиям, обеспеченности медицинской помощью, продолжительности проживания в данном районе (не менее 3 лет), здоровью, социальному положению. I группу составили 40 чел., проживающих в самом экологически неблагополучном районе Уфы - Орджоникидзевском (Булгаков Р.Г., 1998), во II группу вошли мужчины из относительно "чистого" района - Советского (28 чел.).

Для решения поставленных задач исследовали: 1) содержание тестостерона, дегидроэштндростеропа сульфата (ДГЭА-С), эстрадиола, прогестерона, кортизола, ЛГ, ФСГ, пролактина, АКТГ, нростагландинов Ег и I2 (PG Е;, PG Ь) в сыворотке крови радиоиммунологическими методами с использованием стандартных тест-наборов; 2) функциональные резервы гипоталамо-гипофизарной системы экспериментальных животных (проба с нифтолндом) по А.Г.Резникову и соавт. (1977), аденогинофиза (проба с лготеинизирующе-го гормона рилизинг гормоном - ЛГРГ) по Н.П. Гончарову (1996), семенников (проба с хорионическим гонадотропином) но Hughes J. et al. (1992); 3) активность гексокиназы (КФ 2.7.1.1, ГК) и фосфофруктокшгазы (КФ 2.7.1.11, ФФК) по Е.А.Строеву и В.ВЛихванцеву (1982), глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (КФ 1.1.1.49, Г6ФДГ) по G.Glock, P.McLean (1953), стероид-Д5-ЗР-ол-дегидрогеназы (КФ 1.1.1.145, СтДГ) по А.Г. Резникову и С.В.Варге (198S), каталазы (КФ 1.11.1.6) по А.И.Карпищенко с соавт. (1999), глутамат-дегадрогеназы (КФ 1.4.1.3, ГДГ) по ЛШ.Захаровой (1982), глутатионредукта-зы (КФ 1.6.4.2, ГР), НАД- и НАДФ-зависимой малатдегидрогеназы (КФ 1.1.1.37, НАД-МДГ и КФ 1.1.1.40, НАДФ-МДГ) по Ф.Е.Птошшой и С.Д.Зоидзе (1982), сукщгаатдетидрогеназы (КФ 1.3.99.1, СДГ) по Р.С.Кривченковой (1977), активность ■у-глутамилтрансферазы (КФ 2.3.2.1, ГГТ), лактатдегидрогеназы (КФ 1.1.1.27, ЛДГ), аспартатамнпотрансферазы (КФ 2.6.1.1, ACT), щелочной фосфатазы (КФ 3.1.3.1, ЩФ), а-амш1азы

(3.2.1.1) с использованием стандартных тест-паборов; 4) содержание восстановленного глутатиона по A.Patterson et al. в модификации Ф.Е.Путилиной (1982); 5) содержание и окислителыю-восстаковнтсльное состояние никоти-намидных коферментов, соответствеино, по T.Slater et al. (1964) и Н.Н.Великому (1988); 6) концентрацию АТФ по W.Lamprecht, I.Trautschold (1965); 7) содержание фруктозы по Г.АКочетову (1980); 8) содержание общего белка и глюкозы, соответственно, биуретовым и глюкозооксидазным методом с помощью стандартных тест-иаборов; 9) содержание лимонной кислоты по S.Natelson et al. в модификации МАБазарновой (1979); 10) концентрацию лактата и малага по HLHohorst (1959, 1963); 11) содержание пирувата по R.Czok, W.Lamprecht (1974); 12) интенсивность биосинтеза белка и нуклеиновых кислот в тканях по скорости включения 2-иС-глицина в состав суммарных белков, ДНК и РЖ с определением количества ДНК и РНК по А. Fleck, Н. Munro в модификации G. Blobel, V. Potter (1968), белка по 0.1. о wry (1951); 13) окислительный метаболизм в митохондриях семенников крыс 1,4-иС-сукцината, 1,2-!4С-а-кетоглутарата и 2-!4С-пирувата по скорости их де-карбоксилирования; 14) гистознзимологаческими методами - активность в иятерстициальной ткани семенников СтДГ по H.Levy (1959), кислой и щелочной фосфатазы {КФ и ЩФ), НАДН- и НАДФН-дептдрогеназы (ДГ) по М.Берстону (1965), количественный гистохимический анализ проводили на 10-микронных криостатных срезах цитоспектрофотометрическим ПЛАТ-методом на телевизионном микроскопе МТ-9 (ЛОМО); 15) функциональные и морфологические параметры сперматогенеза по И.В.Саноцкому с соавт. (1978), количество и диаметр ядер гландулоцитов (клеток Лейдига - КЛ), количество клеток Сертоли (КС) и фибробластов по Ю.И.Ухову и А.Ф.Астра-ханцеву (1983); 16) жизнеспособность и дыхательную активность сперматозоидов по М.А.Базарновой с соавт. (1986); 17) лгоминоязависимую и Fe2"-индуцированную хемилюмилесценшно (ХЛ) сперматозоидов и гомогенатов семенников крыс по Ю.А, Владимирову (1989) на хемилюминомечре ХЛ-003.

Статистическая обработка полученных результатов, проводимая с применением программного обеспечения Microsoft Excel, заключалась в вычислении средних значений, средних квадратичных отклонений, ошибки средних и достоверности различий между двумя средними с использованием 1-критерия Стыодента (Автандилов Г.Г., 1990). Степень взаимосвязи между признаками оценивали методом корреляционного анализа.

Результаты исследования и их обсуждение.

Итоги долговременного мониторинга демонстрируют, что для некоторых регионов Земли, в частности, для Республики Башкортостан, характерно многолетнее накопление хлорорганических поллютантов в среде обитания. Острота проблемы обусловлена тем, что на территории Башкортостана находятся крупнейшие в Европе предприятия по производству феноксигер-бицидов и других хлорорганических соединений, потенциальных источников диоксина - ОАО "Химпром" и АО "Каустик". Так, суммарные выбросы диоксинов в 1990 г. на «Хиыпроме» (Уфа) составили около 900 г. В настоящее время завод работает не на полную мощность, поэтому, согласно доступной информации, поступление диоксинов не превышает 50 г в год (Maystrenko V. et at., 1998).

Согласно рекомендациям Европейского центра ВОЗ но окружающей среде и здоровью, допустимая ежедневная доза ПХДД для человека составляет 1-4 пг/кг массы (Leeuwen R., Younes М., 1998). Эта величина была определена на основании их воздействия на наиболее чувствительные органы и системы, в первую очередь, по гепато-, яммуно- и гонадотоксичности. Ежедневно в организм жителя промышленного города Башкортос тана поступает около 140 пг диоксинов и родственных соединений (Амирова З.К. с соаат., 1999). что находится в диапазоне критических доз. В этих условиях угроза для здоровья населения крупных индустриальных центров представляется весьма реатьной.

Нами было проведено исследование состояния мужской репродуктивной системы, включающее два последовательных этапа. На первом, клиническом этапе, были определены основные параметры аидрогенного статуса практически здоровых мужчин, жителей г. Уфы. Второй этап заключался в комплексном анализе состояния гипоталамогипофизарно-тестикулярной оси, процессов биосинтеза, секреции и периферического действия половых гормонов, генеративной функции, а также выявлении закономерностей развития метаболических нарушений и разработке патогенетически обоснованных подходов к их предупреждению и лечению при экспериментальной интоксикации хлорфеноксигербиццдами (ХФГ).

Полученные результаты свидетельствуют о выраженном повреждающем действии на мужскую репродуктивную сферу как совокупности агрессивных факторов окружающей среды (клинические наблюдения), так и изолированного поступления экотоксикантов класса 2,4-Д (экспериментальные исследования на животных).

Исследования показали, что одной из особенностей эндокринного статуса мужчин - жителей экологически неблагополучного города, несмотря на отсутствие прямого контакта с ПГАС, является снижение содержания в сыворотке крови основного андрогена- тестостерона (табл. I).

Величина этого показателя находилась в прямой зависимости от степени близости к источнику загрязнения; уровень гормона у жителей северного района, в котором расположен «Хлмпром» и комплекс предприятий нефтехимии, был статистически значимо ниже, чем у мужского населения более отдаленного района. Однако и в целом по городу, и в относительно чистом южном районе Уфы концентрация тестостерона в сыворотке крови мужчин также оказалась достоверно меньше приводимых в литературе (Кулаков В .И. с соавт., 1998; Уегтеи1еа А., 1997; и др.) среднепопуляциошшх значений.

В противоположность этому, сывороточные уровни эстрадиола превышали показатели нормы как в среднем по городу, так и в группе мужчин,

проживающих в районе, подверженном значительной техногенной нагрузке, примерно в 1,5-2 раза, что может свидетельствовать о демаскулинизирующей и феминизирующей направленности процессов перестройки эндокринной регуляции репродуктивной системы в условиях экологического напряжения.

Таблица 1

Содержание некоторых гормонов в сыворотке крови мужчин в различных районах Уфы

Показатель I П Ш IV

Тестостерон, нМ/л 12,6+1,1*'** 16,4±в,Я* 15,1+1,2* 20,512,2

Эстрадиол, пМУл 202,6123,8*'** 121.1128,6 156,ШЗ,2* 92,4±И,9

Коэффициент Т/Э 67,9+10,5*'** 136x18,1* 96x7,9*'** 223+.29.7

Прогестерон, нМ/л 2,78+0,41 2,32+0,35 2,54±0,29 2,12+0,54

Кортизол, нМ/д 377183,5 361 ±98,2 372184,7 4511108,2

ДГЭА-С, нМ/л 1673±243,3 1478+173,2 1511+144,7 15331216,8

ЛГ, МЕ/л 6,1+2,5 7,012,9 6,3±2,0 5,7+2,1

ФСГ, МЕ/л 2,911,3 2,б±1,9 2,7±0,9 3,2±1,4

Пролактик, нг/мл 17,9+2,4* 13,33:1,7 15,511,8* Ю,1±1,5

| АКТГ, нМ/л 18,711,7* 15.212,3* 16,112,1* 8,3+1,9

Примечание: * - р< 0,05 в сравнении с IV группой;

** - р< 0,05 в сравнении со II группой;

I группа - мужчины Орджоникндзевского р-ш,

II группа - мужчины Советского р-на г. Уфы

III группа - Уфа в целом

IV груша - популяция в целом

Во всей изучаемой популяции концентрация гонадогропных гормонов (ЛГ и ФСГ) в сыворотке крови имела широкий диапазон колебаний и статистически значимо не отличалась у мужчин различных групп, что явилось неожиданной находкой, поскольку низкий уровень андрогенов в обычных условиях стимулирует выброс гонадотропинов по механизму отрицательной обратной связи. Очевидно, этот универсальный способ регуляции гонадоста-та оказывается недостаточно эффективным и не позволяет стабилизировать эндокринную функцию семенников при воздействии экотоксикантов.

Характерной особенностью состояния гипофизарно-надпочечниковой системы мужчин в Уфе является диссоциация уровней АКТГ и кортизола. В наиболее неблагополучном северном районе содержание кортикотропина в 2,3, а в более «чистом» - в 1,8 раза иревышало нормальные значения, в то время как колебания концентрации кортизола не были статистически значимыми ни в одной из исследуемых групп. Повышение содержания АКТГ у жителей г. Уфы при близкой к норме концентрации кортизола свидетельствует о развитии напряжения в центральном - гипофизарном - звене (начальная адаптационная стадия - тревоги) (Судаков IC.B., 1997).

Степень тревожных ожиданий может отражать и секреция пролакгина, также причастного к адаптационно-ггриспособителышм механизмам (Wilson J., 1985). У жителей районов Уфы с повышенным фоном загрязнения наблюдалась выраженная пролактинемия, достигающая 177 % по отношению к контрольным величинам. Концентрация основного представителя надпочеч-никовых андрогенов - ДГЭА-С, не претерпевала сколь либо значимых изменений и оставалась на высоком уровне у мужчин обеих групп.

В целом гормональный профиль мужчин, жителей промышленной зоны Уфы, соответствует картине нормогонадотрошгого гопогонадизма. На основании этих результатов мы пришли к предварительному заключению о возможности развития синдрома аядрсгенной недостаточности в экологически неблагополучных регионах.

Мы далеки от мысли, что единственной причиной обнаруженных изменений андрогенного статуса у мужчин выступает лишь воздействие диоксин содержащих ноллюташов и других химических агентов. Авдрогенкая недостаточность является результирующей влияния сложного комплекса различных факторов, включая, наряду с экологическими, социально-экономические, генетические, а также экзогенные интоксикации, не связанные с прямым воздействием окружающей среды: растущее потребление алкоголя, наркотиков, курение, аллергизацию, широкий и бесконтрольный прием лекарственных препаратов и др. (Зельцер М.Е. с соавт., 1991; Кашко М.Ф. с соавт., 1993; Зрегс^Ь. а а1„ 1993; РеКо1а I. е1 а1„ 1994; ЫеясЫаЕ Е., ВеЬгс Н„ 1997; и др.).

Однако, учитывая собственные и литературные данные и принимая во внимание масштабы применения ПГАС, их способность к легкому распространению, кумулятивные свойства и устойчивость в биосфере, можно утверждать, что соединения этого класса играют не последнюю роль в генезе нарушений мужской репродуктивной функции.

Изложенные соображения легли в основу разработки экспериментальной модели интоксикации хлорорганяческими гербицидами, которая была использована для проверки предложенной рабочей гипотезы.

На модели подострого и хронического отравления ХФГ прежде всего удалось воспроизвести один из фундаментальных, «маркерных» эффектов диоксинсодержащих толлютантов - синдром дефицита андрогенов, который проявлялся в падении уровня тестостерона не только в сыворотке крови, но и в половых железах, их придатках и сперме.

Содержание тестостерона в сыворотке крови (табл. 2) при поступлении токсиканта в течение 1 мес в суммарной дозе ОД 11)50 составило 49 %, а в дозе 11>5о - лишь 33 %. Введение 2,4-ДА в течение 3 мес также вызываю глубокое подавление эндокринной функции тесгакул.

Известно, что андрогены в семенниках не депонируются и составляют лишь небольшую часть от их общего содержания а крови, поэтому концентрация тестостерона в гонадах отражает скорость стероидогенеза (Wilson J., Foster D., 1985; Maddocks S. et al., 1993). Следовательно, обнаруженные сдвиги можно интерпретировать как угнетение биосинтеза андрогеяов.

Содержание эстрадиола, напротив, возрастало и в крови, и в семенниках, т.е. развивалась реверсия андроген-эстрогенного фона и относительная эстрогенизация.

Одновременно развивались сдвиги содержания гинофизарных гормонов, причастных к регуляции детородной функции - ЛГ, ФСГ и пролактина -уровень лютропина и фоллитрошна падал, концентрация пролактина возрастала. Тесная положительная корреляция, выявляемая между значениями ЛГ и тестостерона, ФСГ и тестостерона в продолжение всего периода введения гербицида, указывает на вероятность ведущей роли гипофиза в механизмах ингибирования гормональной функции семенников.

В свою очередь, недостаток эндогенных гоиадотропинов свидетельствует оо ослаблении влияния ЛГРГ, которое может быть связано с различными факторами. Обнаруженное нами повышение концентрации эстрадиола способно ограничить реакцию клеток гипофиза на ЛГРГ, поскольку эстрогены уменьшают частоту его импульсной секреции и ускоряют десенсибилизацию гонадотрофов.

Эстрогенизация можегг сопровождаться и увеличением уровня тесто-стерон-эстрадиолсвязывающего глобулина в плазме крови, а значит, уменьшением фракции свободного, доступного для тканей тестостерона, снижая его действенность в мозге как индуктора выделения ЛГРГ.

Ослабление секреции гоиадотропинов может быть опосредовано про-стагландинами. Так, содержание PG Ег, активирующего освобождение ЛГ, уменьшалось. В то же время концентрация PG f? в условиях эксперимента практически не изменилась.

Содержание некоторых тормоиов в сыворотке крови самцов крыс при воздействии 2,4-ДА в различных дозах (М±ш, п=8)

Таблица 2

| Группа животных Тестостерон, НМ/л Эстра- диол, пМ/л Прогестерон, нМ/л лг, нг/мл ФСГ, нг/мл Про-лактнн, нг/мл АКТГ, нт/л Кортизол нМ/л ДГЭА-С, нМ/л РОЕ2, нг/л Рвь, нг/л 144,8115,9

Контроль 15,8+2,2 194121,3 2,85Ю,26 0,70+0,08 7,3310,67 2,0110,22 32,715,9 27,7+6,0 1,34+0,19 279.1115,0

0,1 1Х>;о, 1 мсс 7,611,2* 318149,3* 1,5510,32* 0,40-10,05* 5,5110,39* 3,95+0,20* 83,1120,8* 27,613,4 1,6510,26 214126,3* 165,5+12,0

1Х>50, I мес 5,2+0,3* 322129,2* 1,37+0,10* 0,29+0,06* 4,9010,43* 4,17+0,27* 94,3121,2* 40,614,2* 2,1710,43 186+22,0* 172,3116,8

0,1 Шзо 3 мес 9,2+2,1* 341+40,3* 1,39Ю,23* 0,3910,06* 15,09+0,49*1 4,1410,48* 79,3+8,2* 35,319,7 1,4910,18 196,7+21* 164,3+18,0

1-О50, 3 мес 8,511,8* 324+36,7* 0,8010,26* - _ 0,33+0,05* 4,82+0,47* 5,7210,43* 73,9+10,5* 38,4+6,7 11,3710,26 133112,5* 178,4+18,5

Примечание-, здесь и далее * - р< 0,05 в сравнении с контрольной группой;

Простагландины классов Е и I относят к т.н. "протекторным", поскольку они обладают способностью уменьшать повреждения при экстремальных состояниях (Штхеннпкова М.Г. с еоавт., 1996; Wallace J., 1984). Полученные нами данные в целом показывают, что при отравлении ХФГ возникает относительное уменьшение количества простагландинов этих классов, которое может снижать защитные возможности клетки.

Помимо эстрадиола и простагландинов, функциональное состояние ги-лоталамо-гипофизарной области определяется концентрацией пролактша, высокий уровень которого тормозит синтез гонадолиберина вследствие понижения содержания дофамина и увеличения содержания серотонина в различных церебральных структурах. По данным некоторых авторов, интоксикация 2,4-ДА приводит к значительным изменениям характера распределения биогенных аминов в центральной нервной системе (Oliveira G., 1993). Антигонадотропное действие гиперпролактинемии проявляется и путем нивелирования влияния ЛГРГ на количество рецепторов гояадолиберина в гипофизе, а также ннгибирования даун-регуляции ФСГ-рецепторов яичек фол-литропином (TakaseM., 1997).

Пролактину свойственны многочисленные периферические эффекты, среди которых особо выделяют его причастность в физиологических условиях к накоплению эстерифицировакного холестерина в стероидпродуцирую-щих органах (семенниках, коре надпочечников) и стимуляции 17(3-падроксистероиддегадрогеназы и СтДГ (Саутин Ю.Ю. с соавт., 1997; Jedlinska М. et а]., 1995). Влияние пролакгина на клетки Лейдига не связано с активацией в них аденилатциклазы и продукцией цАМФ. Не исключено, что именно этим обстоятельством, наряду с пшопродукцией ЛГ, объясняется найденный нами низкий уровень цАМФ в семенниках подопытных самцов крыс. Любопытно, что модуляция скорости стероидогенеза эпидермальным фактором роста и SCF (stem cell factor) клеток Сертоли также осуществляется, минуя аденилатциклазную систему (Steele G., Leung P., 1992),

Приведенные соображения однозначно не предполагают нарушения механизмов регуляции биосинтеза андрогенов, отличных от лютропинзави-симого, но, принимая во внимание низкий уровень тестостерона, являются существенным доводом в пользу такой возможности.

Не в полной мере проявлялось активирующее действие пролагслгаа и на кору надпочечников. При подострсш отравлении 2,4-ДА уровни АКТГ и кортизола нарастали, что свидетельствовало о напряжении системы "гипофиз-надпочечники", я было связано, вероятно, с пролонгированной стрес-сорной реакцией и выбросом в кровь гормонов адаптации. При более продолжительном воздействии токсиканта отмечено относительное угнетение функции коры надпочечников, отражающее снижение адаптационных возможностей организма

Что касается другого надпочечникового гормона, относящегося к группе андрокортикоидов - ДГЭА-С, то неизменно стабильный уровень его концентрации на фоне поступления, экотоксикантов по данным экспериментальных и клинических наблюдений указывает, во-первых, на слабую зависимость скорости образования внетестикулярных андрогенов от степени гипо-физарной стимуляции, во-вторых, на отсутствие прямого влияния поллютан-та на сетчатую зону коркового вещества органа, в-третьих, на возможность нх участия в какой-то форме в компенсации андрогенной недостаточности.

В целом характерной особенностью шпофязарно-надпочечниковых взаимоотношений при интоксикации ХФГ является ослабление как нисходящих, так и восходящих регуляторных влияний, т.е. сбой механизмов прямой положительной и обратной отрицательной связи.

Дальнейшее рассмотрение итогов проведенного исследования целесообразно продолжить, используя результата корреляционного анализа всей совокупности полученных сведений ввиду большого количества данных и затруднительности вследствие этого вычленения главенствующих закономерностей и их дифференциации от случайных флуктуации. Поскольку абсо-

люгное большинство изученных признаков имело нормальную форму распределения, выявление взаимосвязей между ними проводили с помощью расчета коэффициента корреляции Пирсона. В табл. 3 приведены значения линейной корреляции между показателями, характеризующими репродуктивную функцию, в группах экспериментальных животных.

Выявлен целый ряд статистически значимых взаимосвязей показателей инкреторной функции яичек, гипофиза и коры надпочечников при интоксикации ХФГ. В частности, зафиксировано наличие сильных отрицательных коррелятивных отношений (величина коэффициента г>0,б) между у ровнями эстрадиола, пролактина и АКТГ, с одной стороны, и содержанием тестостерона, прогестерона, ЛГ, ФСГ и РО Е2 - с другой. Иными словами, ггатерпро-дукция гормонов первой группы влечет за собой ингибирование высвобождения гормонов второй группы. Естественно, что внутри каждой из этих групп между отдельными параметрами существовали значительные положительные взаимозависимости, обусловленные синхронными колебаниями их сывороточных концентраций.

Вместе с тем, при воздействии диоксинсодержащим гербицидом характер отдельных взаимодействий заметно трансформировался: корреляционные связи ослабевали, изменялась направленность некоторых нз них. Так, сильные положительные связи между уровнем кортикотрошта и коргизола, а также пролактина и кортизола становились слабыми. Устойчивая положительная зависимость между уровнем тестостерона и ДГЭА-С в контрольной группе становилась умеренной отрицательной при интоксикации 2,4-ДА. Полностью утрачивалась взаимосвязь между тестостероном и Рв Ь и отсутствовали какие либо отношения между АКТГ и ДГЭА-С.

Ослабевали также сильные положительные нисходящие связи в пределах контура гипоталамус-гипофиз и отрицательные восходящие в системе семенники-гипоталамус, то есть снижались возможности саморегуляции репродуктивной функции.

Таблица 3

Значения коэффициентов корреляции между показателями состояния репродуктивной системы самцов крыс при интоксикации 2,4-ДА в течение 1 мес (вверху справа) и 3 мес (внизу слева) в суммарной дозе 0,1 ЬО50 (числитель) и Ы)50 (знаменатель)

1 __--г------

) Показатель Тесто- Эстра- ЛГ ФСГ Про- АКТГ Корти- ДГЭА-С КЗЕг РСт12

стерон диол лактин зол

ШШр Ш52* 2Л4* 4Ш! -0,43 Г г_й2б 0.39 - 0Л 5

Тестостерон Ш&Ш0 - 0,69* 0,74* 0,57* - 0,66* - 0,55* - 0,64* - 0,33 0,45 -0,14

-„0,581 -0.48 0,64» 0,43 0.54* 025

Эстрадная - 0,80* - 0,52* -0,44 0,76* 0,51 0,29 -0,52 0Т70*

М7* -0.60* £р Т1! ^ ' ТТ £ ,Ь,4' 1 0.50* = 0^01 г_0,51 * -0.43 -0,10 0.46 -0,06

ЛГ 0,82* - 0,69" 0,54* - 0,63* - 0,57* -0,47 -0,14 0,55 -0.22

0,50* шп -0.44 -0,55* -0,38 -ОЛЗ £Ш -0,14

ФСГ 0,59* -0,71* 0,79* -0.52 -0,49 - 0,43 -0,26 0,51 -0,19

■тм 6Л£И Г_о,61* 0,64*. 0,22 <>,32 -МЗ <Ш

Иролактик -0,76* 0,74* - 0,72* -0,60* ■» 1 » 0.71* 0,48 -0,54

0,62* - 0,59* ' --Ш01 0,65* У'-'* "Г""1 ' 0,40 <Ш -&м 0,29

АКТГ -0,73* 0,60* - 0,70* - 0,68* 0,73* * 0,41 0^15 -0,49 0,24

-,0,32 ^ &2б -0,19 г_0^23 1 0,11 0,20 &24 0,26

Кортизод - 0,40 0,42 -0,22 0,22 0.30 0,28 -0,10 0,21

-0,32 &09 -0,32 -0,23 М1 $Ш 0Д2

ДПЭА-С -0,42 0,18 -0,25 -0,33 0,44 0,12 Ап -0 13 0,24

0,54* -0,54* 0,581 0.5Л - Й.64 * -0.58! -409 - 013 -0.20

РОНз 0,59* - 0,54* 0,61* 0,57* - 0,62* -0,61* ^0,07 -0,17 -0,22

-0,18 оло* -0,22 - 0.34 0,39 0Д5 0,23 г.0,26 1

РС12 -0,11 0,75* -0,26 -0,30_ 0,49 0,31 0,12 0,27 -0,29

Последнее умозаключение, сделанное на основе корреляционного анализа, нашло подтверждение в результатах нагрузочных тестов, выполненных с целью проверки функциональных резервов аденогипофиза (проба с гонадо-либерином) и гонадотропных резервов гипоталамо-гипофизарной системы (проба с антиандрогсном иифтолидом). Нарушение нейроэидокринной регуляции секреторной деятельности яичек на фоне интоксикации ХФГ проявлялось не только в уменьшении уровня лютропина в крови, но и в истощении гонадотропных резервов гипоталамуса при одновременной десенситизации аденогипофиза к ЛГРГ.

Однако одним дашь повреждением центральных звеньев регуляции функции семенников вряд ли можно объяснить столь стойкое угнетение секреции тестостерона при отравлении ХФГ. Поэтому для выяснения возможных причин уменьшения содержания тестостерона нами был проведен также тест с хорионическим гонадотропином, использование которого позволяет дифференцировать нарушения, возникающие в центральных звеньях регуляции продукции гормона от повреждений в периферических железах.

Установлено, что введение хориогонадотропина предотвращало вызываемое гербицидом характерное понижение уровня тестостерона. Наряду с этим, андрогенная реактивность семенников подопытных животных не только сохранялась, но даже возрастала и в 1,3-1,5 раза превышала исходные значения. Гиперфункция на фоне стимуляции указывает на развитие сенсибилизации семешгаков к гонадотропинам, длительное время находящимся в организме в недостаточном количестве. Повышение чувствительности к ХГ может свидетельствовать об интактности стероидогенных ансамблей тестикул.

Весьма показательными в этой связн оказались данные изучения активности центрального фермента сгероидогенеза в клетках Лейдига - СтДГ. Для более объективного суждения о его функции мы использовали два различных методических подхода - биохимический и гистохимический. В обоих случаях установлено сохранение скорости превращения в семенниках экспе-

римектальных животных Зр-щдрокси-А5-стероидов в соответствующие 3-оксо-Д4-производные на уровне, близком к контрольному.

При эгом гистохимическим методом была выявлена устойчивая тенденция к повышению активности СтДГ (табл. 4). Это явление отчасти нашло подтверждение при прямом определении СтДГ в гомогенате семенников -удельная активность фермента при хронической затравке возрастала на 52-57 % (табл. 5). Однако истинной активации фермента, очевидно, не происходит, поскольку в пересчете па 1 г ткани и весь орган ни в одной группе подопытных животных достоверных изменений активности СтДГ найдено не было.

Кажущаяся активация фермента могла быть связана с перераспределением структурных элементов в семенниках с относительным увеличением доли интерстишаяьной ткани. Доказательства этому были получены при морфологическом исследовании ткани семенников.

Таблица 4

Показатели активности ферментов в интерстициальной ткани семенников белых крыс при воздействии гербицида 2,4-ДА (гистохимическое исследование, ед. опт. плотности)

Фермент Контроль ОД Ш50, 1 мес Шя> 1 мес ОД 3 мес иэ50, 1 3 мес

Стеровд-ЗР-ол-дегвдрогеназа 0,61±0,01 0,7310,01* 0,74±0,01* 0,76±0,02* 0,66+0,02*

Щелочная фосфатаза 0,83+0,02 0,86+0,01 0,85±0,03 0,81+0,05 0,78±0,04

Кислая фосфатаза 0,74±0,0! 0,78±0,03 0,84±0,01* 0,95±0,02+ 0,92+0,03*

НАДФН-дегадрогеназа 0,73±й,01 0,89±0,01* 0,79±0,04 1,05±0,04* 0,91 ±0,02*

НАДН-дегидрогеназа 0,79±0,02 0,89±0,09 0,84±0,03 0,88±0,21 0,75+0,04

Таблица 5

Влияние 2,4-ДА на активность СтДГ в семенниках белых крыс (биохимическое исследование; М±т, п=8)

Активность фермента, Контроль ОД LD;o, IÜ50, 0,1 LD5Cl LDso,

мкг аядростендиона /1,5 часа 1 мес 1 мес 3 мес 3 мес

на 1 мг белка 1,75±0,12 1,82±0,10 1,96+0,09 2,67+0,19* 2,83+0,314

на 1 г ткани 81,7±б,2 77,4±5,1 80,9±9,2 100,2+8,б 99,9+7,6

на орган 125±11,7 123 ±9,6 114+10,2 139+12,4 ........., ,. 124±7,4

При затравке в суммарной дозе LD5o наблюдалась патогистологическая картина разобщения большинства семенных канальцев. Обнаруживалось также увеличение относительного числа фибробластов и количества KJI с малыми и средними гшербазофияышми ядрами.

Изменение функционального статуса семенников могло быть вызвано и нарушением процессов микроциркуляции в органе. Однако гистохимическая реакция на щелочную фосфатазу, которая является одним из специфических индикаторов состояния процессов экстрацеллгалярного транспорта (Хмельницкий O.K., 1981), продемонстрировала наличие в интерстиции яичек экспериментальных животных большого количества активно функционирующих микрососудов.

Маловероятно также, что гипотестостеронемия при воздействии ХФГ обусловлена ограничением доступности холестерина - субстрата биогенеза андрогенов, для 20,22-десмолазы, ибо выполненное нами гистохимическое определение кислой фосфатазы, коррелирующей с интенсивностью интра-целлюлярного переноса (Прочухэнов P.A., 1975), не обнаружило значительных изменений ее распределения в ткани яичек с умеренно выраженной тенденцией к накоплению фермента в KII,

Доказательством относительной целостности инкреторного аппарата лейдиговых клеток при изучаемой патологии могут служить также результаты определении содержания эстрадиола в семенниках и сыворотке крови самцов крыс. В физиологических условиях около 80 % эстрогенов у мужских особен образуется в яичках посредством энзиматической ароматизации тестостерона в эстрадиол, что составляет не более 0,5 % валового обмена андро-генов (Тиктинский О.П., 1990). Обнаруженный нами резкий прирост концентрации эстрадиола как в ткани семенников, так и в сыворотке крови свидетельствует прежде всего о том, что при интоксикации ХФГ складываются условия для ускоренной ароматизации тестостерона в стероидпродуцирующих элементах органа - клетках Лейдига и клетках Сертоли, хотя нельзя полностью исключить вовлечения в эти процессы ферментных систем периферических органов (печени, адипоцитов и др.).

Итоги исследования клеточного состава тестикул не противоречат этому предположению. Общее число клеток обоего типа, особенно сертолиоци-тов, на фоне 2,4-ДА увеличивалось, но эти изменения имели качественно различный характер. Если интерстициальные эпдокриноциты были представлены преимущественно незрелыми и инволюционирующими клетками, то количество сертолиоцитов возрастало главным образом благодаря увеличению численности функционально активных форм.

Клетки Сертоли используют лишь готовый тестостерон, поскольку не имеют полного набора ферментов стеровдогенеза (Lombardo M. et al., 1993; Martel С., 1994). Однако, обладая ароматазой, активированные сертолиоциты способны в определенных условиях к наработке больших количеств эстрадиола. Очевидно, эта возможность может реализовываться и в нашем случае.

Как известно, сертолиоциты выполняют не только опорно-трофическую и эндокршшую/даракрвнную функции, их обязанности необыкновенно разнообразны (Шаляпина В.Г., 1991). Так, клетки Сертоли образуют наиболее эффективный компонент гематотестикулярного барьера.

Они способны также фагоцитировать погибающие половые клетки и различные инородные тела. Поэтому увеличение количества сертолиопитов может свидетельствовать об их непосредственном участии в реакции гонад на действие токсического агента и иметь компенсаторное значение,

Режим секреторной активности семенников в значительной мере детерминирован состоянием специфических и неспецифических метаболических процессов, лежащих в основе осуществления двуединой функции - сте-ровдо- и гаметогенеза.

Важнейшим параметром функционального статуса органов половой сферы, особенно для оценки говадотропного действия различных повреждающих агентов, является содержание и биосинтез белка и нуклеиновых кислот. По нашим дашшм, поступление поллютанта приводило к падению и общего содержания, и концентрации биополимеров в семенниках, причем эти изменения находились в прямой зависимости от дозы 2,4-ДА и продолжительности воздействия (рис. 1).

Опыты с введением 2-,4С-глищша животным на фоне затравки показали существенное торможение инкорпорации меченого предшественника, преимущественно в РНК и ДНК при хронической интоксикации (рис. 2). В целом сопоставление темпов накопления радиоактивной аминокислоты п уровня нуклеиновых кислот при продолжительном воздействии хлорфенок-сипроизводных позволяет утверждать, что сдвиги в содержании РНК и особенно ДНК в семенниках могут быть связаны не в последнюю очередь с изменениями их биосинтеза.

Определенное значение в колебаниях содержания биополимеров может иметь не только угнетение биосинтетических реакций, но и повышение скорости их распада. Активация деградации нуклеиновых кислот и белка представляется тем более реальной, что низкий интратестикулярный уровень анд-рогенов сопровождается, как правило, катаболической направленностью обменных превращений.

□ Концекграига ДНК

И Содержание ДНК

О Концентрация РНК

□ Содержание РНК

В Концентрации белка

0 Содержание белка

6,1 LD50,1 мес 0,1 LOSO, Змее LQ50, 1 w.r. 1М0, З^ес

Рис. 1. Влияние 2,4-ДА на содержание биополимеров в семенниках

126

MLDSO.Imgc 0,1 LOSO, Э мес 1.D50,1 мес LOSO, Змее

□ Белок, OPA В Белок, УРА

□ ДНК OPA

□ ДНК, УРА И РНК, OPA SPHK. УРА

Рис. 2. Влияние 2,4-ДА на общую (OPA) и удельную (УРА) радиоактивность биополимеров в семенниках крыс

Определенная роль в развитии наблюдаемых изменений может принадлежать состоянию окислительно-восстановительных процессов, а, следовательно, и энергетическому обеспечению метаболизма. Изучение интенсивности окисления 1,4-14С-сукцината, 1,2-14С-а-кетоглутарата и 2-14С-отрувата выявило высокую устойчивость митохондриальных систем окисления к действию поллютанта в подостром опыте в течение 1 мес (рис. 3). При хронической затравке продолжительностью 3 мес скорость декарбоксилирования пи-рувата и а-кетотяутарата достоверно уменьшалась, в то время как интенсивность использования сукцината оставалась практически неизменной.

Такой эффект, по-видимому, обусловлен повреждением мембран митохондрий как гербицидом, так и продуктами ПОЛ, которое при интоксикации 2,4-ДА значительно активируется (Щспанский В.О., 1996). Могла сыграть свою роль и активация глюконеогенеза с отвлечением кетокислот от использования на энергетические нужды и утилизацией на эти цели в первую очередь пирувата. Нельзя также отрицать наличия метаболических блоков реакций общего пути катаболизма вследствие накопления отдельных интермс-диатов из-за невозможности их окисления и/или дальнейшего использования.

Подтверждением этих предположений могут служить наши данные об угнетении гербицидом митохоидриадьной НАД-зависнмой МДГ. Обнаружено также ингибирование НАД-завискмой ГДГ, сопряженной с а-кетоглу-таратдегидрогеназным звеном цикла трикарбоновых кислот (рис. 4).

Совершенно иная ситуация складывалась на ФАД-зависимом участке цикла лимонной кислоты. Активность СДГ на протяжении всего периода наблюдения поддерживалась на достаточно высоком уровне. Это хорошо согласуется с результатами изучения окисления меченого сукцината в митохондриях и отвечает устоявшимся представлешим о возможности адаптации к неблагоприятным воздействиям путем переключения энергетического метаболизма с окисления НАД-зависимых субстратов на преимущественное превращение янтарной кислоты (Кондратов« М.Н. с соавт., 1999).

Ш Сукшшат ППируват ЕЗ Кетоглугаргт

0.1LD50,1 мес LD50,1 мес 0.1LD50,3 мес LOSO, 3 мес

Рис. 3. Влияние 2,4-ДА на окисление некоторых субстратов в семенниках крыс

Рис. 4. Влияние 2,4-ДА. на активность некоторых ферментов в семенниках крыс

В этой связи наше внимание было привлечено к системе никотинамидных коферментов, поскольку содержание и редокс-состояние свободных НАД(Ф)-иар имеет ключевое значение в предопределении направленности и интенсивности метаболических потоков в клетке.

Интоксикация 2,4-ДА сопровождалась уменьшением как общего количества никотинамидных коферментов, так и изменением степени их восста-новленности. Величина отношений [НЛ/Г]/[Т1АДН] и [НАДФ'Ч'ГНАДФН] в семенниках крыс в хроническом опыте снижалась до 60-63 и 50-56 % от уровня контроля, соответственно, что способно существенно отразиться на характере внутриклеточных метаболических процессов. Так, падение отношения [НАД+]/[НАДН] сопровождается уменьшением обменной мощности реакций общего пути катаболизма и соответствует низкому значению величины энергетического потенциала клетки (Скулачев В.П., 1989; Krebs Н., Veech R, 1969; и др.).

Действительно, по нашим данным содержание АТФ в ткани яичек экспериментальных животных в условиях хронической затравки гербицидом значительно уменьшалось, составляя не более 60-66 % от контрольных величин, что с высокой степенью вероятностью может отражать превалирование процессов распада макроэргических соединений над их новообразованием.

Окислительно-восстановительное состояние никотинамидных коферментов может повлиять и на биосинтез половых гормонов в семенниках, поскольку отношение [НАД,']/[НАДН] регулирует скорость 5а-редуктазной и СтДГ-реакций, а отношение [НАДФ+]/[НАДФН] - активность 20, 22-десмолазы и 17а-гидроксилазы.

Между тем, низкая величина значений [НАД+]/[НАДН] и [НАДФ+]/[НАДФН} находится в некотором противоречии с изложенными выше результатами изучения процессов стероидогенеза в семенниках. ТГо нашему мнению, здесь вступают в силу методические затруднения, связанные с невозможностью локального определения редокс-состояния пнридни-

нуклеотидов раздельно в интерстиции и извитых семенных канальцах. Поскольку подавляющая часть яичек представлена тубулярной эпителиальной тканью, мы считаем, что шпервосетановленкое состояние свободных ПАД(Ф)-пар управляет в первую очередь метаболической активностью именно этого «отсека» органа. Очевидно, в эндокринных клетках, занимающих не более 5 % объема семенников, не происходит значительного изменения степени восстановленности никотинамидных нуклеотидов. В пользу этого предположения свидетельствует и выявленное нами гистохимическими методами, позволяющими дифференцировать различные ткани яичек, сохранение активности в интерстиции НАДН- и НАДФН-ДГ, тесно сопряженных с пиридинзависимыми дегидрогеназами (табл. 4).

Итак, биохимическое и гистохимическое исследование семенников дополняют друг друга, при этом первое преимущественно характеризует метаболическое состояние эпителиальных пластов извитых канальцев, второе -стромы и лежащих в ней клеток Лейдига.

Нарушение обменных превращений в семенниках и изменение характера биосинтеза в них стероидных гормонов при интоксикации 2,4-ДА не могло не сказаться на основных андрогензависимых процессах - прежде всего на состоянии сперматогенеза и метаболизме в добавочных половых органах.

Наиболее чувствительным индикатором, отражающим андрогенную насыщенность организма, является функциональный статус добавочных половых желез. В связи с этим в задачи нашей работы входило также исследование некоторых андрогенчувствительных звеньев клеточного метаболизма на фоне 2,4-ДА. Установлено значительное уменьшение как базальной, так и стимулированной акгевности ключевых ферментов гликолиза - гексокиназы и фосфофруктокиназы - в семенных пузырьках и вентральной простате, т.е. в условиях отравления гербицидом развивалась своеобразная тестостеронрсзи-стентность на уровне ферментных систем клетки.

Измененный ответ тканей к физиологическим стимуляторам может быть результатом нарушения гормон-рецепторных взаимодействий. Учитывая белковую природу рецепторов андрогенов, можно полагать, что общие принципы регуляции образования и распада белковых структур приложимы и к ним. Поскольку нами установлены выраженные нарушения обмена нуклеиновых кислот и белка в предстательной железе и семенных пузырьках, прежде всего, ингибирование процессов белкового синтеза, вполне очевидным представляется уменьшение при отравлении 2,4-ДА содержания в цито-золе белковых молекул, в том числе и андрогенных рецепторов.

Кроме того, уровень рецепторов андрогенов в цитозоле зависит от количества секретаруемого тестостерона (Смирнова О.В. с соавт., 1988). В свете этих данных можно предположить, что в условиях наших экспериментов концентрация рецепторов в чувствительных тканях снижается как результат деиндукции их синтеза, вызванной уменьшением продукции тестостерона.

Следующая точка приложения диокешгеодержащих поллютантов -придаток яичка. В этом органе происходит терминальная стадия развития сперматозоидов, в результате чего они приобретают способность к движению и оплодотворению. Этот процесс является андрогензависимым и обеспечивается соответствующим уровнем биосгаггетических процессов.

Так же, как в простате и семенных пузырьках, в эпидидимисе развивались гипотрофические изменения, глубина которых определялась степенью ингибирования синтеза биополимеров. В наибольшей мере эти явления, как и минимальный уровень тестостерона, были характерны для хвостовой части придатка. Известно, что образование зрелых гамет происходит по мере их продвижения по эпидвдимису и завершается в его дистальном отделе; здесь же обнаруживается наибольшая скорость абсорбции видоизмененных половых клеток. Большая вовлеченность в патологический процесс хвостового отдела придатка может' приводить как к увеличению количества незрелых и поврежденных сперыиев, так и замедлению интенсивности их элиминации.

Очевидно, эти особенности эшэдидимиса и добавочных желез выступают в качестве одной из молекулярных предпосылок ухудшения оплодотворяющих свойств эякулята и снижения фертмльности при воздействии ХФГ,

Закономерным следствием изменения андрогенного статуса, наряду с патологией акцессорных органов, стало также нарушение показателей сперматогенеза. Длительное воздействие гербицидом 2,4-ДА сопровождалось увеличением доли канальцев со слущенным эпителием и снижением содержания половых клеток при умеренно выраженном уменьшении числа нормальных сперматогоний и величины индекса сперматогенеза. Одновременно наблюдался прирост патологических форм сперматозоидов и ограничение их подвижности. При этом в большей мере страдали неделящиеся половые клетки: сперматиды и сперматозоиды. Более устойчивыми к действию пол-лютанта оказались клетки 1-го и "2-го слоя герминативного пласта: спермато-гонии и сперматоциты. В большинстве оставшихся сперматогоний на фоне затравки определялись фигуры митоза, что свидетельствовало о возможности восстановления нормального течения сперматогенеза.

Сопоставление материалов изучения стероидо- и гаметогенеза, а также биохимического, гистохимического и морфологического исследования состояния семенников позволило придти к заключению о том, что характер функциональной перестройки органа близок к типичной реакции на экстремальные воздействия (Райцина С.С., 1985; Рагозина О.В. с соавт.. 1998) не выходит за пределы адаптивных ресурсов и сводится к угнетению спермато-генной активности, увеличению емкости микроциркуяяторного русла, относительному преобладанию интерстициальной ткани и снижению инкреторной деятельности эндокринного аппарата.

Оплодотворяющая способность сперматозоидов в значительной степени детерминирована биохимическим составом еяермоплазмы (Виепа£шШ А., 1996). Проведенное нами исследование биохимического гомеостаза семенной жидкости при воздействии ХФГ выявило отклонение от нормы целого ряда

параметров белкового, углеводного, энергетического обмена и концентрации некоторых гормонов, особенно в хроническом опыте. Обнаружены также корреляционные связи между отдельными показателями метаболизма и мор-фофугасциональными характеристиками сперматозоидов (табл. 6).

Привлекает к себе внимание необычный характер изменения содержания в спермоплазме энергетических субстратов. Концентрация глюкозы, второго по значимости субстрата окисления в сперматозоидах, уменьшалась. Однако уровень фруктозы, основного источника энергии гамет, практически не изменялся, несмотря на обнаруженное снижение ее количества в простате, продуценте этого углевода у крыс. Это явление, вероятно, объясняется найденным нами резким, более чем двукратным, ограничением потребления фруктозы, т.е. нарушением ее утилизации в гаметах.

Подтверждение этому предположению было найдено в экспериментах по исследованию динамики накопления лактата. В условиях хронической затравки скорость этого процесса, отражающего течение анаэробного гликолиза, существенно замедлялась. При этом падение скорости продукции лактата, интенсивности фрукголиза и концентрации глюкозы в семенной жидкости прямо коррелировало со снижением подвижности сперматозоидов. То же можно сказать и в отношении цитрата, своеобразного гидрологического эквивалента спермошхазмы и дополнительного энергетического субстрата гамет (Николаев В.В., 1993), уровень которого также заметно уменьшатся и коррелировал с низкой двигательной активностью половых клеток.

Ключевая роль в энергетическом и пластическом обмене сперматозоидов принадлежит ЛДГ, НАД-МДГ, ГТТ и ACT, уровни которых в семенной плазме в физиологических условиях тесно взаимосвязаны с концентрацией гамет. При хронической затравке хлорфеноксисоединешшш сущность этих отношений, за исключением ГГТ, не изменялась: установлено наличие сильной положительной связи между снижением активности в спермоилазме ЛДГ.МДГ, ACT и уменьшением содержания сперматозоидов.

Таблица 6

Значения коэффициентов корреляции между показателями спермограммьи биохимическим составом спермоплазмы при интоксикации гербицидом 2,4-ДА в течение 3 мес в суммарной дозе 0,1 ЬО^ (числитель) и ЬЦад (знаменатель)

Показатель Фруктоза -0,21 -0,18 Фрук-толиз Глюкоза При- ! рост Цитрат лактата АТФв спер-мкях лдг МДГ А' :т ГТТ Амилаза ЩФ Тестостерон Про-лгкпш

Количество спермиев М1 0,83* 0,42 0,62* 0.35 0,61* 0,43 0,52* -0,41 -0,70* 0,72* 0,53* 0,70* o^ai 0,' '1* -J3.37 - 0,63* 0,55* 0,72* £23 0,41 0,721 0,72* QJ& 0,34

Подвижность спермиев -0.09 -0,17 0,60* 0,66* 0.48 0.59* 0,44 0,70* -0.71* 0,38 0,54* 0.56* QI6 0,32 -0.33 -0,28 0,50 0,62* 0,66* £Ш. 0,52* 0,59*

0,59* | 0,73* ! . . . - 0,80* 0.62* 0,71* 0,29

0,12 0,08 -0,18 -0,21 -0,21 -0,15 -0,09 -0,12 -0,22 QJ3 0,32 -0.19 -0.06 -0,16 -одз - 0,18 0JS 0,23 -A45 - 0,62* - 0.43» 0,45* 0,62* <Ш 0,45*

формы спермиев -0,17 -0,21 - 0,54*

Жизнеспособность спермиев -J)M -0,12 0,12 0,19 0,32 0,45* 0,22 0,28 0.12 0,20 -0,21 -0,18 0J0 0,15 от. 0,24 0JJ 0,16 -0,19 -0,21 0.23 0,41 0J2 0.17 М-1 0,19 0Д1 0,26

д_ активность спермиев -0.21 -0,26 ■ ' I 0,18 I 0J2 0,15 ¡ 0,41* . _ J ._ .. 0,14 0.46 0,51* -0,1? -0,32 0J2 0,15 0.47* 0,61* 0,10 0,06 ¡ ^0,21 j 0J2 -0,¡7 j 0,18 0,07 i 0,18 0,19 | 0,23 0,41* 0,47*

Ивдекс ПЯОДОВ!ГТОСТ11 -0.15 -0,19 0.51 0,62* 0.32 0,44* QA1 0,49* 0J4 0,25 0,12 0,11 0.31 0,26 0.15 0,24 ОДЗ 0,29 -0.22 i 0,37 -0,30 j 0,48* 0J.8 j Ü38 0,26 ¡ 0,60* ! ¡ 0,55* 0,58*

Низкая активность ЛДГ и МДГ может свидетельствовать о нарушении как внемитохондркального, так и митохондриального звена окислительных превращений. Подкреплением этого предположения служит исследование активности ACT, катализирующей конверсию аспартата в оксалоацетат -предшественник лимонной кислоты, ключевой метаболит цитратного цикла. По нашим данным, ACT была ингибирована во все сроки наблюдения.

Относительно выпадающей из общего ряда ГГТ можно отметить, что повышение скорости у-глутамилтрансферазной реакции отражает ускорение межорганного обмена глутатиона и имеет определенное компенсаторное значение, поскольку этот фермент осуществляет транспорт аминокислот в сперматозоиды. Вместе с тем, ГТТ в патологических условиях способна проникать в спермоплаз.чу и из поврежденных клеток.

Активность исследованных нами шдролаз - а-амилазы и щелочной фосфатазы, участвующих в формировании оптимальных физико-химических свойств семенной жидкости, снижалась соответственно степени угнетения подвижности гамет. Обнаруженное нами торможение активности а-амилазы в хроническом опыте согласуется с уменьшением содержания глюкозы, что свидетельствует об иншбировании расщепления полисахаридов, которое обьино сопровождается повышением вязкости эякулята. Более вязкий эякулят значительно ограничивает двигательную активность и оплодотворяющую способность сперматозоидов. Другим подтверждением нарушения процессов разжижения семенной жидкости являются результаты определения активности щелочной фосфатазы, которая была снижена у животных обеих групп, подвергшихся затравке в течение 3 мес.

Существенные изменения претерпевал гормональный состав спермо-плазмы. Введение гербицида в хроническом эксперименте приводило примерно к двукратному уменьшению концентрации тестостерона и иролактина. Тестостерон предотвращает преждевременную капацитацию сперматозоидов (Zaiata A. et al., 1995). Пролактин необходим для нормального развития и со-

хранения функциональной активности яичек, акцессорных половых желез и гамет. Следовательно, уменьшение содержания тестостерона и пролактина в семенной плазме может лимитировать оплодотворяющую способность сперматозоидов.

Обнаружены также изменения показателей функционального статуса гамет. Существешо ограничивалось потребление кислорода - дыхательная активность сперматозоидов в условиях хронического опыта уменьшалась почти в 2 раза. Против ожидания, содержание АТФ при этом не только не понижалось, но напротив, возрастало, В литературе имеются сообщения о накоплении АТФ в сперматозоидах при их низкой подвижности (Gottlieb С. et al., 1991; Mahmoud A. et al., 1994). Исходя из этого, обнаруженный нами феномен может объясняться снижением расходования макроэргических соединений вследствие резкого ограничения двигательной активности гамет. Очевидно, половые клетки сохраняют способность к генерации АТФ, но в значительной степени утрачивают способность к его использованию.

Менее выражены были изменения жизнеспособности гамет. Лишь в одной группе животных, подвергшихся воздействию гербицида в максимальной используемой дозе - LD50 суммарно в течение 3 мес - было отмечено снижение жизнеспособности. Возможно, это обусловлено защитной ролью, которую играет высокий уровень АТФ, предотвращающий элиминацию поврежденных клеток путем апоптоза (Nakano R., 1996).

В настоящее время исключительно большое значение в возникновении мужской репродуктивной патологии отводится стимуляции образования активных форм кислорода (Sharma R., 1996; Lewis S. et al., 1997). Для проверки гипотезы о причастности СРО к нарушению детородной функции нами было проведено исследование люминолзависимой и Ре2+-индуцированной хемилю-минесценции семенников и сперматозоидов, а также оценка состояния ключевых систем АОЗ в яичках - ферментативного звена по активности кагалазы, неферментагивного - по некоторым показателям метаболизма глутатнона.

Как следует из полученных данных, интоксикация феноксисоедине-ниями вызывает изменения интенсивности процессов СРО и АОЗ в семенниках и сперматозоидах. Так, в сперматозоидах в подостром опыте возрастала скорость образования свободных радикалов, о чем судили по параметрам люминолзавнсимой ХЛ. Значительно больший объем информации был получен при исследовании Ре2+-индуцированной ХЛ. В подостром опыте увеличивалась способность мембранных фосфолипидов к переокислению, которую отражает амплитуда медленной вспышки. Эти изменения могут быть обусловлены в первую очередь неадекватной реакцией со стороны антиокси-дантных систем клетки. Показателем хемилюминограммы, коррелирующим с антиокислительными резервами клетки, считается продолжительность латентного периода между быстрой и медленной вспышками. Величина этого параметра на фоне подострой затравки сокращалась в несколько раз как в гонадах, так и в спермиях. Более того, изменялся даже внешний вид хемино-люминограмм, полученных при записи свечения в пробах, взятых у подопытных животных: все кривые как бы подтягивались к оси ординат, медленная вспышка делалась круче и выше.

На доминирование прооксидативных процессов и относительную недостаточность антиокислительных возможностей клетки при подострой интоксикации указывают также изменения активности каталазы и особенности состояния системы глутатиона в семенниках.

В условиях месячного опыта содержание восстановленного глутатиона в гонадах обнаруживало тенденцию к снижению. Эти сдвиги могут явиться отражением усиленного расходования ОБН в реакциях нейтрализации ксенобиотика и продуктов пероксидации. Одновременно происходило почти двукратное статистически значимое снижение активности каталазы, чго свидетельствует о напряжении и срыве этого звена антиокислительной защиты.

В хроническом эксперименте содержание восстановленного глутатиона в ткани яичек увеличилось почти в 1,5 раза, при этом параллельно активиро-

вались и ферменты его метаболизма (ГР и ГТТ). Высокий уровень ОБН в семенниках при хроническом введении токсиканта может быть истолкован двояко: во-первых, как реакция адаптации, направленная на поддержание ре-докс-буфера клетки и более эффективную ее защиту, во-вторых, как реакция полома, связанная с блокадой его использования глутатион-Б-трапсферазами, глутатионпероксидазой и другими специфическими энзимами. Более предпочтительно, на наш взгляд, первое объяснение, ибо оно не противоречит результатам исследования свободнорадикальных явлений в семенниках и согласуется с гипервосстановлешшм состоянием НАДФ в эти сроки.

Резюмируя изложенные сведения, считаем возможным утверждать, что особенностью метаболизма в семенниках при отравлении феноксигербици-дами является универсальность поражений, охватывающих обмен белка и нуклеиновых кислот, процессы стероидогенеза и энергетического обеспечения, свободнорадикальное окисление и специфические и неспецифические механизмы защиты клетки и целый ряд других обменных превращений. Мозаичная картина и различная степень выраженности, тесная взаимосвязь и взаимообусловленность большинства обнаруженных нарушений, неоднозначная устремленность и нередко отчетливый адаптивный смысл отдельных проявлений интоксикации в мужских половых железах, наряду с результатами исследования других отделов мужской репродуктивной системы, дают основания для вывода, с одной стороны, о наличии предпосылок для компенсации выявленных сдвигов, с другой - о вероятности развития инфергально-сти в этих условиях.

Наиболее адекватным и интегральным методом определения состояния репродуктивной активности является оценка оплодотворяющих свойств сперматозоидов. Установлено, что продолжительное введение 2,4-ДА приводило к уменьшению всех изученных показателей детородной функции: индекса фертильности, гестации и плодовитости. При этом во всех случаях индекс фертильности претерпевал большие изменения, нежели индекс геста-

ции, что может говорить о меньшей резистентности к токсическому агенту процесса зачатия по сравнению с течением самой беременности.

Противозачаточное действие препарата сохранялось и после его отмены еще в течение 2-3 мес, что в определенной мере отражает кумулятивные свойства 2,4-ДА и свидетельствует о ее способности вызывать глубокие нарушения генеративной функции.

Клинико-экспериментальные наблюдения явились предпосылкой для разработай и апробации схемы коррекции андрогенного статуса при интоксикации хлорорганическими гербицидами. Принципиальная возможность восстановления репродуктивной функции связана с относительной шггактно-стью ферментативных систем биосинтеза половых стероидов, сохранностью андрогенных резервов яичек, целостностью базальных слоев семяродного эпителия и транзиторным характером утраты фергилыюсти.

Метод основан на воздействии на различные патогенетические звенья и включает использование стимулятора эндокринной функции семенников (хорионическяй гонадотропин), средства, нормализующего функцию добавочных половых желез (простатилен), антаоксидантов (витамины А и Е) и биологически активного пептида (глутатион).

Результаты исследований показали, что введение лекарственных препаратов способствует коррекции гипотестостеронемии и олигозооспермии у подопытных животных. При этом статистически достоверные изменения по отношению к уровню андрогена были отмечены при назначении ХГ, проста-тилена и витамина Е, но не ретинола и глутатиона.

На основании экспериментальных данных была проведена оценка эффективности наиболее активных средств коррекции репродуктивной функции - просгатилена и витамина Е - у мужчин с низким исходным уровнем тестостерона, проживающих в экологически неблагополучном регионе. Была продемонстрирована действенность просгатилена в традиционной дозе (5 мг/сутки в течение 7 дней) как средства нормализации андрогенного статуса,

но мы не смогли подтвердить наличия тестостеронстимулирующих свойств у витамина Е, несмотря на использование различных схем его введения.

Таким образом, сравнительное изучение группы фармакологически активных соединений, действующих на различные уровни иерархической организации мужской детородной функции в норме и при воздействии ХФГ, выявило наибольшую эффективность применения в эксперименте комбинации хорионического гонадотропина, простатилена и витамина Е. В клинических же условиях обнаружено выраженное корригирующее влияние изолированного введения простатилена на содержание тестостерона в сыворотке крови при исходно низком его уровне.

В заключение необходимо подчеркнуть, что для повреждения мужской репродуктивной оса при воздействии экотоксикантов класса 2,4-Д свойственны многоуровневый характер функциональных, морфологических и метаболических нарушений, вовлеченность в патологический процесс различных регуляторных и гомеостатических систем организма, тесная взаимосвязь и взаимообусловленность большинства обнаруженных изменений, а также относительная сохранность резервных возможностей, реализуемых на новой структурно-функциональной основе.

ВЫВОДЫ

1. Экспериментальная интоксикация диоксинсодержащим гербицидом 2,4-ДА у самцов крыс приводит к значительным изменениям состояния системы гипоталамус-гипофиз-семенники-андрогензависимые ткани, что выражается в уменьшении уровня в сыворотке крови тестостерона, ЛГ, ФСГ и протекторных простагландинов группы Е2) инверсии андроген-эстрогенного профиля, приросте концентрации пролактина, АКТГ и кортизола, падении содержания тестостерона в семенниках и их придатках, угнетении сперматогенеза, гипотрофии добавочных половых органов и нарушении детородной функции.

2. Основные тенденции изменения андрогенного статуса, установленные в эксперименте, проявляются и у практически здоровых муж-чин, жителей Уфы, города с развитой химической и нефтехимической проглышленко-стью, у которых обнаруживаются явления андрогенной недостаточности с одновременным статистически значимым увеличением содержания эстра-диола, пролактина, а также гаперсекреция кортикотропина и десенситизация коры надпочечников.

3. Стабильный уровень андрокортикоида дегидроэпиандростерона сульфата в сыворотке крови мужчин, подверженных влиянию агрессивных факторов техногенной природы в крупном индустриальном центре, и у животных при экспериментальном воздействии феноксигербицидов отражает возможную причастность коры надпочечников к механизмам компенсации убыли андрогенов тестикулярного генеза.

4. Результаты нагрузочных проб, выполненных в условиях поступления 2,4-ДА, свидетельствуют о сохранении чувствительности половых желез к гонадотротюй стимуляции, истощении функциональных резервов аденоги-пофиза, патологии нейроэндокринного звена гонадостата в контуре отрицательной обратной связи семенхшки-гипоталамус-гинофиз и о преимущественно вторичном происхождении андрогенной недостаточности.

5. Основными признаками повреждающего действия хлорфеноксигер-бшдадов в семенниках являются нарушение энергетического обеспечения метаболических процессов и ослабление синтеза биополимеров - белков и нуклеиновых кислот, что, наряду со срывом механизмов центральной регуляции, лежит в основе ингибирования стероидо- и гаметогенной функции яичек.

6. Хроническое отравление экотоксикантом 2,4-ДА в эксперименте сопровождается гипервосстановленным состоянием главных компонентов рс-докс-буфера клетки ~ никотянамидных коферментов и глутатнона, одним из патохимических последствий чего становится снижение активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ, ограничение интенсивности окисления

энергетических субстратов и уменьшение пула АТФ в семенниках.

В этих условиях ведущим механизмом компенсации энергетического дефицита в семенниках является поддержание физиологического уровня окисления сукцината в митохондриях.

7. Важной особенностью метаболического статуса яичек при экспериментальном воздействии 2,4-ДА выступает относительная интактность ферментативных ансамблей андрогенопоэза. Сохранность тестостеронпродуци-рующего потенциала клеток Лейдига играет роль одной из предпосылок восстановления мужской репродуктивной функции при соответствующей коррекции и (или) в постинтоксикационном периоде.

8. Интоксикация хлорфеноксисоединениями вызывает изменение соотношения процессов свободнорадикалъного окисления и антиоксидантной защиты в семенниках и сперматозоидах, характер которого зависит от продолжительности поступления лоллютанта.

При подострой затравке в течение 1 мес доминируют прооксидативные явления на фоне исчерпания антиокислигельных ресурсов клетки. При более длительном введении 2,4-ДА благодаря активации ферментативного и ие-ферментативного звена антиоксидантной защиты (кататазы и системы глута-тиона) картина меняется на противоположную.

9. Со стороны добавочных половых органов и придатка яичка молекулярным эквивалентом изменений андрогенного статуса при отравлении гербицидом 2,4-ДА является снижение содержания и биосинтеза белка, РНК и ДНК, а в ткани предстательной железы - и основного энергетического субстрата сперматозоидов - фруктозы.

Существенным моментом патогенеза гипотрофических явлений в анд-рогенчувствительных тканях представляется развитие тестостеронрезистент-ности на уровне ферментных систем метаболизма глюкозы, что нашло отражение в ингабировании базальной и стимулируемой активности ключевых реакций гликолиза - гсксокиназной и фосфофруктокиназной.

10. Гонадотропные эффекты феноксисоединений характеризуются также подавлением сперматогенной активности яичек с вовлечением в патологический процесс главным образом зрелых половых клеток (сперматид и сперматозоидов) при сравнительной целостности элементов базальных слоев семяродного эпителия (сперматогоний и сперматоцитов).

11. Снижение оплодотворяющих свойств эякулята при интоксикации 2,4-ДА обусловлено как уменьшением концентрации сперматозоидов, ограничением их подвижности, дыхательной активности и жизнеспособности, так и значительными сдвигами биохимического спектра семенной жидкости, которые сводятся к торможению потребления фруктозы, снижению содержания общего бежа и глюкозы, изменению каталитических свойств маркерных ферментов гамет, а также дефициту тестостерона и пролактина.

12. Обнаружено выраженное нормализующее влияние комбинированного введения хорионического гонадотропина, токоферола и простатилена на функциональное состояние семенников и уровень андрогенов в крови экспериментальных животных. Простатилен является эффективным средством повышения содержания тестостерона в сыворотке крови мужчин при исходно низком его уровне (андрогенной недостаточности).

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Изменения содержания некоторых гормонов и состояния эндокринных желез у животных при остром отравлении диоксинсодержащим гербшщдом 2,4-ДА в эксперименте // Диоксины: экологические проблемы и методы анализа. - Уфа, 1995. - С. 193-200 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов, АЖГильманов, В.О.Щепанский, В.Г.Гилев).

2. Содержание тестостерона у животных при отравлении диоксинсодержащим поллютантом Н Мат. 61-й конф. молодых ученых БГМУ, - Уфа, 1996. - Часть 1. - С.17 (соавт. А.А.Байгильдина).

3. Стероидные и тиреоидные гормоны при экспериментальном отравлении гербицидом 2,4-Д // Тез. докл. Респ. конф. молодых ученых. - Уфа, 1996. - С. 13-14 (соавт. АЖГильманов).

4. Свободнорадикалькые процессы и содержание восстановленного глута-тиона в органах крыс при воздействии 2,4-Д // Там же. - С. 14-15 (соавт. В.О.Щепанский).

5. Патохимическое обоснование применения антиоксидантов в коррекции метаболических нарушений при интоксикации гербицидом 2,4-Д // Фармация -здравоохранению: мат. научной и учебно-метод. конф. - Уфа, 1996. -С. 137-138 (со-апт. Э.Г.Давлетов, В.О.Щепанский).

6. Влияние диоксинсодержащего гербицида 2,4-Д на гормональный статус экспериментальных животных ¡1 Мед. труда н. пром. экология. - 1997. - № 8. - С. 1518 (соавт. А.ЖГильманов, Ф.Х.Кашшов, Э.Г.Давлетов, В.О.Щепанский).

7. Влияние хлорорганических соединений на метаболизм глугатиона в семенниках белых крыс // Мат. междунар. симпозиума «Биоантиоксидант». - Тюмень, 1997.-С. 154-155.

8. Нарушения взаимоотношений тиреоидных и половых гормонов при интоксикации гербицидом 2,4-ДА и их экспериментальная коррекция антиоксиданга-ми // Там же. - С. 158-161 (соавт. А.Ж.Гильманов, Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов).

9. Влияние гербицида 2,4-ДА на гормональный статус животных в эксперименте // И съезд Биохим. Общества РАН: Тез. стенд, сообщений. Часть II. - Пущи-но, 1997. - С. 431-432 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов, А.Ж.Гшп.манов).

10. Изменения гормонального фона при лодостром и хроническом отравлении гербицидом 2,4-ДА// Пробл. теор. мед.: Мат. конф. - Уфа, 1997. - С. 40-44 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов, А.Ж.Гильманов).

11. Hormonal changes in rats poisoned by herbicide 2,4-DA // Orgaiiohal. Comp. -1997. - Vol. 34. - P. 352-355 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов, А.Ж.Гильманов).

12. Антифертильные свойства аминной соли 2,4-Д // Тез. докл. Респ. конф. молодых ученых. - Уфа, 1997. - С. 16 (соазгг. А.В.Поляков, А.Г.Посаженников. А.И.Имельбаев).

13. Гепатотрошше, гонадотоксические и иммуномодулирующие свойства хлорфеноксигербицидов // Лечение хронических гепатитов: Маг. Респ. научно-практ. конф. - Уфа, 1997. - С. 12-14 (соавт. Н.А.Муфазалова, А.Ж.Гильманов).

14. Механизмы антифертильного действия гербицида 2,4-ДА // Акт. проблемы клин, токсикологии и методы детоксикации организма: Маг. Респ. научио-практ. конф. - Уфа, 1997. - С. 106-107 (еоавг. Ф.Х.Камилов).

15. Функциональные отношения половых и тиреоидных гормонов у крыс-самцов при экспериментальной интоксикации даоксинсодержащим гербицидом И Пробл. экологии Южного Урала. - 1997. - №4. - С. 15-17 (соавт. А.Ж.Гильманов, Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов).

16. Молекулярные основы нарушения репродуктивной функции при интоксикации хлорфеноксигербицидами // Акт. вопр. прикладной биохимии и биотехнологии: Мат. конф. - Уфа, 1998. - С. 3-6 (соавт. Р.М.Саляхова, Р.С.Кидрасова, Д.Ш.Хамзина).

17. Некоторые механизмы токсического действия хлорфеноксигербицидов // «Белые ночи». Научные чтения Междутар, акад. наук экологии и безопасности жизнедеятельности: Тез. докл. - СПб: МАНЭБ, 1998. - С. 167-168 (соавт. Н.А.Муфазалова, ЕХАлехин, Э.Г.Давлетов, Д.Ш.Хамзина).

18. Изменения андрогенного статуса при экспериментальной интоксикации диохсинсодержащими гербицидами // Междупар. симпозиум "Контроль и реабилитация окружающей среды". Тез. докл. - Томск, 1998. - C.14S-149 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов, Р.С.Кидрасова, Р.М.Саляхова).

19. Морфофункциональная характеристика семенников белых крыс при воздействии диоксинсодержащего гербицида 2,4-Д // Архив патологии. - 1998. - № 2. -С. 51-53 (соавт. А.А,Жаворонков, Л.Н.Малышева, Ф.ХКамилов, Э.Г.Давлетов).

20. Investigation of male rats reproductive function after herbicide 2,4-DA poisoning II Organohal. Сотр. - 1998. -Vol. 37. - P. 293-296 (соавт. Э.Г.Давлетов, Ф.Х.Камилов, Г.Г.Валеева, Д.Ш.Хамзина).

21. Hepatotoxic and imimmotropic effects of herbicide 2,4-DA in rats // Organohal. Сотр. - 1998. - Vol. 37. - P. 121-124 (соавт. А.ЖГильманов, Н.А.Муфазалова, Г.М.Абдуллина, Е.К.Алехин, Э.Г.Давлетов).

22. Морфофункциональная характеристика семенников белых крыс при по-достром воздействии 2,4-ДА // Акт. пробл. общей и частной патологии: Сб. научных трудов НИИ морфологии РАМН. - М., 1998. - С. 110-113 (соавт. А.А.Жаворонков, Л.Н.Малышева, Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов).

23. Функциональные и морфологические изменения интерстициальных клеток семенников при интоксикации хлорфеноксигербяцидами И Биол. науки в высшей школе: Сб. мат. Всероссийской научло-практ. конф. - Бирск, 1998. - С. 156159 (Г.Р.Валеева, Д.Ш.Хамзина, ААБайгильдина).

24. Инверсия андроген-эстрогошого фона при отравлении хлорфеноксигер-бицидами: оценка возможных последствий // Онкология-98: Сб. научных трудов, посвященных 60-летию онкол. службы Челябинской области. - Челябинск, 1998. -С. 97-98 (Т.АВалиева).

25. Гипофизарно-тестикулярно-тканевые взаимоотношения и содержание некоторых простагландинов в крови при экспериментальной интоксикации хлорор-ганическимн соединениями // Пробл. эндокринологии. - 1998. - № 3. - С. 38-40 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов).

26. Характеристика андрогенного статуса при экспериментальной интоксикации диоксинсодержащими гербицидами // Фунд. и прикл. аспекты соврем, биохимии: Труды научной конф., посвященной 100-летаю каф. биохимии СПб. гос. мед. ун-та им. акад. И.П.Павлова. - СПб., 1998. - С. 375-377 (соавт. Ф.Х.Камилов, Э.Г.Давлетов, Р.С.Кидрасева, Р.М.Саляхова).

27. Морфофункциональная характеристика клеток Лейдига при интоксикации хлорфеноксигербяцидами // Там же. - С. 377-381 (соавт. Г.Р.Валеева. Д.Ш.Хамзина, А.А.Байгильдина).

28. Влияние экотоксикантов группы 2,4-Д на сперматогенез и плодовитость белых крыс И Авиакосмическая и экологическая медицина. - 1999. - № 1. - С. 3234 (соавт. Г.Р.Валеева).

29. Биохимические показатели семенной плазмы и функциональная активность сперматозоидов при экспериментальном воздействии зкотоксикантов класса феноксигербицидов //Башкирский экологический вестник. - 1999. - №4. - С. 55-57 (соавт. Ф.ХКамилов).

30. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот в андрогенчувствительных органах крыс при воздействии хлорфеноксигербицидов// Акт. иробл. теор. и прикладной биохимии: Мат. конф. - Челябинск, 1999.-С. 227-230 (соавт. Ф.Х.Камилов).

31. Современные аспекты метаболической терапии печеночной недостаточности (обзор литературы) // Здравоохранение Башкортостана. - 1999. - № 5. - С. 5257 (соавт. М.А.Нартайлаков, Э.Л.Тулбаев).

32. Взаимодействие половой и тиреоидной функции в регуляции метаболических процессов в печени при воздействии хлорорганических экотоксикантов // Пробл. теор. мед.: Мат. конф. - Уфа, 1999. - С. 15-20 (соавт. Ф.Х.Камилов, Г.М.Лбдудлина, А.Ж.Гидьманов).

33. Интенсивность Бе2+-индуцированной хемилюминесценции в клетках печени при интоксикации хлорфеноксигербицидами // Там же. - С. 89 (соавт. А.А.Байгальдина, Ф.Х.Камилов).

34. Содержание и потребление фруктозы в спермоллазме крыс при интоксикации гербицидом 2,4-Д // Там же. - С. 91 (соавт. ФХКамшюв, Ф.А.Сагидушиш, Р.С.Кидрасова).

35. К вопросу о кяиннко-лабораторных нормах в эндокринологии (некоторые показатели гормонального статуса жителей г. Уфы) // Здравоохранение Башкортостана. - 1999. - № 6. - С, 40-43 (соавт. А.Ж.Гильманов, М.М.Туйгунов, А.Р.Мавзютов, Д.Т.Гашимова).

36.0 нарушениях биоэнергетических процессоз при экспериментальной интоксикации гербицидом 2,4-ДА у крыс // Клин, и патогенетич. аспекты нарушений клеточной энергетики: Мат. I Всероссийской конф. - М., 1999. - С. 156 (соавт. Э.Ф.Аглетдинов, Г.М.Абдуллина, А-Ж.Гильманов, Ф.Х. Камилов, Ф.А.Сагидуллин).

37. Biochemical Indexes of Semen and Spermatozoon Functional Activity after Experimental Influence of Phenoxyherbicide Ecotoxicants // Organohal. Comp. - 1999. -Vol. 42. - P. 245-248 (соавт. Ф.Х.Камилов, Д.Ш.Хамзина).

38. Синдром андрогенной недостаточности как индикатор экологического неблагополучия. Пути его преодоления Н Факторы здоровья мужчин: Мат. Респ. межведомственной научно-практ. конф. - Уфа, 2000. - С. 78-86 (соавт. Ф.Х.Камияов, А.П.Голощапов, С.Н.Петрова, Г.Р.Валеева, А.В.Егршцин).

39. Интенсивность Ре2*"-индуцированнои хемилюминесценции спермы ггри интоксикации диоксинсодержащим гербицидом 2,4-ДА в эксперименте // Вестник РГМУ. - 2000. - № 2. - С. 90 (соавт. Д.Ш.Хшзина).