Актуальность темы. Сперматогенез имеет основополагающее значение для установления и поддержания мужской репродукции, в то время как его нарушение приводит к мужскому бесплодию. Соматические клетки Лейдига, секретирующие гормон тестостерон, составляют микроокружение или нишу семенника, которая необходима для регуляции нормального сперматогенеза [2].
В условиях падения рождаемости и высокого уровня общей смертности населения проблема охраны репродуктивного здоровья приобретает особую, не только медицинскую, но и социальную значимость. Уровень заболеваемости мужчин в плане репродуктивной патологии неуклонно растет.
Согласно последним статистическим данным ВОЗ на 2015 г., примерно 50-80 миллионов человек во всем мире страдают от бесплодия, а это означает что в 20-30% случаев причиной бесплодия являлся исключительно мужской фактор [30]. На основе данных Европейской ассоциации урологов показатель бесплодия у мужчин по результатам на 2021 г. возрос до 50%. [42]. Количество официально зарегистрированных мужчин с бесплодием в России выросло в 2,1 раза в период с 2000 по 2018 год [10].
Сперматогенез - процесс очень чувствительный к воздействию различных неблагоприятных факторов среди которых особенно выделяют наночастицы (НЧ) диоксида титана (TiO2), годовой объем которого с 2008 г. превысил 5 млн. тонн [35].
НЧ TiO2 представлены в виде трех кристаллических форм: рутил (тетрагональный), анатаз (тетрагональный) и брукит (орторомбический) [43]. Рутил - широко распространённая и естественная форма диоксида титана, используемая в пищевой, строительной, косметической, фармацевтической, микробиологической и медицинской
промышленностях [50, 65].
Некоторые исследования показали, что НЧ T1O2 обладают особенностью легко проникать через мембраны клеток и преодолевать различные биологические барьеры [55]. Установлено, что НЧ TiO2, проходя через гематотестикулярный барьер, способны накапливаться в мужских половых органах и тем самым негативно влиять на мужскую фертильность [4, 43]. Проведенные эксперименты подтвердили
неблагоприятное воздействие НЧ TiO2 на мужскую репродуктивную систему вследствие уменьшения числа и подвижности сперматозоидов, изменения уровня андрогеновых гормонов и числа интерстициальных гранулоцитов (эндокриноцитов, клеток Лейдига (КЛ)), и как следствие нарушение процессов сперматогенеза [4, 19].
Когда организмы подвергаются воздействию НЧ TiO2, избыточное количество АФК, индуцируемое НЧ TiO2, приводит к инактивации белков клеточных мембран и повреждению митохондрий и ДНК, что приводит к токсическим патологическим эффектам [52].
Тем не менее, механизмы, лежащие в основе нарушения сперматогенеза под влиянием НЧ остаются недостаточно изученными.
Поэтому возникла необходимость изучения воздействия НЧ TiO2 рутильной модификации на половозрелые мужские железы в период постэмбрионального развития организма.
Цель исследования: определить морфологические,
морфометричекие и функциональные изменения в семенниках лабораторных крыс при воздействии рутильной формы нанодисперсного диоксида титана.
Задачи исследования:
1. Охарактеризовать морфологические особенности семенников белых крыс при пероральном воздействии наночастиц диоксида титана рутильной формы.
2. С помощью гистологических и морфометрических методов изучить реактивные изменения интерстициальной ткани и клеток Лейдига семенников белых крыс на фоне перорального введения нанодисперсного диоксида титана рутильной модификации.
3. Определить возможное влияние диоксида титана рутильной модификации на процессы сперматогенеза.
Научная новизна. Изучено воздействие диоксида титана на морфо-функциональное состояние мужских половых желез, а также на процессы образования и формирования половых клеток. Было доказано, что диоксида титана негативно влияет на репродуктивную способность половых желез, что проявляется в снижении их функциональности.
Проведенное гистологическое исследование позволило установить, что воздействие TiO2 рутильной формы в дозе 10 мкг/кг на семенники крыс в двух экспериментальных группах «Д-14» и «Д-30» в отличии от контрольной группы «К» приводила к отрицательным изменениям, а именно:
1. ИСК обладали неправильной вытянутой прямолинейной многогранной формой, располагались свободно и не прилегали плотно друг к другу- Наблюдалась суженность диаметра и толщины ИСК ввиду уменьшения в них ширины эпителиосперматогенного слоя.
2. Отмечалась обедненность и дегенерация интерстициальной соединительной ткани. КЛ были в основном отростчатой формы и располагались чаще всего поодиночке. Индекс активности КЛ статистически уменьшался, на фоне уменьшения количества гормонально активных КЛ среднего и большого размера, продуцирующих тестостерон, необходимый для регуляции нормального сперматогенеза, а также на фоне увеличения количества инволюционирующих, гормонально неактивных в отношении стероидогенеза КЛ.
3. Сперматогенные клетки были представлены в основном сперматогониями, сперматоцитами 1 и 2 порядка и сперматотидами, расположенные в ИСК беспорядочно. Данный феномен может свидетельствовать о нарушении генеративной и экскреторной активности семенников. Были обнаружены ИСК, в просвете которых отсутствовали сперматозоиды. Индекс половой генерации ИСК уменьшался за счет снижения числа ИСК с 4 генерациями половых клеток и увеличения числа ИСК с 2 и 3 генерациями. Выявленные морфологические изменения свидетельствуют о нарушении сперматогенеза и могут стать причиной нарушения функции мужской репродуктивной системы.
