Введение к работе
Актуальность работы. Научные проблемы охраны репродуктивного здоровья являются приоритетными в отечественной медицинской науке и здравоохранении. Система оказания помощи мужчинам с патологией репродуктивной системы в настоящее время находится в стадии своего становления, что диктует актуальность и востребованность фундаментальных исследований, посвященных этому вопросу.
Репродуктивная функция у человека и большинства млекопитающих скоординирована с уровнем освещенности окружающей среды. Изменение естественного фоторежима и искусственное продление его световой фазы, свойственное современному образу жизни, приводит к различным патологическим реакциям, включая сердечно-сосудистые, онкологические заболевания, психические расстройства (Баркова Э.Н., 2002; Арушанян Э.Б., 2002; Анисимов В.Н., 2007). Достоверные сведения о влиянии светового режима на функционирование мужской репродуктивной системы в течение суток отсутствуют. Наименее изученными при этом остаются регуляторные механизмы циклической организации сперматогенеза и патоморфологические изменения, возникающие в гонадах при их нарушениях.
Как следует из имеющихся к настоящему времени работ, наиболее вероятным синхронизатором активности гонад с фазами фотопериода является эпифиз, продуцирующий мелатонин и группу биологически активных пептидов. Данные о влиянии эпифиза на репродуктивную систему носят односторонний характер и отражают преимущественно роль эпифиза в формировании репродуктивной функции в онтогенезе и ее сезонных изменениях у животных (Goldman B.D., 1991). Участие эпифиза в регуляции суточного ритма уровня гипофизарных гормонов и тестостерона в крови (Bonnefond C. et al., 1989; Esquifino A.I. et al., 1998), позволяют предполагать наличие суточного ритма морфологической организации семенников, однако какие-либо данные подтверждающие этот факт отсутствуют.
Помимо эндокринной, нервная система также участвует в регуляции репродуктивной функции. Известно о значительных нарушениях морфологии гонад при травмах спинного мозга и периферических проводников (Spinal cord injury…, 2011). Однако данные о хронопатологии мужских гонад при нарушении периферической иннервации практически отсутствуют.
Таким образом, изменения пространственно-временной организации семенников при нарушении эпифизарной и нервной регуляции является актуальной проблемой эксперментальной морфологии. Решение этой проблемы представляет значительный практический интерес для разработки подходов и методов фармакологической коррекции патологии сперматогенеза, обусловленной нарушениями его нейро-эндокринной регуляции.
Настоящее исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, госконтракт №П1056 Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 г».
Цель исследования: установить закономерности патоморфологических проявлений в паренхиме семенников при нарушениях эпифизарной и нервной регуляции.
Задачи исследования:
-
исследовать пространственно-временную организацию паренхимы семенников и ритм активности ферментов–индукторов апоптоза половых клеток у интактных белых крыс;
-
выявить патоморфологические изменения пространственно-временной организации паренхимы семенников белых крыс после эпифизэктомии;
-
изучить патоморфологические изменения пространственно-временной организации паренхимы семенников белых крыс после односторонней денервации.
-
выявить компенсаторные возможности паренхимы семенников эпифизэктомированных белых крыс на фоне введения биологически активных пептидов эпифиза;
-
исследовать компенсаторные возможности паренхимы семенников эпифизэктомированных белых крыс на фоне введения мелатонина.
Научная новизна. Впервые проведено систематическое исследование суточной структуры мужских гонад в норме и в условиях нарушения эпифизарной и периферической нервной регуляции. Дана развернутая морфологическая характеристика суточной структуры паренхимы семенников, выражающаяся в наличии суточного ритма пролиферации и дифференцировки созревающих половых клеток и коррелятивно связанной с ним суточной активности эндокринной ткани семенников. Впервые показано наличие циркадианного ритма активности ферментов-индукторов апоптоза созревающих половых клеток – прокаспазы 3 и полимеразы 1 поли(АДФ-рибозы) - ПАРП-1. Выявлены и описаны патоморфологические изменения в герминативной и эндокринной ткани семенников, возникающие после эпифизэктомии. Показан рост уровня активности ферментов - индукторов апоптоза (прокаспазы 3 и ПАРП-1) в сперматогенных клетках после эпифизэктомии. Определено участие пептидов эпифиза в восстановлении циркадианной структуры паренхимы семенников. Доказано отсутствие прямого регуляторного воздействия нервной системы на формирование циркадианных ритмов морфологической структуры паренхимы семенников. Выявлен значительный рост активности ферментов - индукторов апоптоза и ферментов, участвующих в репарации ДНК созревающих сперматогенных клеток, возникающий после односторонней денервации семенника.
Научно-практическая значимость работы. Выполненное исследование носит преимущественно фундаментальный характер и посвящено изучению патоморфологических изменений в суточной структуре семенников при нарушении некоторых звеньев гуморальной и нервной регуляции. Результаты настоящей работы формируют теоретические представления о пространственно-временной структуре паренхимы мужских гонад и показывают роль эпифиза в ее формировании. Разработанный метод эпифизэктомии у мелких лабораторных животных может быть применен в различных хронобиологических исследованиях. Доказанное участие олигопептидов эпифиза в формировании суточных ритмов пролиферации и дифференцировки мужских половых клеток и активности эндокринной ткани семенника указывает на необходимость разработки фармацевтических препаратов на основе эпиталамина с целью коррекции возникающих нарушений сперматогенной функции при десинхронозах. Отсутствие эффекта восстановления хроноструктуры паренхимы семенников от однократного в течение суток введения мелатонина обосновывает необходимость поиска пролонгированных форм введения мелатонина. Результаты исследования могут быть внедрены в учебный процесс при преподавании дисциплин «Патологическая анатомия» и «Гистология, эмбриология, цитология» в разделах «Патоморфология эндокринной системы», «Патоморфология мужской половой системы», «Компенсаторные процессы», «Эндокринная система», «Периферическая нервная система», «Мужская половая система».
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Эпифизэктомия приводит к нарушению пространственно-временной организации паренхимы и рассогласованию активности эндокринной и герминативной ткани в семенниках.
-
Денервация семенника угнетает пролиферативную активность сперматогенной ткани, стимулирует апоптоз и функциональную активность клеток Лейдига, не нарушая суточного ритма их организации.
-
Введение олигопептидов эпифиза, в отличие от введения мелатонина, компенсирует патоморфологические изменения в пространственно-временной организации паренхимы семенников после эпифизэктомии.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования представлены на Втором международном симпозиуме “Проблемы ритмов в естествознании” (Москва, 2004); 5 общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004); 7 International Congress of Vertebrate Morphology (Florida, 2004); Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы эволюционной, возрастной и экологической морфологии» (Белгород, 2006); Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы здоровья и среды обитания современного человека» (Ульяновск, 2005); Шестой Международной конференции «Математическое моделирование физических, технических, экономических, социальных систем и процессов» (Ульяновск, 2005), Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2007), Всероссийской научной конференции «Нейробиологические аспекты морфогенеза и регенерации» (Оренбург, 2008), Международной конференции «Инновационные технологии в гуманитарных науках» (Ульяновск, 2009), III съезде Российского общества патологоанатомов «Актуальные вопросы патологической анатомии» (Самара, 2009), Международной конференции «Физиология развития человека» (Москва, 2009), Всероссийской конференции с международным участием «Экологическая физиология и медицина: наука, образование, здоровье населения» (Ульяновск, 2012); IV съезде Российского общества патологоанатомов (Белгород, 2013).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 37 научных работ, в том числе 13 в рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 1 монография.
Объем и структура диссертации.
Диссертационная работа изложена на 207 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственного исследования, их обсуждения, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 306 работ, в том числе 119 отечественных и 187 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 93 рисунками и 18 таблицами.
