Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Состояние здоровья человека является интегральной функцией воздействия факторов внешней среды (Галимов Ш.Н. с соавт., 2001). С началом промышленной революции количество неблагоприятных факторов, которые могут оказать влияние на репродуктивную функцию человека, значительно увеличилось. Изменилось также и социокультурное окружение современного человека: интенсивная урбанизация, информационные перегрузки, несоблюдение биологических ритмов приводят к возникновению хронических стрессовых ситуаций. Результатом воздействия совокупности неблагоприятных факторов на репродуктивную систему человека может стать бесплодие, субфертильность, спонтанные прерывания беременности на ранних сроках или появление различных форм патологии у потомства, что является серьезной социально-медицинской проблемой (Рыжаков Д.И. с соавт., 2002). Поскольку качество репродуктивного здоровья во многом определяет демографические перспективы страны, охрана репродуктивного здоровья населения России объявлена важнейшей государственной задачей ( Сивочалова О.В., 2008).
По данным ВОЗ, в мире каждая седьмая супружеская пара бесплодна. Частота бесплодных браков в России составляет около 15% среди супружеских пар репродуктивного возраста и имеет тенденцию к росту. В последние годы отмечается увеличение доли мужского фактора в бесплодном браке, которая достигает 30-50% (Галимов Ш.Н. с соавт., 2001). Принято считать, что мужское бесплодие и субфертильность - это патологические состояния репродуктивной системы, которые, при отсутствии врожденных генетических причин, развиваются вследствие суммарных патологических воздействий на организм. Патогенез и структура приобретенного мужского бесплодия продолжают оставаться предметом многочисленных дискуссий в репродуктивной медицине. Так, по данным мониторинга зарубежных криобанков спермы, с середины XX века отмечается стойкая тенденция к снижению качественных и количественных показателей эякулята мужчин, проживающих в технологически развитых странах (Carlsen Е., 1992). Предполагается, что это явление служит отражением возрастающего влияния на организм человека сочетаний вредных факторов различной природы, встречающихся в окружающей среде и на производстве, стрессовых ситуаций (Тер-Аванесов Г.В. с
соавт., 2004). Необходимо отметить, что в условиях производства, в том числе при производстве алюминия, многие авторы выделяют широкий спектр вредных факторов, способных оказывать влияние на здоровье работающих: пылевые аэрозоли сложного химического состава, электромагнитные поля, вибрации, психоэмоциональное перенапряжение и т.д. (Рослый О.В. с соавт., 2012; Калинина О.Л. с соавт., 2012). В связи с вышеизложенным, изучение эффектов сочетанного действия химических токсичных веществ и психогенного стресса является актуальной задачей медицины труда и репродуктивной медицины (Lewis A.S. et al., 2011). В частности, на Всероссийской научно-практической конференции "Современные вопросы оценки и управления профессиональными рисками для здоровья работников в производстве алюминия" отмечено, что токсическое действие самого алюминия, а также сочетания алюминия с другими повреждающими факторами на здоровье работающих ранее недооценивалось (Измеров Н.Ф. с соавт., 2012). Вместе с тем, данные по гонадотропному действию алюминия крайне малочисленны, противоречивы и встречаются лишь в экспериментальных работах при введении больших доз металла (Llobet J.M. et al., 1995; Yousef M.I. et.al., 2005 ).
В настоящее время механизмы повреждающего действия соединений кадмия на
репродуктивную функцию экспериментальных животных детально изучены. Кадмий
считается специфическим репродуктивным токсикантом, повреждающим структуру
гематотестикулярного барьера (ГТБ) и процессы сперматогенеза как
непосредственно, нарушая плотные клеточные контакты клеток Сертоли, так и опосредованно через изменение нейроэндокринной регуляции гамето- и стероидогенеза (Cheng C.Y. et.al., 2002; Yang J.M. et.al., 2003). Общепризнано, что психогенный стресс, в том числе профессиональный, является фактором, влияющим на мужскую репродуктивную систему (Sheiner Е.К. et.al., 2003). Случаи развития симптоматики субфертильности на фоне психогенного стресса неоднократно регистрировались исследователями, и обусловлены преимущественно, изменениями нейроэндокринной и гормональной регуляции функции гонад (Muzino Т., 2006).
Следует указать, что тщательный информационный поиск в доступных нам научных базах данных не выявил сведений литературы, в том числе экспериментальных, об эффектах сочетанного действия психогенного стресса и металлов (алюминия или кадмия) на мужскую репродуктивную функцию.
Цель работы: выявить в эксперименте закономерности сочетанного действия металлов с различным по степени выраженности гонадотропным действием (алюминий и кадмий) и психогенного стресса на репродуктивную систему.
Достижение поставленной цели предполагало выполнение следующих задач:
1. Изучить накопление алюминия/ кадмия в семенниках и тканях, участвующих
в их нейрогуморальной регуляции (головной мозг, кровь) при изолированном
поступлении и в сочетании с психогенным стрессом;
2. Оценить степень выраженности изменений морфофункциональных
показателей репродуктивной функции при изолированном воздействии психогенного
стресса и металлов (алюминий и кадмий) на организм самцов лабораторных
животных;
3. Выявить степень выраженности изменений аналогичных показателей при
сочетанном воздействии психогенного стресса и металлов;
4. Изучить эмбриотропное действие при изолированном и сочетанном
воздействии психогенного стресса и металлов.
Научная новизна исследования:
В диссертации впервые проведено комплексное экспериментальное исследование сочетанного действия психогенного стресса и металлов (алюминия и кадмия) на репродуктивную систему самцов лабораторных крыс. Впервые установлено, что при действии психогенного стресса наблюдается однотипный эффект изменения кинетики распределения обоих металлов, различных по токсичности: дополнительное их накопление в семенниках, головном мозге и крови по сравнению с их изолированным поступлением в организм самцов лабораторных животных. Впервые при сочетанном действии металла (алюминия и кадмия) и психогенного стресса выявлены значимые изменения гормонального баланса, индекса напряженности сперматогенеза, количества сперматозоидов с фрагментацией ДНК, увеличение доимплантационной гибели эмбрионов и общей эмбриональной смертности по сравнению с изолированным действием факторов. Впервые выполнена интегральная оценка антиоксидантной и окислительной активности в гомогенатах семенников экспериментальных животных потенциометрическим методом.
Теоретическая и практическая значимость работы:
Полученные экспериментальные данные уточняют теоретические представления о механизме действия психогенного стресса на репродуктивную функцию, свидетельствуют о модифицирующем влиянии стресса на кинетику и накопление алюминия/ кадмия в семенниках, головном мозге и крови. Показано, что все три фактора (алюминий, кадмий, психогенный стресс) при изолированном действии на организм лабораторных животных приводят к схожему гонадотропному и эмбриотропному эффекту в семенниках, действуя на разных этапах сперматогенеза и спермиогенеза. При сочетанном воздействии факторов различной природы психогенного стресса и металла (алюминия, кадмия) выявленные повреждения процессов спермато- и спермиогенеза более выражены.
Данные, полученные в диссертационной работе, использованы при составлении методических рекомендаций «Разработка гигиенических мероприятий по снижению негативного влияния условий труда на здоровье работников, обслуживающих сверхмощные электролизеры в алюминиевой промышленности» (находятся на утверждении) и при чтении курса гигиены на кафедре «Гигиены и экологии» Уральской медицинской академии.
Разработан и научно обоснован потенциометрический метод оценки антиоксидантной и оксислительной активности в гомогенате семенников лабораторных крыс.
Положения, выносимые на защиту:
1. Изолированное действие кадмия или алюминия вызывает однотипные
морфофункциональные изменения репродуктивной функции самцов крыс,
различающиеся по степени выраженности: снижение уровня свободного тестостерона
в крови, возрастание количества аберрантных делений половых клеток, увеличение
патологических по морфологии форм сперматозоидов и сперматозоидов с
фрагментацией ДНК, снижение подвижности сперматозоидов, уменьшение доли
половых клеток в сперматогенном эпителии, изменение копулятивного поведения.
2. При изолированном воздействии психогенного стресса на фоне повышенного
уровня кортикостерона в крови установлено увеличение количества аберрантных
делений половых клеток, повышение содержания сперматозоидов с фрагментацией
ДНК и сперматозоидов на стадии некроза.
3. Психогенный стресс изменяет кинетику металлов (алюминия и кадмия) в
организме животных, вызывая увеличение их накопления в гонадах самцов и в
тканях, участвующих в нейрогуморальной регуляции сперматогенеза (головной мозг,
кровь). Сочетанное воздействие стресс+алюминий и стресс+кадмий приводит к
синергизму по следующим показателям репродуктивной функции: индексу
напряженности сперматогенеза и митотически-меиотическому индексу, количеству
аберрантных делений, уровню кортикостерона и доле сперматозоидов с
фрагментацией ДНК, уровню ранних эмбриональных потерь, в группе
«кадмий+стресс» также и по уровню свободного тестостерона. В группе
«алюминий+стресс» по концентрации тестостерона отмечается слабое
антагонистическое действие.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конкурсе молодых ученых Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные вопросы организации медицины труда и управления профессиональными рисками», Екатеринбург 27-28 октября 2011 г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные вопросы оценки и управления профессиональными рисками в производстве алюминия» Екатеринбург, 24-25 октября 2012 г., «28th annual meeting of the European society of human reproduction and embryology» Стамбул, 1-4 июля 2012; XI Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» 27-29 ноября 2012г, Москва.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 работы в периодических изданиях из перечня ведущих рецензируемых научных журналов, утвержденных ВАК Министерства образования и науки России и рекомендованных для публикации основных научных результатов диссертации на соискание искомой ученой степени.
Личный вклад автора. Диссертантом осуществлено планирование, организация и проведение эксперимента, сбор первичного материала, определены объем и методы исследований. Анализ первичного материала автор проводил самостоятельно либо непосредственно принимал участие. Доля автора в статистическом анализе собранного материала составляет 100%.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, глав аналитического обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов
![Влияние дипептидов на адаптивное и половое поведение самцов крыс разного возраста [Электронный ресурс]](/i/i/4471/198033.png "Влияние дипептидов на адаптивное и половое поведение самцов крыс разного возраста [Электронный ресурс] Кудрявцева Татьяна Анатольевна")
