Influence of kappa-agonist of opioid receptors compound RU-1205 on the generative function of male rats

Yulia V. Lifanova; Лифанова Юлия Викторовна; Natalia V. Eliseeva; Елисеева Наталья Владимировна; Alexander A. Spasov; Спасов Александр Алексеевич; Mikhail V. Maltsev; Мальцев Михаил Васильевич; Elena B. Lavrova; Лаврова Елена Борисовна; Lyubov I. Bugaeva; Бугаева Любовь Ивановна

doi:10.19163/1994-9480-2023-20-4-152-156

Influence of kappa-agonist of opioid receptors compound RU-1205 on the generative function of male rats

Authors: Lifanova Y.V.¹, Eliseeva N.V.¹, Spasov A.A.¹, Maltsev M.V.¹, Lavrova E.B.¹, Bugaeva L.I.¹
Affiliations:
1. Volgograd State Medical University
Issue: Vol 20, No 4 (2023)
Pages: 152-156
Section: Original Researches
URL: https://journals.eco-vector.com/1994-9480/article/view/626114
DOI: https://doi.org/10.19163/1994-9480-2023-20-4-152-156
ID: 626114

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The effect of a new kappa-opioid agonist benzimidazole derivative (compound RU-1205) on the generative function of outbred male rats was studied after oral administration for 2 months at doses of 5 mg/kg – experimentally proven therapeutic dose (TD) and 500 mg/kg (the highest dose is 100 TD). The absence of a damaging effect of the compound RU-1205 on the motivational sexual behavior of males and the processes of spermatogenesis was established.

Keywords

kappa agonist, benzimidazole derivatives, generative function of males, sexual behavior, spermatogenesis, fertilizing function, fertility

Full Text

Агонисты каппа-опиоидных рецепторов являются перспективной группой лекарственных препаратов для купирования острого и хронического болевого синдрома. Прием каппа-агонистов не сопровождается дыхательной депрессией, эйфорией, тахифилаксией, в отличие от традиционных опиоидных анальгетиков [1]. Установлено, что соединение из ряда бензимидазолов РУ-1205 (дигидрохлорид9-(2-морфолиноэтил)-2-(4-фторфенил)имидазо[1,2-а]-бензимидазол), синтезированное в НИИ ФОХ ЮФУ г. Ростов-на-Дону, проявляет высокоселективную агонистическую активность в отношении каппа-опиоидных рецепторов [2] и является перспективной мишенью для создания нового отечественного лекарственного средства с анальгетическим потенциалом на его основе [3]. По результатам ранее проведенных токсикологических исследований соединение РУ-1205 относится к малотоксичным [4]. В исследованиях при трехмесячном повторном внутрижелудочном введении крысам градуированными дозами соединение РУ-1205 в дозах 5,0; 50,0 и 500 мг/кг не оказывало повреждающего влияния на интегральные показатели состояния животных, обмен веществ, гематологические и биохимические показатели крови. Выявленные тенденции угнетающего влияния РУ-1205 в дозе 500 мг/кг на состояние и динамику прироста массы тела, а также функции печени и почек были обратимы, нивелировались в течение одного месяца после отмены введения до уровня контрольных животных, что свидетельствует об отсутствии органотропного патологического влияния [5].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить влияние соединения РУ-1205 на половое поведение, сперматогенез и оплодотворяющую функцию крыс самцов.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение влияния соединения РУ-1205 на генеративную функцию проводилось на 48 половозрелых беспородных белых крысах самцах и на 30 самках, массой 220–240 г, 3,5–4-месячного возраста, доставленных из питомника ФКУЗ «Волгоградский научно-исследовательский противочумный институт» Роспотребнадзора и прошедших двухнедельный карантин.

Животные содержались с учетом стандартизированных условий (постановление от 29.08.2014 № 51 «Об утверждении СП 2.2.1.3218-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, оборудованию и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)», директива Европейского парламента и Совета Европейского Союза 2010/63/ЕС от 22 сентября 2010 г. «О защите животных, использующихся для научных целей»). Дизайн исследования был одобрен региональным исследовательским этическим комитетом Волгоградской области (регистрационный номер IRB 00005839 IORG 0004900 (OHRP), протокол № 2077-2018 от 30 октября 2018 г.).

Перед началом исследования животных распределяли по группам (с использованием метода рандомизации по массе тела ± 10 %): группа контроля, две опытные группы. Опытным группам ежедневно внутрижелудочно вводили субстанцию соединения РУ-1205 (для получения раствора использовали очищенную воду) в дозах: 5 мг/кг – экспериментально доказанная терапевтическая доза (1-я опытная группа); 500 мг/кг – превышающая терапевтическую дозу в 100 (2-я опытная группа). Группе контроля вводили очищенную воду в объеме 2 мл на 100 г веса животного. Длительность введения испытуемого соединения крысам самцам составляла 2 месяца (ориентировочно один цикл сперматогенеза).

По окончании курса введения соединения РУ-1205 исследовали половое поведение, спермограмму, эпителиосперматогенный слой гонад, а также оплодотворяющую функцию у крыс самцов [6, 7].

Половое поведение у самцов (в паре с интактными самками крыс) исследовали в «площадке зоосоциальных предпочтений» (ПЗП) [8]. В период тестирования у самцов отмечали: латентный период первого подхода к самке (с); количество ее покрытий; число «эмоциональных» подходов самца к самке, а также длительность половой активности (с).

Оценку влияния изучаемого вещества на сперматогенез проводили после эвтаназии самцов (метод декапитации на гильотине). На вскрытии у самцов выделяли семенники и эпидидимисы, которые взвешивали на электронных весах, и по соотношению их массе тела животного высчитывали коэффициенты. Вес гонад выражали в граммах (г), а коэффициенты масс – в процентах от общего веса (%). Затем семенники фиксировали в 10%-м растворе нейтрального формалина для проведения последующей гистологической обработки тканей и морфометрического исследования [9]. Из эпидидимисов извлекали семенную жидкость и исследовали спермограмму: подсчитывали общее количество сперматозоидов (ОКС, млн), время их подвижности (мин), кислотную (pH) и осмотическую (%) резистентности; на окрашенных мазках гомогената выявляли количество патологических и неподвижных форм (%).

Морфологическую оценку эпителиосперматогенного слоя проводили на изготовленных препаратах тканей гонад, где подсчитывали среднее количество сперматогоний, число канальцев со слущенным сперматогенным эпителием, количество канальцев с XII стадией мейоза (в 100 канальцах), а также рассчитывали индекс сперматогенеза.

В другой серии экспериментов исследовали влияние субстанции на оплодотворяющую функцию самцов. Спаривание тестируемых животных проводили в течение 10 дней (соотношение самцов и самок 1:2). Затем самок отсаживали от самцов в индивидуальные клетки, где за ними наблюдали еще в течение 10 дней [7]. По окончании данного периода самок подвергали эвтаназии (используя метод дислокации шейных позвонков под легким эфирным наркозом). При некропсии самок проводили визуальный осмотр яичников и матки, выделяли их, определяли наличие беременности в рогах матки, рассчитывали индекс беременности. В яичниках забеременевших крыс подсчитывали количество желтых тел беременности. В рогах матки у беременных самок подсчитывали общее количество имплантированных плодов, а также число живых плодов, наличие резорбций. В дальнейшем, на основании полученных результатов рассчитывали эмбриональную гибель до и после имплантации.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Отмечено, что относительно контроля у самцов первой опытной группы (получавших изучаемое соединение в терапевтической дозе 5 мг/кг) статистически незначимо снижалась длительность половой активности на 10,4 %, но при этом возрастало количество эмоциональных подходов к интактным самкам и их покрытий на 31,0 и 13,3 % соответственно (табл. 1). У самцов второй опытной (получавших изучаемое соединение в дозе 500 мг/кг – 100 ТД) группы длительность половой активности отчетливо сокращалась на 44,2 % (р < 0,001), а количество эмоциональных подходов к самке и число ее покрытий снижалось соответственно на 41,2 % (р < 0,01) и на 80 % (р > 0,05).

В дальнейшем, из результатов исследований спермограммы самцов в первой опытной группе относительно группы контроль прослеживалось отчетливое увеличение общего количества сперматозоидов на 75,7 % (p < 0,001), увеличение длительности времени их подвижности на 10 % (p > 0,05) и снижение количества патологических форм на 25 % (p < 0,01) (табл. 2). У крыс самцов второй опытной группы показатели спермограммы несколько другие зафиксирована слабая тенденция снижения ОКС на 23,3 % (p > 0,05), но при этом количество патологических форм сперматозоидов значительно снизилось на 35 % (p < 0,001), но количество неподвижных форм несколько повышалось на 17,5 % (p < 0,05), время подвижности сперматозоидов существенно не изменялось.

Таблица 1 Влияние субстанции соединения РУ-1205 на половое поведение крыс-самцов в исследованиях с интактными самками (M ± m), мин

Исследуемые группы самцов	Длительность		Количество
Исследуемые группы самцов	латентного периода половой активности, с	половой активности, с	эмоциональных подходов к самке	покрытий
Контроль, вода очищенная	17,80 ± 0,95	462,0 ± 8,4	15,3 ± 2,3	1,50 ± 0,56
Опытная группа 1, РУ-1205, 5 мг/кг	13,70 ± 0,92^##	414,0 ± 17,4	20,0 ± 1,39	1,70 ± 0,42
Опытная группа 2, РУ-1205, 500 мг/кг	16,20 ± 1,38	258,0 ± 14,4^###	9,0 ± 0,58^#	0,30 ± 0,21

Примечание: изменения статистически достоверны относительно группы контроля при ^# р < 0,05; ^## р < 0,01; ^### р < 0,001.

Таблица 2 Влияние субстанции соединения РУ-1205 на функциональное состояние сперматозоидов крыс-самцов (M ± m)

Показатели	Контроль, вода очищенная	Опытная группа 1, РУ-1205, 5 мг/кг	Опытная группа 2, РУ-1205, 500 мг/кг
ОКС, 1×106	30,90 ± 2,87	54,30 ± 1,09^###	23,70 ± 1,12
Патологические формы, %	16,90 ± 0,92	12,70 ± 0,51^##	11,00 ± 0,62^###
Неподвижные формы, %	21,70 ± 1,23	22,30 ± 1,11	25,50 ± 0,81^#
Время подвижности, мин	365,00 ± 5,16	400,00 ± 15,22	325,0 ± 13,6
Кислотная резистентность, рН	2,60 ± 0,03	3,60 ± 0,37^#	3,00 ± 0,24
Осмотическая резистентность, %	1,90 ± 0,06	1,90 ± 0,05	2,00 ± 0,04^#

Примечание: изменения статистически достоверны относительно группы контроля при ^# р < 0,05; ^## р < 0,01; ^### р < 0,001.

Отсутствие существенных изменений со стороны сперматогенеза подтверждается результатами морфологической оценки эпителиосперматогенного слоя гонад крыс самцов. Выявлено, что у самцов крыс в первой опытной группе в сравнении с контролем индекс сперматогенеза увеличивался на 2,7 % (p < 0,05), при этом количество сперматогоний несколько повышалось (в среднем на 2,5 %), число канальцев со слущенным эпителием сокращалось на 10,5 % (p > 0,05), а количество канальцев с XII стадией мейоза увеличивалось на 30,4 % (p > 0,05). Морфологические изменения, зафиксированные во второй опытной группе также были статистически не значимы, при этом количество сперматогоний в канальцах гонад не изменялось относительно контроля, а количество канальцев со слущенным эпителием снижалось на 15,1 %, число канальцев с XII стадией мейоза повышалось на 21,7 %, а индекс сперматогенеза незначительно повышался на 1,2 %. Полученные результаты могут свидетельствовать об отсутствии повреждающего влияния исследуемой субстанции на сперматогенез.

В другой серии экспериментов на самцах, спаренных с интактными самками, было проанализировано влияние соединения РУ-1205 на оплодотворяющую способность крыс-самцов. По результатам исследований, представленных в табл. 3, отмечено, что у интактных самок, спаренных с самцами первой опытной группы, индекс беременности повышался на 6 % (p > 0,05). При этом у этих самок плодовитость не изменялась, а общая эмбриональная гибель сокращалась на 35 %. Возраст эмбрионов в данной группе был в среднем на 2,6 дня больше (p < 0,05), что может свидетельствовать о более раннем оплодотворении этих самок самцами первой опытной группы.

В отношении группы интактных самок, спаренных с самцами второй опытной группы, также не обнаружено повреждающего действия изучаемой субстанции на оплодотворяющую способность крыс-самцов. Индекс беременности у данной группы самок относительно группы контроля не изменялся, а плодовитость статистически незначимо снижалась на 15,5 % (p > 0,05), при этом общая эмбриональная гибель не изменялась, а возраст плодов у самок превышал контрольные значения на 1,8 дня (p > 0,05), что также может свидетельствовать о более раннем спаривании с самками и их оплодотворении.

Таблица 3 Влияние субстанции соединения РУ-1205 на оплодотворяющую способность крыс-самцов в исследованиях с интактными самками (M ± m)

Показатели		Контроль, вода очищенная	Опытная группа 1, РУ1205, 5 мг/кг	Опытная группа 2, РУ1205, 500 мг/кг
Количество (у.е. на 1 самку)	желтых тел беременности	12,60 ± 0,45	11,50 ± 0,47	10,30 ± 0,63^##
	плодов	10,30 ± 0,67	10,00 ± 0,47	8,70 ± 1,01
	резорбций	0,70 ± 0,30	0,90 ± 0,31	0,40 ± 0,16
Гибель, % (на 1 самку)	доимплантационная	12,60 ± 3,32	4,40 ± 1,66#	12,90 ± 5,33
Гибель, % (на 1 самку)	постимплантационная	6,80 ± 3,01	8,20 ± 2,88	6,50 ± 2,92
Возраст эмбриона, дни		13,20 ± 0,80	15,80 ± 0,63^#	15,00 ± 1,09
Индекс беременности, %		90,00 ± 6,67	95,50 ± 4,55	90,00 ± 6,67

Примечание: изменения статистически достоверны относительно группы контроля при ^# р < 0,05; ^## р < 0,01.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований можно предположить, что субстанция соединения РУ-1205 при внутрижелудочном введении в течение 2 мес. крысам-самцам в дозах 5 и 500 мг/кг оказывает дозозависимое влияние на генеративную функцию крыс-самцов. В терапевтической дозе 5 мг/кг изучаемое соединение мягко активизирует половое поведение, сперматогенез и оплодотворяющую функцию крыс. При введении соединения РУ-1205 в дозе 500 мг/кг – стократно превышающей терапевтическую дозу, отмечено некоторое угнетающее влияние на половое поведение, при этом повреждающего действия на сперматогенез и фертильность не зафиксировано.