Морфофункциональная характеристика органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам и на фоне коррекции

Саяпина, Ирина Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Морфофункциональная характеристика органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам и на фоне коррекции
ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Морфофункциональная характеристика органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам и на фоне коррекции"

На правах рукописи

САЯПИНА ИРИНА ЮРЬЕВНА

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНОВ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ САМЦОВ КРЫС ПРИ АДАПТАЦИИ К НИЗКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ И НА ФОНЕ КОРРЕКЦИИ (экспериментальное исследование)

06.02.01 Диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

г 4 ОКТ 2013

005535645

Благовещенск - 2013

005535645

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Амурская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Научный консультант: доктор медицинских наук, профессор Целуй ко Сергей Семенович

Официальные оппоненты:

Сиразиев Рамазан Закарьянович - доктор биологических наук, профессор, ГНУ «Научно-исследовательский институт ветеринарии Восточной Сибири» Россельхозакадемии, заместитель директора по научной работе

Максарова Дарима Дамбаевна - доктор биологических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет»

Министерства образования и науки РФ, доцент кафедры зоологии и экологии БГФ

Ярцев Владимир Геннадьевич - доктор ветеринарных наук, профессор,

ГБОУ ВПО «Амурская государственная медицинская академия» Министерства

здравоохранения РФ, профессор кафедры патологической физиологии

Ведущая организация: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия» Министерства сельского хозяйства Российской Федерации

Защита состоится 20 декабря 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.027.02 при ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет», 675005 г. Благовещенск, ул. Политехническая, 86. тел.: (416-2) 52-32-06, тел./факс: (416-2) 52-62-80.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет»

Автореферат разослан « > октября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Самусенко Ольга Леонидовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Репродуктивное здоровье населения является неотъемлемым составляющим демографических процессов, происходящих в обществе, поэтому проблемы, связанные с его нарушением, выходят сегодня за рамки медицинских, и приобретают социальный характер.

На протяжении последних десятилетий во всем мире прослеживается отчетливая тенденция к снижению активности сперматогенеза у мужчин (Быков B.JL, 1999; Никитин А.И., 2005). Нормативный показатель концентрации сперматозоидов в эякуляте с 60 млн/мл (50-70-е годы XX в.) снизился к настоящему времени до 20 млн/мл. Скорость падения концентрации спермиев в эякуляте согласно расчетам ученых составляет примерно 2% в год (Никитин А.И., 2005). За период с 2005 по 2010гг. прирост абсолютного числа пациентов с заболеваниями предстательной железы только у нас в стране составил 36,2% (Аляев Ю.Г., 2012). Отмечается рост бесплодных браков, в которых, по данным статистики, возрастает доля мужского фактора. Если несколько десятилетий назад доля мужской инфертильности, как причины бесплодного брака, находилась в пределах 15-25%, то на сегодняшний день она составляет по разным оценкам от 30 до 60% (Никитин А.И., 2005). Репродуктивные проблемы в браке помимо бесплодия сопровождаются фактами невынашивания беременности, рождением потомства с врожденными аномалиями развития. Как показывают литературные данные, 16% гамету человека изначально являются неспособными к оплодотворению, а 47% погибают на ранних этапах эмбрионального развития (Никитин А.И., 2005).

Масштабы репродуктивных потерь в значительной степени зависят от того, в каких условиях протекает прогенез. В связи с этим, своевременное выявление факторов риска репродуктивного здоровья и прогнозирование последствий их влияния на организм является одним из актуальных направлений в современной репродуктологии (Никитин А.И., 2005). В настоящее время большое значение придается изучению влияния на прогенез и начальные этапы репродуктивного процесса экологических факторов. На сегодняшний день ученые располагают информацией о многих факторах внешней среды, вызывающих нарушения в органах репродуктивной системы, однако, истинные причины снижения репродуктивной функции у мужчин окончательно не установлены.

Средовые факторы, оказывающие негативное влияние на репродуктивную функцию человека и животных, в подавляющем большинстве являются антропогенными, однако нельзя недооценивать роль климатических факторов. Известно, что репродуктивная система, сформировавшаяся в процессе эволюции под влиянием факторов внешней среды, сохранила зависимость своей деятельности от изменения этих факторов (Агаджанян H.A. с соавт., 1998; Rojansky N. et al., 1992; Bronson F.H., 1995; Eriksson A.W., Fellman J., 2001; Cummings D.R., 2007). Обзор литературы показал, что механизмы и степень влияния на мужскую половую систему экстремальных климатических факторов, к которым относятся и низкие температуры, изучены недостаточно, а морфологические работы, которые бы в полной мере раскрывали сложные взаимоотношения составляющих мужской репродуктивной системы при действии на организм низких температур, отсутствуют.

Все это определяет необходимость разработки экспериментальной модели, позволяющей с морфологических позиций оценить структурно-функциональное состояние органов мужской репродуктивной системы при различных вариантах взаимодействия организма с низкими температурами. Дальнейшие морфологические исследования в этом направлении представляются нам актуальными не только с теоретической точки зрения, но и практически - для разработки критериев риска репродуктивных потерь и способов профилактики нарушений мужской репродуктивной функции в период адаптации организма к низким сезонным температурам.

Настоящая работа выполнена самостоятельно и является составной частью комплексной программы исследований кафедры гистологии, эмбриологии, цитологии ГБОУ ВПО Амурская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения РФ (№ государственной регистрации 01200809839).

Цель и задачи работы. Цель исследования - изучить особенности структурной и функциональной реорганизации семенников и предстательной железы крыс при адаптации к низким сезонным температурам для прогнозирования риска репродуктивных потерь и разработки способов коррекции. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. На основе комплексного морфологического анализа оценить генеративную и эндокринную функцию семенников на этапах адаптации к

низким температурам.

2. На основе комплексного морфологического анализа изучить особенности структурно-функциональной реорганизации эпителиального компартмента и стромапьного микроокружения предстательной железы на этапах адаптации к низким температурам.

3. Изучить морфофункциональное состояние семенников и предстательной железы в отдаленные сроки после адаптации для выяснения временного периода, необходимого для восстановления структурного гомеостаза органов репродукции.

4. На основе данных морфологического анализа семенников и предстательной железы на этапах адаптации к низким температурам и в отдаленные сроки после адаптации, определить критические временные периоды, позволяющие прогнозировать репродуктивные потери.

5. Изучить морфофункциональное состояние органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам на фоне применения модификаторов биологического ответа растительного и животного происхождения.

Научная новизна. Впервые проведено комплексное морфологическое исследование структурно-функционального состояния семенников и предстательной железы крыс на этапах адаптации организма к низким сезонным температурам и в отдаленные сроки после адаптации.

Впервые установлено, что при адаптации к низким температурам в семенниках крыс развиваются стойкие нарушения сперматогенеза, которые появляются на ранних сроках, и сохраняются на всех последующих этапах адаптации. Впервые изучена динамика качественных и количественных преобразований популяции клеток Лейдига на этапах адаптации к низким

температурам. Показано, что основополагающим фактором, вызывающим нарушения сперматогенеза на ранних этапах адаптации, является дефицит тестостерона, обусловленный угнетением инкреторной активности клеток Лейдига; на поздних сроках адаптации основной причиной генеративной дисфункции являются нарушения структуры и функции клеток Сертоли, в совокупности с угнетением экспрессии ЫО-синтетазы в семенниках.

Показано, что основной причиной, вызывающей ускоренную элиминацию клеток Лейдига при адаптации к низким температурам, является окислительный стресс, развивающийся в тканях семенниках с первых недель адаптации. Впервые установлено, что ремоделирование эндокринного аппарата в виде компенсаторной гипертрофии клеток Лейдига на поздних сроках адаптации, приводит к увеличению концентрации тестостерона в сыворотке крови.

Впервые установлены особенности ремоделирования паренхиматозного компартмента и стромалъного микроокружения предстательной железы крыс, индуцированные адаптацией к низким температурам. Впервые установлено, что к моменту завершения краткосрочной адаптации предстательная железа не возвращается к исходному уровню структурно-функциональной организации. Впервые установлено, что при адаптации к низким температурам в предстательной железе экспериментальных животных развивается окислительный стресс, ограничивающий компенсаторно-приспособительные возможности органа. Показано, что степень выраженности окислительного стресса коррелирует с длительностью срока адаптации.

Впервые доказана эффективность применения БАД дигидрокверцетин и БАД моллюскам в качестве средств, устраняющих тестикулярную дисфункцию и повышающих адаптационные возможности предстательной железы при действии низких температур.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты проведенного экспериментального исследования имеют фундаментальное значение для морфологической науки, поскольку существенно расширяют имеющиеся представления о влиянии экстремально низких температур на органы репродуктивной системы животных. Полученные данные представляют собой новые знания, раскрывающие особенности тканевых, клеточных и внутриклеточных перестроек структурных компонентов семенников и предстательной железы при холодовой адаптации.

Более полное понимание механизмов повреждающего действия холода на систему репродукции животных создает теоретическую основу для разработки адекватных методов коррекции данного состояния.

Фактические данные и теоретические обобщения диссертационного исследования используются в учебном процессе кафедры гистологии, эмбриологии, цитологии Амурской государственной медицинской академии, кафедры биологии и методики преподавания биологии Благовещенского государственного педагогического университета, кафедры зоологии и экологии биолого-географического факультета Бурятекбго государственного университета, в научно-исследовательской работе центральной научно-исследовательской лаборатории Амурской государственной медицинской академии, в научно-исследовательской работе отдела инновационных методов диагностики и терапии,

морфологии и патологии ГНУ «Дальневосточный зональный научно-исследовательский ветеринарный институт» Россельхозакадемии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. При адаптации к низким температурам развивается тестикулярная дисфункция, индуцированная общим адаптационным синдромом, морфологическим эквивалентом которой являются стойкие нарушения сперматогенеза на всех сроках адаптации, угнетение стероидогенеза в клетках Лейдига и их ускоренная элиминация на ранних сроках адаптации. На момент завершения краткосрочной адаптации происходит адаптивно-компенсаторная перестройка эндокринного аппарата семенника, создающая предпосылки для восстановления генеративной активности органа;

2. Эпителий предстательной железы на этапах адаптации к низким температурам характеризуется стереотипными морфологическими изменениями, свидетельствующими об усилении его секреторной активности, которые лучше выражены в дорсальных и латеральных долях простаты (ДЛП). В стромальном микроокружении предстательной железы развиваются неспецифические изменения в виде интерстициального отека и тучноклеточной инфильтрации;

3. Через 48 дней после завершения адаптации восстанавливается генеративная активность семенников, восстанавливается численность популяции интерстициальных гландулоцитов при наличии признаков функциональной и морфологической незрелости клеток. Структурные перестройки эпителиального компонента и стромального микроокружения предстательной железы являются следствием гиперсекреторного состояния при адаптации к холоду, намечается тенденция к восстановлению структурного гомеостаза органа;

4. Структурно-функциональное состояние семенников и предстательной железы крыс, получавших коррекцию, свидетельствует о том, что дигидрокверцетин и моллюскам уменьшают негативные эффекты экстремально низких температур на репродуктивную систему животных.

морфогенезов в онтогенезе и эксперименте у человека и позвоночных животных» (Ханты-Мансийск, 2006), на IV российско-китайском медицинском форуме «Медико-биологические основы лекарственной терапии в традиционной восточной и современной медицине» (Благовещенск, 2007), на 6-ой международной научно-практической конференции «Достижения фундаментальных наук в решении актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2008), на всероссийской научной конференции «Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации» (Оренбург, 2008), на втором международном экологическом форуме «Окружающая среда и здоровье человека» (Санкт-Петербург, 2008), на международной гистологической конференции «Морфогенезы в эволюции, индивидуальном развитии и эксперименте» (Тюмень, 2008), на V китайско-российском форуме биомедицинских и фармакологических наук «Интеграция традиционной и современной медицины» (Харбин, 2008), на научной конференции с международным участием «Системный анализ в

медицине» (Благовещенск, 2008, 2010), на общероссийской научной конференции «Однораловские морфологические чтения» (Воронеж, 2010), на межрегиональной научно-практической конференции «Новые технологии в эндокринологии» (Благовещенск, 2010), на второй международной конференции Китая, Японии и Кореи по традиционной восточной медицине, на VII китайско-российском биомедицинском форуме (Харбин, 2010), на заочной научно-практической конференции научного общества анатомов, гистологов и эмбриологов «Должановские чтения» (Воронеж, 2010, 2011, 2012), на VIII Российско-китайском медицинском форуме «Современные проблемы нанофармакологии» (Благовещенск, 2011), на IX китайско-российском биомедицинском форуме (Харбин, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 научных работы, из них 15 статей в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК России для публикации научных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора наук.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 361 странице и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов. Список использованной литературы включает 491 источник, в том числе 359 источников иностранных авторов. Работа иллюстрирована 123 рисунками, содержит 15 таблиц.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на 240 нелинейных крысах-самцах Rattus norvégiens с массой тела 200-250 г. Животные содержались в виварии Амурской государственной медицинской академии при соблюдении 12-ти часового светового режима, на стандартном пищевом рационе, при свободном доступе к пище и воде.

В соответствии с целью и задачами настоящего исследования в структуре эксперимента было выделено три направления (табл. 1). Первая серия экспериментов была направлена на изучение органов репродуктивной системы самцов крыс на этапах адаптации организма животных к низким температурам. Структурно-функциональные изменения в органах репродуктивной системы моделировали путем общего охлаждения животных в климатокамере "ILKA" (Feutron, ГДР) при температуре —15°С по 3 часа ежедневно. Температурный режим охлаждения и экспозиция были выбраны с учетом возникновения в таких условиях у животных выраженных биохимических и морфологических изменений (Целуйко С.С. с соавт., 2002). Животные, участвующие в экспериментах первой серии, были рандомизированы на три группы (табл. 1 ).

Сущность второго направления эксперимента заключалась в изучении отдаленных последствий адаптации к низким температурам на систему репродукции крыс-самцов (табл. 1), а именно через 48 дней после завершения краткосрочной адаптации, что обусловлено длительностью сперматогенеза у крыс (Leblond С., Clermont Y., 1952).

В третьей серии экспериментов изучалась возможность коррекции негативных воздействий экстремально низких температур на репродуктивную систему животных. В качестве средств, повышающих адаптационные возможности органов репродуктивной системы, были использованы биологически активные добавки (БАД), выделенные из флоры и фауны Дальневосточного региона, а именно БАД дигидрокверцетин и БАД моллюскам. Соответственно получаемой БАД крысы были рандомизированы на две экспериментальные группы коррекции (табл. 1).

Таблица 1 - Краткая характеристика экспериментального материала

№ Название группы и количество животных (п) Характеристика группы

1. Группа контроля (п 40) Интактные крысы, содержавшиеся в стандартных температурных условиях вивария. Служили контролем для всех экспериментальных групп.

I. Изучение структурно-функционального состояния органов репродуктивной системы на этапах адаптации к низким температурам

2. 1 неделя адаптации (п 40) Общее охлаждение животных при температуре -15°С по 3 часа ежедневно в течение 1-й недели.

3. 2 недели адаптации (п 40) Общее охлаждение животных при температуре -15°С по 3 часа ежедневно в течение 2-х недель.

4. 4 недели адаптации (п 40) Общее охлаждение животных при температуре -15°С по 3 часа ежедневно в течение 4-х недель.

II. Изучение отдаленных последствий адаптации к низким температурам на структурно-функциональное состояние органов репродуктивной системы

5. Через 48 дней после адаптации Общее охлаждение животных при температуре -15°С по 3 часа ежедневно в течение 4-х недель, следующие 48 дней животные находились в стандартных температурных условиях вивария.

III. Изучение адаптационных возможностей органов репродуктивной системы на фоне БАД растительного и животного происхождения

6. Адаптация к низким температурам на фоне БАД дигидрокверцетин (п 40) Общее охлаждение животных при температуре -15°С по 3 часа ежедневно в течение 4-х недель, ежедневно перед охлаждением получали дигидрокверцетин per os в дозе 5 мг/кг массы тела.

7. Адаптация к низким температурам на фоне БАД моллюскам (п 40) Общее охлаждение животных при температуре -15°С по 3 часа ежедневно в течение 4-х недель, ежедневно перед охлаждением получали моллюскам per os в дозе 10 мг/кг массы тела.

Все животные выводились из эксперимента на следующий день после его окончания. Животных предварительно наркотизировали внутрибрюшинным введением раствора тиопентала натрия, умерщвление проводили путем декапитации. Объектом исследования служили главные (семенники) и добавочные (предстательная железа) половые железы.

Гистологическое исследование Для гистологического исследования фрагменты ткани семенников и простаты фиксировали в 10% нейтральном растворе формалина, после чего заливали в парафин. Для обзорной микроскопии парафиновые срезы семенников и

простаты окрашивали гематоксилином Бемера и эозином, для идентификации стадий сперматогенного цикла в соответствии с (Leblond С., Clermont Y., 1952), ставили ШИК-реакцию, волокна соединительной ткани в простате окрашивали по методу Ван Гизона, нейтральные гликопротеины в эпителии простаты выявляли при помощи ШИК-реакции, содержание хелатируемого цинка в эпителии простаты определяли по реакции с, дитизоном (Ещенко Ю.В. с соавт., 2010). Фотосъемка гистологических препаратов проводилась на микроскопе "Microphot FXA" (Nikon, Япония).

Иммуногистохимическое исследование

На парафиновых срезах семенников и простаты при помощи моноклональных антител определяли локализацию индуцибельной NO-синтетазы, на парафиновых срезах простаты определяли локализацию кадгерина Е. Для выявления антигенов использовались готовые антитела (Lab Vision, США): «Cadherin-E/Cadherin» RB-9214-R7 и «Nitric Oxide Synthase/inducible(iNOS) AB-1» RB-1605-R7. Постановка иммуногистохимической реакции проводилась в соответствии с прилагающимся протоколом фирмы-производителя.

Методы количественного анализа Для морфометрии семенников и простаты использовали аппаратно-программный комплекс, состоящий из программного обеспечения для количественного анализа Морфология 5.0, цифровой окулярной камеры DCM 130, светового микроскопа «Микромед-1» и персонального компьютера.

Для количественной оценки генеративной активности семенников измеряли диаметр извитых семенных канальцев, вычисляли индекс сперматогенеза и цитологический профиль сперматогенеза (Ухов Ю.И., Астраханцев А.Ф., 1983), в 100 просмотренных канальцах подсчитывали число канальцев с отслоившимися клетками в просвете. Инкреторную активность семенников оценивали по относительному количеству клеток Лейдига (КЛ), приходящихся на срез извитого канальца, измеряли диаметр ядра и цитоплазмы КЛ, вычисляли процент количества различных морфофункциональных типов КЛ (Ухов Ю.И., Астраханцев А.Ф., 1983) и индекс активности KJ1 (Брюхин Г.В. с соавт., 2010).

В простате измеряли относительную площадь основных гистологических структур [Троценко Б.В., Лугин И.А., 2005, Mukeijee В., Rajan Т., 2004], высоту эпителиоцитов и диаметр ядер, проводили подсчет относительного количества эпителиоцитов с двумя ядрами. Измеряли оптическую плотность продуктов гистохимических и иммуногистохимических реакций в исследуемых структурах семенников и простаты, которую выражали в условных единицах.

Электронная микроскопия Для электронной микроскопии образцы тканей семенников и простаты фиксировали в 2,5% растворе глютаральдегида с постфиксацией в 1% растворе осмиевой кислоты. После обезвоживания в спиртах восходящей концентрации, образцы заливали в смесь эпона и аралдита. Ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме «Ultratome III 8800» (LKB, Швеция), контрастировали раствором уранилацетата и цитратом свинца. Исследование и фотографирование ультратонких срезов проводили на трансмиссионном электронном микроскопе «Tecnai G2 Spirit TWIN» (FEI Company, Нидерланды).

Иммуноферментный анализ

Для установления корреляции между морфологическими и функциональными критериями активности KJI в сыворотке крови определяли концентрацию тестостерона методом иммуноферментного анализа с использованием стандартного набора для иимуноферментного анализа (Вектор-Бест, Россия) согласно протоколу фирмы-производителя.

Биохимическое исследование

Интенсивность процессов перекисного окисления липидов оценивали по содержанию диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) и гидроперекисей липидов (ГЛ) в сыворотке крови и тканях семенника, состояние антиокислительной системы оценивали по уровню витамина Е в сыворотке крови и тканях семенника.

Статистическая обработка

Для статистической обработки цифровых данных использовалось программное обеспечение Statistica 6.0 (StatSoft, США), все данные представлены в виде М±т. Гипотезу нормальности распределения значений в выборках проверяли при помощи теста Колмогорова-Смирнова, после чего выборки сравнивались с использованием t-критерия Стьюдента. Различия между выборками считались статистически значимыми при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Морфофунациональная характеристика семенников на этапах адаптации к низким сезонным температурам

Результаты проведенного исследования показали, что изменения генеративной активности семенника после 1-й недели адаптации имеют выраженный депрессивный характер. В части извитых семенных канальцев отмечается истощение генерации круглых сперматид, резкое уменьшение генерации удлиненных сперматид вплоть до полного их отсутствия. В канальцах на VII-VIII стадиях сперматогенного цикла в популяции пахитенных сперматоцитов и круглых сперматид появляются единичные клетки с признаками дегенерации, в просветах канальцев часто встречаются конгломераты из отслоившихся сперматогенных клеток. При электронной микроскопии в бухтообразных углублениях клеток Сертоли встречаются дегенеративно измененные головки удлиненных сперматид, в цитоплазме клеток Сертоли обнаруживаются крупные фагоцитарные вакуоли, содержащие фрагменты сперматогенных клеток.

По результатам количественного анализа (табл. 2) число канальцев с клеточными «пробками» увеличено по сравнению с группой контроля на 64%, диаметр извитых канальцев уменьшается на 13,5% (р < 0,05), снижается индекс сперматогенеза (р < 0,05). Изучение цитологического профиля сперматогенеза показало (табл. 2), что после 1-й недели адаптации относительное количество прелептотенных сперматоцитов уменьшается на 11,6%, пахитенных сперматоцитов на 16,8% (р < 0,05), но самые значительные изменения происходят в популяции круглых и удлиненных сперматид - их количество уменьшается на 29,4% и 32,08% соответственно (р < 0,05).

Таблица 2 — Количественные показатели генеративной активности

семенника на этапах адаптации к низким температурам (М±ш)

Показатель Контроль 1 неделя адаптации 2 недели адаптации 4 недели адаптации

Диаметр канальцев (мкм) 277,86±1,27 240,29±1,18* 231,08±1,18* 255,76±1,08*

Индекс сперматогенеза (число) 3,30±0,45 3,21±0,4* 3,25±0,43* 3,28±0,44

Число канальцев с «пробками» 0,53±0,09 0,87±0,14* 0,79±0,09* 0,67±0,11

Прелептотенные сперматоциты (число) 66,03±1,29 58,33±1,57* 61,6±1,28* 56,83±1,15*

Пахитенные сперматоциты (число) 81,13±1,78 67,46±2,1 * 68,83±1,3* 65,83±1,28*

Круглые сперматиды (число) 199,13±3,68 140,50±4,36* 166,16±4,18* 162,93±3,31*

Удлиненные сперматиды (число) 219,23±4,47 148,90±3,64* 157,63±4,13* 163,80±3,65*

Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем при р < 0,05.

Таким образом, обнаруженные цитопатологические изменения пахитенных сперматоцитов и круглых сперматид в канальцах на VII-VIH стадиях цикла, уменьшение практически всех генераций герминативных клеток в совокупности с уменьшением диаметра извитых семенных канальцев и снижением индекса сперматогенеза указывают на серьезные нарушения сперматогенеза, индуцированные адаптацией животных к низким температурам, и косвенно свидетельствуют о снижении уровня тестостерона в семенниках (Creasy D.M., 2001; Odum J. et al., 2009).

Основные характеристики инкреторной активности семенника после 1-й недели адаптации также имеют депрессивную направленность, о чем свидетельствуют изменения морфологических и количественных показателей KJI (табл. 3). В ядрах KJ1 отмечается умеренная конденсация хроматина, уменьшается диаметр ядра и цитоплазмы KJI (р < 0,05), что указывает на снижение синтетических процессов в клетках. При электронной микроскопии в цитоплазме КЛ обнаруживаются скопления липидных капель, что косвенно свидетельствует об угнетении синтеза стероидов (Васильев Г.А. с соавт., 1974).

Таблица 3 - Количественные показатели инкреторной активности

семенника на этапах адаптации к низким температурам (М±ш)

Группа Диаметр ядра КЛ (мкм) Диаметр цитоплазмы КЛ (мкм) Относительное количество КЛ (число) Индекс активности КЛ (число) Тестостерон (нмоль/л)

Контроль 6,23±0,02 8,31 ±0,03 10,90±0,28 1,38 33,72±2,03

1 неделя 6,13±0,02* 7,76±0,05* 11,13±0,18 0,42 28,06±1,8*

2 недели 6,19±0,01 8,06±0,03* 10,14±0,12* 0,92 28,76±2,15*

4 недели 6,57±0,03* 9,04±0,04* 8,84±0,27* 4,55 32,17±0,83

Примечание: * - различия статистически значимы с контролем при р < 0,05.

52% 47%

I неделя

2 недели 4 ислслн

Анализ популяиионного состава КЛ показал (рис. I), что по сравнению с контролем на 28% увеличивается представительство малых КЛ, которые являются малоактивными в отношении стероилогенсза формами (Брюхнн Г.В. с соавт., 2010; Шевлюк Н.Н. с согвт.. 2010; Davidoff M.S. et al„ 2009). В то же время КЛ среднею и большого размера, активно участвующих в синтезе стероидных гормонов, становится меньше, что приводит к снижению индекса активности КЛ, относительное количество КЛ после 1-й недели адаптации не изменяется (табл. 3). Концентрация тестостерона в сыворотке крови крыс после 1-й недели адаптации снижается на 16, 7% (р < 0.05).

ЕЭ Ммые КЛ В Средние КЛ ■ Большие КЛ

Контролі.

Рисунок I. Распределение КЛ на три основных морфофункшкмильных типа (по результатам количественною анализа).

Результаты морфоюгического исследования семенников после 2-х недель адаптации свидетельствуют о выраженных нарушениях генеративной активности органа. В извитых семенных канальцах наблюдается активная десквамацня герминативных клеток, отмечается истошенис популяций пахнтенных сперматоцитов, круглых и удлиненных спсрматид, в эпителиоспсрматогснном слое присутствуют дегенеративно измененные клетки, из которых формируются сферические структу ры.

Результаты количественного исследования семенников объективизируют обнаруженные морфологические изменения (табл. 2). Индекс сперматогенеза остается по-прежнему сниженным, диаметр извитых семенных канальцев достигает минимальных значений, число канальцев с клеточными конгломератами в просвете увеличено на 50% (р < 0,05). Изменения цитологического профиля сперматогенеза сохраняют депрессивный характер: количество прелептотенных сперматоцитов уменьшено на 6,7%, лахнтсииых сперматоцитов становится меньше на 15,1%, погуляиия круглых сперматид уменьшается на 16,5%, а популяция удлиненных сперматид на 28% (р < 0,05).

При ультраструктурном исследовании в цитоплазме клеток мейотической и постмейотичсской популяций выявляется вакуолизация митохондрий. Начиная с генерации пахнтенных сперматоцитов, обнаруживаются ультраструктурные признаки дефадацни мембранных органелл в виде вакуолей, содержащих миелнноподобные структуры. В ядрах удлиненных сперматид отмечается

неравномерная конденсация хроматина, часто встречаются дегенерирующие удлиненные сперматиды. В бухтообразных углублениях клеток Сертоли можно наблюдать деформированные фрагменты погибших сперматид, цитоплазма самих сустентоцитов умеренно вакуолизирована. Таким образом, как и в предыдущей группе сильнее всего пострадали популяции пахитенных сперматоцитов, круглых сперматид и удлиненных сперматид, являющиеся зависимыми от концентрации тестостерона в семенниках (Creasy D.M. et al., 2002; Мс Lachlan R.I. et al., 2002, Odum J. et al., 2009; Walker W.H., 2011).

После 2-х недель адаптации отмечается обеднение интерстиция семенников KJL Количественный анализ показал, что относительное количество KJI уменьшается на 17 % (р < 0,05), диаметр цитоплазмы КЛ меньше, чем у интактных крыс (табл. 3). В популяции КЛ преобладающим морфофункциональным типом являются малые эндокриноциты, не участвующие в синтезе стероидов, количество КЛ среднего и большого размера уменьшено (рис. 1), индекс активности КЛ снижен, концентрация тестостерона в сыворотке крови на 11 % ниже показателей группы контроля (р < 0,05). В ядрах КЛ сохраняется умеренная конденсация хроматина, прогрессивно нарастает число инволюционирующих КЛ, в цитоплазме которых наблюдается тотальное расширение везикул агранулярной эндоплазматической сети, накапливаются лизосомы.

После 4-х недель адаптации усиливается обедненность интерстиция семенников КЛ. Существенные изменения происходят в популяционном составе КЛ: преобладающим морфофункциональным типом становятся средние и большие КЛ округлой или овальной формы со светло-оксифильной вакуолизированной цитоплазмой и светлыми ядрами, практически лишенными конденсированного хроматина, что указывает на их активное участие в синтезе стероидов. В цитоплазме КЛ отмечается расширение везикул гладкой эндоплазматической сети, большинство митохондрий имеют нечеткие, размытые кристы, цитоплазматический матрикс сильно просветлен, что указывает на истощение компенсаторно-приспособительных реакций клеток.

После 4-х недель адаптации в интерстиции семенников часто встречаются активированные макрофаги, находящиеся в тесном контакте с КЛ. В цитоплазме тестикулярных макрофагов обнаруживаются гигантские фагосомы, содержащие фрагменты КЛ. Инволюционирующие формы КЛ встречаются реже, чем на ранних сроках адаптации к низким температурам.

По результатам количественного анализа (табл. 3) после 4-х недель адаптации относительное количество КЛ уменьшается на 19% (р < 0,05), диаметр ядра и цитоплазмы КЛ увеличивается (р < 0,05). Доля средних и больших KJI в популяции увеличивается на 20% и на 4% соответственно, доля малых КЛ уменьшается на 24% (рис. 1). В результате этого доля активных КЛ в популяции составляет 82%, а индекс активности эндокриноцитов повышается в 3,2 раза.

Концентрация сывороточного тестостерона после 4-х недель адаптации поднимается до уровня интактных животных (табл. 3). Структурной основой данного феномена, на наш взгляд, является компенсаторная гипертрофия КЛ, подтвержденная результатами морфологического, количественного и ультраструктурного анализа.

На фоне повышения концентрации сывороточного тестостерона в семенниках крыс после 4-х недель адаптации повышается индекс сперматогенеза, намечается тенденция к увеличению диаметра извитых семенных канальцев (табл. 2). Однако анализ цитологического профиля показывает, что восстановления сперматогенеза после 4-х недель адаптации не происходит: по сравнению с группой контроля количество прелептотенных сперматоцитов меньше на 13,9%, пахитенных сперматоцитов на 18,8%, круглых сперматид меньше на 18,2% (р < 0,05). Наиболее чувствительной популяцией герминативных клеток являются удлиненные сперматиды, их меньше, чем в контроле на 25,3% (р < 0,05).

По данным электронной микроскопии в цитоплазме пахитенных сперматоцитов, круглых и удлиненных сперматид сохраняется вакуолизация митохондрий, в цитоплазме круглых сперматид отмечается модификация пластинчатого комплекса. Для сравнения, в круглых сперматидах интактных крыс комплекс Гольджи имеет сферическую конфигурацию, в нем хорошо выражено корковое и мозговое вещество, представленное крупными вакуолями, что согласуется с имеющимися литературными данными (Clermont Y. Et al., 1994; Russinova A.I. et al., 1998; Ishibashi K„ Yuasa S„ 1999; Tanii I., Yashinaga K., 2002). После 4-х недель адаптации комплекс Гольджи в цитоплазме круглых сперматид представлен разрозненными диктиосомами, секреторные вакуоли в мозговом веществе отсутствуют. В ядрах удлиненных сперматид отмечаются нарушения конденсации ядерного хроматина, что морфологически проявляется появлением в ядрах клеток светлых вакуолей.

Электронная микроскопия показала, что после 4-х недель адаптации усиливается вакуолизация цитоплазмы клеток Сертоли, размер вакуолей, представляющих собой расширенные элементы гладкой эндоплазматической сети, увеличивается; резко снижается электронная плотность цитоплазматического матрикса. Состояние повышенного функционального напряжения, в котором находятся клетки Сертоли, сопровождается ускоренным изнашиванием внутриклеточных структур, в результате чего в цитоплазме сустентоцитов уменьшается количество митохондрий, появляются продукты деградации мембранных органелл в виде миелиноподобных структур. В цитоплазме некоторых клеток Сертоли клеточный матрикс сохраняет электронную плотность, однако отмечается активное накопление липидных включений, что может быть связано либо с усилением стероидогенеза, либо, напротив, свидетельствовать о замедленной утилизации липидов.

Ультраструктурные изменения сустентоцитов, обнаруженные после 4-х недель адаптации, имеют неспецифический характер, и выявляются при различного рода экстремальных воздействиях (Creasy D.M., 2001; Kassim N.M. et al., 1997; Odum J. et al., 2009). Регенераторно-пластическая недостаточность клеток Сертоли, развивающаяся при холодовой адаптации, по нашему мнению, является основополагающим фактором элиминации половых клеток.

После 4-х недель адаптации в структурах эпителиосперматогенного слоя отмечается резкое угнетение экспрессии индуцибельной NO-синтетазы. Оксид азота, синтез которого обеспечивает фермент NO-синтетаза, принимает активное участие в регуляции сперматогенеза, обеспечивая поддержание целостности специализированных межклеточных контактов, таких как плотные контакты

Сертоли-Сертоли, а также контакты между сустентоцитами и сперматидами (Lee N.P., Cheng С.Y., 2008). Следовательно, угнетение экспрессии NO-синтетазы может вызвать нарушения сперматогенеза, обнаруженные при адаптации к холоду.

Одной из причин тестикулярной дисфункции различного генеза является окислительный стресс (Nechifor М.Т. et al., 2006, Aitken R.J., Roman S.D., 2008). Биохимическое исследование показало (табл. 4), что уже на ранних сроках адаптации в семенниках развивается окислительный стресс: содержание ГЛ увеличивается на 81%, содержание витамина Е снижается на 28% (р < 0,05), в сыворотке крови на 61% увеличивается содержание ДК, МДА на 25% (р < 0,05), намечается тенденция к росту ГЛ и снижению концентрации витамина Е.

После 2-х недель адаптации в тканях семенника отмечается эскалация окислительного стресса (табл. 4). Содержание ГЛ превышает показатели контрольной группы на 48%, ДК больше на 16%, содержание витамина Е уменьшается на 31% (р < 0,05). В сыворотке крови содержание ДК повышено на 86%, МДА на 15% (р < 0,05), продолжается снижение уровня витамина Е.

После 4-х недель адаптации в тканях семенника сохраняются биохимические проявления окислительного стресса (табл. 4). Содержание ГЛ остается повышенным на 68%, содержание ДК повышено на 13%, содержание витамина Е снижено на 18% (р < 0,05). В сыворотке крови содержание ДК повышается на 76%, ГЛ и МДА на 25%, в то время как содержание витамина Е снижается на 34% (р < 0,05).

Таблица 4 - Содержание основных продуктов перекисного окисления липидов и витамина Е в сыворотке крови и ткани семенников (М±т)

Группа ДК (нмоль/г) 1 ГЛ (нмоль/г) | МДА (нмоль/л) Витамин Е (мкг/г)

Сыворотка крови

Контроль 27,23±3,07 26,06± 1,46 4,84±0,27 51,12±4,13

I неделя 43,96±4,64* 28,08±2,60 6,02±0,53* 47,01 ±4,11

2 недели 50,74±3,39* 28,03±3,02 5,60±0,29* 45,04±2,51

4 недели 48,90±3,84* 32,76±1,81* 6,06±0,34* 32,48±2,29*

Семенник

Контроль 66,18±4,77 25,80±0,97 — 52,63±3,84

1 неделя 71,42±4,29 46,74±3,47* — 37,70±1,21*

2 недели 80,90±6,28* 38,21±2,97* — 36,28±1,75*

4 недели 78,90±5,03* 43,36±2,81* — 38,85±1,61*

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05.

2. Морфофункциональная характеристика семенников через 48 дней после завершения адаптации

Через 48 дней после завершения адаптации складывается визуальная морфологическая картина полного восстановления структурного гомеостаза в семенниках. В извитых семенных канальцах на 1Х-ХІУ стадиях сперматогенного цикла восстанавливается ярус удлиненных сперматид, уменьшается число канальцев, содержащих отслоившиеся герминативные клетки, дегенеративно измененные клетки в канальцах не встречаются.

Для воспроизведения более полной и максимально объективной картины состояния генеративной функции семенников обратимся к результатам количественных исследований. Визуальная картина восстановления генерации удлиненных сперматид находит количественное подтверждение (табл. 5). Относительное количество удлиненных сперматид на 23,5% больше, чем у интактных крыс (р < 0,05), восстанавливается относительное количество прелептотенных и пахитенных сперматоцитов, однако количество круглых сперматид меньше, чем в контроле (р < 0,05). Индекс сперматогенеза ниже, чем у интактных животных (р < 0,05), что указывает на уменьшение числа канальцев на VIII стадии сперматогенного цикла. Несмотря на то, что тенденция к увеличению диаметра канальцев наметилась уже после 4-х недель адаптации, диаметр извитых семенных канальцев по-прежнему меньше, чем в группе контроля (р < 0,05).

Таблица 5 - Количественные характеристики функциональной активности семенника в норме и через 48 дней после завершения адаптации к низким температурам (М±ш)

Количественные характеристики Контроль Через 48 дней

Генеративная активность семенника

Диаметр канальцев (мкм) 277,86± 1,27 261,30±1,18*

Индекс сперматогенеза (число) 3,30±0,45 3,21±0,39*

Число канальцев с «пробками» 0,53±0,09 0,54±0,1

Прелептотенные сперматоциты (число) 66,03±1,29 67,15±1,17

Пахитенные сперматоциты (число) 81,13±1,78 78,25±1,34

Круглые сперматиды (число) 199,13±3,68 180,10±4,66*

Удлиненные сперматиды (число) 219,23±4,47 270,85±5,60*

Инкреторная активность семенника

Диаметр ядра КЛ (мкм) 6,23±0,02 6,39 ±0,03*

Диаметр цитоплазмы КЛ (мкм) 8,31 ±0,03 7,89±0,04*

Относительное количество КЛ (число) 10,90±0,28 11,01±0,4

Индекс активности КЛ (число) 1,38 0,63

Тестостерон (нмоль/л) 33,72±1,71 31,48 ±1,65

Примечание: * - различия статистически значимы с контролем при р < 0,05.

Количественные показатели генеративной активности семенника свидетельствуют о нестабильности сперматогенеза через 48 дней после завершения адаптации. Таким образом, восстановление сперматогенной функции семенников у крыс занимает длительный срок, превышающий продолжительность сперматогенеза, что согласуется с данными других авторов (Потемина Т.Е., 2008; ТэбИ ХБ. е! а1„ 2002; Мо1аЬаяаш М.А., 2007).

В то же время результаты электронной микроскопии показывают полное восстановление ультраструктурной организации половых и соматических клеток: в клетках мейотической и постмейотической популяций нормализуется структура митохондрий, комплекс Гольджи приобретает полусферическую конфигурацию, в ядрах удлиненных сперматид отмечается равномерная конденсация хроматина, нормализуется внутренняя архитектура поддерживающих эпителиоцитов.

Через 48 дней после адаптации интерстиций семенников характеризуется обилием КЛ небольших размеров. Как показывает количественный анализ,

относительное количество KJI увеличивается до уровня крыс из группы контроля (табл. 5). KJI новообразованной популяции характеризуются небольшими размерами: по данным морфометрии (табл. 5) средний диаметр цитоплазмы КЛ меньше, чем у крыс из группы контроля (р < 0,05), в то время как диаметр ядра КЛ больше контрольных значений (р < 0,05), что по мнению многих авторов характерно для гландулоцитов с низкой функциональной активностью (Арав В.И. с соавт., 2004, ШевлюкН.Н. с соавт., 2010).

Изменяется популяционный состав КЛ: количество малых КЛ, являющихся малоактивными в отношении стероидогенеза формами (Брюхин Г.В. с соавт., 2010; Шевлюк H.H. с соавт., 2010; Davidoff M.S. et al., 2009), увеличено в популяции на 19%. Количество КЛ среднего и большого размера уменьшается на 17% и 2% соответственно, в результате чего индекс активности КЛ относительно контроля снижается в 2,2 раза.

При электронной микроскопии доминируют КЛ с небольшим объемом цитоплазмы, в которой присутствуют единичные липидные капли, митохондрии и агранулярная эндоплазматическая сеть развиты слабо. Уровень сывороточного тестостерона, отражающий функциональную активность КЛ, незначительно ниже, чем в группе контроля (р > 0,05). Таким образом, структурная и функциональная незрелость КЛ новообразованной популяции может быть одной из причин нестабильного осуществления сперматогенной функции семенниками в отдаленные сроки после адаптации.

Как ни парадоксально, но даже через 48 дней после завершения адаптации в организме животных сохраняется дисбаланс между процессами перекисного окисления липидов и состоянием антиокислительной системы (табл. 6). Биохимическое исследование показало, что в сыворотке крови животных повышено содержание ГЛ, ДК и МДА, уровень витамина Е ниже, чем у интактных крыс (р < 0,05).

В тканях семенников повышено содержание ГЛ, а уровень витамина Е ниже контрольных значений (р < 0,05). Следовательно, пролонгированный во времени окислительный стресс может являться одной из причин нарушений генеративной активности семенника через 48 дней после завершения адаптации организма к низким температурам.

Таблица 6 - Содержание основных продуктов ПОЛ и витамина Е в сыворотке крови и ткани семенников (М±ш)

ДК (нмоль/г) | ГЛ (нмоль/г) | МДА (нмоль/л) Витамин Е (мкг/г)

Сыворотка крови

Контроль 27,23±3,07 26,06±1,46 4,84±0,27 51,12±4,13

Через 48 дней 51,40±2,30* 32,96±2,11* 5,57±0,32* 41,38±3,52*

Семенник

Контроль 66,18±4,77 25,80±0,97 — 52,63±3,84

Через 48 дней 62,37±7,54 37,15±2,14* — 35,81±0,88*

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05.

3. Морфофункциональная характеристика предстательной железы на этапах адаптации к низким сезонным температурам

Результаты проведенного исследования показали, что по сравнению с вентральными долями простаты более выраженный структурный след адаптации отмечается в дорсальных и латеральных долях предстательной железы (ДЛП). Структурно-функциональные изменения ДЛП, обусловленные развитием общего адаптационного синдрома, обнаруживаются как в эпителиальном компартменте железы, так и в стромальном микроокружении, что позволяет рассматривать ДЛП крыс как наиболее адекватную модель для изучения влияния экстремальных факторов среды.

Уже после 1-й недели адаптации усиливается секреторная активность железистого эпителия ДЛП, на что указывают гипертрофия зоны Гольджи, вакуолизация цитоплазмы люминальных эпителиоцитов, смена мерокринового типа секреции на макроапокриновый. Как показывает электронная микроскопия, структурной основой гипертрофии зоны Гольджи в люминальных эпителиоцитах является гиперплазия элементов пластинчатого комплекса. Морфологические эквиваленты гиперсекреторного состояния люминальных эпителиоцитов достигают максимального развития ко 2-й неделе, и сохраняются после 4-х недель адаптации.

Адаптация к низким температурам стимулирует процессы соматической полиплоидии: после 4-х недель адаптации численность люминальных эпителиоцитов с двумя ядрами увеличивается на 113% (р < 0,05). Клетки, способные к полиплоидизации, отвечают на любой стресс быстрым накоплением геномов (Анацкая О.В., Виноградов А.Е., 2008; Gorla G.R. et al., 2001; Мс Crann D.J. et al., 2008). Следовательно, увеличение численности люминальных эпителиоцитов с двумя ядрами можно позиционировать как компенсаторный резерв железистого эпителия ДЛП, повышающий метаболическую пластичность клеток, и являющийся структурной основой, обеспечивающей повышенную секреторную активность гландулоцитов.

Состояние функционального напряжения, в котором находятся люминальные эпителиоциты при холодовой адаптации, приводит к дегенеративным изменениям биологических мембран очагового характера и усилению процессов аутофагии в клетках. Обнаруженные ультраструктурные изменения свидетельствуют о развитии регенераторно-пластической недостаточности люминальных эпителиоцитов.

На фоне гиперсекреторного состояния эпителия после 2-х недель адаптации в ДЛП появляются конгестивные феномены в виде расширения и переполнения секретом ацинусов и выводных протоков, имеющие очаговый характер. Отмечается десквамация эпителиоцитов в просветы ацинусов, которая усиливается после 4-х недель адаптации, появляются люминальные эпителиоциты с вакуольной дегенерацией цитоплазмы.

После 4-х недель адаптации в эпителии ДЛП угнетается экспрессия NO-синтетазы, оптическая плотность продуктов реакции статистически значимо ниже, чем в группе контроля (р < 0,05). Оксид азота играет важную роль в холодовой адаптации тканей и органов, являясь дополнительной системой антиоксидантной

защиты местного уровня (Vasilijevic A. et al., 2007; Korac A. et al., 2008; Petrovic V. et al., 2008), следовательно, угнетение экспрессии NO-синтетазы, обеспечивающей синтез оксида азота, создает условия для развития окислительного стресса в тканях предстательной железы.

Результаты гистохимической реакции с дитизоном показали, что после 4-х недель адаптации в эпителии ДЛП снижается содержание катионов цинка (р < 0,05). Значительная часть хелатируемого цинка входит в состав цинк-зависимой супероксиддисмутазы (Zn-СОД), являющейся важным фактором защиты эпителиальных клеток простаты от активных метаболитов кислорода (Ещенко Ю.В. с соавт., 2010; Song Y. et al., 2010; Iguchi К. et al., 2011), следовательно, выявленный дефицит цинка может способствовать развитию окислительного стресса в предстательной железе.

Цинк, обладая мощным антипролиферативным и противовоспалительным действием, играет важную биологическую роль в гистофизиологии простаты, а цитрат цинка является неотъемлемым компонентом секрета железы. Снижение концентрации хелатируемого цинка может привести к нарушениям структурного и функционального гомеостаза железы.

Важнейшей компонентой структурного гомеостаза простаты, предупреждающей пролиферацию и опухолевый рост железистого эпителия, является экспрессия гландулоцитами Е-кадгерина (Day M.L. et al., 1999; Haberman H. et al., 2001). Как показывает иммуногистохимическая реакция на Е-кадгерин, после 4-х недель адаптации иммунопозитивные свойства железистого эпителия ДЛП резко снижены (р < 0,05), что негативно отражается на межклеточных взаимодействиях эпителиоцитов.

После 4-х недель адаптации в эпителии ДЛП резко снижается активность ШИК-реакции, оптическая плотность продуктов реакции ниже, чем в группе контроля (р < 0,05). По литературным данным гликоген в простатическом эпителии не выявляется (Бадлуев Э.Б., 2000; Батуева А.Б., 2000), следовательно, уменьшение содержания ШИК-позитивных веществ указывает на снижение содержания нейтральных гликопротеинов в цитоплазме люминальных эпителиоцитов.

Угнетение экспрессии NO-синтетазы и Е-кадгерина, снижение ШИК-позитивных свойств эпителия и уменьшение концентрации хелатируемого цинка указывают на нарушения синтетической активности люминальных эпителиоцитов при холодовой адаптации.

В стромапьном микроокружении ДЛП после 1-й недели адаптации отмечаются очаговые изменения в виде интерстициального отека и плазматического пропитывания межклеточного вещества, намечается тенденция к увеличению площади стромы (рис. 2). После 2-х недель адаптации очаговые изменения стромы виде плазматического пропитывания сохраняются, развивается диффузный интерстициальный отек, что приводит к статистически значимому увеличению площади стромы на 101% (рис. 2). На этом же сроке увеличивается численность тучных клеток, многие из которых имеют признаки дегрануляции. Вены и венулы ДЛП полнокровны, в мелких венулах отмечается стаз форменных элементов крови. После 4-х недель адаптации мастоцитарная инфильтрация стромы и венозное полнокровие уменьшаются, однако прослойки межацинозной

соединительной ткани остаются расширенным», а площадь стромы на 77% больше контрольных значений (р < 0,05).

По данным электронной микроскопии уже после 1-й недели адаптации в стромальном микроокружснми ДЛИ увеличивается представительство клеток с секреторным фенотипом, вблиэи которых располагаются волокнистые структуры. Однако на светооптическом уровне в расширенных прослойках межацинозной соединительной ткани выявляется умеренное количество коллагеновых и эластических волокон, что свидетельствует о низком уровне лесмопластических реакций.

Одним из факторов, ограничивающих адаптационные возможности предстательной железы, является окислительный стресс. Биохимические проявления окислительного стресса в сыворотке крови появляются уже на 1-й неделе адаптации, нарастают ко 2-й неделе, но манифестация окислительного стресса наступает после 4-х недель (см. табл. 4). когда отмечается статистически значимое снижение уровня витамина Е и окислительный стресс в предстательной железе верифицируется гистохимически и иммуногистохимически.

У некоторых животных после 4-х недель адаптации в ДЛП обнаруживаются морфологические признаки воспаления, степень выраженности которых варьирует от лимфоцитарной инфильтрации стромы до накопления клеток воспалительною экссудата в просветах ацинусов.

мки°

4500 ------—-

4000 >500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

Рисунок 2. Динамика плошали стромальиых компонентов ДЛИ

на лапах адаптации к низким температурам. • - различия статистически отчимы с контролем при р < 0.05.

Таким образом, после 4-х недель адаптации простата, как биологическая система, не возвращается к неходкому уровню структурно-функциональной организации. Обнаруженные изменения свидетельствуют о том. что предстательная железа переходит на новый уровень функционирования, адекватный изменившимся условиям среды.

контроль І нелелі 2 нежли 4 мелели

4. Мпрфофункпионл.тьнан характеристика предстательной желсш чс|нч 48 дней после свершения адаптации

Как и на этапах адаптации к низким температурам, через 48 дней после завершения адаптации более значительные структурные перестройки были обнаружены в ДЛГ1. В эпителии секреторных отделов ДЛП обнаруживаются участки гиперплазии, локализующиеся в области пальцевидных выпячиваний. Анализ данных морфометрии показал (рис. 3, а), что но сравнению с группой контроля на 11% увеличивается высота люминалышх эпителиоцитов (р < 0,05), что свидетельствует о гипертрофии клеток. На 63% увеличивается относительная плошаль эпителия (р < 0,05), что объективизирует наличие гипертрофии и гиперплазии эпителия ДЛП (рис. 3, б).

мки

а).

Контроль

ваш

икм 21000

через 48 дней ■ В11

Кон троль чсрс! 48 дней

б)- □ нжтелнй ■ проча В просветы

Рисунок 3. а). Им сою люмннальных эпитслиоиитоа простаты ннтактных крыс и через 4Х дней после завершения шшттаиин. б). П.шниалныс харамериешкн гистологических компонентов ДЛ11 интактных крые и через -»К лис!» после завершения алаптанми. 11рммсчаш<с: * - различия статистически шачимы с контролем при р < 0.05.

Очаговая гиперплазия эпителия, обнаруженная в ДЛП через 48 дней после адаптации, имеет компенсаторную направленность (Во5$1ап<1 М.С. с» а1„ 1998; (Мит .1. с! а1., 2009). Начиная со 2-й недели адаптации к низким температурам отмечается усиление дссквамацни железистого эпителия, которая приобретает после 4-х недель адаптации массовый характер, и обусловлена, по нашему мнению, гиперсекреторным состоянием клеток. Таким образом, обнару женную гиперплазию эпителия можно позиционировать как физиологическую регенерацию с увеличением числа клеток сверх исходного уровня в силу инерции компенсации физиологических потерь клеток (Казаннн В.И., 2004).

Предвестники гиперплазии эпителия ДЛП в виде усиления процессов соматической полиплоидии появляются уже после 4-х недель адаптации, но пролиферативная активность клеток на данном этапе не достигла уровня морфологической и количественной визуализации процесса. Поэтому очаговую гиперплазию эпителия мы наблюдаем в ДЛИ спустя 48 дней после адаптации.

Феномен гипертрофии люминапьных эпнтелноцнтов. обнаруженный в ДЛИ через 48 дней после адаптации, в большинстве случаев имеет адаптивное значение (Казакин В.И., 2004). Можно предположить, что гипертрофия эпителия ДЛП, как и его гиперплазия, является отсроченной во времени компенсаторно-приспособительной реакцией. обусловленной повышенной секреторной активностью. Таким образом, гиперплазия и гипертрофия эпителия, представляют собой компенсаторно-приспособительные реакции железистого эпителия ДЛП, обусловленные развитием общего адаптационного синдрома, и, следовательно, являются обратимым состоянием.

Через 48 дней после завершения адаптации пролиферативный потенциал железистого эпителия ДЛП угнетается, что проявляется уменьшением численности двуядерных гландулоцитов относительно контроля на 44% (р < 0,05). Это подтверждает обратимый характер гиперплазии эпителия ДЛП. и может являться необходимым условием для поддержания пролнферативного гомеостаза эпителия.

Активная десквамацня секреторных эпигелиоцитов, имеющая место в ДЛП через 48 дией после завершения адаптации, также указывает на обратимость явлений гипертрофии и гиперплазии эпителия. На этапах адаптации к низким температурам наблюдалась десквамацня практически интактных эпнтслиоиитов (так называемая, донекротичсская десквамацня). но через 48 дней после адаптации в просветах ацинусов в большом количестве обнаруживаются деформированные эпителноциты с гиперхромными и сморщенными ядрами, либо фрагменты клеток. В железистом эпителии ДЛП отмечаются дегенеративные изменения люминальных эпителиоцитов в виде средне - или крупновакуолыюй дистрофии.

Череч 48 дней после адаптации (рис. 3, б) в ДЛП по сравнению с контролем увеличивается плошадь поверхности фиброзно-мышечной стромы на 176% (р < 0.05). отмечаются умеренный диффузный фиброз и эластоз стромы. Однако волокнистые структу ры имеют признаки де1радацин, что свидетельствует об обратимом характере изменений стромального микроокружения. Длительное гнперсекрегорное состояние эпителия приводит к увеличению плошали просветов ацинусов ДЛП (рис. 3. б).

Таким образом, структурные преобразования эпителиального и стромального компонентов простаты, индуцированные адаптацией к низким температурам, обнаруживаются через 48 дней. Простата, как любая биологическая система, обладает сложными механизмами поддержания структурного гомеостаза, обеспечивающими выполнение ее физиологических функций. Вероятно, необратимые дистрофические изменения люминальных эпителиоцигов с их последующей десквамацией. являются обязательным этапом в поддержании тканевого гомеостаза простаты, необходимым для возврата системы к исходному уровню после воздействия экстремальных факторов среды.

5. Морфофуикциомальная характеристика семенников и

простаты после 4-х недель адаптаини на фоне ЬЛД днгндроквернетнн

ДКВ. как биофлавоноид, является антиоксидантом, способным связывать свободные радикалы, при этом уровень антноксидантной активности позволяет занимать ДКВ первые позиции среди всшсств со схожим спектром действия (Конкина И.Г. с соавт., 2011). По результатам биохимического исследования

можно констатировать, что при адаптации к низким температурам ДКВ проявляет антиоксидантный эффект, приводя к статистически значимому снижению в сыворотке крови ДК на 28,2% и МДА на 18% (р < 0,05), уровень витамина Е увеличивается на 11,3% (р > 0.05). потому данный показатель у крыс из группы коррекции не имеет статистически значимых различий с группой контроля (рис. 4. а).

В тканях семенника на 11.2% уменьшается содержание ДК (р < 0,05). что свидетельствует о коррекции биохимических проявлений окислительного сгресса. Однако уровень ГЛ в семенниках крыс, получавших ДКВ. остается повышенным, а содержание витамина Е ниже, чем в семенниках крыс из группы контроля (рис. 4, б), что может быть связано с особенностями метаболического состояния гоналы в условиях адаптации к низким температурам.

60 50 40 30 20 10 о

а).

Группа І руш и Группа контроля сравнения коррекции

шяа ДК (нмояь/г) ЕЭ ГЛ (нмояь/г) -•— МДА (нмоль/мл)

90 75 60 45 30 15 0

«)

Группа Группа Группа контроля сравнения коррекции

ВДК<нмоль/г) ■ ГЛ(нчоль.т) ЕЭ Киї ими и Г(ммт)

Рисунок 4. а). Содержание продуктов псрекисногоокисления лнііидоі н сыворотке крони 6). Содержание продуктов перекислого окисления лииидов и віпамнна Е в тканях семенника.

Прмиечямм*- гнчп. и ниже • - различия статистически ніачимм с группой контроля при р < 0.05: •• - раїличня статистически значимы с группой сравнения при р < 0.05.

Реіультатьі исследования эндокринного аппарата семенников показали (табл. 7), что коррекция окислительною стресса предотвращает гибель КЛ. Относительное количество КЛ на фоне приема ДКВ больше, чем в іруппс сравнения на 26.8% (р < 0,05), линейные размеры ядра и цитоплазмы КЛ больше, чем в группе контроля (р < 0.05). Анализ популяинонного состава показал, что в семенниках крыс, получавших ДКВ. преобладающим морфофункцнональным типом являются средние и большие КЛ, принимающие активное участие в синтезе стероидных гоэмонов. Уровень сывороточного тестостерона у крыс, получавших ДКВ, находится на уровне значений шпактных животных (табл. 7).

Электронная микроскопия показала ультраструктурные признаки функционального напряжения КЛ в виде исчезновения полоски маргинального хроматина в ядрах. умеренного расширения везикул агранулярной эндоплазм этической сети, гиперплазии элементов комплекса Гольджи, появления везикулярных расширений между крнстамн митохондрий.

Структурно-функциональное ремоделирование эндокринного аппарата семенников крыс, получавших ДКВ, положительно сказалось на показателях генеративной активности органа. Изучение цитологического профиля сперматогенеза показало (табл. 7), что в семенниках крыс из группы коррекции количество прелептотенных сперматоцитов увеличилось относительно группы сравнения на 23,5%, пахитенных сперматоцитов на 20,6%, круглых сперматид на 23,4% и удлиненных сперматид на 37,5%. Сперматогенные клетки с дегенеративными изменениями в извитых канальцах не встречаются.

Диаметр извитых семенных канальцев у крыс, получавших ДКВ, на 10,5% больше, чем у крыс из группы сравнения (табл. 7). Индекс сперматогенеза у крыс, получавших ДКВ, не отличается от крыс из группы сравнения и группы контроля. Исходя из результатов сравнительного анализа количественных показателей генеративной активности семенников, можно констатировать, что ДКВ предупреждает нарушения сперматогенеза, индуцированные адаптацией организма животных к низким температурам.

Таблица 7 — Количественные характеристики функциональной активности

семенников интактных крыс, после 4-х недель адаптации к низким температурам и после 4-х недель адаптации на фоне приема БАД дигидрокверцетин (М±ш)

Показатель Группа контроля Группа сравнения Группа коррекции

Генеративная активность семенника

Диаметр канальцев (мкм) 277,86± 1,27 255,76±1,08* 281,98±1,65**

Индекс сперматогенеза 3,30±0,45 3,28±0,44 3,28±0,44

Число канальцев с «пробками» 0,53±0,09 0,67±0,11 0,54±0,08

Прелептотенные сперматоциты (число) 66,03±1,29 56,83±1,15* 70,20±1,18**

Пахитенные сперматоциты (число) 81,13±1,78 65,83±1,28* 79,41±0,99**

Круглые сперматиды (число) 199,13±3,68 162,93±3,31* 201,03±3,46**

Удлиненные сперматиды (число) 219,23±4,47 163,80±3,65* 225,62±3,27"

Инкреторная активность семенника

Диаметр ядра КЛ (мкм) 6,23±0,02 6,57±0,03* 6,67±0,02**

Диаметр цитоплазмы КЛ (мкм) 8.31 ±0.03 9,04±0,04* 8,77±0,04**

Относительное количество КЛ (число) 10,90±0,28 8,84±0,27* 11,21±0,32**

Индекс активности КЛ 1,38 4,55 2,57

Тестостерон (нмоль/л) 33,72±2,03 32,17±0,83 31,25±1,54

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05;

** — различия статистически значимы с группой сравнения при р < 0,05.

Электронная микроскопия показала, что комплекс Гольджи в цитоплазме круглых сперматид крыс, получавших ДКВ, имеет полусферическую конфигурацию с хорошо выраженным корковым и мозговым веществом. На фоне приема ДКВ ядерный хроматин в удлиненных сперматидах имеет одинаковую электронную плотность, светлые вакуоли в ядрах отсутствуют. Однако прием ДКВ не повлиял на восстановление структуры митохондрий в цитоплазме пахитенных сперматоцитов, ранних и поздних сперматид.

Коррекция окислительного стресса оказала положительное влияние на структурно-функциональное состояние клеток Сертоли. На фоне приема ДКВ в цитоплазме клеток Сертоли отсутствует вакуолизация, имеются многочисленные митохондрии с электронноплотным матриксом, цитоплазматический матрикс имеет среднюю электронную плотность, характерную для сустентоцитов интактных крыс. Восстановление тонкой структуры клеток Сертоли, в свою очередь, обеспечивает необходимые условия для сперматогенеза.

В железистом эпителии простаты крыс, получавших ДКВ, отмечается экспрессия индуцибельной NO-синтетазы. Оптическая плотность продуктов реакции в ДЛП крыс из группы коррекции больше (р < 0,05), чем у крыс из группы сравнения (табл. 8).

В эпителии ДЛП крыс, получавших ДКВ, выявляются продукты реакции с дитизоном (табл. 8), оптическая плотность которых по данным количественного анализа больше, чем у крыс из группы сравнения (р < 0,05). Таким образом, восстановление на фоне приема ДКВ экспрессии индуцибельной NO-синтетазы и концентрации хелатируемого цинка, свидетельствует о коррекции окислительного стресса в тканях простаты.

Однако прием ДКВ не повлиял на активность ШИК-реакции и на экспрессию Е-кадгерина в эпителии ДЛП. Как и у крыс, которым не проводилась коррекция, содержание ШИК-позитивных веществ в цитоплазме люминальных эпителиоцитов снижено, экспрессия Е-кадгерина отсутствует.

Таблица 8 - Оптическая плотность (усл. ед.) продуктов гистохимических и иммуногистохимических реакций (М±т)

Название реакции Группа контроля (интактные крысы) Группа сравнения (4 недели адаптации) Группа коррекции (4 недели адаптации на фоне ДКВ)

Дитизон 0,438±0,022 0,154±0,010* 0,386±0,032**

NO-синтетаза 0,299±0,009 0,198± 0,009* 0,249±0,004**

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05;

** - различия статистически значимы с группой сравнения при р < 0,05.

По результатам морфометрии площадь стромы ДЛП крыс, получавших ДКВ, не имеет статистически значимых различий с ДЛП крыс контрольной группы (рис. 5, а), что указывает на уменьшение интерстициального отека, и может быть обусловлено ангиопротекторными свойствами ДКВ (Колхир В.К. с соавт., 1995; Тюкавкина H.A. с соавт., 1996). По сравнению с крысами, которым не проводилась коррекция, на фоне приема ДКВ в соединительнотканной строме ДЛП уменьшается степень лимфоцитарной инфильтрации, практически отсутствует экссудация клеток воспаления в просветы ацинусов и протоков.

Результаты морфологического исследования ДЛП крыс, получавших ДКВ, показали, что для эпителиального компартмента характерны изменения, обусловленные развитием общего адаптационного синдрома. Люминапьные эпителиоциты проявляют признаки повышенной функциональной активности: зона Гольджи в цитоплазме секреторных клеток гипертрофирована, цитоплазма

вакуолизирована. имеются морфологические признаки макроапокриновой секреции. В популяции люминальных эпителиоцнтов (рис. 5, б), увеличивается численность клеток с двумя ядрами (р < 0,05), отмечается активная десквамация клеток.

Таким образом, структурно-функциональное состояние семенников и предстательной железы крыс, получавших во время адаптации к низким температу рам лигилроквериетин. позволяет рассматривать данную БАД в качестве средства, уменьшающего негативные эффекты экстремальных климатических факторов среды на репродуктивную систему животных.

Группа Группа Группа Группа Группа Группа

контроля сравнения коррекции контроля сравнения коррекции

а) а Илошаль сгромы ®> С^Э П.юииль просветов

—Дв>ялсрныс И1ИТСЛИОННГЫ

Рисунок 5. Сравнительная характеристика некоторых количественных гкжачателей ДЛИ. * - различия статистически ишпчм с группой контроля при р < 0,05.

6. Морфофункциональная характеристика семенников и простаты после 4-х недель адаптации на фоне БАД моллюскам

Рассмотрим БАД моллюскам в качестве средства, повышающего адаптационные возможности семенников и предстательной железы крыс, при действии на организм животных низких температур.

Изучение цитологического профиля сперматогенеза показало (табл. 9). что в семенниках крыс, получавших БАД моллюскам, относительное количество прелептотенных сперматоцитов. пахитенных сперматоцитов. круглых и удлиненных сперматил статистически значимо выше, чем в группе сравнения. Диаметр извитых семенных канальцев у крыс, получавших моллюскам, статистически значимо больше, чем у крыс из группы сравнения (табл. 9). Индекс сперматогенеза, характеризующий генеративную активность семенников, у крыс, получавших моллюскам, не отличается от крыс из группы контроля. Таким образом, результаты сравнительного анализа количественных данных показали, что БАД моллюскам предупреждает нарушения сперматогенеза, индуцированные адаптацией организма животных к низким сезонным температурам.

Таблица 9 - Количественные характеристики функциональной активности

семенников интактных крыс, после 4-х недель адаптации к низким температурам и после 4-х недель адаптации на фоне приема БАД моллюскам (М±гп)

Показатель Группа контроля Группа сравнения Группа коррекции

Генеративная активность семенника

Диаметр канальцев (мкм) 277,86± 1,27 255,76± 1,08* 267,98± 1,26**

Индекс сперматогенеза 3,30±0,45 3,28±0,44 3,38±0,47

Число канальцев с «пробками» 0,53±0,09 0,67±0,11 0,54±0,08

Прелептотенные сперматоциты (число) 66,03±1,29 56,83±1,15* 70,65±2,25**

Пахитенные сперматоциты (число) 81,13±1,78 65,83±1,28* 76,75±2,54**

Круглые сперматиды (число) 199,13±3,68 162,93±3,31* 202,75±5,7**

Удлиненные сперматиды (число) 219,23±4,47 163,80±3,65* 246,75±7,45**

Инкреторная активность семенника

Диаметр ядра КЛ (мкм) 6,23±0,02 6,57±0,03* 6,40±0,02

Диаметр цитоплазмы КЛ (мкм) 8,31±0,03 9,04±0,04* 8,29±0,09**

Относительное количество КЛ (число) 10,90±0,28 8,84±0,27* 12,50±0,37**

Индекс активности КЛ 1,38 4,55 1,22

Тестостерон (нмоль/л) 33,72±2,03 32,17±0,83 30,57±2,27

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05;

** - различия статистически значимы с группой сравнения при р < 0,05.

В извитых семенных канальцах фоне приема БАД моллюскам отмечается полная сохранность клеток эпителиосперматогенного пласта, количественное и качественное восстановление популяции клеток адлюминального пространства. Митохондрии в цитоплазме пахитенных сперматоцитов и круглых сперматид имеют структуру, характерную для интактных крыс, вакуолизированные органеллы не встречаются. Комплекс Гольджи в круглых сперматидах имеет полусферическую организацию, в нем хорошо выражены корковое и мозговое вещество. Удлиненные сперматиды имеют тонкое строение, идентичное сперматидам интактных крыс. Ядерный хроматин в удлиненных сперматидах на фоне приема моллюскама имеет одинаковую электронную плотность, хорошо выражены структуры тубулобульбарного комплекса.

На фоне приема БАД моллюскам в цитоплазме клеток Сертоли отмечается полное отсутствие вакуолизации, восстанавливается энергетический компартмент клеток и электронная плотность цитоплазматического матрикса. Дополнительное поступление в организм животных заменимых, частично заменимых и незаменимых аминокислот, входящих в состав моллюскама (Беседнова H.H. с соавт., 2007), предупреждает развитие «пластической недостаточности» клеток Сертоли. Таким образом, прием БАД моллюскам способствует полноценному протеканию процессов внутриклеточной регенерации сустентоцитов, создавая структурную и функциональную основу для нормально протекающего сперматогенеза.

В семенниках крыс, получавших во время холодовой адаптации моллюскам, отмечается хорошо выраженная реакция на NO-синтетазу. Оптическая плотность продуктов реакции, представленная в таблице 11, у крыс, получавших моллюскам,

выше, чем в группе сравнения (р < 0,05). Восстановление экспрессии NO-синтетазы в клетках эпителиосперматогенного слоя, опосредованно, через синтез оксида азота, способствует полноценному осуществлению сперматогенной функции (Lee N.P., Cheng C.Y., 2008).

У крыс из группы коррекции, равно как и у крыс из группы сравнения, уровень сывороточного тестостерона находится на уровне контрольных значений. Однако структурное обеспечение функциональной активности эндокринного аппарата семенников у крыс из группы коррекции коренным образом отличается от структурных преобразований KJI в семенниках из группы сравнения (табл. 9).

На фоне приема моллюскама относительное количество KJI в интерстиции семенников больше (р < 0,05), чем в группе сравнения (табл. 9). Относительное количество KJI, популяционный состав интерстициальных гландулоцитов, а также линейные размеры цитоплазмы KJI существенно не различаются с показателями интактных крыс (табл. 9). При электронной микроскопии KJI ультраструктурные признаки функционального напряжения не выявляются. Таким образом, на фоне приема БАД моллюскам эндокринный аппарат семенников функционирует в обычном режиме, обеспечивая организм животных достаточным количеством половых стероидов.

Результаты биохимического исследования показали, что в сыворотке крови крыс, получавших моллюскам, содержание МДА достоверно ниже, чем у животных из группы сравнения, и не имеет различий с группой контроля, статистически значимо увеличивается концентрация витамина Е (табл. 10). Свободные аминокислоты в комплексе с дипептидами, входящие в состав моллюскама, представляют собой комплекс антиокислителей, выполняющих роль скэвенджеров свободных радикалов (Беседнова H.H. с соавт., 2007). Следовательно, дополнительное введение молекул с антиоксидантной активностью уменьшает расход витамина Е, приводя к увеличению его концентрации в сыворотке крови. В то же время, концентрация ДК и ГЛ в сыворотке крови крыс из группы коррекции выше одноименных показателей у крыс группы контроля (табл. 10).

Таблица 10 - Содержание основных продуктов перекисного окисления липидов и витамина Е в сыворотке крови и ткани семенников (М±ш)

Группа ДК (нмоль/г) ГЛ (нмоль/г) МДА (нмоль/л) Витамин Е (мкг/г)

Сыворотка крови

Контроль 27,23±3,07 26,06±1,46 4,84±0,27 51,12±4,13

Группа сравнения 48,90±3,84* 32,76±1,81* 6,06±0,34* 32,48±2,29*

Группа коррекции 44,96±2,31 * 31,05±2,79* 4,97±0,24** 39,77±2,58**

Семенник

Контроль 66,18±4,77 25,80±0,97 — 52,63±3,84

Группа сравнения 78,90±5,03* 43,36±2,81* — 38,85±1,61*

Группа коррекции 74,50±3,40 43,85±2,58* — 41,40±2,19*

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05;

** - различия статистически значимы с группой сравнения при р < 0,05.

В тканях семенника на фоне приема БАД моллюскам снижается содержание ДК (табл. 10), однако содержание ГЛ по сравнению с группой контроля остается повышенным, а содержание витамина Е меньше контрольных значений (р < 0,05), что может быть обусловлено высокой интенсивностью стероидогенеза в условиях холодовой адаптации.

Таким образом, при окислительном стрессе, индуцированном адаптацией организма к низким сезонным температурам, моллюскам проявляет умеренную антиоксидантную активность, что обусловлено низкой атиоксидантной емкостью моллюскама (Беседнова H.H. с соавт., 2007). Тем не менее, коррекция моллюскамом окислительного стресса предотвращает элиминацию КЛ.

В ДЛП на фоне приема моллюскама обнаруживаются продукты реакции на NO-синтетазу, оптическая плотность продуктов реакции в цитоплазме люминапьных эпителиоцитов выше (табл. 11), чем в группе сравнения (р < 0,05), исходя из чего, можно констатировать, что антиоксидантный эффект моллюскама проявляется на уровне эпителиального компартмента простаты. Восстановление реакции на NO-синтетазу может быть обусловлено не только антиоксидантными свойствами моллюскама, но и дополнительным поступлением в составе моллюскама аминокислоты аргинина, являющейся субстратом для синтеза оксида азота.

В эпителии ДЛП крыс, получавших моллюскам, отмечается высокая активность реакции с дитизоном. По данным количественного анализа (табл. 11) оптическая плотность продуктов реакции в ДЛП крыс из группы коррекции выше, чем у крыс из группы сравнения (р < 0,05). Таким образом, восстановление на фоне приема моллюскама экспрессии индуцибельной NO-синтетазы и концентрации хелатируемого цинка, свидетельствует об успешной коррекции окислительного стресса в тканях простаты.

Результаты реакции на Е-кадгерин показали, что у крыс, получавших моллюскам, в железистом эпителии простаты обнаруживаются продукты реакции на Е-кадгерин в виде преципитатов светло-коричневого цвета, а оптическая плотность продуктов реакции (табл. 11) превышает одноименный показатель в группе сравнения (р < 0,05). Экспрессия Е-кадгерина является важнейшей компонентой структурного гомеостаза простаты, предупреждающей пролиферацию и опухолевый рост железистого эпителия, следовательно, восстановление экспрессии Е-кадгерина положительно отражается на межклеточных взаимодействиях эпителиоцитов.

Несомненным преимуществом использования БАД моллюскам является восстановление активности ШИК-реакции в цитоплазме люминапьных эпителиоцитов, подтвержденное повышением оптической плотности продуктов реакции (табл. 11). Так как гликоген в цитоплазме люминальных эпителиоцитов простаты крыс гистохимическими методами не выявляется, накопление продуктов ШИК-реакции указывает на восстановление баланса гликопротеинов в цитоплазме эпителиоцитов. Комплекс незаменимых, частично заменимых и заменимых аминокислот, а также дипептидов, входящих в состав БАД моллюскам, способствует полноценному протеканию реакций белкового синтеза в организме человека и животных (Беседнова H.H. с соавт, 2007). Дополнительное поступление в организм животных эссенциальных аминокислот, по-видимому, оказывает модулирующий эффект на процессы белкового синтеза в люминальных эпителиоцитах.

Таблица 11 - Оптическая плотность (усл. ел.) продуктов гистохимических и нммуногистохимнчсскнх реакций (М+т)

Название реакции Группа контроля Гру ппа сравнения Грутша коррекции

Семенник

ЫО-синтетаза 0.299*0,009 0.198* 0.009» 0,268*0,012**

Предстательная железа

Днтиюн 0.438*0.022 0.154*0.010* 0,302*0,022**

ШИК-реакния 0.345*0,009 0,263*0,016* 0.417*0.016**

МО-сиитетаза 0.299*0,009 0.198* 0.009« 0.268*0.012**

1 -кадг ернн 0,302*0.013 0.226*0.018* 0.291 ±0,015**

Примечание: * - различия статистически значимы с группой контроля при р < 0,05;

" - различия статистически значимы с группой сравнения при р < 0.05,

Таким образом, восстгновлснис экспрессии МО-Синтстазы и Е-кадгерниа, а также накопление глнкопротеинов и восстановление коицентрацин хелатируемого цинка в эпителии ДЛП, свидетельствуют о восстановлении секреторной активности гланду лоинтов простаты.

При обзорной микроскопии ДЛП крыс, получавших моллюскам, отмечается очаговая гиперплазия железистого эпителия. Анализ данных морфометрин показал (рис. 6, а), что по сравнению с группой контроля на 11,7% увеличивается высота люминальных эпителиоцитсв (р < 0,05). что свидетельствует о гипертрофии железистых клеток. Очаговая гиперплазия и гипертрофия эпителия повлияли на у величение такого количественного показателя, как площадь железистого эпителия ДЛП (рис. 6, б), который превысил одноименный показатель группы контроля на 159% (р < 0,05). Увеличение высоты секреторных эпителноцнгов и плошали, занимаемой железистым эпителием, объективно подтверждают наличие феномена компенсаторной гипертрофии и гиперплазии эпителия ДЛП.

число чкч

2 5000

1.8

1.6 4000

1.4

1.2 | 3000

1 0,8 2000

0.6

0.4 1000

0.2

0 0

Группа Группа Группа Группа Группа Группа

контроля сравнен и« коррекции контроля сравнения коррекции

Е23 Высота шшелионн 1сш 1 в! Итоипль жители я ИЭ Плоишь строны

Эпителноинты с двумя ялрамн Цюивль просветов

Рисунок 6. Сравнительная характеристика количественных показателей ДЛП.

• - различия статистически значимы с группой контроля при р< 0.05.

Результаты настоящего исследования показали, что адаптация к низким температурам сопровождается усилением секреторной активности эпителия простаты. На фоне приема моллюскама люминальные эпителиоциты проявляют морфологические признаки повышенной функциональной активности, о чем свидетельствуют доминирование в ядрах эухроматина, увеличение размеров ядрышек, гипертрофия зоны Гольджи, гиперплазия мембранных структур пластинчатого комплекса, вакуолизация цитоплазмы секреторных клеток, смена типа секреции. Следовательно, «гипертрофическая» гиперплазия эпителия ДЛП, обнаруженная у крыс, получавших моллюскам, представляет компенсаторно-приспособительную реакцию эпителия, своего рода структурную основу, обеспечивающую его гиперфункцию при адаптации к низким температурам.

«Гипертрофическая» гиперплазия является наиболее распространенной компенсаторно-приспособительной реакцией эпителиев экзокринных желез, имеющая обратимый характер. Известно, что ДЛП крыс чрезвычайно активна в отношении развития гиперплазии эпителия различного генеза (Bossland М.С. et al., 1998; Suwa Т.A. et al., 2001). В основе развития компенсаторной гипертрофии и гиперплазии эпителия ДЛП, по-видимому, находятся анаболические эффекты БАД моллюскам, обусловленные присутствием незаменимых, частично заменимых и заменимых аминокислот (Беседнова Н.Н. с соавт., 2007).

В ДЛП крыс из группы коррекции на 145% увеличивается относительная численность люминальных эпителиоцитов с двумя ядрами (р < 0,05). Исследования последних лет показали, что клетки, способные к полиплоидизации, отвечают на любой стресс быстрым накоплением геномов (Анацкая О.В., Виноградов А.Е., 2008; Мс Crann D.J. et al., 2008). Конечным результатом полиплоидии является повышение метаболической пластичности,

обеспечивающее более успешную адаптацию клеток к меняющимся условиям среды. Следовательно, полиплоидия эпителия ДЛП, равно как и его «гипертрофическая» гиперплазия, представляет собой компенсаторный резерв, реализующийся в условиях воздействия экстремальных факторов среды, обеспечивая повышенную секреторную активность эпителиальных клеток.

Выраженного сдвига эпителиально-стромальных отношений в пользу железистой паренхимы в ДЛП крыс, получавших моллюскам, не происходит, что обусловлено увеличением на 127% площади фиброзно-мышечной стромы (рис. 6, б). Следовательно, анаболические эффекты БАД моллюскам распространяются не только на паренхиматозный, но и на стромапьный компартмент простаты. В то же время, в ДЛП крыс из группы сравнения отмечается прирост площади стромы на 77% без увеличения площади паренхимы, что приводит к сдвигу эпителиально-стромальных отношений в пользу фиброзно-мышечной стромы (рис. 6, б).

Увеличение площади фиброзно-мышечной стромы при низком уровне фибриллогенеза было обнаружено в ДЛП крыс после 4-х недель адаптации. Фенотипическая трансформация клеток стромального микроокружения в клетки с секреторным фенотипом при адаптации к низким температурам обнаруживалась уже на 1-й неделе адаптации, тем не менее, увеличение фибриллярных структур в экстрацеллюлярном матриксе даже после 4-х недель адаптации можно было визуализировать только на ультраструктурном уровне.

Фиброз стромы является стереотипной компенсаторно-приспособительной реакцией простаты крыс при экстремальных воздействиях (Quintar A.A. et al., 2010; Carvalho С.A. et al., 2012). Увеличение объема стромы, не сопровождающееся увеличением волокнистых структур, может ограничивать адаптационные возможности простаты. На фоне моллюскама в ДЛП отмечается умеренный диффузный фиброз стромы: на светооптическом уровне в стромальном слое, окружающем ацинусы и протоки, а также в межацинозной соединительной ткани, визуализируется сеть тончайших коллагеновых волокон.

Низкий уровень фибриплогенеза при адаптации к низким температурам может быть обусловлен окислительным стрессом в тканях простаты, который является лимитирующим фактором при синтезе фибриллярных белков фибробластами. Антиоксидантные и биостимулирующие эффекты моллюскама могли повлиять на секреторную активность фибробластов и миофибробластов простаты. Кроме того, в состав БАД моллюскам входят лизин (4,1% сухой массы), треонин (3,2% сухой массы) и пролин (1,2% сухой массы), играющие важную роль в образовании коллагеновых белков и эластина (Беседнова Н.Н. с соавт., 2007).

Площадь просветов секреторных отделов и выводных протоков, у крыс, получавших моллюскам, также увеличивается (рис. 6, б), что в совокупности с увеличением площади основных тканевых структур свидетельствует об увеличении размеров ДЛП. У крыс феномен увеличения относительного веса простаты, расширение просветов ацинусов и утолщение эпителиальной выстилки были обнаружены при введении кверцетина (Taepongsorat L. et al., 2008), что авторы связывают со стимулирующими эффектами кверцетина на выработку дигидротестостерона.

В ДЛП некоторых крыс, получавших моллюскам, как и в ДЛП крыс, которым не проводилась коррекция, была обнаружена умеренная лимфоцитарная инфильтрация стромы, присутствие макрофагов и гранулярных лейкоцитов в просветах ацинусов. У некоторых крыс отмечалась умеренная инфильтрация соединительнотканной стромы тучными клетками, среди которых обнаруживались эозинофильные лейкоциты.

Опираясь на полученные результаты, можно констатировать, что БАД моллюскам повышает адаптационные возможности семенников и предстательной железы при действии на организм животных экстремально низких температур. Биостимулирующие эффекты моллюскама в совокупности с умеренным антиоксидантным действием позволяют использовать данный препарат в качестве средства, повышающего резистентность организма животных к неблагоприятным факторам среды.

ВЫВОДЫ

1. На ранних сроках адаптации к низким температурам (1-я и 2-я недели) отмечаются нарушения генеративной функции семенников, имеющие выраженный депрессивный характер. Усиливаются процессы десквамации герминативных клеток, уменьшается диаметр извитых семенных канальцев, уменьшается относительное количество прелептотенных и пахитенных сперматоцитов, круглых и удлиненных сперматид, снижается индекс сперматогенеза, появляются дегенерирующие сперматогенные клетки,

усиливается фагоцитарная активность клеток Сертоли. На 2-й неделе адаптации в цитоплазме клеток мейотической и постмейотической популяций отмечается вакуолизация митохондрий, указывающая на нарушение секреторной активности клеток Сертоли.

2. Изменения морфологических и количественных показателей клеток Лейдига на ранних сроках адаптации (1-я и 2-я недели) свидетельствуют об угнетении инкреторной активности семенника. В ядрах клеток Лейдига отмечается конденсация хроматина, в цитоплазме появляются липидные капли, уменьшаются линейные размеры ядра и цитоплазмы клеток, популяционный состав интерстициальных гландулоцитов изменяется в пользу клеток малого размера, снижается индекс активности клеток Лейдига и концентрация тестостерона в сыворотке крови. После 2-х недель адаптации уменьшается относительное количество клеток Лейдига, прогрессивно нарастает число инволюционирующих гландулоцитов, концентрация тестостерона в сыворотке крови снижена.

3. После 4-х недель адаптации в интерстициальной ткани семенника отмечается минимальное количество клеток Лейдига, однако морфологические характеристики эндокриноцитов указывают на их высокую функциональную активность, развивается компенсаторная гипертрофия клеток Лейдига, в популяции увеличивается представительство эндокриноцитов среднего и большого размера, повышается индекс активности клеток Лейдига, что приводит к увеличению концентрации тестостерона в сыворотке крови.

4. В условиях компенсаторного ремоделирования эндокринного аппарата семенников намечается тенденция к восстановлению сперматогенеза, однако полного восстановления генеративной функции семенников после 4-х недель адаптации не происходит: диаметр извитых канальцев уменьшен, количество прелептотенных и пахитенных сперматоцитов, круглых и удлиненных сперматид по-прежнему меньше, чем интактных крыс. В клетках мейотической и постмейотической популяций сохраняется вакуолизация митохондрий, появляются ультраструктурные признаки регенераторно-пластической недостаточности клеток Сертоли.

5. Через 48 дней после адаптации в семенниках восстанавливается морфологическая структура эпителиосперматогенного слоя, восстанавливается ультраструктурная организация зародышевых клеток и клеток Сертоли, диаметр канальцев по-прежнему меньше, индекс сперматогенеза снижен, а изменения цитологического профиля свидетельствуют о нестабильности сперматогенной функции семенника, в основе которой лежит морфологическая и функциональная незрелость клеток Лейдига. В новообразованной популяции интерстициальных гландулоцитов преобладают клетки Лейдига небольшого размера, индекс активности клеток снижен, линейные размеры цитоплазмы клеток уменьшены.

6. В железистом эпителии простаты на всех этапах адаптации отмечаются стереотипные изменения, обусловленные повышенной секреторной активностью люминальных эпителиоцитов, которые наиболее выражены в ДЛП. На фоне гиперсекреторного состояния увеличивается количество эпителиоцитов с двумя ядрами, отмечается ускоренная элиминация клеток. Как следствие общего адаптационного синдрома развивается пластическая недостаточность люминальных эпителиоцитов, нарастающая к 4-й неделе адаптации.

Морфологическими эквивалентами пластической недостаточности на клеточном уровне являются уменьшение ШИК-позитивных веществ и хелатируемого цинка, угнетение экспрессии ЫО-синтетазы и Е-кадгерина в цитоплазме эпителиоцитов, на ультраструктурном уровне отмечается деструкция мембранных органелл и усиление процессов аутофагии.

7. Стромальное микроокружение ДЛП характеризуется мастоцитарной инфильтрацией, развитием интерстициального отека при низком уровне десмопластических реакций. Относительная площадь, занимаемая стромой, увеличивается на 77%, однако морфологические признаки фиброзирования стромы находятся в пределах ультраструктурного уровня. В ДЛП некоторых животных на первый план выходят воспалительные изменения в виде лимфоцитарной инфильтрации стромы и накопления клеток воспалительного экссудата в просветах секреторных отделов железы.

8. Длительное гиперсекреторное состояние эпителия ДЛП при холодовой адаптации приводит к развитию гипертрофии и гиперплазии железистого эпителия через 48 дней после адаптации. Депрессивные изменения паренхиматозного компонента ДЛП в виде вакуольной дистрофии и массовой гибели эпителиоцитов, угнетения пролиферативного потенциала эпителия, направлены на восстановление структурного гомеостаза органа. Через 48 дней отмечается фиброэластоз стромы ДЛП, однако морфологические признаки деградации волокнистых структур свидетельствуют о транзиторном характере изменений стромального микроокружения ДЛП.

9. Применение дигидрокверцетина предотвращает элиминацию герминативных клеток, обеспечивает сохранность ультраструктурной организации клеток Сертоли, но не устраняет вакуолизацию митохондрий в клетках мейотической и постмейотической популяций. Дигидрокверцетин предотвращает гибель клеток Лейдига и нарушения популяционного состава интерстициальных гландулоцитов, способствует развитию компенсаторной гипертрофии клеток. На фоне дигидрокверцетина уменьшается интерстициальный отек ДЛП, нормализуется активность десмопластических реакций, развивается компенсаторная гипертрофия и гиперплазия железистого эпителия ДЛП, увеличивается количество клеток с двумя ядрами, сохраняется гиперсекреторное состояние эпителия, однако активность ШИК-реакции и экспрессия Е-кадгерина в эпителии не восстанавливаются.

10. Применение моллюскама предотвращает нарушения сперматогенеза, индуцированные адаптацией к низким температурам, обеспечивает сохранность ультраструктурной организации герминативных клеток и клеток Сертоли, предотвращает элиминацию клеток Лейдига и нарушения популяционного состава интерстициальных гландулоцитов. Введение моллюскама предупреждает развитие пластической недостаточности эпителиальных клеток ДЛП, в строме нормализуется активность десмопластических реакций. На фоне моллюскама развивается компенсаторная гипертрофия и гиперплазия железистого эпителия ДЛП, увеличивается количество клеток с двумя ядрами, сохраняется гиперсекреторное состояние эпителия.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Данные о развитии тестикулярной дисфункции при адаптации организма к низким сезонным температурам должны учитываться в работе консультаций «Брак и семья» при планировании зачатий супружескими парами, что позволит снизить риск репродуктивных потерь.

2. Разработанное новое научное направление, сущность которого заключается в коррекции тестикулярной дисфункции при помощи модификаторов биологического ответа, выделенных из флоры и фауны Дальневосточного региона, может быть использовано врачами-андрологами в схемах лечения мужчин с нарушениями фертильности.

3. Биологически активные добавки моллюскам и дигидрокверцетин могут использоваться практически здоровыми лицами, проживающими в северных районах Сибири и Дальнего Востока, с целью профилактики тестикулярной дисфункции при действии на организм экстремально низких температур.

4. Установленные в настоящем исследовании модулирующие свойства моллюскама и дигидрокверцетина позволяют использовать их как основу для создания фармакологических препаратов, предназначенных для коррекции нарушений мужской репродуктивной системы.

5. Разработанную экспериментальную модель холодовой адаптации мелких лабораторных животных рекомендуется использовать в экспериментальной лабораторной практике по определению свойств и оценке фармакологических эффектов биологически активных веществ, использующихся для коррекции экстремальных воздействий на органы репродуктивной системы самцов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Саяпина, И.Ю. Влияние низких температур на морфофункциональное состояние мужской гонады. / И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко, Н.П. Красавина // Бюллетень СО РАМН (приложение). - 2006. - С. 172-173.

2. Саяпина, И.Ю. Генеративная и эндокринная функции семенников крыс при холодовом стрессе. / И.Ю. Саяпина// В сборнике: «Актуальные проблемы морфологии». - Красноярск, 2006. С. 143-145.

3. Саяпина, И.Ю. Состояние сперматогенеза у самцов белых крыс при действии низких сезонных температур. / И.Ю. Саяпина// Научный вестник Ханты-Мансийского медицинского института. - 2006. - № 2. - С. 88-89.

4. Sajapina, I.J. Influence of DNA from salmon fishes sperm on functional activity of Leydig cells and lipid peroxidation in testis in conditions cold stress. / I.J. Sajapina // The 4th Russia and China Medical Forum «Medical-biological bases of drug therapy in traditional east and up-to-date medicine». - Blagoveschensk, 2007. - P. 57-59.

5. Sayapina, I.Y. Lipid peroxidation in blood plasma and testis tissues et experimental cold stress. / I.Y. Sayapina, M.A. Shtarberg // Book of Abstract, Commemorating 15 years of Russia-Japan Medical Exchange under the guidance of Japan-Russia Medical Exchange Foundation. - Blagoveschensk, 2007. - P. 92.

6. Sayapina, I.Y. Influence of low temperatures on structurally functional condition testis. / I.Y. Sayapina, S.S. Tseluiko, M.A. Shtarberg // Book of Abstract,

Commemorating 15 years of Russia-Japan Medical Exchange under the guidance of Japan-Russia Medical Exchange Foundation. - Blagoveschensk, 2007. - P. 94.

7. Саяпина, И.Ю. Изучение влияния ДНК из молок лососёвых рыб и дигидрокверцетина на семенники при адаптации организма к низким сезонным температурам. / И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко // Вестник Российской Военно-Медицинской академии. - 2008. - № 3 (23). - С. 390.

8. Sayapina, I. Studying of influence of DNA extracted from salmon fishes sperm and Dihydroquercetin on testis at adaptation of the organism to low seasonal temperatures /1. Sayapina, S. Tselujko // The 5th Sino-Russia Forum of Biomedical and Pharmaceutical Science «Integration of traditional and modern medicine». - Harbin, China, 2008.-P. 254-255.

9. Саяпина, И.Ю. Влияние низкомолекулярной ДНК из молок лососевых рыб на семенники при стрессе, вызванном низкими температурами. / И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко //Дальневосточный медицинский журнал. -2008. -№1. - С. 101-103.

10. Саяпина, И.Ю. Опыт использования программы Видеотест-Морфология 5.0 в системном анализе структурно-функционального состояния семенников / И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко, В.А. Доровских // Информатика и системы управления. — 2008. — № 2. — С. 97-99.

11. Саяпина, И.Ю. Структурные и биохимические аспекты организации семенников на этапах адаптации организма к низким сезонным температурам. / И.Ю. Саяпина, М.А. Штарберг // Астраханский медицинский журнал. - 2008. - Т. 3, № 3. - С. 127-130.

12. Саяпина, И.Ю. Количественная оценка эндокриноцитов семенников крыс на этапах адаптации организма к низким температурам.

/ И.Ю. Саяпина // Морфология. - 2008. - Т. 134, № 5. - С. 91.

13. Саяпина, И.Ю. Структурно-функциональные преобразования эндокринного аппарата яичек крыс при холодовом стрессе.

/ И.Ю. Саяпина // Морфология. - 2008. - Т. 133, № 3. - С. 98.

14. Саяпина, И.Ю. Активность NO-синтетазы в семенниках и предстательной железе в норме, при холодовом стрессе и антиоксидантной коррекции / И.Ю. Саяпина // Морфология. - 2008. - Т. 133, № 3. - С. 98.

15. Саяпина, И.Ю. Влияние холодового стресса на семенники и простату крыс. / И.Ю. Саяпина // Журнал теоретической и практической медицины.

-2010.-Т.8,специальный выпуск.-С. 189-191.

16. Саяпина, И.Ю. Структурно-функциональная организация предстательной железы крыс при адаптации организма к низким сезонным температурам / И.Ю. Саяпина // Вестник новых медицинских технологий. -2010.-Т 17, №2.- С. 36-39.

17. Саяпина, И.Ю. Использование программы Видеотест-Морфология 5.0 в оценке компенсаторно-приспособительных реакций органов мужской репродуктивной системы / И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко, В.А. Доровских // Информатика и системы управления. - 2010. - № 2 (24). - С. 73-76.

18. Саяпина, И.Ю. Интерстициальные эндокриноциты семенников (клетки Лейдига) при окислительном стрессе. / И.Ю. Саяпина //

В сборнике: Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Новые технологии в эндокринологии». - Благовещенск, 2010. - С. 67-70.

19. Sayapina, I. Yu. Oxidative Stress in the Prostate During Adaptation of Organism to Low Seasonal Temperatures and it Correction Dihydroquercetin. / I. Yu. Sayapina, S.S. Tseluiko // The 2nd China, Japan and Korea International Conference for TCM and the 7th Sino-Russia Biomedical Forum. -Harbin, China, 2010. -C. 143.

20. Саяпина, И.Ю. Количественный анализ функциональной активности семенника при окислительном стрессе, индуцированном адаптацией к низким температурам / И.Ю. Саяпина // Вестник новых медицинских технологий. - 2011. - Т. 18, № 2. - С. 155-158.

21. Саяпина, И.Ю. Окислительный стресс в предстательной железе па этапах адаптации организма к ннзким сезонным температурам

/ И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко // Сибирский медицинский журнал. - 2011. -№ 4. - С. 31-34.

22. Саяпина, И.Ю. Динамика количественных показателей клеток Лейднга при адаптации организма к низким температурам

/И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко//Дальневосточный медицинский журнал.-2011.- №2.-С. 84-87.

23. Sayapina, I.Y. Morphology of the rats prostate during adaptation to low seasonal temperatures and the use of molluskam. / I.Y. Sayapina//The 8th Russia-China Pharmaceutical Forum «Modern problems of nanopharmacology». - Blagoveshchensk,

2011. P. 92-96.

24. Sayapina, I.Y. Morphology of the prostate under oxidative stress and its correction dihydroquercetin. / I.Y. Sayapina // The 8th Russia-China Pharmaceutical Forum «Modern problems of nanopharmacology». - Blagoveshchensk, 2011. - P. 89-91.

25. Саяпина, И.Ю. Долевая специфика ультраструктурной организации простаты крыс при адаптации к низким сезонным температурам

/ И.Ю. Саяпина, С.С. Целуйко //Дальневосточный медицинский журнал. -

2012.- №2.-С. 108-114.

26. Саяпина, И.Ю. Ремоделирование простаты крыс при адаптации к низким температурам и в отдаленные сроки после адаптации

/ И.Ю. Саяпина // Дальневосточный медицинский журнал. - 2012. - № 1. - С. 104-109.

27. Саяпина, И.Ю. Структурные аспекты окислительного стресса в предстательной железе при адаптации организма к низким сезонным температурам и после адаптации / И.Ю. Саяпина // Вестник новых медицинских технологий. - 2012. - Т. 19, № 2. - С. 203-206.

28. Саяпина, И.Ю. Морфология предстательной железы при адаптации к низким температурам и на фоне приема биологически активной добавки к пище моллюскам / И.Ю. Саяпина // Вестник новых медицинских технологий. - 2012. - Т. 19, № 2. - С. 206-210.

29. Sayapina, I.Y. The ultrastructural features of the rat prostate stroma and epithelium at the stages of adaptation to low seasonal temperatures.

/ I.Y. Sayapina, S.S. Tseluyko//The 9th Sino-Russia Biomedical Forum. - Harbin, China.-2012. P. 388-389.

30. Саяпина, И.Ю. Репродуктивная функция семенников крыс после семидневной адаптации к низким температурам по данным морфологического анализа / И.Ю. Саяпина, T.JI. Огородникова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс). - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №05(89). - IDA [article ID): 0891304030.- Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/30.pdf, 0,813 у.п.л.

31. Саяпина, И.Ю. Моллюскам как корректор нарушений функциональной активности семенников крыс, индуцированных адаптацией к низким температурам / И.Ю. Саяпина, Т.Л. Огородникова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс). - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №05(89). - IDA (article ID]: 0891304024. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/24.pdf, 0,813 у.п.л.

32. Саяпина, И.Ю. Количественная оценка функциональной активности семенников крыс на этапах адаптации к низким температурам

/ И.Ю. Саяпина, ТЛ. Огородникова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс). - Краснодар: КубГАУ, 2013. -№05(89). - IDA [articleID): 0891304023.-Режимдоступа: http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/23.pdf, 0,813 у.п-п.

33. Саяпина, И.Ю. Окислительный стресс в семенниках крыс, индуцированный адаптацией к низким температурам, и его коррекция дигидрокверцетином / И.Ю. Саяпина, Т.Л. Огородникова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс[. - Краснодар: КубГАУ, 2013. - №05(89). - IDA [article ID|: 0891304039. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/05/pdf/39.pdf, 0,813 у.п.л.

Краткий указатель использованных условных сокращений

БАД - биологически активная добавка к пище ГЛ - гидроперекиси липидов ДК - диеновые конъюгаты ДКВ - дигидрокверцетин

ДЛП - дорсальные и латеральные доли предстательной железы

КЛ - клетки Лейдига

МДА - малоновый диальдегид

Ирина Юрьевна Саяпина

Морфофункциональная характеристика органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам и на фоне коррекции (экспериментальное исследование)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Подписано в печать 10.09.2013. Формат 60x90/16. Уч.-изд.л. - 2,0. Усл.-п.л. - 2,5. Тираж 100 экз. Заказ 112.

Отпечатано в типографии ООО «Поли-М» г. Благовещенск, ул. Кузнечная, 23

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Саяпина, Ирина Юрьевна, Благовещенск

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «АМУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

06.02.01 - диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и

морфология животных

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

На правах рукописи

05201450249

Саяпина Ирина Юрьевна

Научный консультант: доктор медицинских наук,

профессор Целуйко С.С.

Благовещенск -2013

СОДЕРЖАНИЕ

Краткий указатель условных сокращений, использованных в диссертации 4 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 12

1.1. Репродуктивная система и климатогеографические факторы среды 12

1.2. Средства, повышающие адаптационные возможности организма: перспективы применения 17

1.3. Органы репродуктивной системы самцов крыс Rattus norvegicus

как объект экспериментальных морфологических исследований 20

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 36

2.1. Материал и методы исследования 36

2.2. Морфофункциональная характеристика семенников интактных крыс 43

2.3. Морфофункциональная характеристика семенников на этапах адаптации к низким температурам 57

2.4. Морфофункциональная характеристика семенников

через 48 дней после завершения адаптации 86

2.5. Морфофункциональная характеристика семенников после 4-х недель адаптации к низким температурам на фоне приема БАД, выделенных из флоры и фауны Дальневосточного региона 96

2.5.1. Морфофункциональная характеристика семенников

на фоне БАД дигидрокверцетин 96

2.5.2. Морфофункциональная характеристика семенников

на фоне БАД моллюскам 105

2.6. Морфофункциональная характеристика предстательной железы интактных крыс 116

2.7. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

после 1-й недели адаптации к низким температурам 127

2.8. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

после 2-х недель адаптации к низким температурам 139

2.9. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

после 4-х недель адаптации к низким температурам 149

2.10. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

через 48 дней после завершения адаптации к низким температурам 164 2.11. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

после 4-х недель адаптации к низким температурам на фоне приема БАД, выделенных из флоры и фауны Дальневосточного региона 174

2.11.1. Морфофункциональная характеристика предстательной

железы на фоне БАД дигидрокверцетин 174

2.11.2. Морфофункциональная характеристика предстательной железы на фоне БАД моллюскам 186

3. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 199

3.1. Морфофункциональная характеристика семенников интактных крыс 199

3.2. Морфофункциональная характеристика семенников на этапах

адаптации к низким температурам 206

3.3. Морфофункциональная характеристика семенников

через 48 дней после завершения адаптации 233

3.4. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

интактных крыс 239

3.5. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

на этапах адаптации к низким температурам 247

3.6. Морфофункциональная характеристика предстательной железы

через 48 дней после завершения адаптации 269

3.7. Морфофункциональная характеристика семенников и простаты после 4-х недель адаптации к низким температурам на фоне приема БАД, выделенных из флоры и фауны Дальневосточного региона 278

3.7.1. Морфофункциональная характеристика семенников и простаты после 4-х недель адаптации на фоне БАД дигидрокверцетин 278

3.7.2. Морфофункциональная характеристика семенников и простаты после 4-х недель адаптации на фоне БАД моллюскам 291

4. ВЫВОДЫ 309

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 312

6. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 313

Краткий указатель сокращений, использованных в диссертации

БАД - биологически активная добавка к пище

ВП - вентральные доли предстательной железы

ДЛП - дорсальные и латеральные доли предстательной железы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Репродуктивное здоровье населения является неотъемлемым составляющим демографических процессов, происходящих в обществе, поэтому проблемы, связанные с его нарушением, выходят сегодня за рамки медицинских, и приобретают социальный характер.

На протяжении последних десятилетий во всем мире прослеживается отчетливая тенденция к снижению активности сперматогенеза у мужчин [23, 88, 372]. Нормативный показатель концентрации сперматозоидов в эякуляте с 60 млн/мл (50-70-е годы XX в.) снизился к настоящему времени до 20 млн/мл. Скорость падения концентрации спермиев в эякуляте согласно расчетам ученых составляет примерно 2% в год [88]. За период с 2005 по 2010гг. прирост абсолютного числа пациентов с заболеваниями предстательной железы только у нас в стране составил 36,2% [4]. Отмечается рост бесплодных браков, в которых, по данным статистики, возрастает доля мужского фактора. Если несколько десятилетий назад доля мужской ин-фертильности, как причины бесплодного брака, составляла по разным данным от 15 до 25%, то на сегодняшний день она составляет по разным оценкам от 30 до 60% [88]. Репродуктивные проблемы в браке помимо бесплодия сопровождаются фактами невынашивания беременности, рождением потомства с врожденными аномалиями развития. Как показывают литературные данные, 16% гамет у человека изначально являются неспособными к оплодотворению, а 47% погибают на ранних этапах эмбрионального развития [88].

В настоящее время большое значение придается изучению влияния экологических факторов на прогенез и начальные этапы репродуктивного процесса. На настоящий момент ученые располагают информацией о многих факторах внешней среды, вызывающих нарушения в органах репродуктивной системы, однако, истинные причины снижения репродуктивной функции у мужчин окончательно не установлены.

Средовые факторы, оказывающие негативное влияние на репродуктивную функцию человека и животных, в подавляющем большинстве являются антропогенными. К ним можно отнести ионизирующую радиацию и другие виды излучения [49, 50, 160], химические соединения, применяющиеся на производстве, в сельском хозяйстве и быту [7, 28, 209, 247, 333, 346], фармацевтические препараты [20, 98, 121, 288, 289, 395]. Отрицательно влияют на репродуктивную функцию такие социокультурные факторы, как стресс, курение, употребление алкоголя и наркотиков [170, 171, 204, 248, 253, 479, 481].

Говоря о многообразии причин, отрицательно влияющих на репродуктивную систему, нельзя недооценивать роль климатических факторов. Известно, что репродуктивная система, сформировавшаяся в процессе эволюции под влиянием факторов внешней среды, сохранила зависимость своей деятельности от изменения этих факторов [3, 28, 45, 88, 162, 196, 211, 303, 402, 468].

Обзор литературы показал, что механизмы и степень влияния на мужскую половую систему экстремальных климатических факторов, к которым относятся и низкие температуры, изучены недостаточно, а морфологические работы, которые бы в полной мере раскрывали сложные взаимоотношения составляющих мужской репродуктивной системы при действии на организм низких температур, отсутствуют.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. На основе комплексного морфологического анализа оценить генеративную и эндокринную функцию семенников на этапах адаптации к низким температурам.

2. На основе комплексного морфологического анализа изучить особенности структурно-функциональной реорганизации эпителиального компар-тмента и стромального микроокружения предстательной железы на этапах адаптации к низким температурам.

3. Изучить морфофункциональное состояние семенников и предстательной железы в отдаленные сроки после адаптации для выяснения срока, необходимого для восстановления структурного гомеостаза органов репродукции.

5. Изучить морфофункциональное состояние органов репродуктивной системы крыс-самцов при адаптации к низким температурам на фоне применения модификаторов биологического ответа растительного и животного происхождения.

Впервые установлено, что при адаптации к низким температурам в семенниках крыс развиваются стойкие нарушения сперматогенеза, которые появляются на ранних сроках, и сохраняются на всех последующих этапах адаптации. Впервые изучена динамика количественных и качественных преобразований популяции клеток Лейдига на этапах адаптации к низким температурам. Показано, что осново-

полагающим фактором, вызывающим нарушения сперматогенеза на ранних этапах адаптации, является дефицит тестостерона, обусловленный угнетением инкреторной активности клеток Лейдига; на поздних сроках адаптации основной причиной генеративной дисфункции являются нарушения структуры и функции клеток Сер-толи, в совокупности с угнетением экспрессии ТчЮ-синтетазы в семенниках.

Показано, что основной причиной, вызывающей ускоренную элиминацию клеток Лейдига при адаптации к низким температурам, является окислительный стресс, развивающийся в тканях семенниках с первых недель адаптации. Впервые установлено, что ремоделирование эндокринного аппарата в виде компенсаторной гипертрофии клеток Лейдига, приводит к увеличению концентрации тестостерона в сыворотке крови на поздних сроках адаптации.

Впервые установлены особенности ремоделирования паренхиматозного ком-партмента и стромального микроокружения предстательной железы крыс, индуцированные адаптацией к низким температурам. Впервые установлено, что к моменту завершения краткосрочной адаптации предстательная железа не возвращается к исходному уровню структурно-функциональной организации. Впервые установлено, что при адаптации к низким температурам в предстательной железе экспериментальных животных развивается окислительный стресс, ограничивающий компенсаторно-приспособительные возможности органа. Показано, что степень выраженности окислительного стресса коррелирует с длительностью срока адаптации.

Материалы диссертации были использованы при подготовке информационного письма «Морфофункциональная характеристика органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам и на фоне коррекции». Информационное письмо рассмотрено и утверждено к печати центральной научной проблемной комиссией ГБОУ ВПО Амурская ГМА Минздрава России (протокол № 8 от 6 июня 2013г).

Фактические данные и теоретические обобщения используются в работе научно-исследовательских лабораторий, а также в педагогической работе ряда кафедр медицинских и ветеринарных вузов, биологических факультетов университетов. Опубликованные материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе кафедры гистологии, эмбриологии, цитологии Амурской государственной медицинской академии, кафедры биологии и методики преподавания биологии Благовещенского государственного педагогического университета, кафедры зоологии и экологии биолого-географического факультета Бурятского государственного университета, в научно-исследовательской работе центральной научно-исследовательской лаборатории Амурской государственной медицинской академии, в научно-исследовательской работе отдела инновационных методов диагностики и терапии, морфологии и патологии ГНУ Дальневосточный зональный научно-исследовательский ветеринарный институт Россельхозакадемии.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Эпителий предстательной железы на этапах адаптации к низким температурам характеризуется стереотипными морфологическими изменениями, свидетель-

ствующими об усилении его секреторной активности, которые лучше выражены в ДЛП. В стромальном микроокружении предстательной железы развиваются неспецифические изменения в виде интерстициального отека и тучноклеточной инфильтрации;

3. Через 48 дней после завершения адаптации восстанавливается генеративная активность семенников, восстанавливается численность популяции интерстици-альных гландулоцитов при наличии признаков функциональной и морфологической незрелости клеток. Структурные перестройки эпителиального компонента и стромального микроокружения предстательной железы являются следствием гиперсекреторного состояния при адаптации к холоду, намечается тенденция к восстановлению структурного гомеостаза органа;

Апробация работы. Основные положения исследования и материалы диссертации представлены и обсуждены на научных конференциях и форумах регионального, общероссийского и международного уровня: на международном эмбриологическом симпозиуме «Югра-эмбрио-2006. Закономерности морфогенезов в онтогенезе и эксперименте у человека и позвоночных животных» (Ханты-Мансийск, 2006), на IV российско-китайском медицинском форуме «Медико-биологические основы лекарственной терапии в традиционной восточной �

Информация о работе

Саяпина, Ирина Юрьевна
доктора биологических наук
Благовещенск, 2013
ВАК 06.02.01

Диссертация

Морфофункциональная характеристика органов репродуктивной системы самцов крыс при адаптации к низким температурам и на фоне коррекции - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы