EFFECT OF THE STANDARDIZED BISCHOFITE SOLUTION ON THE SPERMATHOGENESIS OF MALE RATS WITH ALIMENTARY MAGNESIUM DEFICIENCY

Full Text

Гипомагнезиемия -достаточно распространенное Анализ фармацевтического рынка позволил в настоящее время явление. Она может быть следстви- отметить недостаточное наличие отечественных ем несбалансированного питания, приема ряда лекар- магнийсодержащих препаратов. В этой связи в Волг-ственных препаратов (диуретиков, аминогликозидов, про- ГМУ в рамках региональной программы «Российс-тивоопухолевых, противозачаточных) и пр. [8]. Дефицит кий магний» ведется поиск и изучение эффективно-магния у человека, выраженный в различной степени тя- сти использования в условиях нормы и патологии жести, может способствовать развитию сердечно-сосу- новых отечественных магнийсодержащих препара-дистой патологии [11, 14], нарушениям со стороны гемос- тов, созданных на основе глубокой переработки ми-таза [13, 15], опорно-двигательного аппарата [12, 16] и нерала бишофит. процессов репродукции. В частности: у женщин наблюдается изменение в овуляторной цикличности, наруше- ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить влияние эала бишофит на олигоспермия [10]. самцов с алиментарной недостаточностью магния. ние фертильности [2, 4]; у мужчин-снижение активнос- Изучить влияние стандартизированного раствора ти сперматогенеза, в тяжелых случаях-азооспермия, минерала бишофит на состояние сперматогенеза крыс- Выпуск 2 (62). 2017 15 ЩШгорСз [ЩшйТПМЩ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперименты проведены на 60 нелинейных половозрелых белых крысах-самцах массой 180-200 г, доставленных из питомника филиала ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА» России «Андреевка» (Московская область). Содержание животных и проведение экспериментов соответствовало «Принципам надлежащей лабораторной практики» (ГОСТ Р-53434-2009) и рекомендациям «Руководства по проведению доклинических исследований лекарственных средств» [7]. После прохождения 2-недельного карантина в виварии НИИ фармакологии ВолгГМУ крысы-самцы были разделены на 3 равные группы - опытную, группу ин-тактного контроля и группу негативного контроля. Исследования проводили в 2 этапа. На I этапе для моделирования алиментарного дефицита магния крысы опытной группы и группы негативного контроля в течение 2 месяцев получали магнийдефицитную диету с добавлением полиминеральной смеси AIN-76 (MP Biomedicals, Ohyo, США) и дистиллированную воду в качестве питья. Интактная группа содержалась в идентичных условиях, но при этом получала полноценный корм (зернопродук-ты, гранулированные комбикорма, свежие овощи) и отстоянную водопроводную воду. У животных оценивали общее состояние, измеряли массу тела (г). По окончании 2 месяцев у самцов в опытной и контрольных группах измеряли уровень магния в плазме крови и эритроцитах (спектрофотометрический метод по цветной реакции с титановым желтым [3]). Критерием развития гипомагнезиемии считали снижение уровня магния в эритроцитах от 1,7 ммоль/л [5]. Затем часть самцов (по 5 особей из каждой группы) подвергали эвтаназии (методом декапитации) и некропсии с выделением семенников и эпидидимисов. Выделенные органы взвешивали на электронных весах и по соотношению к массе тела вычисляли их коэффициенты масс (%). Из эпидидимисов извлекали семенную жидкость, в которой определяли общее количество сперматозоидов (ОКС, млн), количество неподвижных и дегенеративных форм (%), время подвижности (мин), кислотную (рН) и осмотическую (концентрация хлорида натрия, г/100 мл) резистентности сперматозоидов. Семенники фиксировали в 10%-м забуферен-ном растворе формалина и после специфической гистологической проводки тканей проводили морфологическую оценку семяродного эпителия методом световой микроскопии на окрашенных срезах гонад по показателям: индекса сперматогенеза (в 100 канальцах по 4-балльной системе, фиксировали наличие в каждом канальце сперма-тогоний, сперматоцитов I и II порядков, сперматид и сперматозоидов), количества сперматогоний (в 20 канальцах), количества канальцев со слущенным семяродным эпителием (в 100 канальцах) и канальцев с 12-й стадией мейоза (в 100 канальцах) [6]. На II этапе изучали эффекты фармакологической коррекции дефицита магния раствором минерала би-шофит. С этой целью опытной группе самцов на фоне продолжающейся дачи магнийдефицитной диеты вво дили внутрижелудочно 2-месячным курсом стандартизованный раствор минерала бишофит в экспериментально доказанной средней терапевтической дозе 0,01 мл/кг (0,4 мг/кг в пересчете на ионы магния) [9]. Условия содержания групп интактного и негативного контроля оставались без изменений. По окончании 2 месяцев у самцов оценивали уровни магния в плазме и эритроцитах и состояние сперматогенеза аналогично I этапу. Полученные результаты статистически обрабатывали с помощью программы Microsoft Excel, достоверность оценивали по t-критерию Стьюдента. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ По результатам наблюдений за крысами-самца-ми опытной и обеих контрольных групп на I этапе исследования существенных изменений в их общем состоянии и поведении не отмечено. Прирост массы тела во всех группах был положительным и достоверно не различался. При этом по окончании 2 месяцев уровень магния в плазме крови и в эритроцитах у крыс, получавших диету, снизился относительно интактной группы самцов на 31,7 % (р < 0,05) и 30,2 % (р > 0,05) (таблица 1). Исследование состояния сперматогенеза у самцов с дефицитом магния на этом этапе позволило выявить тенденцию к снижению общего количества сперматозоидов (на 23,7 %, р > 0,05), при этом достоверно возрастало число патологических (на 63,9 %) и неподвижных (на 21,9 %) форм сперматозоидов (р < 0,05), тогда как время их подвижности не изменялось. При морфометрической оценке состояния семя-родного эпителия гонад у самцов в опытной группе и группе негативного контроля по отношению к интактно-му контролю отмечено достоверное увеличение числа канальцев со слущенным эпителием на 70 % (р < 0,05) и тенденции к снижению числа канальцев с 12-й стадией мейоза (на 12,5 %, р > 0,05), индекса сперматогенеза (на 4,7 %, р > 0,05) и количества сперматогоний в канальцах (на 11,5 %, р > 0,05), что согласуется и с данными ранее проведенных исследований [1]. В этой связи на II этапе эксперимента сочли целесообразным исследовать эффективность коррекции процессов сперматогенеза у самцов стандартизированным раствором минерала бишофит. По результатам наблюдений за животными на II этапе исследования также не было обнаружено особых межгрупповых различий в их общем состоянии и поведении. Уровни магния в плазме и эритроцитах у самцов опытной группы по окончании 2 месяцев введения раствора бишофита также оставались сниженными относительно интактного контроля (таблица 1), а их повышение по отношению к группе негативного контроля было незначительным и составляло 4,8 % в плазме (р > 0,05) и 7,4 % в эритроцитах (р > 0,05), то есть, судя по уровням магния в крови самцов этих групп, эффективность фармакологической коррекции бишофи-том четко не выявлялась. 16 Выпуск 2 (62). 2017 ШЭэз'щшСз Таблица 1 Влияние магнийдефицитной диеты и ее фармакологической коррекции на уровень магния в крови крыс-самцов (ммоль/л), M ± m Г руппа I этап II этап Интактный контроль плазма 1,50 ± 0,35 2,10 ± 0,04 эритроциты 2,30 ± 0,16 2,90 ± 0,21 Негативный контроль плазма 0,60 ± 0,12** 1,00 ± 0,15* эритроциты 1,00 ± 0,12 1,70 ± 0,13* Опыт плазма 0,60 ± 0,12** 1,10 ± 0,15* эритроциты 1,00 ± 0,12 1,90 ± 0,26* Примечание. I этап - создание гипомагнезиемии, 2 месяца; II этап - коррекция гипомагнезиемии, 2 месяца. *Изменения достоверны относительно интактного контроля, p < 0,05; **изменения достоверны относительно интактного контроля, p < 0,01. Вместе с тем, по результатам изучения состояния сперматогенеза у самцов в опытной группе прослеживались отчетливые положительные сдвиги по сравнению с группой негативного контроля. Так, в спермиограмме (таблица 2) у самцов негативного контроля относительно интактной группы зафиксирована выраженная тенденция к понижению общего количества сперматозоидов на 48,0 % (p > 0,05) и увеличение числа их патологических форм на 81,8 % (p > 0,05). Время подвижности сперматозоидов у группы негативного контроля также снижалось на 44,97 % (p > 0,05), тогда как количество неподвижных форм сперматозоидов значимо не изменялось. При гистологическом изучении семяродного эпителия (таблица 3) у самцов группы негативного контроля отмечено достоверное снижение индекса сперматогенеза на 11,9 % (p < 0,01), а также количества сперматогоний на 8,6 % (p > 0,05) и числа канальцев с 12-й стадией мейоза на 28,6 % (p > 0,05), при этом число канальцев со слущен-ным эпителием возрастало в 2,13 раза (p < 0,05). В сравнении с группой негативного контроля у самцов, получавших 2-месячным курсом бишофит (таблица 2), выявлялось достоверное увеличение общего количества сперматозоидов более чем в 3,5 раза (p < 0,01) и времени их подвижности в 2 раза (p < 0,05), что превышало соответствующие показатели у группы интактного контроля. При этом у опытной группы существенных различий с негативным контролем по количеству патологических и неподвижных форм сперматозоидов не зафиксировано. При исследовании состояния семяродного эпителия (таблица 3) у опытной группы крыс-самцов обнаружены отчетливые положительные изменения относительно группы негативного контроля: индекс сперматогенеза повышался на 12,8 % (p < 0,05), достигая значений, близких к интактному контролю, с одновременным повышением количества сперматогоний на 18,5 % (p < 0,05) и мейотической активности в канальцах на 20 % (p > 0,05). При этом число канальцев со слущенным эпителием достоверно снижалось на 46,9 % (p < 0,05), что также практически соответствовало данному показателю у интактных самцов. Таблица 2 Показатели спермиограммы у крыс-самцов с экспериментальной алиментарной гипомагнезиемией после коррекции раствором минерала бишофит (M ± m) Группа ОКС, млн Патологические формы, % Неподвижные формы, % Время подвижности, мин Осмотическая резистентность, % NaCl Кислотная резистентность, рН Контроль интактный 45,50 ± 10,32 8,30 ± 0,25 28,5 ± 3,5 378,00 ± 42,00 2,50 ± 0,00 3,40 ± 0,22 Контроль-1 (Диета с низким уровнем магния, 4 месяца) 23,70 ± 4,33 15,00 ± 1,73 33,30 ± 4,41 208,00 ± 30,05 2,20 ± 0,17 3,50 ± 0,19 Стандартизованный раствор бишофита 84,30 ± 6,23** 16,30 ± 1,86 33,30 ± 6,67 420,00 ± 0,00* 2,30 ± 0,17 3,50 ± 0,32 *Изменения достоверны относительно интактного контроля, p < 0,05; **изменения достоверны относительно интактного контроля, p < 0,01. Таблица 3 Коррекция раствором бишофита после диеты без магния морфологических показателей семяродного эпителия крыс-самцов (M ± m) Показатели Контроль интактный Диета Бишофит Индекс сперматогенеза (у. е.) 3,40 ± 0,03 3,00 ± 0,06** 3,40 ± 0,01# Количество сперматогоний 64,40 ± 2,69 58,8 ± 2,2 69,70 ± 1,03# Число канальцев со слущенным эпителием 5,00 ± 0,58 10,7 ± 1,2* 5,70 ± 0,33# Число канальцев с 12-й стадией мейоза 2,30 ± 0,33 1,70 ± 0,33 2,00 ± 0,58 *Изменения достоверны относительно интактного контроля, p < 0,05; **изменения достоверны относительно интактного контроля, p < 0,01. Выпуск 2 (62). 2017 17 ЩШгорСз [ЩшйТПМЩ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, из проведенных исследований можно заключить, что содержание крыс-самцов на маг-нийдефицитной диете в течение 2 месяцев способствует развитию алиментарной гипомагнезиемии средней степени тяжести. Данное состояние негативно сказывается на состоянии семяродного эпителия гонад у крыс-самцов, способствует угнетению сперматогенеза, снижению общего количества сперматозоидов и повышению содержания среди них патологических и неподвижных форм. Полученные результаты согласуются с более ранними исследованиями [1]. В проведенном исследовании показано, что использование на фоне алимен- тарной гипомагнезиемии стандартизированного раствора минерала бишофит 2-месячным курсом в экспериментально доказанной терапевтической дозе 0,01 мл/кг оказывает активирующее влияние на состояние сперматогенеза (повышает индекс сперматогенеза, улучшает функцию семяродного эпителия, повышает общее количество сперматозоидов), при этом уровень магния в крови крыс-самцов повышается незначительно. Из проведенных исследований можно предположить наличие эффективности фармакологической коррекции состояния сперматогенеза стандартизированным раствором минерала бишофит при 2-месячном перораль-ном введении крысам-самцам с алиментарным дефицитом магния.

About the authors

A. A. Spasov

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

L. I. Bugaeva

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

S. A. Lebedeva

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

A. Y. Getmanenko

Volgograd State Medical University

Email: dustgod@mail.ru
Research Institute of Pharmacology

T. M. Corzhova

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

E. A. Kuzubova

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

M. V. Maltsev

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

N. S. Bugaeva

Volgograd State Medical University

Research Institute of Pharmacology

References

Supplementary files