Введение к работе
Актуальность проблемы. Исследованиям проблем сперматогенеза посвящено огромное число работ, многообразных по содержанию. Живой интерес к различным аспектам сперматогенеза объясняется уникальностью процессов развития мужских половых клеток, в ходе которых происходят необычные морфологические и биохимические изме- -нения ядерных и клеточных структур. Сперматогенный процесс, как известно, завершается образованием большого количества мобильных клеток- сперматозоидов, способных к автономному существованию и переносу отцовской генетической информации в яйцеклетку (Ру-аен-Ранге, 1981; Mann, Lutvak-Mann, 1991; Захидов, 1993). Многочисленные сравнительные и экспериментальные исследования мужского гаметогенеза у позвоночных и беспозвоночных сыграли и продолжают играть не последнюю роль в решении ряда вопросов теоретической биологии.
В последние годы в области биологии размножения одно из центральных мест занимают исследования, в которых в качестве методического приема для активного вмешательства в процессы сперматогенеза нередко выступают химические соединения различного класса. Такие исследования имеют глубокое значение, как для выяснения механизмов биологического действия ксенобиотиков, так и для установления клеточных мишеней, источников восстановления структурно-функциональной целостности сперматогенного эпителия, механизмов, лежащих в основе некоторых форм мужского бесплодия. Шлучены также данные, свидетельствующие о широких возможностях использования сперматогенеза млекопитающих в качестве биологического дозиметра и индикатора хромосомно-ядерных аномалий, вызываемых ионизирующими излучениями, химическими воздействиями, болезнями, нарушениями структуры питания (Haoker-Klom, 1984; Evenson et al., 1984; Pinkel, 1994).
Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы было комплексное изучение некоторых закономерностей сперматогенеза у крыс, подвергшихся прямым или комбинированным эффектам супермутагена нитрозометилмочевины (НШ).
Конкретными задачами исследования были:
- морфологический и количественный анализ развивающихся сперматогенных клеток в различные моменты времени после хими-
- 2 -ческих воздействий.
изучение цитогенетической чувствительности клеток профазы мейоэа и сперматогониального компартмента, глубины индуцированш хромосомных изменений в стволовых клетках.
изучение цитохимических свойств хроматина спермиев.
оценка адаптивной реакции сперматогенных клеток на комбиі рованные эффекты НШ и фосфорорганического пестицида рогора.
Частными задачами работы были: - изучение некоторых цитологических особенностей клеток Серті ли после химических воздействий.
- определение возможности использования клеток сперматоге: ного эпителия млекопитающих как индикаторной системы ( по крит< рию микроядер) для оценки отдаленных генетических последствий X мических агентов.
Научная новизна работы. Впервые благодаря комплексному mst дическому подходу подробно описаны специфические особенности ди ференцирующихся сперматогенных клеток, вставших на путь атипичн го развития, в условиях индуцированного химического мутагенез одновременно детальна прослежена динамика количественных измен ний клеточных популяций в процессе разрушения сперматогеннс эпителия и его последующей регенерации.
Установлены различия в реакции половых клеток на цитотокс ческие эффекты НШ: наиболее поражаемыми оказались митотичес размножающиеся клетки. Впервые дана сравнительно полная харага ристика сперматогенным клеткам, развивающимся в семенниках noj возрелых крыс, которые подверглись действию НШ в первые і постнатального развития. Отдаленные последствия мутагенного уд; по стволовым сперматогониям проявляются в виде ядерно-хромосом] аномалий и клеточных потерь в популяциях спермиогенных клеток.
Доказана способность аберрантных сперматогониев преодолев: мейотический барьер и достигать постмейотических стадий сперма' генеза, о чем свидетельствует высокая частота встречаемости і руглых еперматид с микроядрами на отдаленных сроках последейст
Оригинальными наблюдениями впервые доказана способность норме не пролиферирующих, дифференцированных клеток Сертоли давлением мутагенов переходить к митотическим делениям, благод которым идет обновление данной клеточной популяции.
На примере сперматогенеза крыс получены принципиально на данные о модифицирующих цитогенетических эффектах фосфорорга
- з -ческого пестицида рогора и супермутвгена НММ.
Полученные в работе результаты делают более ясными механизмы, лежащие а основе патологических явлений сперматогенного процесса, а следовательно, объяснил возможные причины некоторых форм мужской стерильности.
Практическая значимость работы. Методология настоящего исследования может быть использована для решения практических задач репродуктивной токсикологии. Результаты исследований свидетельствуют об эффективности метода учета сперматогенных микроядер и перспективности их широкого внедрения для скрининга индивидуализированных химических соединений на мутагенность и цитогенети-ческого мониторинга.
Результаты исследований должны войти в регистры мутагенов и должны учитываться специалистами, в круг интересов которых входит создание противоопухолевых препаратов и средств химической защиты от вредителей сельского хозяйства.
Сведения, полученные в ходе выполнения настоящей работы,. нашли место в курсе лекций, читаемом на кафедре эмбриологии МГУ им. М. В. Ломоносова.
Апробация работы. Материалы настоящей диссертации докладывались на семинарах кафедры эмбриологии МГУ, годичной научной конференции РНАН (1994, №>сква) и совещании "Экологическая биохи-мия"(Ш> РАН, Москва, 1994).
Публикации. По материалам настоящей диссертации опубликованы 3 научные работы.
Объем работа Диссертация изложена по общепринятой научной схеме и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов, изложения результатов, обсуждения и выводов. Работа представлена на 147 страницах, и состоит ив 9 таблиц и 33 рисунков. Список литературы включает 172 названий, из них 32 - на русском языке.