Введение

В настоящее время на государственном уровне уделяется большое внимание медико-социальным проблемам. Одной из таких проблем является бесплодие. По оценкам ряда ученых, бесплодие затрагивает 15% всех пар, планирующих беременность, а мужское бесплодие служит причиной почти 50% этих случаев [1].

На семенники влияет множество физических и химических факторов, которые могут служить причиной бесплодия. Яички являются ключевым органом, участвующим в поддержании мужской фертильности (посредством синтеза тестостерона и производства мужских половых клеток), и одним из наиболее радиочувствительных. Разные типы излучений — в числе прочих разрушающих факторов, негативно влияющих на эти органы [2, 3]. За последние десятилетия проводились клинические и экспериментальные исследования, в которых выявлялись нарушения сперматогенеза и снижение количества сперматозоидов из-за негативного действия излучения [4]. Кроме того, установлено, что функционирование репродуктивной системы значительно снизилось у мужчин, работающих на высоковольтных электрических станциях, базовых станциях мобильной связи и других электромагнитных средах [5].

Ученые доказали, что облучение всего тела может привести к обратимым или необратимым повреждениям мужской репродуктивной системы. Ткань семенников чувствительна даже к дозе облучения до 0,1 Гр из-за высокопролиферирующих сперматогониальных клеток [6]. Значительное снижение количества сперматозоидов и морфологических отклонений у крыс было зарегистрировано при дозах облучения 1—2 Гр. Кроме того, структура сперматогенного эпителия семенников, который имеет клетки, патологически меняется под действием излучения [7]. Была выявлена гибель клеток Лейдига и Сертоли во время деления. Эти клетки у грызунов не могли функционировать нормально после облучения высокими дозами (5 Гр), что привело к снижению уровня тестостерона и повышению уровня лютеинизирующего гормона в сыворотке крови [8]. Дозы облучения, необходимые для уничтожения сперматоцитов, выше, чем для сперматогония, что приводит к исчезновению сперматид, сперматогоний и сперматоцитов.

Что касается человека — снижение количества сперматозоидов и временная азооспермия отмечались при дозах облучения менее 0,3 Гр. Пролиферация клеток Лейдига и Сертоли ингибируется после облучения дозой 1 Гр. Токсические эффекты излучения приводят к мутагенезу или апоптозу клеток, в итоге к снижению количества и дефектному производству сперматозоидов [9]. Поэтому восстановление их количества будет зависеть от пролиферации выживших клеток сперматогенного эпителия.

Во всем мире до настоящего времени, исходя из многочисленных патологических эффектов излучения, в качестве радиопротекторов применялись различные препараты [10, 11]. Например, пероральное введение китайского препарата WZYZP в течение 3 нед заметно увеличило вес яичек, количество и подвижность сперматозоидов [12]. Мелатонин, главный гормон шишковидного тела, является сильным поглотителем свободных радикалов и антиоксидантной молекулой. Поэтому этот гормон использовали как препарат, который усиливает регенерацию клеток организма после радиации [13]. Кроме того, получены результаты, которые свидетельствуют, что циметидин облегчает повреждение, вызванное длительным нейтронным облучением в малых дозах и γ-излучением, посредством антиоксидирования и иммуномодуляции [14]. Неожиданный вывод был сделан в ходе исследований, в которых у крыс после терапии рака обнаружили, что эстроген стимулировал восстановление дифференцировки сперматогониев [15—18], но механизм действия не был идентифицирован. Все перечисленное свидетельствует, что биостимуляторы не были активно использованы как радиопротективные средства, и структурные изменения после их воздействия полностью не изучены.

Цель исследования — изучение морфологических параметров семенников крыс 90-дневного возраста в норме и при воздействии биостимулятора АСД-2 на фоне радиационного облучения.

Материал и методы

Исследование проводили на 40 белых рандомбредных крысах самцах массой от 95 до 120 г. Животных содержали в условиях вивария при обычном режиме освещения, со стандартным рационом и свободным доступом к воде. Крысы были разделены на 2 группы: контрольная (n=20), экспериментальная (n=20). В экспериментальной группе для угнетания защитной функции организма (иммунная система) крыс облучали с помощью аппарат ДТГТ АГАТ Р1 (завод «Балтиец» Нарва, Эстония, 1991 г. выпуска, эксплуатация с 1994 г., перезарядка 2007 г., мощность 25 006 сГр/мин) на протяжении 20 дней в фракционной каждодневной дозе 0,2 Гр (суммарная доза 4,0 Гр) до 90-дневного возраста. Кроме того, начиная с 81-дневного возраста (11-й день эксперимента) при помощи зонда вводили внутрижелудочно 0,1 мл раствор АСД-2, разведенный в 0,4 мл дистиллированный воды.

Животных выводили из эксперимента в 90-дневном возрасте посредством мгновенной декапитации под эфирном наркозом. Исследование выполнялось полностью в соответствии с документом «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных», утвержденном этическим комитетом Бухарского государственного медицинского института им. Абу Али ибн Сино (№18 от 16.01.18), которое основывалось на положениях Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации от 1964 г., дополненной в 1975, 1983, 1989, 1996, 2000, 2002, 2004, 2008 и 2013 гг.

Для проведения дальнейших исследований после вскрытия брюшной полости извлекали семенники и изучали анатомические их параметры: массу, длину, ширину, объем.

Извлеченные семенники фиксировали в растворе Буэна и заливали в парафин по общепризнанным правилам. Затем готовили гистологические срезы толщиной 6—7 мкм, которые окрашивали гематоксилином и эозином, по ван Гизону и Вейгерту. Морфометрические исследования ткани семенников провели под микроскопом NLCD-307B.

Математическую обработку полученных данных выполняли непосредственно из общей матрицы данных Excel 7,0, определяли показатели среднеквадратичного отклонения и ошибки репрезентативности.

Результаты и обсуждение

При наружном осмотре семенники крыс-самцов 90-дневного возраста были розовато-белого цвета, мягко-эластической консистенции и эллиптической формы. В отдельности масса семенников колебалась от 0,62 до 0,88 г, в среднем составила 0,78±0,016 г. Длина семенников достигала 1,23—1,78 см, в среднем 1,42±0,034 см, толщина 0,9—1,3 см, в среднем 1,11±0,025 см. Объем семенников в отдельности составлял от 0,61 до 0,83 см³, в среднем 0,69±0,014 см³. Семенники снаружи покрыты оболочкой. Толщина капсулы находится в пределах от 13,2 до 29,6 мкм, в среднем 23,1±1,02 мкм. Снаружи оболочка покрыта 3—4 слоями продольно ориентированных плоских мезотелиальных клеток. Диаметр извитых семенных канальцев у 90-дневных крысят варьирует от 142,1 до 196,3 мкм, в среднем достигает 171,3±3,36 мкм. Площадь поперечного сечения извитых семенных канальцев составляет от 15318,3 до 26832,6 мкм², в среднем 22191,4±713,88 мкм². Стенки извитых семенных канальцев образованы соединительной тканью, а ретикулярные волокна, окружая своими волокнами каждый семенной каналец, образуют сеть различных размеров. На базальной мембране стенки извитых семенных канальцев располагается сперматогенный эпителий, высота которого колеблется от 42,1 до 62,3 мкм, в среднем 52,7±1,25 мкм. Просвет семенного канальца, свободный от межклеточных веществ, и светлая зона составляет 1/3 часть всего просвета канальца. Диаметр просвета колеблется от 34,1 до 66,7 мкм, в среднем 54,6±2,02 мкм. В межканальцевых промежутках располагаются сопровождающие межканальцевые артериолы, венулы, капилляры и клетки Лейдига. На одном промежутке в поле зрения располагается от 27 до 41 клеток Лейдига, в среднем 33,5±0,87, размер их колеблется от 8,0 до 11,8 мкм, в среднем 9,1±0,24 мкм.

У экспериментальных крыс 90-дневного возраста семенники овальной формы, масса семенников колеблется от 0,59 г до 0,84 г, в среднем 0,75±0,016 г (р<0,05) Длина семенников составляет 1,17—1,72 см, в среднем 1,37±0,034 см (р<0,05). Толщина семенников находится в пределах от 0,85 до 1,24 см, в среднем 1,08±0,024 см (р<0,05). Объем семенников в отдельности колеблется от 0,54 до 0,79 см³, в среднем 0,65±0,016 см³ (р<0,05). Толщина стенки капсулы находится в пределах от 12,6 до 28,4 мкм, в среднем 22,6±0,98 мкм (р<0,05). Оболочка образована волокнистой соединительной тканью, состоящей из толстых пучков коллагеновых волокон. Выявляются пучки эластических и ретикулярных волокон. Снаружи оболочка покрыта 2—3 слоями продольно направленных плоских мезотелиальных клеток.

Диаметр извитых семенных канальцев у 90-дневных крыс варьирует от 134,5 до 188,7 мкм, в среднем 164,7±3,36 мкм. Площадь поперечного сечения извитых семенных канальцев достигает 14853,5—25916,3 мкм², в среднем 20841,7±685,89 мкм² (р<0,05). Большую часть стенок извитых семенных канальцев составляет соединительнотканная структура, состоящая в основном из коллагеновых и ретикулярных волокон, а также из тонких пучков эластических волокон. На базальной мембране имеется сперматогенный эпителий, высота которого колеблется от 39,3 до 60,8 мкм, в среднем 49,0±1,33 мкм (р<0,05). На нем послойно располагаются сперматогонии, сперматоциты, сперматиды и сперматозоиды. Диаметр просвета семенного канальца колеблется от 31,5 до 58,1 мкм, в среднем 49,8±1,65 мкм (р<0,05). В межканальцевых промежутках содержатся сопровождающие межканальцевые артериолы, венулы, капилляры и клетки Лейдига. Ретикулярные волокна в промежутках образуют сети, окутывающие эти сосуды и клетки Лейдига. Последних насчитывается от 23 до 38, в среднем 30,8±0,93 (р<0,05). Размер клетки находится в пределах от 7,9 до 11,6 мкм, в среднем 8,8±0,23 мкм (р<0,05).

Сравнивая результаты проведенных исследований, мы выявили, что масса семенников у крыс контрольной группы со дня рождения до 90 дней увеличивается в 39 раз, а абсолютный прирост составляет 0,76 г. В то же время длина семенников увеличивается в 4,17 раза, толщина семенников в 5,28 раза, а объем семенников в 49,3 раза.

Установлено, что у крыс экспериментальной группы, начиная с рождения до 3-месячного возраста, масса семенников увеличивается в 37,5 раза. Абсолютный прирост составляет 0,73 г. Другие параметры, такие как длина, толщина и объем семенников, увеличиваются в 4,03, 5,14 и 46,4 раза соответственно. При этом абсолютный прирост составляет 1,03 и 0,87 см, 0,636 см³ соответственно.

Обнаружено, что у крыс интактной группы толщина стенки капсулы с момента рождения до 3-месячного возраста увеличивается в 2,2 раза. При этом диаметр извитых канальцев увеличивается в 3,58 раза, площадь поперечных сечений 12,1 раза. Эти же параметры у крыс экспериментальной группы увеличивается в 2,15, 3,44 и 11,4 раза соответственно.

Анализ полученных нами результатов показал, что у крыс экспериментальной группы, подвергшихся воздействию радиации и принимавших биостимулятор, в 90-дневном возрасте диаметр извитых семенных канальцев по сравнению с контролем меньше на 4%, площадь их поперечных сечений — на 6%. Кроме того, высота сперматогенного эпителия меньше на 7%, диаметр просвета семенного канальца — на 9%, масса семенников — на 4%, длина семенников — на 4%, толщина семенников — на 3% и объем семенников — на 6%. Число клеток Лейдига уменьшается на 8%, а их размер на 3%.

В первом этапе нашего исследования было установлено, что при воздействии облучения на семенники диаметр извитых семенных канальцев по сравнению с контролем меньше на 8%, а площадь их поперечных сечений — на 12% [19]. Сравнение показало, что при использовании биостимулятора отставание параметров значительно меньше, чем в группе, получавшей облучение без применения биостимулятора.

Заключение

При моделировании радиационного облучения (суммарная доза 4,0 Гр) доказано его патологическое воздействие на семенники крыс по сравнению с таковыми показателями у интактных животных. Однако использование биостимулятора усиливает регенеративную функцию и достоверное снижение патогенного изменения структур семенников. В результате морфометрические параметры приближаются к контрольным, что указывает на необходимость дальнейшего изучения влияния биостимулятора в восстановительном периоде.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Ш.Ж. Тешаев.

Сбор и обработка материала — Р.Р. Баймурадов.

Статистическая обработка данных — Р.Р. Баймурадов.

Написание текста — Ш.Ж. Тешаев, Р.Р. Баймурадов.

Редактирование — Ш.Ж. Тешаев.

Participation of authors:

Concept and design of the study — Sh.Zh. Teshaev.

Data collection and processing — R.R. Baimuradov.

Statistical processing of the data — R.R. Baimuradov.

Text writing — Sh.Zh. Teshaev, R.R. Baimuradov.

Editing — Sh.Zh. Teshaev.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.