ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИЗОБОРНИЛФЕНОЛОВ В МОДЕЛИ ДНК-ПОВРЕЖДЕНИЙ КЛЕТОК ТЕСТИКУЛЯРНОЙ ТКАНИ КРЫС
|
ОГЛАВЛЕНИЕ 2
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Мужское бесплодие, обусловленное ДНК-повреждением сперматозоидов 7
1.1.1 Эпидемиология мужской инфертильности. Распространённость бесплодия,
обусловленного ДНК-повреждением сперматозоидов 7
1.1.2 Этиология и патогенез мужской инфертильности, обусловленной
фрагментацией ДНК. Причины и механизмы возникновения фрагментации ДНК сперматозоидов. Роль свободнорадикального окисления в формировании патологии 8
1.1.2.1 Этиология и патогенез мужской инфертильности, обусловленной
фрагментацией ДНК 9
1.1.2.2 Причины и механизмы развития ДНК-повреждений
сперматозоидов 12
1.1.3 Методы оценки ДНК-разрывов 14
1.2 Современные подходы к лечению мужской инфертильности, обусловленной ДНК-повреждениями сперматозоидов 16
1.2.1 Модификация образа жизни 16
1.2.2 Антиоксидантная терапия 16
1.3 Пространственно затруднённые фенолы как перспективная группа фенольных
антиоксидантов при мужском бесплодии, обусловленном ДНК-повреждениями 19
1.3.1 Фенольные антиоксиданты 19
1.3.2 Пространственно затруднённые фенолы 20
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ! 21
2.1 Экспериментальные животные 21
2.2 Используемые препараты 23
2.2.1 Паклитаксел 23
2.2.2 Диборнол 24
2.2.3 Простагенин 25
2.3 Методы 25
2.3.1 Метод ДНК-комет 25
2.3.2 Метод хемилюминесценции 27
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 31
3.1 Результаты 31
3.1.1 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани животных интактной группы 31
3.1.2 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани животных контрольной группы 31
3.1.3 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани при сочетанном действии паклитаксела и диборнола 33
3.1.4 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани при сочетанном действии паклитаксела и простагенина 34
3.1.5 Сравнительная оценка фармакологического эффекта и антиоксидантной активности диборнола и простагенина 35
3.2 Обсуждение 37
ВЫВОДЫ 42
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Мужское бесплодие, обусловленное ДНК-повреждением сперматозоидов 7
1.1.1 Эпидемиология мужской инфертильности. Распространённость бесплодия,
обусловленного ДНК-повреждением сперматозоидов 7
1.1.2 Этиология и патогенез мужской инфертильности, обусловленной
фрагментацией ДНК. Причины и механизмы возникновения фрагментации ДНК сперматозоидов. Роль свободнорадикального окисления в формировании патологии 8
1.1.2.1 Этиология и патогенез мужской инфертильности, обусловленной
фрагментацией ДНК 9
1.1.2.2 Причины и механизмы развития ДНК-повреждений
сперматозоидов 12
1.1.3 Методы оценки ДНК-разрывов 14
1.2 Современные подходы к лечению мужской инфертильности, обусловленной ДНК-повреждениями сперматозоидов 16
1.2.1 Модификация образа жизни 16
1.2.2 Антиоксидантная терапия 16
1.3 Пространственно затруднённые фенолы как перспективная группа фенольных
антиоксидантов при мужском бесплодии, обусловленном ДНК-повреждениями 19
1.3.1 Фенольные антиоксиданты 19
1.3.2 Пространственно затруднённые фенолы 20
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ! 21
2.1 Экспериментальные животные 21
2.2 Используемые препараты 23
2.2.1 Паклитаксел 23
2.2.2 Диборнол 24
2.2.3 Простагенин 25
2.3 Методы 25
2.3.1 Метод ДНК-комет 25
2.3.2 Метод хемилюминесценции 27
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 31
3.1 Результаты 31
3.1.1 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани животных интактной группы 31
3.1.2 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани животных контрольной группы 31
3.1.3 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани при сочетанном действии паклитаксела и диборнола 33
3.1.4 Уровень ДНК-повреждений и антипрооксидантный баланс тестикулярной
ткани при сочетанном действии паклитаксела и простагенина 34
3.1.5 Сравнительная оценка фармакологического эффекта и антиоксидантной активности диборнола и простагенина 35
3.2 Обсуждение 37
ВЫВОДЫ 42
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43
Работа посвящена поиску эффективных средств лечения мужской инфертильности, обусловленной ДНК-повреждениями мужских половых клеток [1]. По данным S. Bisht и J. Fainberg, мужской фактор является причиной в половине бесплодных браков [2] и выявляется у 12% половозрелых мужчин [3]. Распространённость этой патологии, по мнению целого ряда ведущих специалистов репродуктологов, носит сегодня характер эпидемии [4-9].
Ввиду высокой распространённости особое внимание в настоящее время сосредоточено на вопросе мужской инфертильности, обусловленной ДНК - повреждением сперматозоидов. Разрывы ДНК выявляются в 40-50% [10-16] случаев идиопатического мужского бесплодия, которое наблюдается у 70% инфертильных мужчин [17]. Нарушение целостности генетического материала мужских половых клеток может привести к увеличению количества патологических форм зрелых сперматозоидов, к снижению их жизнеспособности, подвижности, концентрации, к неспособности к зачатию, повышенным рискам невынашивания беременности и врождённым порокам развития у потомства, а также к снижению эффективности вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) [18-27]. Установлено, что одной из основных причин повреждения ДНК сперматозоидов является окислительный стресс, вызванный возросшим уровнем токсических воздействий внешней среды: электромагнитных излучений, загрязнения атмосферы тяжёлыми металлами, пестицидами, гербицидами и т.д. [28-33].
В связи с этим основной патогенетически обоснованной и часто используемой стратегией лечения данной патологии является антиоксидантная терапия [34-40]. Она может быть нацелена на инактивацию свободных радикалов, активацию белков, ферментов и хелатирующих агентов собственной антиоксидантной системы клетки. В этом плане в эксперименте и клинических исследованиях изучена фармакологическая активность целого ряда антиоксидантов, принадлежащих к разным классам химических соединений [41, 42]. Однако их эффективность, по данным международной некоммерческой организации «Кокран», не превышает 10% [43].
Таким образом, вопрос о наиболее эффективном виде антиоксидантного воздействия при мужской инфертильности, обусловленной ДНК - повреждением сперматозоидов, остаётся открытым, а поиск наиболее оптимального антиоксиданта - актуальным [44, 45].
Антиоксиданты разнообразны по химической структуре, свойствам и механизмам действия. Фенольные антиоксиданты благодаря наличию фенольной гидроксильной группы относятся к числу наиболее эффективных лекарственных средств такого плана. Из-за своей высокой способности тормозить радикальные процессы окисления пространственно-затруднённые фенолы занимают отдельную нишу среди класса фенольных антиоксидантов благодаря высокой активности и низкой токсичности [46, 47].
К числу эффективных веществ класса пространственно-затруднённых фенолов относится диборнол (2,6-диизоборнил-4-метилфенол). Он является перспективной фармацевтической субстанцией, прошедшей доклинические исследования и имеющей широкий спектр фармакологической активности [48]. Показано, что диборнол обладает способностью снижать уровень ДНК- повреждений в мужских половых клетках [49, 50].
В настоящее время продемонстрирована перспективность использования функциональных производных изоборнилфенолов в качестве новых фармакологических субстанций [51 -53]. Показано, что их эффективность может быть более высокой, чем у диборнола. К их числу принадлежит простагенин (гидроксиметильное производное диборнола, продукт его окисления по метильной группе) [54].
Целью настоящего исследования явилась экспериментальная оценка эффективности диборнола и простагенина при ДНК-повреждениях клеток тестикулярной ткани и влияния на их окислительно-восстановительный баланс.
Задачи исследования:
1. Оценить эффективность диборнола в модели ДНК-повреждений клеток тестикулярной ткани, и его влияние на их окислительно -восстановительный баланс.
2. Оценить эффективность простагенина в модели ДНК-повреждений клеток тестикулярной ткани, и его влияние на их окислительно-восстановительный баланс.
3. Провести сравнительную оценку фармакологического эффекта и
антиоксидантной активности диборнола и простагенина
Ввиду высокой распространённости особое внимание в настоящее время сосредоточено на вопросе мужской инфертильности, обусловленной ДНК - повреждением сперматозоидов. Разрывы ДНК выявляются в 40-50% [10-16] случаев идиопатического мужского бесплодия, которое наблюдается у 70% инфертильных мужчин [17]. Нарушение целостности генетического материала мужских половых клеток может привести к увеличению количества патологических форм зрелых сперматозоидов, к снижению их жизнеспособности, подвижности, концентрации, к неспособности к зачатию, повышенным рискам невынашивания беременности и врождённым порокам развития у потомства, а также к снижению эффективности вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) [18-27]. Установлено, что одной из основных причин повреждения ДНК сперматозоидов является окислительный стресс, вызванный возросшим уровнем токсических воздействий внешней среды: электромагнитных излучений, загрязнения атмосферы тяжёлыми металлами, пестицидами, гербицидами и т.д. [28-33].
В связи с этим основной патогенетически обоснованной и часто используемой стратегией лечения данной патологии является антиоксидантная терапия [34-40]. Она может быть нацелена на инактивацию свободных радикалов, активацию белков, ферментов и хелатирующих агентов собственной антиоксидантной системы клетки. В этом плане в эксперименте и клинических исследованиях изучена фармакологическая активность целого ряда антиоксидантов, принадлежащих к разным классам химических соединений [41, 42]. Однако их эффективность, по данным международной некоммерческой организации «Кокран», не превышает 10% [43].
Таким образом, вопрос о наиболее эффективном виде антиоксидантного воздействия при мужской инфертильности, обусловленной ДНК - повреждением сперматозоидов, остаётся открытым, а поиск наиболее оптимального антиоксиданта - актуальным [44, 45].
Антиоксиданты разнообразны по химической структуре, свойствам и механизмам действия. Фенольные антиоксиданты благодаря наличию фенольной гидроксильной группы относятся к числу наиболее эффективных лекарственных средств такого плана. Из-за своей высокой способности тормозить радикальные процессы окисления пространственно-затруднённые фенолы занимают отдельную нишу среди класса фенольных антиоксидантов благодаря высокой активности и низкой токсичности [46, 47].
К числу эффективных веществ класса пространственно-затруднённых фенолов относится диборнол (2,6-диизоборнил-4-метилфенол). Он является перспективной фармацевтической субстанцией, прошедшей доклинические исследования и имеющей широкий спектр фармакологической активности [48]. Показано, что диборнол обладает способностью снижать уровень ДНК- повреждений в мужских половых клетках [49, 50].
В настоящее время продемонстрирована перспективность использования функциональных производных изоборнилфенолов в качестве новых фармакологических субстанций [51 -53]. Показано, что их эффективность может быть более высокой, чем у диборнола. К их числу принадлежит простагенин (гидроксиметильное производное диборнола, продукт его окисления по метильной группе) [54].
Целью настоящего исследования явилась экспериментальная оценка эффективности диборнола и простагенина при ДНК-повреждениях клеток тестикулярной ткани и влияния на их окислительно-восстановительный баланс.
Задачи исследования:
1. Оценить эффективность диборнола в модели ДНК-повреждений клеток тестикулярной ткани, и его влияние на их окислительно -восстановительный баланс.
2. Оценить эффективность простагенина в модели ДНК-повреждений клеток тестикулярной ткани, и его влияние на их окислительно-восстановительный баланс.
3. Провести сравнительную оценку фармакологического эффекта и
антиоксидантной активности диборнола и простагенина
1. Диборнол в дозе 10,0 мг/кг при введении в течение 5 сут до и 5 сут после инъекции паклитаксела значимо снижает уровень ФДНК клеток тестикулярной ткани, повышает уровень антиоксидантной защиты, уменьшает уровень свободных радикалов в семенниках крыс и нормализует окислительно-восстановительного баланс клеток тестикулярной ткани.
2. Простагенин в дозе 10,0 мг/кг при введении в течение 5 сут до и 5 сут после инъекции паклитаксела также значимо снижает уровень ФДНК, повышает активность антиоксидантной системы клетки, снижает количество свободных радикалов и существенно увеличивает антиоксидантный баланс.
3. Диборнол и простагенин обладают сходным по степени выраженности антирадикальным действием. Уровень антиоксидантной защиты клеток на фоне введения простагенина возрастает в большей степени, чем при использовании диборнола. Введение диборнола нормализует окислительно-восстановительный баланс до такового у интактных животных. У крыс, получавших простагенин, его значения смещаются в сторону восстановительных реакций.
2. Простагенин в дозе 10,0 мг/кг при введении в течение 5 сут до и 5 сут после инъекции паклитаксела также значимо снижает уровень ФДНК, повышает активность антиоксидантной системы клетки, снижает количество свободных радикалов и существенно увеличивает антиоксидантный баланс.
3. Диборнол и простагенин обладают сходным по степени выраженности антирадикальным действием. Уровень антиоксидантной защиты клеток на фоне введения простагенина возрастает в большей степени, чем при использовании диборнола. Введение диборнола нормализует окислительно-восстановительный баланс до такового у интактных животных. У крыс, получавших простагенин, его значения смещаются в сторону восстановительных реакций.