Влияние хрома и бензола на фертильный потенциал самцов мышей CBAxc57bl 6. Структурные факторы повреждения и адаптации сперматогенеза

кластерной дифференциации – характерные явления патологии половых желёз самцов при интоксикациях [2, 4, 7, 10-11]. При этом констатация хода, направления и объёма деструктивных процессов в гонадах при отравлении организма, характеризуя интенсивность воздействия, в том числе и в аспекте её патогенетической роли, недостаточна для обоснования суждений о прогнозе репарации сперматогенеза и восстановлении половой функции. Определение прогностических критериев и их необходимых параметров, очевидно, должно быть связано с установлением морфологических факторов адаптогенного потенциала семенников. На сегодняшний день приспособительные свойства тканевых элементов половых желёз в условиях интоксикации недостаточно изучены.

Значимый инктоксикационный риск представляет накопление в водных объектах техногенных и урбанизированных территорий хрома и бензола [6]. В гигиенических и токсикологических исследованиях убедительно продемонстрировано влияние водных растворов данных веществ на различные системы организма: выделительную, пищеварительную, иммунную и пр. [5, 6]. Сведения о значении хрома и бензола как гонадотропных факторах в аспекте актуальности изучения приспособительных свойств семенников нуждаются на сегодняшний день в конкретизации и дополнении [5, 12].

Цель работы: дать характеристику формам деструкции сперматогенного эпителия и уровню утраты функционально активного пула клеток Лейдига, а также определить параметры потенцирующей развитие половых клеток перестройки интерстиция и соответствующей ей динамики сперматогенеза при воздействии хрома, бензола и их смеси.

Материалы и методы. Эксперимент осуществляли, применив модель интоксикации хромом и бензолом, разработанную и обоснованную в Оренбургской медицинской академии: выбор доз, способа введения и длительности эксперимента обоснован ранее проведёнными исследованиями [5, 6]. Опытные животные – половозрелые мыши самцы (CBA×C57Bl6)F1 массой 18-20 г, полученные из питомника РАМН «Столбовая». Перед началом эксперимента животных содержали в карантине (1 мес.). Мыши были разделены на 4 группы (NI=NII=NIII= =NIV=30) и содержались в стандартных клетках при комнатной температуре, двухразовом питании на стандартном пищевом рационе при неограниченном доступе к воде. I-я группа являлась контрольной и получала воду. Животные других групп вместе с водой получали следующие химические вещества: животные II-ой группы – бихромат калия из расчёта 20 мг/кг, III-ей – бензол из расчёта 0,6 мл/кг, IV-ой – смесь бихромата калия (из расчёта 20 мг/кг) и бензола (из расчёта 0,6 мг/кг). Через 90 суток животных выводили из эксперимента под эфирным наркозом в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными, отражёнными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей» (Страсбург, 1985). Для гистологических исследований материал подвергли стандартной обработке. Серийные срезы половых желёз окрашивали гематоксилином Майера и эозином. Полученные цифровые данные обработали стандартными статистическими методами.

Результаты. Воздействие каждого из изученных импакт-факторов определило повреждение сперматогенеза. В группе самцов, получавших хром, ведущими формами деструкции эпи-телиосперматогенного пласта были десквамация половых клеток и редукция слоёв. Данные явления носили распространённый характер (табл. 1). При этом динамика развития половых клеток в таких извитых семенных канальцах демонстрировала сохранение волны сперматогенеза, когда трансформация неизменённого сперматогенного эпителия определена всей системой закономерных преемственных собственных этапов, вплоть до стадии спермиации. В канале придатка семенника снижение плотности половых продуктов. В клеточном составе формируемого эякулята преобладали сперматозоиды с обычным фенотипом. Показанный уровень деструкции герминативных структур во II группе коррелировал с реактивной гиперплазией эндокринного аппарата интерстиция (табл. 1). Количество клеток Лейдига увеличилось вдвое при сохранении на уровне контрольных значений доли функционально активных эндокриноцитов.

Таблица 1. Морфометрическая характеристика герминативных и эндокринных структур семенников

Примечание: * - различия достоверны

В группе мышей, получавших бензол, повреждение эпителиосперматогенного пласта в большинстве герминативных структур определено некрозом развивающихся половых клеток. Иногда до двух третей высоты сперматогенно-го эпителия подвергались некрозу (рис. 1), что свидетельствует о прямой гаметотоксичности бензола. Следует отметить, что в группе III динамика сперматогенеза имела выраженный патологичный характер. В большинстве извитых канальцев обнаруживались многоядерные половые клетки: как сперматоциты, так и ранние округлые сперматиды. Нередкими были явления изменённого хода митоза сперматогоний, когда нарушалась компактизация ядерного материала.

Рис. 1. Некроз половых клеток. Группа самцов интоксицированных бензолом. х400

Рис. 2. Интратубулярная активность иммуноци-тов. Группа самцов получавших смесь хрома и бензола. х400

Структурные факторы повреждения сперматогенеза в группе III обусловили его блокаду, так как развитие половых клеток не достигало этапа спермиации, а в канале придатка семенника визуализируволись единичные погибшие незрелые половые клетки. Параметры развития интерстициальных эндокриноцитов в III группе сохранены на уровне контрольных по количеству клеток Лейдига и снижены по доле функционально активных эндокринных элементов.

В группе мышей, инктоксицированных смесью хрома и бензола, выразителен асперматогенез. Большая часть канальцев уже не имеет половых клеток. При этом отдельные извитые канальцы деформированы. Ведущим па-томорфогенетическим явлением в гонадах самцов IV группы следует считать формирование скоплений лейкоцитов в строме и проникновение их в интратубулярные клеточные ассоциации (рис. 2, 3), что, очевидно, основной фактор необратимости утраты герминативной функции. Данные структурные условия позволяют предположить развитие аутоиммунной реакции (на эпитопы половых клеток) в организме самцов IV группы, так как иммуноциты преодолели ге-матотестикулярный барьер. Канал придатка опустошён. Интерстиций в семенниках животных IV группы характеризовался гипоплазией (табл. 1) и снижением доли функционально активных клеток Лейдига.

Рис. 3. Аутоиммунная элиминация половых клеток. Группа самцов получавших смесь хрома и бензола. х400

Выводы: полученные в настоящем исследовании факты продемонстрировали, что накопление в среде хрома и (или) бензола определяет интоксикационный риск данных веществ, а длительное поступление их в организм животных в составе водных растворов всегда характеризуется гонадотропным эффектом и обусловливает нарушение герминативной и эндокринной функций половых желёз самцов. Можно утверждать, что при отравлении хромом тканевые элементы семенников приспосабливаются к данному им-пакт-фактору. В частности, реактивная гиперплазия интерстиция в данной группе – компенсаторная адаптация эндокринной паренхимы. Такая форма адаптациогенеза обусловлена конкретным уровнем деструкции сперматогенного эпителия и определяет потенцирование сперматогенеза [9]. Сохранение волны сперматогенеза в данной группе, очевидно, можно связать с достигнутым уровнем эффективности в реализации механизмов адаптации тканевых структур ин-терстиция, что определяет благоприятный прогноз и восстановление герминативной функции после прекращения интоксикации. Бензол, а также комплексное воздействие хрома и бензола необратимо подавляют сперматогенез. При этом сохранение количества клеток Лейдига на уровне контрольных значений в группе бензола является резистентной адаптацией при сохранении более, чем одной трети функционально активных эндокриноцитов, что, очевидно, имеет системное значение для поддержания андрогенного статуса организма. Иммунное повреждение сперматогенеза в группе IV, воспаление стромы – неблагоприятные в прогностическом аспекте факторы. Очевидно, что приспособительные свойства тканевых элементов семенников недостаточны для регенерации и репарации сперматогенеза и восстановления фертильности после прекращения действия данных химических факторов.