CC BY
20
УДК 616.322 - 0.92.9 : 615.099
ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТА ЭХИНАЦЕИ ЖИДКОГО НА МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ КРЫС САМЦОВ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПОСТУПЛЕНИИ КЛОПИРАЛИДА
Шиш Н.В.
Украинская медицинская стоматологическая академия г. Полтава
Введение клопиралида в организм белых крыс вызывает усиление процессов свободнорадикалъного переписного окисления липидов в крови и тканях семенников и снижение активности антиокси-дантньх ферментов. Отмечалосъ повреждение сперматогенного эпителия, снижение абсолютного количества сперматозоидов их жизнеспособности и подвижности. Введение экстракта Эхинацеи в этих условиях способствует торможению процессов свободнорадикалъного перекис-ного окисления липидов, восстановлению морфо-функционалъного состояния сперматогенного эпителия, улучшению качества спермы. Полученные резулътаты свидетелъствуют о целесообразности исполъзования экстракта Эхинацеи для коррекции повреждающего действия клопира-лида на репродуктивную систему белых крыс самцов.
Ключевые слова: антиоксиданты, экстракт Эхинацеи пурпурной, кпопиралид.
Неконтролируемое применение пестицидов в
сельском хозяйстве, промышленности и в быту приводит к развитию побочных эффектов сопровождающихся нарушением сперматогенеза у мужчин. Среди пестицидов широкое распространение получили производные карбоновой, пи-ридинкарбоновой кислот - кпопиралид (3,6-дихлор-2-пиридинкарбоновая кислота) и его соли: триэтиламин, триизопропиламин, моноэти-ламин, отличающиеся исключительно высокой эффективностью [1].
Одним из общих механизмов повреждающего воздействия пестицидов этой группы, является повышение свободнорадикального перекис-ного окисления липидов (СРПОЛ) в мембранах клеток, что в конечном итоге ведет к их деструкции. Особенно чувствительны к воздействию СРПОЛ сперматогенные клетки, как наиболее быстро развивающиеся на протяжении всего репродуктивного периода.
Важная роль СРПОЛ в нарушении целостности биомембран и развитии цитолитического синдрома как основного патогенетического механизма гонадотоксического действия многих ксенобиотиков [4, 5] является основанием для применения антиоксидантов в качестве гонадо-протекторных средств, среди которых наиболее перспективными представляются препараты Эхинацеи пурпурной. Трава, корни и корневища ее содержат в своем составе антиоксиданты, мембраностабилизирующие вещества, в том числе фенольные соединения фенилпропанои-ды и биофлавоноиды, фитостеролы.
Целью работы явилось изучение протектив-ных свойств экстракта Эхинацеи жидкого в отношении показателей СРПОЛ, системы антиок-сидантной защиты, морфологических и функциональных изменений в семенниках белых крыс при токсическом воздействии пестицида клопиралида.
Методы исследования
Эксперименты проведены на 30 крысах самцах линии Вистар массой 190-205 г, животным контрольной группы ежедневно, per os вводился кпопиралид в дозе 150 мг/кг массы тела животного, что составило 0,33 LD50 (LD50 5000 мг/кг). Воздействие токсиканта проводилось на протяжении 56 дней, с учетом длительности сперматогенеза у крыс и времени дозревания сперматозоидов в придатке семенника. Животные экспериментальной группы на фоне введения клопиралида получали экстракт Эхинацеи жидкий per os в дозе 5 мг/кг.
В плазме крови и тканях семенников определяли содержание диеновых коньюгатов (ДК) [2], ТБК-реактантов в крови и тканях семенников [2], величину спонтанного гемолиза эритроцитов [2], активность антиокисдантных ферментов крови: супероксиддисмутазы (СОД) [2], каталазы [2], церулоплазмина [2].
Изучение количественного и функционального состояния спермы проводили по методу М.А. Базарновой [3]. Исследовали кинезисграмму. Жизнеспособность сперматозоидов изучали при помощи эозинового теста. Определяли патологические формы сперматозоидов с помощью окраски по методу Романовского-Гимзы.
Морфологически исследовали состояние сперматогенного эпителия. На срезе семенника в каждом просмотренном канальце определяли количество слоев сперматогенного эпителия, количество канальцев с 3 и 4 слоями сперматогенного эпителия, вычисляли индекс сперматогенеза, определяли количество нормальных сперматогониев, число канальцев с 12 стадией мейоза, и слущенным эпителием, а также число канальцев с атрофическим или поврежденным эпителием. Статистическую обработку данных проводили по методу с использованием критерия Стьюдента.
В1СНИК Украгнсъког медичног стоматологгчног акадежш
Результаты и их обсуждение При введении клопиралида у животных масса тела уменьшилась на 13%, (табл. 2), отмечалось значительное выпадение шерсти, снизилась активность крыс. Отмечалось усиление процессов СРПОЛ о чем свидетельствует достоверное возрастание количества ДК в сыворотке в 1,6 раза (р<0,01), промежуточных продуктов СРПОЛ - ТБК-реактантов в сыворотке крови в 3,6 раза, по сравнению с интактными (р<0,01). Такой же высокий уровень ТБК-
Биохимические показатели в крови и тканях семенников кр
реактантов отмечался и в тканях семенников крыс получавших кпопиралид, превысив показатель интактных животных в 1,5 раза (р<0,001). Определялось падение активности антиоксида-нтных ферментов. Активность каталазы крови достоверно снизилась в 2,5 раза (р<0,05), подобное снижение наблюдалось и в отношении це-рулоплазмина в 1,4 раза (р<0,01). Актавность СОД крови напротив возросла в 1,9 раз по сравнению с интактной группой (р<0,001) (табл. 1).
Таблица 1
, которые получали экстракт Эхинацеи на фоне длительного
поступления клопиралида
Показатель интактные (10) введение клопиралида (10) клопиралид + экстракт Эхинацеи (10)
ДК, мкМ 36,37±2,14 56,60±4,96 Р1<0,01 43,20±1,51 Р2<0,05 Р1<0,05
ТБК-реактанты, мкМ Кровь 4,13±0,95 14,95±3,00 Р1<0,01 7,98±2,19 Р1<0,05
ПриростТБК-реактантов, % 45,42 93,15 68,35
ТБК-реактанты, мкМ Семенник 138,20±2,0 213,35±2,73 Р1<0,001 143,11±4,77 Р2<0,001
ПриростТБК-реактантов, % 38,03 69,83 33,96
Спонтанный гемолиз эритроцитов, % 4,23±0,45 7,02±0,98 Р1<0,05 5,40±0,25 Р1<0,05
СОД (кров), усл. ед 0,87±0,06 1,61±0,14 Р1<0,001 1,17±0,10 Р2<0,05
Каталаза (кров), усл. ед. 1,53±0,33 0,62±0,25 Р1<0,05 1,52±0,19 Р2<0,02
Церулоплазмин, мг/л 579,93±40,32 405,43±33,92 Р1<0,01 474,46±25,36 Р1<0,05
Примечание: р1 - степень достоверности при сравнении зкспериментльной и интактной группы, р2 - степень достоверности при сравнении зкспериментльной и контрольной группы.
Наблюдалось снижение массы семенников на 13% правого (р<0,02) и левого (р<0,05) (табл. 2), однако массовые коэффициенты семенников по сравнению с нормой существенно не изменились (табл. 2).
Таблица 2
Массовые показатели семенников крыс, которые получали экстракт Эхинацеижидкий на фоне длительного поступления
клопиралида
Условия эксперимента Масса животных 10-3 кг Масса семенников
Правый левый
Масса, 10-3 кг Массовый коэф Масса, 10-3 кг Массовый коэф
Интактные (10) 195±21 1,348±0,035 0,691 ±0,40 1,325± 0,050 0,679±0,50
Введение клопиралида (10) 170 ±10 1,176±0,050 р<0,02 0,692±0,16 1,152±0,067 р<0,05 0,678±0,22
клопиралид + экстрактЭхинацеи (10) 172±15 1,263±0,065 0,734±0,43 1,259±0,041 0,731 ±0,27
Примечание: р - степень достоверности при сравнении эка
Исследования сперматограмм показывали, что введение клопиралида вызывает нарастание абсолютного количества мертвых и патологических форм. Абсолютное количество сперматозоидов снижается на 36% до 30,6+3,5 при норме 48,0+3,7 (р<0,01), причем количество мертвых сперматозоидов 17,5+1,1 стало в 1,8 раза больше, чем в норме 9,6+0,8 (р<0,001), а количество патологических форм сперматозоидов 19,0+0,9 стало в 2,4 раза выше нормы 8,0+0,9 (р<0,001). Изменилась подвижность сперматозоидов по сравнению с нормой под влиянием
Iентальной и интактной группы.
клопиралида. Так количество сперматозоидов с нормокинезисом снизилось в 3,3 раза до 26,8+3,2 по сравнению с нормой 89,0+4,2 (р<0,001), количество сперматозоидов с гипоки-незисом 27,1+1,3 увеличилось в 2,9 раз от нормы 9,5+1,2 (р<0,001), с акинезисом 29,3+1,8 возросло в 3,1 раза по сравнению с нормой 9,4+0,9 (р<0,001), с дискинезисом увеличилось в 10 раз до 9,2+1,5 по сравнению с нормой 0,9+ 0,4 (р<0,001).
Выявлены морфологические изменения семенного эпителия, количество нормальных спе-
рматогониев снизилось с 68,2+5,8 до 52,9+3,8 на 23% (р<0,02), отмечается значительное увеличение в 4,4 раза по сравнению с нормой колич-нество канальцев со слущенным эпителием с 1,8+0,9 до 7,91+1,3 (р<0,05), в 2 раза возросло количество канальцев с атрофичным или поврежденным эпителием с 7,0+1,4 до 14,3+2,1 (р<0,02), а количество канальцев с 12 стадией мейоза составило 1,87+0,6 уменьшилось в 1,8 раз от показателя нормы 3,4+0,4, проявив тенденцию к достоверности. Подобная картина отмечается для количества канальцев с 4 слоями эпителия - снижение в 2,5 раза с 36,0+3,9 до 14,6+2,8 (р<0,002), на этом фоне количество канальцев с 3 слоями эпителия возросло на 38% с 55,0+3,8 до 75,8+4,4 (р<0,01). Все эти изменения обусловили достоверное снижение индекса сперматогенеза с 3,25+0,12 до 2,82+0,06 на 13% (р<0,02), что в конечном итоге привело к снижению фертильности.
При микроскопическом исследовании тканей семенников выявлены нарушения в виде дистрофических и дисрегенераторных изменений, которые проявляются компенсаторной гиперплазией. Отмечалось развитие дистрофических изменений в сосудах микроциркуляторного русла, которые усиливали дегенеративные изменения сперматогенного эпителия. Клетки Сертоли (фолликулярные клетки) разбухшие, они значительно превосходят по размерам аналогичные клетки в норме. Вокруг фолликулярных клеток отмечается плотная сетка эластических волокон. Интерстициальные клетки Лейдига содержат ядра базофильного окраса с широкой полосой эозинофильной цитоплазмы. Сосуды интер-стиция расширены и гиперемированы, их стенки утолщены и покрыты фиброзными прослойками, при окраске по Ван-Гизону окрашены в желто-розовый цвет. Отмечается опустошение семенных канальцев, повреждение сперматогенного эпителия, особенно на конечных этапах сперматогенеза, что характеризуется снижением индекса сперматогенеза. Наряду с полями клеточного опустошения наблюдаются отдельные канальцы с выраженными областями разрастания фиброзной ткани, в виде полей с клетками Лейдига и большим количеством фибробластов, что свидетельствует о наличии некроза в канальцах семенника. Одновременно с этим отмечается увеличение размера сперматогоний, спермато-цитов I и II порядка. В адлюминальном слое семенника наблюдается инверсия формы клеток и вакуолизация цитоплазмы. Значительно увеличивается количество канальцев со слущенным эпителием.
При введении экстракта Эхинацеи жидкого на фоне интоксикации кпопиралидом выявлено, достоверное снижение содержания первичных
продуктов СРПОЛ - ДК на 24% по сравнению с контрольной группой (р<0,05). Концентрация ТБК-реактантов в крови снизилась, но их содержание осталось выше уровня интактной группы (р<0,05). В тканях семенников достоверно снизилась концентрации ТБК-реактантов в 1,5 раза (р<0,02) по сравнению с контролем, причем эти величины не отличались от интактной группы. Прирост ТБК-реактантов в крови был на 39% выше, а в семенниках на 9% ниже, приближаясь к значениям нормы, что свидетельствует о нормализующем действии экстракта Эхинацеи жидкого. Спонтанный гемолиз эритроцитов снизился на 23% по сравнению с контролем, что свидетельствует о повышении антиоксидантной обеспеченности. Изучение активности антиок-сидантных ферментов крови выявили снижение СОД крови на 27% (р<0,05), а активность ката-лазы возросла в 2,5 раза (р<0,02), по сравнению с контрольной группой. Активность церулоплаз-мина возросла на 17% (табл. 1).
Изучение морфометрических показателей семенников, существенных изменений не выявило (табл. 2). Общее количество сперматозоидов в экспериментальной группе получавших экстракт Эхинацеи жидкий достоверно повысилось в 1,3 раза до 40,4+2,9 по сравнению с контролем 30,6+3,5 (р<0,05). Достоверно снизилось количество мертвых сперматозоидов 10,6+0,9 в 1,7 раза по сравнению с контролем 17,5+1,1 (р<0,001). Количество патологических форм сперматозоидов 10,2+0,7 в 1,9 раза ниже, чем в контроле 19,0+0,9 (р<0,001). В результате воздействия экстракта Эхинацеи жидкого при интоксикации кпопиралидом выявлена нормализация подвижности сперматозоидов. Процент сперматозоидов с нормокинезисом 79,9+3,7 по сравнению с контролем достоверно увеличился в 3 раза 26,8+3,2 (р<0,001). Количество сперматозоидов с гипокинезисом 11,2+1,1 уменьшился в 2,4 раза от уровня контроля 27,1+1,3 (р<0,001). Нормализовалось количество сперматозоидов с акинезисом 10,8+1,1 при норме 9,4+0,9, уменьшившись в 2,7 раза от уровня контроля 29,3+1,8 (р<0,001). Процент сперматозоидов с дискине-зисом 2,3+1,5 уменьшился в 4 раза по сравнению с контролем 9,2+1,5 (р<0,001), и не отличался от показателя интактных животных 0,9+0,4.
При морфологических исследованиях в семенном эпителии выявлено что, индекс сперматогенеза 3,12+0,10 достоверно увеличился по сравнению с контролем 2,82+0,06 (р<0,02). Количество нормальных сперматогониев 63,6+2,5 увеличилось в 1,2 раза по сравнению с контролем 52,9+3,8 (р<0,05). Процент канальцев со слущенным эпителием составил 3,42+1,2, что в 2,3 раза меньше чем у животных при введении
BÎCHÈK Украгнсъкаг медичног стоматологгчног академШ
клопиралида 7,91+1,3 (р<0,05). Процент канальцев с 12 стадией мейоза 2,7+0,5 занимает промежуточное положение между контролем 1,87+0,6 и нормой 3,4+0,4, достоверно от них не отличаясь. Процентный показатель канальцев с атрофическим или поврежденным эпителием 6,9+1,2 в 2 раза ниже чем в контроле 14,3+2,1 (р<0,01) и не отличается от показателя нормы 7,0+1,4. Количество канальцев с 3 слоями эпителия 68,1+3,6 уменьшился на 10% и соответствует величинам контроля 75,8+4,4. Достоверно возросло количество канальцев с 4 слоями эпителия 31,7+3,4 в 2,2 раза от величины контроля 14,6+2,8 (р<0,001), при этом существенно не отличаясь от величин интактных крыс 36,0+3,9.
При микроскопическом исследовании тканей семенников выявилось, восстановление спер-матогенного эпителия, уменьшение количества гландулоцитов и количества соединительнотканных элементов, в целом морфологические характеристики семенного эпителия соответствовали интактным животным.
Таким образом, введение экстракта Эхина-цеи пурпурной жидкого на фоне токсического воздействия гербицида клопиралида привело к торможению процессов СРПОЛ в крови и тканях семенников. Снизилось содержание продуктов перекисного окисления, более выраженное в тканях семенников, повысилась антиоксидант-ная обеспеченность организма и тканей семенников. Экстракт Эхинацеи способствовал улучшению состояния сперматогенного эпителия, восстановил количество нормальных спермато-
Реферат
ВПЛИВ ЕКСТРАКТУ ЕХ1НАЦЕ1' ПУРПУРОВОТ Р1ДКОГО НА МОРФО-ФУНКЦ1РНАЛЬН1 ПОКАЗНИКИ РЕПРОДУКТИВНОТ СИСТЕМИ ЩУР1В САМЦ1В ПРИ ТРИВАЛОМУ НАДХОДЖЕНН1 КЛОП1РАП1ДУ. Шиш Н.В.
Ключов1слова: антиоксиданти, екстрактЕхЫацеУпурпурово!', клоп1ралщ.
Введения кпотралщу до организму б1пих щур1в викликае посилення процеав втьно радикального перек1сного окисления л1 -nifliB в кров1 та тканях ам'янигав i зниження активносл антиоксидантних ферменлв. Вщм1чалось ушкодження сперматогенного еп1тел1ю зниження абсолютно!' ктькосл сперматозощ1в ïx життсздатносл та pyxoMOCTi. Введения екстракту Ехшаце!' в цих умо-вах сприяс гальмуванню процеав втьно радикального перек1сного окисления л1пщ1в, вщновленню морфо-функцюнального стану сперматогенного еп1тел1ю, покращенню якосл сперми. Отримаы результати свщчать про доцтьнють використання екстракту Ехшаце!' для корекцп fliï кпотралщу, що ушкоджус репродуктивну систему б1пих щур1в самц1в.
гониев, значительно снизил количество канальцев с атрофическим или поврежденным эпителием, нормализовал число мертвых и патологических форм сперматозоидов. При этом сохранился высокий процент канальцев со спущенным эпителием и осталось на низком уровне количество канальцев с 12 стадией мейоза. Экстракт Эхинацеи пурпурной жидкий незначительно повлиял на уровень деления клеток сперматогенного эпителия, при этом, улучшил качество спермы, способствовал восстановлению подвижности сперматозоидов, что может быть обусловлено защитой мембран клеток от повреждающего действия свободных радикалов.
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования препаратов Эхинацеи пурпурной в качестве средств гонадо-протекторного действия при хроническом поступлении пестицидов производных пиридинкарбо-новой кислоты.
Литература
1. Алексеева С.А. Лонтрел в насаждениях земляники, плодовом питомнике и молодых садах // Сб. науч. тр./Сев.-Кавк. НИИ горн. и предгорн. садоводства.-1995. - Вып.5 - С. 170-171.
2. Матер1али експериментальних i кп1н1чних дослщжень бюлогп та медицини / Пщ. ред. 1.П. Кайдашева, О.В. Катрушева, В.М. Соколенко // Полтава, 1997. - 271 с.
3. Руководство к практическим занятиям по клинической лабораторной диагностике / Под ред. М.А. Базарновой, В.Т. Морозовой. - К.: Вища школа, 1988. - 318 с.
4. Potts R.J., Notarianni L.J., Jefferies T.M. Seminal plasma reduces exogenous oxidative damage to human sperm, determined by the measurement of DNA strand breaks and lipid peroxidation //Mutat Res. -2000. -T.447, N2. - 249256.
