РЕАКЦИЯ ТУЧНЫХ КЛЕТОК СЕМЕННИКОВ НА СТРЕСС РАЗНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

Аннотация:

Цель — изучить структурные изменения тучных клеток семенников крыс в ответ на воздействие стрессорных факторов разной интенсивности. Материал и методы. Изучали семенники 20 половозрелых крыс-самцов линии Вистар, подвергнутых стрессогенному воздействию физических нагрузок разной интенсивности. Определяли число тучных клеток в семенниках, их синтетическую и функциональную активность, производили оценку сперматогенеза по ряду показателей. Результаты. Нагрузки умеренной интенсивности не вызывают изменений морфофункционального состояния тучных клеток семенников и не приводят к каким-либо нарушениям сперматогенеза, что свидетельствует о появлении адаптационной реакции тренировки. Длительные нагрузки высокой интенсивности приводят к уменьшению числа тучных клеток, снижению их синтетической активности, а при краткосрочных нагрузках максимальной интенсивности — к снижению функциональной активности тучных клеток. Выводы. Нагрузки высокой и максимальной интенсивности вызывают изменения морфофункциональных показателей тучных клеток в семенниках крыс-самцов и препятствуют нормальному функционированию семенных канальцев, оказывая ингибирующее действие на половую функцию. Ключевые слова: семенник, тучные клетки, сперматогенез, стресс Бесплодие — не только важная медицинская, но и серьезная социальная проблема. Согласно международным исследованиям, с проблемой бесплодия сталкиваются от 15 до 20% пар, при этом в половине случаев это связано с нарушением репродуктивного здоровья мужчин. Несмотря на совершенствование методов клинико-лабораторного обследования пациентов и разработку новых.методов их лечения, нарушения фертильности мужчин не имеют тенденции к снижению.В качестве факторов, способствующих данной патологии, рассматриваются и стрессорные факторы, к числу которых относят и физические нагрузки. Становится все более очевидным, что влияние иммунной системы на функции гонад существует. К иммунорегуляторным клеткам относятся тучные клетки (ТК). Они составляют гетерогенную клеточную популяцию, отличающуюся по структурно-функциональным свойствам в разных органах и тканях . В норме число ТК в семенниках весьма ограничено, и в основном эти клетки находятся в области семенниковой капсулы вокруг субкапсулярных кровеносных сосудов .Их количество варьирует в зависимости от возраста. Известно, что у бесплодных лиц отмечается значительное возрастание числа ТК .В физиологических условиях участие ТК в регенерации яичка обеспечивается различными механизмами, модулирующими стероидогенез. Известно, что у хомяков выработку тестостерона стимулирует гистамин, в то время как фактор некроза опухолей-а и серотонин ингибируют тестикулярный стероидогенез. Наличие вазоактивных веществ в ТК, а также преимущественное расположение вокруг кровеносных сосудов предполагает их вовлечение и в регуляцию кровотока . Относительно низкое число и ограниченное распространение ТК в нормальных семенниках, как полагают, является одной из основных особенностей иммунной привилегии . Известно, что физиологическая активность ТК меняется при стресс-реакциях. Однако при всем объеме существующей информации нет подробного исследования, касающегося роли ТК в регуляции восстановительных процессов семенника после стресса.В связи с этим цель настоящего исследования — изучение реакции ТК семенников на стрессовые факторы разной интенсивности. Материал и методы. Исследовали семенники 20 половозрелых крыс-самцов линии Вистар массой 370-520 г. Условия содержания и обращение с животными соответствовали Директиве Европейского парламента и Совета от 22 сентября 2010 г. «О защите животных, которых используют для научных целей» (2010/63/EU). В качестве стресс-воздействия использовали плавание — дозированную физическую нагрузку, вызывающую стресс у крыс. На проведение данного экспериментального исследования получено разрешение локального этического комитета Института иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН (протокол № 10 от 03.06.2016 г.). Экспериментальные животные были разделены на 4 группы, подвергавшиеся нагрузкам разной интенсивности: 1) интактные крысы (п=5); 2) крысу, которых подвергали 6-дневному плаванию в течение 2 ч на протяжении 4 нед (умеренная- интенсивность нагрузки, п=5): 3) крысы, подвергавшиеся 5-дневному 6-часовому плаванию на протяжении 4 нед по схеме — 3 подхода по 2 ч с 30-минутным отдыхом (нагрузка высокой интенсивности, п=5); 4} крысы, которых подвергали 6-дневному плаванию с грузом 20% от массы тела на протяжении 4 нед по схеме — 5 подходов по 60 с с 3-минутным отдыхом (нагрузка максимальной интенсивности, п=5). Животных выводили из эксперимента через 4 нед путем передозировки эфирного наркоза. Для гистологического исследования семенники фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. После стандартной гистологической проводки на автомате закрытого типа Shandon Excelsior (MICROM International GmbH. Германия) семенники заливали в парафин с помощью станции для заливки биологических тканей EG i 160 (Leica, Германия). Полученные парафиновые блоки нарезали на полуавтоматическом микротоме Thermo scientific Microm НМ 450 (MICROM International GmbH, Германия), толщина срезов составляла 4—5 мкм. Для морфометрических исследований препараты окрашивали гематоксилином — эозином, ТК выявляли толуидино-вым синим. С помощью светового микроскопа Leica DFC 420 (Leica, Германия) производили оценку сперматогенеза по следующим показателям: средний индекс сперматогенеза, среднее число сперматогоний в канальце, диаметр семявы-носящего канальца, площадь поперечного сечения семенного канальца, количество нефункционирующих канальцев. Индекс сперматогенеза J рассчитывали на поперечном срезе семенника по 4-балльной системе (с учетом количества слоев эпителиальных клеток в каждом канальце). Средний индекс сперматогенеза J определяли по формуле: J=Va/A, где а — количество рядов эпителиосперматогенного слоя, А — количество подсчитанных канальцев. Подсчет ТК в семенниках проводили на единицу площади с пересчетом на 1 мм2. Для оценки синтетической активности ТК подразделяли на 4 типа. К 1-му типу относили клетки с малым содержанием гранул секрета в цитоплазме, который располагался околомембранно. Тип 2 включал клетки с хорошо дифференцированной гранулярностью в цитоплазме и диффузным расположением гранул. К типу 3 относили крупные клетки с плотным и диффузным расположением гранул в цитоплазме. К нулевому типу относили дегранулированные клетки с признаками нарушения целостности цитоплазматической мембраны и выделения в окружающее тканевое пространство цитоплазматических гранул. Для определения синтетической активности вычисляли средний гистохимический коэффициент (СГК) по формуле: Сгк=(3п+2п+1п+0п)/100, где 3n, 2n. In и On — соответственно число клеток типа 3,2, 1 или 0 согласно классификации, приведенной выше, 100 — общее число подсчитанных клеток в группе. Для оценки функциональной активности по выбросу гранул ТК в межклеточное пространство использовали индекс дегрануляцин (ИД. %), который рассчитывали по формуле: ИД=Д/(Д+Н)х100, где Д — число ТК с явными признаками дегрануляцин. Н — число неактивированных ТК. Концентрацию тестостерона в крови определяли методом иммуноферментного анализа на автоматическом фотометре (BioTek ELx 808, США) с помощью набора реагентов (Тестостерон-Имаксиз, Россия). Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Past 3.15 и Statistica 8,0. Значимость различий между сравниваемыми группами определяли с использованием критериев Фридмана, Краскела —Уоллиса, Манна— Уитни при р<0.05. Результаты исследования. В извитых семенных канальцах семенников интакт-ной группы животных обнаруживались все типы клеток сперматогенного слоя, а также клетки Сертоли. На препаратах семенников ТК удалось выявить, используя толуидиновый синий. ТК в семенниках интактных крыс имели овальную форму и располагались исключительно в оболочке. Этих клеток мало, и они обладали небольшой функциональной активностью (рисунок, а). У крыс после нагрузки умеренной интенсивности не выявляли изменений в коэффициентах массы семенников. Почти все исследуемые показатели сперматогенеза оставались на уровне интактных животных, однако наблюдалось значимое увеличение среднего числа нормальных сперматогоний, относящихся к пулу стволовых клеток и участвующих в формировании 2-, 3-го и 4-го рядов эпителиосперматогенного слоя. Концентрация тестостерона в крови самцов после исследуемого типа нагрузки достоверно не изменялась. Между показателями ТК семенников интактных крыс и группы животных после умеренной нагрузки различия не наблюдались (таблица). ТК были представлены преимущественно клетками 3-го типа (см. рисунок, б). После высокоинтенсивной нагрузки у крыс отмечали значимое снижение среднего индекса сперматогенеза по сравнению с контролем, что явилось следствием повреждений эпителиосперматогенного слоя. Среднее число нормальных сперматогоний незначительно снижалось вследствие нарушений в пуле стволовых клеток яичка, были выявлены единичные нефункционирующие канальцы, отмечалось снижение концентрации тестостерона в крови. По данным морфометрии. число ТК в яичках крыс, подвергшихся нагрузке высокой интенсивности (см. рисунок, в), а также гистохимический коэффициент в среднем снижались по сравнению с интактной группой, тогда как индекс дегрануляции оставался без изменений (см. таблицу). Коэффициент массы семенников не отличался у крыс интактной группы и группы после нагрузки максимальной интенсивности. В то же время, у экспериментальной группы животных обнаруживалось значимое снижение среднего индекса сперматогенеза, указывающее на ухудшение репродуктивной функции самцов. Однако диаметр семенных канальцев и сперматоцитограмма свидетельствовали о том, что эти изменения не критичны для мужской половой системы. Значимых различий в концентрации тестостерона нет, однако тенденция к снижению, имеющая место уже при умеренной нагрузке, сохранялась. В среднем у крыс после нагрузки максимальной интенсивности (см. рисунок, г) значимо снижался гистохимический коэффициент и увеличивался индекс дегрануляции ТК в семенниках, тогда как среднее число ТК в 1 мм2 оставалось без изменений (см. таблицу). Обсуждение полученных данных. Полученные нами данные свидетельствуют о том.что у Крыс при стрессе в виде умеренных физических нагрузок морфофункциональные показатели сперматогенеза незначительно отличаются от таковых в интактной группе, изменения в туч-ноклеточной популяции семенников не наблюдаются. а функций репродуктивной системы самцов сохраняются. Это соответствует известным данным о том, что при умеренных многократных воздействиях развивается адаптивная реакция, что, в конечном счете, приводит к резистентности организма к данному раздражителю. При продолжительных нагрузках высокой интенсивности отмечается ухудшение генеративной функции семенников, проявляющееся в уменьшении индекса сперматогенеза, числа нормальных сперматогоний и появлении нефункциони-рующих пустых канальцев. Одновременно с этим наблюдается снижение числа ТК и их синтетической активности в семенниках. Последнее, вероятно, является результатом ингибирующего влияния гормонов стресса (катехоламинов и кор-тикостероидов) на ТК. Снижение числа ТК может быть обусловлено их перераспределением в организме в результате миграции к наиболее интенсивно работающим в данный момент органам и усилением регулирующего влияния ТК в них. Однако последнее предположение требует специального изучения. При краткосрочных физических нагрузках максимальной мощности, вызывающих повышенный стресс для организма, наблюдается ухудшение сперматогенеза, наряду с этим число ТК в семенниках не изменяется, однако резко возрастает их функциональная активность. Клетки начинают активно дегранулировать. Такая реакция ТК в яичках крыс после нагрузки максимальной интенсивности, вероятно, связана с модулирующим влиянием их на стероидогенез, а также регуляцией кровотока в изучаемом органе. Таким образом, умеренные физические нагрузки, ведущие к формированию долговременных адаптационных реакций, не вызывают изменений сперматогенеза и Т'К в семенниках, тогда как излишне напряженные тренировки, характеризующиеся как нагрузки максимальной интенсивности, приводят к срыву адаптации и препятствуют нормальному функционированию семенных канальцев. Отмеченные изменения при длительных нагрузках высокой интенсивности протекают на фоне уменьшения как числа ТК, так и их синтетической активности, а при краткосрочных нагрузках максимальной интенсивности — только на фоне снижения функциональной активности ТК.

Авторы:

Издание: Морфология
Год издания: 2018
Объем: 5с.
Дополнительная информация: 2018.-N 2.-С.47-51. Библ. 15 назв.
Просмотров: 66