Торможение развития половых клеток или его блокада, соответствующее становление гипо- или асперматогенеза обусловлены конкретными формами деструкции сперматогенного эпителия, характеризуемыми особенностями ее хода (интенсивность и достигнутые уровни), структурных условий (нарушение тканевых динамики и гомеостаза сперматогенного эпителия и цикла его закономерной трансформации), а также качеством половых продуктов и степенью утраты фертильного потенциала [1, 7, 9, 12-14].

Важнейший фактор деструкции сперматогенного эпителия - неэффективность механизмов его интеграции в конкретных условиях стресса. Отторжение развивающихся половых клеток, нарушение взаимоотношений половых и соматических дифферонов в составе сперматогенного эпителия компенсируются активностью механизмов репарации и регенерации сперматогенеза [2, 10, 12]. Резистентность пула стволовых сперматогоний - главное условие возобновления сперматогенеза, репаративного гистогенеза эпителиосперматогенного пласта, фундаментальное тканевое свойство, потенцирующее адаптацию сперматогенного эпителия к действию повреждающих факторов [2, 5, 10, 12, 13].

Средовая обусловленность интоксикационного риска характеризуется комплексом импакт-факторов, которые являются ксенобиотиками, и имеют соответствующее экологическое значение в репродуктологии.

К химическим веществам - обычным загрязнителям урбанизированных территорий - относятся шестивалентный хром и бензол. Уровень накопления их в средовых водных объектах характеризуется известным токсическим потенциалом [4, 8, 15, 17]. При этом значение названных ксенобиотиков как гонадотропных факторов требует дальнейшего из­учения.

Актуальным является определение структурных критериев повреждения сперматогенеза при хром-бензольной интоксикации, патоморфогенетических факторов герминативной гипофункции, установление уровня подавления фертильного потенциала, а также прогноз возможности восстановления сперматогенной функции семенников.

Цель исследования - определить формы деструкции сперматогенного эпителия, дать оценку уровню его тканевой динамики, активности и эффективности реализации механизмов компенсации, верифицировать возможность сохранения сперматогенной функции и восстановления доинтоксикационного уровня репродуктивной активности.

Для проведения модельного эксперимента были использованы мыши-самцы - гибриды первого поколения (CB×C57Bl6)F1 массой 18-20 г, полученные из питомника РАМН «Столбовая». Все животные в течение 1 мес содержались в карантине с выбраковкой подозрительных на заболевание особей. В дальнейшем были сформированы контрольная и опытная группы (N1=N2=30). Животным опытной группы в течение 90 дней давали водный раствор смеси бихромата калия (K2Cr2O7) и бензола (C6H6) из расчета 20 мг/кг и 0,6 мл на 1 кг массы соответственно. Дозы и способ интоксикации разработаны в Оренбургской медицинской академии и обоснованы ранее проведенными исследованиями и связаны с уровнем актуального накопленного загрязнения шестивалентным хромом и бензолом в Оренбургской области [8, 15]. Вывод животных из эксперимента осуществили под эфирным рауш-наркозом в соответствии с этическими нормами и рекомендациями по гуманизации работы с лабораторными животными, отраженными в «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей» (Страсбург, 1985).

Для гистологических исследований материал подвергли стандартной обработке. Серийные срезы после депарафинизации окрашивали гематоксилином Майера и эозином. Морфометрический анализ выполнили с учетом следующих количественных критериев [6, 16]. Взаимоотношение герминативных и эндокринных структур оценивали с использованием таких количественных критериев, как относительная площадь, занимаемая интерстицием (доля точек плотности метрической сетки, приходящихся на структуры межуточной ткани; здесь n - среднее общее количество точек, учтенных у каждого отдельного животного); количество клеток Лейдига в условной единице площади (здесь n - среднее количество полей зрения на большом увеличении для отдельного животного, значение данного параметра определено тем, что в интерстиции, кроме клеток Лейдига, присутствуют клеточные элементы стромы); доля функционально активных клеток Лейдига (n - среднее количество клеток Лейдига, учтенных у отдельных зверьков; функционально активные - клетки Лейдига со светлым ядром). Оценку динамики сперматогенеза осуществили с учетом доли извитых семенных канальцев с деструкцией сперматогенного эпителия (n - среднее общее количество канальцев, просмотренных у каждого животного.

К деструкции относили: диссоциацию клеточных элементов сперматогенного эпителия и дисперсное расположение клеток в просвете канальца; некроз половых клеток; запустевание канальца и уменьшение слоев сперматогенного эпителия; наличие много­ядерных клеток; наличие лакун в сперматогенном эпителии, замещающем более половины его площади на поперечном срезе). Также измеряли высоту эпителиосперматогенного пласта (с помощью винтового окуляр-микрометра); рассчитывали индекс сперматогенеза по формуле Σkjaj/n, где kj - количество канальцев с одним, двумя, тремя и т.д. слоями половых клеток; n - общее количество учтенных в данном семеннике канальцев; кроме того, определяли долю канальцев, содержащих многоядерные половые клетки. Уровень значимости приняли на уровне, не превышающем 5% уровня.

Поступление в организм экспериментальных животных смеси хрома и бензола характеризуется выраженным гонадотропным эффектом и обусловливает повреждение сперматогенеза, утрату необходимых значений параметров развития половых клеток и поддержания высокого фертильного потенциала.

Одним из ведущих активных факторов повреждения сперматогенеза в условиях опыта является снижение уровня интрагонадной регуляции развития половых клеток вследствие нарушения взаимоотношений герминативных и эндокринных структур (табл. 1).

В паренхиме семенников подопытных животных наблюдается деструкция герминативных элементов: извитые семенные канальцы деформированы, а клеточные ассоциации сперматогенного эпителия характеризуются распадом полового синцития. Поперечные срезы извитых канальцев демонстрируют высокую степень извилистости их собственной оболочки при очевидном снижении тургора интратубулярной среды. Нарушение тканевой динамики сперматогенного эпителия определено процессами некроза половых клеток, патологией митоза и мейоза, трансбарьерной активностью иммуноцитов (табл. 2; см. рисунок).

Обычным явлением, показанным для большинства поперечных срезов канальцев, следует считать массовую гибель сперматогенных элементов. При этом в таких клетках уже не визуализируется ядро, это постклеточные структуры с высокой степенью эозинофилии цитоплазмы. Некроз половых клеток, вероятно, связан с прямым гаметотоксичным действием импакт-факторов.

Снижение динамики сперматогенеза обусловлено невозможностью поддерживать необходимый уровень пролиферации половых клеток и направление их дифференцировки.

В канальцевом пространстве герминогенной паренхимы семенников в известной доле извитых канальцев отравленных животных отмечается накопление гигантских многоядерных половых клеток.

Кроме того, сперматогонии, вступившие в митоз, а также сперматоциты на этапе редукционного деления часто характеризуются измененными фигурами компактизации хроматина в ходе реализации циторепродукционных процессов.

Наиболее фатальным фактором блокады сперматогенеза, становления устойчивого асперматогенеза у экспериментальных животных является развитие аутоиммунной реакции в половых железах. В строме семенников наблюдаются скопления лейкоцитов, которые преодолевают гематотестикулярный барьер (его свойства очевидно изменены вследствие деформации собственной оболочки) и потенцируют деструкцию половых клеток. Аутоиммунный орхит в условиях хром-бензольной интоксикации организма обусловливает тотальное запустевание семенных канальцев, полную элиминацию половых клеток.

Весь комплекс описанных процессов деструкции герминативных элементов семенников и соответствующего подавления сперматогенеза также ограничивает и фертильный потенциал самцов. В канале придатка семенника при этом наблюдаются лишь единичные некротизированные незрелые половые клетки.

Гибель половых клеток вследствие их токсикопатии; очевидно индуцированный мутагенез и положительный градиент хромосомных аббераций; утрата пула сперматогоний; аутоиммунный асперматогенез - система структурных условий, последовательное становление которых при хронической интоксикации определяет невозможность реализации и поддержания необходимого репродуктивного статуса самцом как способного к воспроизводству. При этом наибольший практический интерес представляет приспособительный и регенераторный потенциал тканевых элементов семенников, который определит достижение гонадами нормальных функциональных параметров после прекращения действия стерилизующих факторов.

На сегодняшний день происходит обогащение представлений о реактивных трансформациях различных тканей семенников при различных формах и условиях деструкции семенников, которые выражают индукцию пластических процессов, прежде всего новообразование канальцев [2, 3, 5, 10, 11]. В частности, определена возможность вступления клеток Сертоли в митоз и увеличение их количества как регенераторный процесс [10, 11], а также дедифференцировки сустентоцитов, активной пролиферации их дедифференцированных форм и формирования тяжей фолликулярного эпителия [3]. Кроме того, обсуждается роль сети семенника как тканевого источника для реализации регенераторных процессов. Вероятно, интрагонадная и центральная регуляция названных процессов также сохраняется вследствие резистентной адаптации интерстициальных эндокриноцитов и поддержания известной доли функционально активных клеток Лейдига при токсическом повреждении семенников [4].

В настоящем исследовании [10] условия эксперимента (прежде всего, его длительность) позволили продемонстрировать ход патоморфогенеза торможения развития половых клеток. Признаков регенераторной индукции тканевых элементов (эпителия сети, соматических клеток канальцев, стромальных структур интерстиция) обнаружено не было. При этом и фиброзирования паренхимы также не было выявлено, что на данном этапе интоксикации исключает рубцевание половых желез как исход воспалительного процесса. Сохранение функциональных тканей предполагает возможность включения механизмов регенерации в дальнейшем.

Хроническое отравление хромом и бензолом обусловливает глубокое угнетение сперматогенеза. Патоморфогенетическими факторами деструкции сперматогенного эпителия являются токсическая дистрофия и некроз половых клеток, повреждение хромосомного аппарата и невозможность поддерживать нормальный ход и динамику митоза и мейоза, аутоиммунный орхит.

Следовательно, экологическое значение накопления в среде урбанизированных территорий шестивалентного хрома и бензола обусловливает их токсический риск как гонадотропных факторов, подавляющих фертильный потенциал и снижающих уровень репродуктивной активности.