Влияние нанодисперсного оксида кремния на продукцию оксида азота в семенниках крыс при сочетанной нитратно-фторидной интоксикации

Abstract

Мужское бесплодие было и остаётся одной из актуальных проблем для здравоохранения в Украине. По данным И.И. Гопринченко и соавт. В Украине имеется тенденция к увеличению количества пациентов, страдающих от мужского бесплодия [3, с. 132]. Особенно остро проблема мужского репродуктивного здоровья стоит в промышленных регионах Украины [7, с. 51]. Одним из возможных техногенных загрязнителей являются фториды. Фториды могут попадать в грунт и питьевую воду как отходы промышленной добычи алюминия. Кроме того содержание фтора в грунтовых водах может превышать безопасные нормы и без наличия в регионе промышленных предприятий. В Полтавской, Кировоградской и Днепропетровской областях Украины отмечается повышенное содержание фторидов в питьевой воде. В Чехии подобная ситуация наблюдается в Богемии. Особенно большие концентрации фторидов отмечены в районе Рудных гор. По данным Y. Yang и соавт. фторид-ионы способны вызывать гибель клеток Сертоли путём активации оксидационного стресса и апоптоза. Клетки Сертоли играют важную роль в дифференцировке и созревании сперматозоидов, поэтому уменьшение их количества снижает степень созревания сперматозоидов, что может привести к бесплодию [12, с. 81]. Z. Bosakova и соавт. отмечают, что высокие дозы фтора снижают фертилизационную способность спермы, путём влияния на процессы капацитации [9, с. 71]. На мужскую репродуктивную систему может повлиять ещё один неблагоприятный фактор окружающей среды – нитраты. Денисенко и соавт. в своих работах показала, что поступление нитратов в дозе 200 мг/кг изменяет прооксидантно-антиоксидантный баланс в семенниках крыс в сторону преобладания процессов пероксидации [4, с. 95]. Увеличение процессов пероксидации в семенниках крыс может привести к развитию оксидативного стресса, что снизит репродуктивную способность животных. Не исключено одновременное поступление с водой и продуктами питания избыточного количества нитратов и фторидов в организм. Нитраты и фториды способны изменять продукцию активных форм кислорода (АФК). Оксид азота (NO) способен оказывать регулирующее воздействие на продукцию АФК [10, с. 1]. По данным О.Е. Акимова и соавт. сочетанное поступление нитрата и фторида натрия в организм изменяет продукцию NO в слизистой оболочке желудка. В этих условиях происходит усиление активности NO-синтаз (NOS) и нитрит-редуктаз [8, с. 70]. Под влиянием сочетанной интоксикации увеличивается продукция АФК в слизистой оболочке желудка [2, с. 42]. Использование суспензии нанодисперсного оксида кремния в качестве сорбента улучшает функционирование цикла NO в слизистой оболочке желудка [1, с. 40]. На сегодняшний момент в литературе недостаточно изучено влияние сочетанной нитратно-фторидной интоксикации на продукцию NO в семеннеках. Влияние суспензии нанодисперсного оксида кремния на семеннеки крыс в условиях сочетанной нитратно-фторидной интоксикации также является неизученным. Целью данной работы является изучение продукции оксида азота в семенниках крыс в условия хронической нитратно-фторидной интоксикации и её коррекции суспензией нанодисперсного оксида кремния. Материалы и методы. Опыт проведён на 15 половозрелый крысах-самцах линии Вистар. Животные были разделены на 3 группы по 5 животных. Первая группа – интактные животные. Животным второй группы вводили интрагастрально растворы нитрата натрия (500 мг/кг) и фторида натрия (10 мг/кг) на протяжении 30 дней. Животные третьей группы на фоне моделирования хронической нитратно-фторидной интоксикации получали суспензиню нанодисперсного оксида кремния (100 мг/кг). Все манипуляции проводили согласно «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и других научных целей». Вывод животных из эксперимента осуществлялся под тиопенталовым наркозом путём забора крови из правого желудочка сердца. Биохимические показатели исследовались в 10% гомогенате тканей. Общую активность NOS (gNOS) определяли по приросту нитритов после инкубации в буферном растворе, который содержал 0,3 мл 320 мМ водного раствора L-аргинина и 0,1 мл 1 мМ раствора НАДФН2 [8, с. 70]. Концентрацию нитритов определяли при помощи реактива Грисса-Илосвая [8, с. 70]. Для оценки активности конститутивных форм NOS (cNOS) к гомогенату ткани добавляли равный объём 1% раствора аминогуанидина. Инкубировали 10 минут при t=37℃. Далее определяли активность NOS. Активность индуцибельной NOS (iNOS) определяли путём вычитания активности cNOS из gNOS. Данные поддавались статистической обработке с использованием пакета программ Microsoft Office Excel и расширения Real Statistics 2007. Для оценки статистической значимости разницы между средними использовался U-критерий Манна-Уитни. Результаты и их обсуждение. Хроническая нитратно-фторидная интоксикация увеличивает активность gNOS на 65,9% относительно интактной группы. Активность iNOS увеличивается в 4 раза. Статистически значимых изменений в активности cNOS не выявлено. Концентрация нитритов в тканях семенников увеличивается на 56,3%. Применение суспензии нанодисперсного оксида кремния в условиях хронической нинтратно-фторидной интоксикации снижает активность gNOS на 35,5%. Активность cNOS статистически значимо не изменяется. Активность iNOS снижается в 3,69 раза. Концентрация нитритов в тканях семенников снижается на 23,5%. Увеличение активности iNOS в условиях хронической нитратно-фторидной интоксикации может привести к повреждению сперматогенного эпителия семенников. Фторидный компонент интоксикации может вызывать воспалительное повреждение тканей семенников. По данным R. Wei и соавт. ионы фтора способны индуцировать воспалительный ответ в тканях семенников [11, с. 419]. Поскольку iNOS преимущественно экспресируется в фагоцитах тканей, увеличение её активности можно объяснить фторидным компонентом сочетанной интоксикации. Накопление нитритов в тканях семенников может приводить к развитию нитритивного окисления белков, что приводит к их инактивации. По данным В.А. Костенко и соавт. при введении избыточного количества экзогенного предшественника NO (нитрата натрия) происходят изменения в прооксидантно-антиоксидантном балансе, что приводит к развитию оксидационного стресса [6, с. 202]. По данным С.В. Денисенко введение нитрата натрия в дозе 200 мг/кг приводит к повреждению сперматогенного эпителия [5, с. 76]. Суспензия нанодисперсного оксида кремния обладает способностью поглощать в водной среде ионы фтора и нитрат-ионы, что обуславливает её способность нормализировать продукцию NO в различных тканях и органах [1, с. 40]. Снижение поступления в организм ионов фтора при применении суспензии нанодисперсного оксида кремния снижает воспалительный ответ в тканях семенников, что обуславливает снижение активности iNOS. Поскольку iNOS и нитрат-ионы могут вносить свой вклад в увеличение содержания нитритов в тканях, сделать вывод о причинах снижения их концентрации при использовании нанодисперсного оксида кремния в условиях хронической нитратно-фторидной интоксикации по данным данной работы не представляется возможным. Необходимо дальнейшее изучение других компонентов цикла NO (аргиназ, нитрат-редуктаз, нитрит-редуктаз). Выводы. Суспензия нанодисперсного кремнезема нормализует продукцию NO в условиях хронической нитратно-фторидной интоксикации путём снижения активности iNOS.