Гениатулина М.С.

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздравсоцразвития России, Москва

Королев Ю.Н.

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздравсоцразвития России, Москва

Никулина Л.А.

НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН, Москва

Ультраструктура клеток Лейдига при действии минеральной воды и низкоинтенсивного электромагнитного излучения в условиях стресса у крыс

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2016;93(5): 34-37

Просмотров : 17

Загрузок :

Как цитировать

Гениатулина М. С., Королев Ю. Н., Никулина Л. А. Ультраструктура клеток Лейдига при действии минеральной воды и низкоинтенсивного электромагнитного излучения в условиях стресса у крыс. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2016;93(5):34-37. https://doi.org/10.17116/kurort2016534-37

Авторы:

Гениатулина М.С.

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздравсоцразвития России, Москва

Все авторы (3)

Одним из ключевых факторов нейроэндокринной регуляции сперматогенеза является гормон тестостерон, биосинтез которого осуществляется клетками Лейдига (эндокриноцитами). Эти клетки располагаются в соединительнотканной строме семенников и осуществляют свою функцию под контролем гипоталамо-гипофизарного комплекса [1-3]. Экспериментальными исследованиями показано, что острый иммобилизационный стресс нарушает интеграционные связи, численность и ультраструктуру клеток Лейдига [4]. Изменения касаются в основном гладкой эндоплазматической сети и митохондрий (Мх), принимающих непосредственное участие в синтезе тестостерона, а также аппарата Гольджи, который осуществляет секрецию регуляторных пептидов. Физические лечебные факторы, в том числе низкоинтенсивное электромагнитное излучение (НИ ЭМИ) и питьевая минеральная вода (МВ), предупреждают или ослабляют развитие стрессогенных нарушений за счет активации адаптационных (регенеративных) реакций, что было показано, в частности, на примере клеток Сертоли [5, 6]. Однако характер развития внутриклеточных регенеративных реакций в клетках Лейдига в условиях стресса и действия лечебных физических факторов изучен значительно слабее.

Цель исследования - выявить особенности раздельного и сочетанного действия НИ ЭМИ и МВ на ультраструктуру клеток Лейдига в условиях иммобилизационного стресса.

Эксперименты выполнены на 15 белых беспородных крысах-самцах массой 180-220 г. Работу с животными проводили в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите животных, используемых для экспериментальных целей (Страсбург, 1968). Животные содержались в обычных условиях вивария и свободного доступа к воде и пище. Все крысы были разделены на 5 групп:

- 1-я группа (опытная) - сочетанное применение питьевой сульфатной магниево-кальциевой МВ (концентрация сульфат-ионов 2,35 г/л, минерализация 4,3 г/л) и процедур НИ ЭМИ с последующим действием иммобилизационного стресса;

- 2-я группа (группа сравнения) - применение той же питьевой МВ с последующим действием иммобилизационного стресса;

- 3-я группа (группа сравнения) - применение процедур НИ ЭМИ с последующим действием иммобилизационного стресса;

- 4-я группа (контроль) - применение водопроводной воды и мнимых процедур НИ ЭМИ с последующим действием иммобилизационного стресса;

- 5-я группа (интактная) - животные никаким воздействиям не подвергались.

МВ и водопроводную воду крысам вводили внутрижелудочно 1 раз в день по 3 мл через иглу с оливой на конце, всего 12 процедур. Курс воздействий НИ ЭМИ проводили при помощи аппарата Акватон-2 (ООО «Телемак», Саратов), плотность потока мощности менее 1 мкВт/см2, частота около 1000 Мгц. Всего на курс 8 процедур, время воздействия 2 мин. Животные облучались с расстояния 2-3 см от поверхности кожи поясничной области. Иммобилизационный стресс осуществляли по методике Г. Селье однократным привязыванием крыс в течение 6 ч в положении на спине. Забой животных проводили через 1 день после действия стресса. Объектом исследования являлись эндокринные клетки Лейдига.

Для электронно-микроскопических исследований семенники фиксировали в 4% параформальдегиде, приготовленном на фосфатном буфере (pH 7,4), постфиксировали в 1% OsO4. После обезвоживания образцы заключали в смесь эпон-аралдит. Исследование образцов проводили на электронном микроскопе Libra 120 (Германия) с программой Carl Zeiss STM Nano Texnology system Division, которая включает в себя как режим трансмиссионного исследования, так и математическую обработку внутриклеточных структур. Проводили морфометрический анализ Мх в клетках Лейдига (количество, средняя и суммарная площади), а также подсчитывали число этих клеток с различным типом эндоплазматической сети. Кроме того, проводили морфометрический анализ секреторного аппарата Гольджи (число органелл и количество его секреторных везикул). Для статистической обработки полученных данных использовали критерий Стьюдента.

При электронно-микроскопическом исследовании интактных крыс мы разделяли клетки Лейдига на 2 группы [7]: тубулярного (85,7%) и везикулярного (12,3%) типов эндоплазматической сети. В клетках тубулярного типа определялось большое число мелких трубочек и везикул гладкой эндоплазматической сети, плотно прилежащих друг к другу, а также большое количество Мх, которые часто имели трубчатые кристы и электронно-плотный матрикс. Иногда наблюдались липидные включения разных размеров. Для клеток Лейдига везикулярного типа характерными являлись расширенные просветы везикул гладкой эндоплазматической сети, в связи с чем их цитоплазма становилась более светлой, а единичные клетки местами приобретали «пенистый» вид. Мх становились более крупными, их матрикс просветлялся.

В контрольной группе при действии иммобилизационного стресса отмечалось увеличение числа клеток Лейдига в 6 раз по сравнению с интактными животными с выраженными деструктивными (дегенеративными) процессами. При этом уменьшалось число клеток с нормальной структурой как тубулярного, так и везикулярного типов (см. таблицу). Мх становились мелкими и, несмотря на увеличение числа, их суммарная площадь снижалась. Особенно четко эти сдвиги проявлялись в клетках везикулярного типа: средняя площадь Мх уменьшалась в 6 раз (p<0,01), а суммарная площадь - более чем в 3 раза (p<0,01). Обнаруживались также явления деструкции мембран Мх и других органелл, в том числе секреторного аппарата Гольджи, численность которого проявляла тенденцию к снижению. Следовательно, действие иммобилизационного стресса вызывало существенные нарушения в структурно-функциональном состоянии клеток Лейдига.

Морфометрический анализ клеток Лейдига при действии МВ и НИ ЭМИ в условиях иммобилизационного стресса Примечание. + - p<0,05, ++ - p<0,01 по сравнению с интактной группой; * - p<0,05, ** - p<0,01 по сравнению с контролем.

Предварительное применение МВ и НИ ЭМИ усиливало адаптационную направленность сдвигов в клетках Лейдига в условиях стресса по сравнению с контролем. Среди монофакторов наибольший эффект был выявлен при действии МВ (см. таблицу). Это проявлялось в повышении числа клеток с нормальной структурой и в снижении числа деструктивно измененных клеток. Ультраструктурный анализ показал более высокий уровень биоэнергетического обеспечения клеток Лейдига, особенно везикулярного типа, что проявлялось в увеличении суммарной площади Мх (p<0,01). Это происходило за счет отчетливого повышения средней площади Мх более чем в 3 раза (p<0,01) на фоне снижения числа органелл. Следовательно, регенерация Мх под влиянием МВ осуществлялась в основном в виде внутриорганоидной ее формы. При действии НИ ЭМИ определялся тот же характер сдвигов, что и при действии МВ, но в более слабой степени. В частности, отмечалась тенденция к снижению суммарной площади Мх в клетках тубулярного типа, которая становилась наиболее низкой среди всех исследованных групп. Таким образом, при раздельном применении МВ и НИ ЭМИ в условиях стресса более высокий биоэнергетический потенциал в клетках Лейдига был выявлен при действии МВ.

При сочетанном использовании МВ и НИ ЭМИ характерным являлось более выраженное снижение числа дегенеративно измененных клеток по сравнению с контролем и действием монофакторов (см. таблицу). При этом количественное соотношение обоих типов клеток Лейдига в наибольшей мере приближалось к уровню интактных животных. Суммарная площадь Мх возрастала по сравнению с контролем, но не достигала эффекта действия М.В. Следует также отметить, что в отличие от монофакторов суммарная площадь Мх повышалась в основном за счет увеличения их числа и в меньшей степени размеров. Это указывает на усиление органоидной формы регенерации Мх по сравнению с внутриорганоидной, более характерной для действия монофакторов. Кроме того, особенностью сочетанного действия МВ и НИ ЭМИ являлась также тенденция к увеличению численности секреторного аппарата Гольджи: 0,88±0,09 против 0,63±0,08 в контроле, при этом количество везикул достоверно возрастало по сравнению с контролем (p<0,01), что указывало на усиление его функциональной активности.

Таким образом, действие иммобилизационного стресса приводило к увеличению числа деструктивно измененных клеток Лейдига, уменьшению их общей численности, развитию ультраструктурных нарушений с угнетением биоэнергетических и биосинтетических процессов. Профилактическое использование монофакторов МВ, НИ ЭМИ и их сочетанное воздействие ослабляло степень постстрессорных нарушений и стимулировало развитие клеточной и внутриклеточной регенерации. Из монофакторов более эффективным в этом плане оказалось действие МВ, особенно по показателям структурного обеспечения биоэнергетики. Однако сочетанное применение МВ и НИ ЭМИ в большей степени предотвращало развитие дегенеративно измененных и повышало общую численность нормальных клеток, а также улучшало соотношение (баланс) между двумя типами клеток Лейдига, приближая его к уровню интактных животных. Эти сдвиги наряду с гиперплазией мембранных структур секреторного аппарата Гольджи, везикул, Мх, канальцев гладкой эндоплазматической сети свидетельствовали об усилении адаптационно-защитных реакций в клетках Лейдига и являлись структурной основой для повышения их функциональной активности.

В целом на основании полученных данных можно полагать, что сочетанное применение МВ и НИ ЭМИ в большей мере, чем монофакторы, повышают резервные возможности и устойчивость клеток Лейдига к действию иммобилизационного стресса.

Конфликт интересов отсутствует.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования, редактирование: Ю.К.

Сбор и обработка материала: М.Г., Л.Н.

Статистическая обработка данных: М.Г.

Написание текста: Ю.К., М.Г.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail