Влияние инкорпорации I-131 на состояние репродуктивной системы самцов крыс дозозависимого

В результате аварии на Чернобыльской АЭС значительная часть населения прилегающей к ней местности, в том числе детей и подростков, была подвергнута как внешнему облучению, так и воздействию инкорпорированных радионуклидов. В первые недели после аварии большинство из них составляли радиоактивные изотопы йода, которые, избирательно накапливаясь в ткани щитовидной железы, могли повлечь за собой ее поражение [3]. В свою очередь длительное нарушение функции щитовидной железы приводит к изменению половой активности и сперматогенеза [1, 2]. Кроме того, согласно данным Т. Mian и соавт. [11], ¹³¹1 способен накапливаться в семенниках и оказывать прямое повреждающее действие на сперматогенный эпителий. Интерстициальные клетки семенников считаются более радиорезистентными [7]. Подавляющее большинство приведенных в литературе данных относится к изучению влияния на репродуктивную систему внешнего облучения, либо инкорпорированных радионуклидов в больших дозах [6]. Воздействие на систему репродукции инкорпорированных нуклидов в малых дозах, что приближает условия эксперимента к реальным условиям проживания населения в прилегающих к АЭС районах, изучено недостаточно. В этой связи представляли интерес экспериментальные исследования состояния различных звеньев репродуктивной системы у самцов крыс, получавших в препубертат- ном периоде ^3|1 в различных дозах.

Материалы и методы

Опыты проведены на неполовозрелых самцах крыс породы Вистар, которым в возрасте 30 дней (масса тела 65—80 г) внутрибрюшинно был введен ^13|1 в виде натриевой соли в 0,5 мл физиологического раствора в дозах 9, 25, 37 и 92,5 кБк на животное. По достижении половой зрелости (3-месячный возраст) крыс декапитировали. В крови радиоиммунологическим методом определяли содержание тестостерона (Т; наборы фирмы «CIS .International», Франция и ИБОХ АН Беларуси) и тироксина (наборы ИБОХ АН Беларуси), а также уровень биологически активного ЛГ — по концентрации Т, синтезированного клетками Лейдига семенников мышей в условиях инкубации с тестируемой плазмой [5, 8]. Содержание ЛГ выражали в единицах активности 1-го Международного стандарта 69/48 («Sigma», США). В гипоталамусе спектрофлюо- риметрическим методом определяли содержание норадреналина (НА) и дофамина (ДА) и активность ферментов метаболизма Т — 3-оксо-5а-стероид: НАДФ+-4-ен-оксидоре- дуктазы (5а-редуктазы) и эстрогенсинтетазы (ароматазы) — при помощи хроматографического разделения в тонком слое силикагеля стероидов, образованных при инкубации надосадочной фракции 1000g ткани гипоталамуса с [1,2,6,7-³Н] -Т. В ткани семенников спектрофотометрическим методом определяли активность одного из ключевых ферментов в цепи биосинтеза Т — Д⁵-Зр-гидроксистероиддегидрогеназы (СД) (4]. Кроме того, были проведены гравиметрические исследования добавочных половых желез (вентральной и передней доли предстательной железы и семенных пузырьков), определено содержание ДНК [6] и количество клеток [9] в вентральной доле предстательной железы. Содержание’ белка определяли методом Лоури [10].

В связи с тем что эксперименты проводились в разное время, результаты, полученные для животных, которым ”'1 был введен в дозе 92,5 кБк, сравнивались с таковыми отдельной контрольной группы (контроль-2). Статистическая обработка результатов, за исключением содержания Т в крови, проведена с использованием критерия t Стьюдента. При статистической обработке данных об уровне Т использован непараметрический критерий U Вил- коксона—Манна—Уитни. Помимо указанных выше исследований было изучено влияние на плодовитость подопытных самцов, для чего за I нед до умерщвления их, равно как и самцов контрольной группы, подсаживали к самкам. На 21-й день беременности самок декапитировали, подсчитывали количество плодов и определяли индекс плодовитости.

Результаты и их обсуждение

Инкорпорация ^|3|1 самцам крыс в препубер- татном возрасте в малой дозе (9,25 кБк) не приводила к существенным изменениям изученных показателей, тогда как большие дозы и*! (37 и

• кБк) вызывали некоторые нарушения в гормональном статусе. Так, спустя 2 мес после инъекции радионуклида содержание Т в крови увеличивалось по сравнению с соответствующим контролем (табл. 1). Содержание биологически активного ЛГ в крови достоверно снижалось на 20 % при введении ¹³¹1 в дозах 37 и 92,5 кБк. Инкреторная функция щитовидной железы во время исследования оставалась нормальной при инкорпорации ¹³¹1 в любой из изучаемых доз, что, однако, не исключает возможности ее повреждения в более раннем возрасте.

Содержание НА и ДА в гипоталамусе половозрелых самцов крыс не изменялось под воздействием введения ¹³¹1 в изученных дозах (табл. 2).

Изучение метаболизма Т в гипоталамусе самцов крыс показало, что под воздействием ¹³¹1 в

Таблица 1

Содержание гормонов в плазме крови половозрелых самцов крыс, подвергшихся воздействию ¹³¹1 в препубертатном периоде (М±т)

Примечание. Здесь и в табл. 3 р<!0,05 для значений, отмеченных звездочкой.

Таблица 2

Содержание НА и ДА (в нмоль на 1 г ткани) в гипоталамусе половозрелых самцов крыс, подвергшихся воз-

дозах 37 и 92,5 кБк существенно интенсифицируется образование эстрадиола, в то время как процессы 5а-восстановления не претерпевают заметных изменений (табл. 3). Увеличение активности ароматазы под воздействием ¹³¹1 в дозе 9,25 кБк ввиду большой вариабельности ' данных внутри группы (43,80—1716,46 пмоль/ч на 1 г белка) оказалось недостоверным. По всей вероятности, наблюдаемое под влиянием ¹³¹1 в дозах 37 и 92,5 кБк перераспределение путей метаболизма Т в гипоталамусе в сторону усиления биосинтеза эстрогенов является следствием повышения содержания Т в крови. Причина же увеличения уровня Т в крови остается малопонятной, поскольку активность СД, ключевого фермента биосинтеза Т по Д⁴-пути, в семенниках крыс с инкорпорированным ^13|1 не нарушается. Возможно, под водействием ¹³¹1 имеет место перераспределение путей биосинтеза мужских половых гормонов в семенниках, и, следовательно, изменение активности каких-либо других ферментов, участвующих в биосинтезе Т.

Поскольку добавочные половые железы являются интегральным показателем андрогенного статуса организма, было изучено их морфофункциональное состояние. Проведенные исследования не обнаружили изменений со стороны андро- гензависимых органов: под воздействием ³¹1 в изученных дозах относительная масса вентральной и передней долей предстательной железы, а также семенных пузырьков не изменялась. Концентрация ДНК в вентральной доле предстательной железы при воздействии ¹³¹1 в дозе 92,4 кБк была несколько выше по сравнению с контролем (соответственно 3,41 ±0,19 мкг на 1 мг ткани против 2,89±0,12 мкг на 1 мг ткани; р<0,05). Однако то, что содержание ДНК (630,9±36,8 мкг/орган против 577,6±60,5 мкг/ор- ган в контроле) и, особенно, количество клеток в этом органе практически не изменялась, свидетельствует о том, что изменение концентрации биополимера может быть обусловлено некоторым изменением содержания воды в железе. При введении ¹³¹1 в дозе 37 кБк концентрация и содержание ДНК, а также количество клеток в предстательной железе не отличались от нормы.

Инкорпорация ^13|1 не оказывала также существенного влияния на плодовитость подопытных самцов. Среднее количество плодов в помете практически не отличалось от нормы. Не было найдено и различий в индивидуальном развитии плодов, зачатых от самцов подопытной и контрольной групп.

Таким образом, введение ^13,1 в дозах 37 и

• кБк самцам крыс препубертатного возраста вызывает у половозрелых животных некоторые функциональные сдвиги в репродуктивной системе, выражающиеся в изменении уровня биологически активного ЛГ и Т в крови, а также метаболизма Т в гипоталамусе. В аналогичных исследованиях йод в дозе 9,25 кБк не оказывал влияния на состояние репродуктивной системы самцов крыс.

Последовательность событий, приводящих к таким функциональным нарушениям, можно представить следующим образом. Радиоактивный йод, воздействуя непосредственно на семенники [111, оказывает стимулирующее действие на продукцию Т в них и повышение его содержания в крови подопытных животных. Закономерным следствием этого является снижение секреции ЛГ гипофизом и (поскольку Т является индуктором активности ароматазы Cig-стероидов в мозге [12]) повышение активности этого фермента в гипоталамусе. Образовавшийся локально в повышенном количестве эстрадиол также ингибирует секрецию ЛГ гонадотропоцитами у подопытных животных. Снижение секреции ЛГ гипофизом при одновременной стимуляции продукции Т свидетельствует о том, что ‘3'1 в изученных дозах не нарушает механизм отрицательной обратной связи в системе гипофиз — гонады у половозрелых самцов крыс.

Таблица 3

Активность ферментов биосинтеза и метаболизма Т в семенниках и гипоталамусе половозрелых самцов крыс после воздействия ¹³¹1 в препубертатном периоде

Примечание. Ароматазную активность определяли на основании данных радиометрии хроматографического пятна, соответствующего эстрадиолу; 5а-редуктазную — как сумму образовавшихся 5а-дигидротестостерона и 5а-андростан-За, 170-ди<ола.

Выводы

1. Инкорпорация ^13|1 в малой дозе (9,25 кБк) самцам крыс в препубертатном периоде не оказывала повреждающего влияния на их репродуктивную систему в половозрелом возрасте.
2. Введение ¹³¹1 в дозах 37 и 92,5 кБк 30-дневным самцам крыс вызывает у половозрелых животных функциональные сдвиги в репродуктивной системе, выражающиеся в изменении уровня биологически активного ЛГ и Т в крови, а также метаболизма андрогенов в гипоталамусе.