Гипофизарно-тестикулярно-тканевые взаимоотношения и содержание некоторых простагландинов в крови при экспериментальной интоксикации хлорорганическими соединениями

В условиях неослабевающего техногенного воздействия на окружающую среду одной из самых уязвимых в организме является мужская репродуктивная система [6, 9]. К числу наиболее токсичных и опасных экотоксикантов принадлежат хлорорганические соединения, содержащие микропримеси диоксинов, в частности гербициды на основе 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4- Д), получившие широкое распространение в сельском хозяйстве вследствие их высокой эффективности. Поступление диоксинсодержащих соединений в организм наряду с другими неблагоприятными воздействиями приводит к нарушению функций репродуктивной сферы, снижению способности к зачатию и патологии потомства [10, 11, 17]. Единого мнения относительно механизмов повреждающего действия этих соединений на гипофизарно-тестикулярно-тканевую ось и уровня, на котором происходят первичные изменения, до настоящего времени нет. В связи с этим целью нашей работы явилось изучение функции системы гипофиз—гонады, состояния добавочных половых желез и связи их с содержанием некоторых простагландинов (ПГ) в сыворотке крови белых крыс при отравлении 2,4-Д.

Материалы и методы

В опыте использованы крысы-самцы массой 220—280 г, которым ежедневно в течение 1 мес перорально вводили водную взвесь аминной соли 2,4-Д (2,4-ДА) в дозах 50 и 5 мг/кг, что соответствовало суммарным дозам LD50 и 1/10 LD50.

Животных декапитировали в утренние часы. В сыворотке крови определяли содержание лютеинизирующего (ЛГ) и фолликулостимулирующего (ФСГ) гормонов с использованием стандартных наборов фирмы "Cis bio international" (Франция). Концентрацию ПГЕ2 и ПП2 (по его стабильному метаболиту 6-кето-ПГЕ_1а) измеряли соответственно с помощью наборов фирм "PerSeptive Diagnostics" и "Biotech laboratories" (США).

После взятия крови у животных извлекали семенники, семенные пузырьки и вентральный отдел предстательной железы, отделяли от жировой ткани и взвешивали с точностью до 1 мг. Во всех органах определяли содержание белка по Лоури. В семенниках определяли также содержание тестостерона наборами "Стерон-Т-¹²⁵Г (Минск, Беларусь) после предварительной экстракции гормона диэтиловым эфиром.

О гормональных резервах семенников судили по изменению уровня тестостерона в крови через 2 ч после введения хорионического гонадотропина (ХГ; "Profasi", Италия) в дозе 100 Ед/животное. Проба оценивалась по отношению стимулированного ХГ сывороточного уровня тестостерона к базальному и считалась положительной, т. е. исключала энзимный блок в биосинтезе гормона, если это отношение было больше 2 [13].

Статистическую обработку материала проводили с использованием /-критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Введение 2,4-ДА приводит к угнетению эндокринной функции семенников, которое проявляется в синхронном снижении уровня тестостерона в сыворотке крови (см. рисунок) и в половых железах (табл. 1). Так, содержание тестостерона в сыворотке крови при поступлении 2,4-ДА в суммарной дозе 1/10 LD₅₀ составило 50% (в семенниках — 40%), а в дозе LD50 — лишь 29% (в семенниках — 27%) по отношению к контролю. Тестостерон в семенниках практически не депонируется и составляет небольшую часть от общего содержания гормона в крови, поэтому концентрация в гонадах в известной степени отражает скорость его биосинтеза [5]. Следовательно, обнаруженные сдвиги можно интерпретировать как подавление биосинтеза тестостерона.

В исследовании [3] показано, что 2,4-Д и ее соединения способны проходить через гистогема- тические барьеры изолирующего типа, в том числе и через гематотестикулярный. Это приводит к накоплению в семенниках значительных количеств 2,4-Д, больших, чем в любом другом органе, за исключением тимуса. Вместе с тем известно, что введение 2,4-Д сопровождается снижением уровня холестерина в крови и тканях, что может отразиться на интенсивности процессов стероидогенеза в яичках [15]. В связи с этим для выяснения возможных причин уменьшения содержания тестостерона был проведен тест с ХГ, использование которого позволяет дифференцировать нарушения, возникающие в центральных звеньях регуляции продукции гормона, от повреждений в периферических железах — гонадах. Как видно из рисунка, при введении ХГ интактным животным происходило более чем трехкратное увеличение концентрации тестостерона. Введение ХГ животным на фоне 2,4-ДА предотвращало вызываемое гербицидом характерное понижение уровня гормона. При этом величины максимального ответа тестикул у подопытных животных в абсолютных единицах не достигали уровня контроля и составляли 36 и 74% при затравке в дозе LD₅₀ и 1/10 LD₅₀ соответственно. Однако андрогенная реактивность семенников при введении 2,4-ДА в относительных единицах даже превышала таковую у контрольных животных в 1,3—1,5 раза. Сохранение чувствительности к ХГ свидетельствует об ин- тактности стероидогенных ансамблей тестикул и возможности развития дефицита эндогенных гонадотропинов.

Уровень тестостерона в сыворотке крови конрольных крыс- самцов (7), самцов, получавших 2,4-Д в дозе 1/10 LD₅₀ (2) и LD₅₀ (5) до (темные столбики) и после (светлые столбики) введения ХГ.

По оси ординат — уровень тестостерона (в нмоль/л). Звездочка — достоверность (р < 0,05) различий с контрольной группой.

Действительно, интоксикация 2,4-ДА сопровождалась ослаблением гонадотропной функции гипофиза: содержание ЛГ и ФСГ в сыворотке крови уменьшалось в зависимости от дозы гербицида до 58—78% от уровня контроля (см. табл. 1). Тесная корреляция (г = 0,82; р < 0,05), выявляемая между значениями Л Г и тестостерона в продолжение всего периода введения токсиканта, указывает на вероятность ведущей роли гипофиза в механизмах ингибирования гормональной функции семенников. В свою очередь недостаточность гонадотропинов может быть следствием ослабления влияния эндогенных гонадолиберинов, так как уровень ЛГ и ФСГ характеризует функцию гипоталамуса [4]. Продукция ЛГ-рилизинг-гормона и гонадотропинов находится под множественным контролем биорегуляторов различной природы, которые образуются в отдельных мозговых структурах [1, 2]. Поскольку 2,4-ДА проникает через гематоэнцефалический барьер, причем предшествующие дозы облегчают проникновение последующих [14], не исключено, что длительное поступление и накопление гербицидов в мозге прямо или опосредованно влияет на функциональное состояние гипоталамо-гипофизарного комплекса.

Демонстративным показателем нарушения активности гипофизарно-гонадальной системы являются изменения добавочных половых желез. Установлено, что введение 2,4-ДА вызывает уменьшение абсолютной и относительной массы вентрального отдела предстательной железы и семенных пузырьков, которое носит отчетливый дозозависимый характер: снижение массы акцессорных органов при отравлении в дозе LD₅₀ было более выраженным, чем в дозе 1/10 LD50 (табл. 2). Концентрация белка в добавочных железах также снижалась в пересчете как на 1 мг ткани, так и на массу целого органа, т. е. интоксикация гербици-

Табли ца 1

Влияние 2,4-Д на состояние гипофиз—гонады и содержание протекторных ПГ в сыворотке крови крыс-самцов (М ± т; п = 10)

Примечание. Здесь и в табл. 2 звездочка — достоверность (р < 0,05) различий с контрольной группой.

Таблица 2

Влияние 2,4-Д на массу придаточных половых желез и содержание в них белка (М ± т; п = 11)

дом приводит к блокаде стимулирующего действия андрогенов на биосинтез белка и развитию гипотрофических изменений в этих органах.

Модуляторами состояния гипофизарно-гона- дальной системы в различных ситуациях могут являться ПГ [7, 12]. Результаты наших исследований не противоречат этим представлениям. Так, обнаружены тесные корреляционные взаимосвязи между содержанием тестостерона и ПГ1₂ (г = -0,72; р < 0,05), т. е. при поступлении 2,4-ДА устранялось ингибирующее влияние андрогена на образование этого простациклина и уровень его не претерпевал статистически значимых изменений (см. табл. 1). Напротив, содержание ПГЕ₂, активирующего освобождение Л Г, уменьшилось, что хорошо согласуется с обнаруженным в наших экспериментах низким уровнем этого гонадотропина. ПГ классов Е и I относят к так называемым ’’протекторным” ПГ, поскольку они обладают способностью ограничивать повреждения в клетке при экстремальных состояниях [8, 16]. Полученные нами данные в целом показывают, что при отравлении 2,4-Д возникает относительное уменьшение количества ПГ этих классов, которое может снижать защитные возможности клетки.

В заключение можно констатировать, что изменения гипофизарно-тестикулярно-тканевых взаимоотношений при интоксикации хлороргани- ческими соединениями модифицируются ПГ, связаны с нарушением секреции гонадотропинов и снижением чувствительности аденогипофиза к низкому уровню тестостерона, что приводит к ослаблению контроля репродуктивной функции по механизму отрицательной обратной связи.

Выводы

1. Длительное введение диоксинсодержащего гербицида 2,4-ДА приводит к выраженным изменениям системы гипофиз—семенники—андроген- зависимые органы, что проявляется в уменьшении уровня тестостерона, ЛГ и ФСГ в крови, снижении содержания тестостерона в семенниках, а также снижении массы добавочных половых желез и концентрации в них белка.
2. Тест с введением ХГ показал сохранение чувствительности семенников к его стимулирующему влиянию. Это указывает на интактность ферментных систем биосинтеза тестостерона в условиях отравления 2,4-ДА.
3. Установлена тесная корреляция между содержанием Л Г, тестостерона, ПГ1₂ и ПГЕ₂ в сыворотке крови крыс-самцов при действии 2,4-ДА, что свидетельствует о взаимосвязи нарушений в гипофизарно-гонадальной системе с изменениями продукции ПГ.