Воздействие острого иммобилизационного стресса вызывает в клетках и тканях семенников крыс выраженные морфофункциональные сдвиги, связанные, в частности, с нарушением кровообращения и развитием застойной гипоксии [1, 2]. При этом компенсаторно-приспособительные процессы, в том числе клеточная и внутриклеточная регенерация, проявлялись обычно в весьма слабой степени, в том числе и на субклеточном уровне, о чем свидетельствовали данные электронно-микроскопических исследований [3]. Для усиления этих реакций, с помощью которых организм преодолевает деструктивные и другие патологические нарушения, целесообразно использовать природные и искусственные лечебные физические факторы, особенно при их сочетанном применении. К таким факторам относятся натуральная питьевая сульфатная минеральная вода (МВ), переменные и постоянные магнитные поля (МП), каждый из которых способствует активации адаптационных реакций [4—6]. Можно полагать, что сочетанное действие этих факторов на общие и местные регуляторные и защитные механизмы организма позволит поддержать и усилить развитие компенсаторно-приспособительных реакций и тем самым снизить уровень постстрессорных нарушений.

Цель исследования — изучение светооптических и ультраструктурных изменений в семенниках крыс в условиях иммобилизационного стресса и оценка эффективности сочетанного действия питьевой МВ и МП на развитие компенсаторно-приспособительных процессов в постстрессорном периоде.

Эксперименты проведены на 23 белых беспородных крысах-самцах массой 180—220 г. Работа с животными проводилась в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.77 №755). Животные содержались в обычных условиях вивария и свободного доступа к воде и пище. В 1-й опытной группе крысы получали питьевую сульфатную магниево-кальциевую МВ (концентрация сульфата 1,93 мг/л, минерализация 3,05 г/л) в сочетании с процедурами МП. Во 2-й опытной группе (группа сравнения) крысы получали ту же питьевую сульфатную магниево-кальциевую МВ, что и в 1-й группе, но вместо МП проводили мнимые процедуры (не включали аппарат). В 3-й группе (контрольной) животные получали только водопроводную воду. 4-ю группу составляли интактные крысы, которые 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 МП (10 процедур) проводили на область проекции надпочечников от аппарата МУМ-50 «ЭДМА» с напряженностью 35 мТл в течение 2 мин. Крыс опытных и контрольной групп подвергали двукратному воздействию иммобилизационного стресса путем их привязывания к станку в положении на спине в течение 6 ч. Курс лечебно-профилактических процедур начинали проводить на следующий день после первого стресса, повторную иммобилизацию осуществляли за 6 дней до окончания эксперимента. Животных умерщвляли методом краниоцервикальной дислокации на следующий день после окончания процедур.

Для светооптических исследований семенники фиксировали в жидкости Буэна, оценка состояния в них сперматогенеза проводилась по общепринятой методике [7]. Подсчитывали количество срезов извитых семенных канальцев (ИСК) с различным числом генераций половых клеток (от 4 до 0), определяли индекс сперматогенеза, количество канальцев с десквамированными половыми клетками. Для электронно-микроскопических исследований семенники фиксировали в 4% параформальдегиде, приготовленном на фосфатном буфере (рН 7,4), постфиксировали в 1% ОsО₄. После обезвоживания в серии спиртов и ацетона образцы заключали в смесь эпон-аралдит. На ультратоме Reichert (Австрия) получали ультратонкие срезы. Исследования образцов проводили на электронном микроскопе Libra 120 (Германия) с программой Carl Zeiss SMT Nano Texnology system Division, которая включает в себя как режим трансмиссионного исследования, так и математическую обработку внутриклеточных структур. Проводили также подсчет ультраструктурных нарушений в собственной оболочке ИСК для каждого животного, а затем вычисляли среднее значение (в процентах) для всей группы. Содержание нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) определяли двухволновым спектрофотометрическим методом в модификации [8], содержание белка — биуретовым методом [9]. Для статистической обработки данных использовали метод Стьюдента.

У животных контрольной группы в семенниках выявлено резкое снижение содержания нуклеиновых кислот: РНК — более чем в 2 раза (p<0,001), ДНК — на 46,9% (p<0,01). При этом возникали значительные нарушения в процессах сперматогенеза: число ИСК с четырьмя генерациями половых клеток уменьшалось на 25,9% (54,8±2,8; интактные животные — 69,0±2,8, p<0,01), а число ИСК с тремя генерациями, наоборот, возрастало на 45,1% (45,0±2,8; интактные животные — 31,0±2,8, p<0,01), что свидетельствовало о нарушениях в формировании (дифференцировке) сперматид в зрелые сперматозоиды. Местами выявлялись деструктивные изменения в половых клетках, а при их гибели иногда образовывались пустоты в сперматогенном эпителии. Индекс сперматогенеза достоверно снижался (p<0,05). Выявленные негативные сдвиги были тесно связаны с выраженными нарушениями процессов микроциркуляции в собственной оболочке ИСК. На ультраструктурном уровне это проявлялось, в частности, в ее неравномерном утолщении за счет отека, разрыхления и местами утолщения базальной мембраны, в расширении контактов между миоидными клетками и нарушении их внутренней структуры, иногда с резко выраженными деструктивными процессами (см. рисунок, а, б).

При сочетанном применении МВ и МП постстрессорные нарушения в семенниках проявлялись отчетливо слабее по сравнению с таковыми в контрольной группе и действием МВ (группа сравнения), а компенсаторно-восстановительные реакции, наоборот, были более выражены. Сравнительный анализ показал, что если при действии монофактора — МВ — в тканях семенников повышалось содержание только РНК (на 55,7%; p<0,01), то при сочетанном применении МВ и МП, кроме увеличения содержания РНК (на 59,7%; p=0,05), возрастало содержание ДНК (на 14,5%; p=0,05) и общих белков (на 13,2%). Изменения адаптационного характера проявлялись и в процессах сперматогенеза. При применении только МВ определялась тенденция к увеличению числа ИСК с четырьмя генерациями клеток (на 9,1%), вместе с тем у 2 животных этой группы локально были выявлены единичные ИСК с одной и двумя генерациями половых клеток. При сочетанном действии МВ и МП подобные нарушения не наблюдались: при этом достоверно возрастало по сравнению с контролем число ИСК с четырьмя генерациями половых клеток на 16,0% (63,6±1,7; контроль — 54,8±2,8, p<0,05) и уменьшалось число ИСК с тремя генерациями на 23,6% (36,4±1,7; контроль — 45,0±2,8, p<0,05), что свидетельствовало об улучшении процессов дифференцировки клеток в направлении сперматиды — сперматозоиды и увеличении числа зрелых половых клеток. Эти изменения развивались на фоне ослабления интенсивности деструктивных процессов в сперматогенном эпителии, на что указывало, в частности, отсутствие ИСК с одной и двумя генерациями половых клеток, хотя в отдельных гоноцитах иногда проявлялись признаки дистрофии. Индекс сперматогенеза как обобщающий показатель указанных сдвигов также достоверно возрастал по сравнению с таковым в контрольной группе (p<0,05), хотя и не достигал уровня нормы.

Характерно, что развитие этих компенсаторно-приспособительных реакций в сперматогенном эпителии сочеталось с улучшением процессов микроциркуляции в собственной оболочке ИСК. Свидетельством тому являлось, в частности, снижение ее общей толщины и ослабление отека в большинстве исследованных препаратов. Морфометрический анализ на ультраструктурном уровне показал, что структура собственной оболочки при сочетанном действии факторов в 83,0% случаев (в контроле — на 53,2%, при МВ — на 59,0%) соответствовала таковой у интактных животных. При этом крупные вакуоли и другие признаки выраженного отека практически не наблюдались, тогда как в контроле и при действии МВ эти явления были обнаружены соответственно в 17,6 и 10,2% случаев. Улучшалась структура базальных мембран. В миоидных клетках, входящих в состав этой оболочки, наблюдалось активное развитие регенеративных реакций, проявлявшихся особенно отчетливо в виде гиперплазии гранулярной эндоплазматической сети, рибосом и полисом, что является одним из структурных признаков усиления биосинтетических процессов (см. рисунок, в). Эти реакции отчетливо превалировали над единичными редко встречающимися нарушениями со стороны отдельных органелл. В целом структура собственной оболочки ИСК при сочетанном применении факторов во многих случаях практически соответствовала норме или была близка ей. У животных в группе сравнения (действие МВ) ультраструктурные нарушения встречались чаще (см. рисунок, г), а регенеративные реакции как в миоидных клетках, так и в других структурах собственной оболочки ИСК развивались явно слабее.

Таким образом, результаты работы свидетельствуют о том, что сочетанное применение МВ и МП после стрессорных повреждений семенников крыс в большей степени способствует ускорению развития регенеративных и антистрессорных адаптационных реакций, чем действие только монофактора — МВ. Это проявляется в усилении синтеза и пластического обеспечения тканей семенников, повышении степени дифференцировки половых клеток и как следствие в увеличении их числа. Важным звеном в улучшении сперматогенеза является активация регенерации и восстановление структурно-функциональной целостности самой барьерной структуры семенников — собственной оболочки ИСК, благодаря чему улучшается микроциркуляция и трофика сперматогенного эпителия. Можно полагать, что более выраженный эффект сочетанного влияния МВ и МП по сравнению с действием монофактора (МВ) связан с включением в ответную реакцию организма на действие стресса более широкого круга регуляторно-адаптационных и компенсаторных реакций, а также потенцирующего действия этих факторов на развитие процессов регенерации.