Роль активних форм кисню та азоту в механізмах ушкодження сім'яників і сперматозоїдів при поєднаній дії на організм рентгенівського опромінення та нітрату натрію

Abstract

В роботі проведена оцінка результатів експериментальних досліджень поєднаної дії на організм лабораторних щурів рентгенівського опромінення та нітрату натрію за показниками розвитку окисно-нітративного стресу в сім’яниках та спермі. На основі проведених досліджень встановлено особливості поєднаної дії на організм лабораторних щурів фракційного рентгенівського опромінення в сумарній дозі 0,24 Гр та нітрату натрію, що виражається в розвитку негативних ефектів у сім’яниках утворенні пероксинітриту, розвитку декомпенсованого пероксидного окиснення ліпідів, зменшенні активності цитохромоксидази) та сперматозоїдах щурів (збільшенні гіперпродукції супероксидного аніон-радикала мітохондріальним електронно-транспортним ланцюгом, сумарної активності NO-синтаз та пероксидного окиснення ліпідів. Показано, що введення мелатоніну та інгібітора активації ядерного фактора κB (NF-κB) JSH-23 за умов експерименту обмежує у тканинах сім’яників генерацію супероксидного аніон-радикала дихальним ланцюгом мітохондрій, зменшує сумарну активність NO-синтаз, концентрацію нітрит-йонів і пероксинітриту, пероксидне окиснення ліпідів, підвищує антиоксидантний потенціал та активність антиоксидантних ферментів – супероксиддисмутази та каталази. Проведені дослідження дозволяють вважати за доцільне подальше вивчення впливу мелатоніну та інгібіторів активації NF-κB як потенційних гонадопротекторів у чоловіків, які зазнають впливу іонізуючого опромінення та дії токсичних чинників.

В работе проведена оценка результатов экспериментальных исследований комбинированного действия на организм лабораторных крыс рентгеновского облучения и нитрата натрия по показателям развития окислительнонитративного стресса в семенниках и сперме. На основании проведенных исследований установлены особенности комбинированного действия на организм лабораторных крыс фракционного рентгеновского облучения в суммарной дозе 0,24 Гр и нитрата натрия, что выражается в развитии негативных эффектов в семенниках - образовании пероксинитрита, развитии некомпенсированного пероксидного окисления липидов, уменьшении активности цитохромоксидазы) и сперматозоидах крыс (увеличении гиперпродукции супероксидного анион-радикала митохондриальной электронно-транспортной цепью, суммарной активности NO-синтаз и пероксидного окисления липидов. Показано, что введение мелатонина в дозе 0,3 мг/кг массы тела в течении 30 суток при условиях комбинированного действия радиационного и химического факторов ограничивает генерацию супероксидного анион радикала в тканях семенников дыхательной цепью митохондрий, повышает в них активность цитохромоксидазы, уменьшает суммарную активность NO-синтаз, концентрацию нитрит-ионов и пероксинитрита, что сопровождается уменьшением образования вторичных продуктов пероксидного окисления липидов, повышением в них активности антиоксидантных ферментов – супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы. В сперме ограничивается генерация супероксидного анион-радикала митохондриальным и НАДФН-цитохром Р450 и НАДФН цитохром В245(558)-зависимыми электронно-транспортными цепями сперматозоидов крыс, уменьшается суммарная активность NO-синтаз и образование вторичных продуктов перекисного окисления липидов, что сопровождается уменьшением процента нежизнеспособных клеток и их патологических форм, отмечается отсутствие сперматозоидов со сложными дефектами (неразделенных, со смешанными аномалиями), увеличение клеток с быстрым поступательным движением. Обнаружено, что введение ингибитора активации NF-κB JSH-23 при условиях комбинированного действия радиационного (фракционное рентгеновское облучение в суммарной дозе 0,24 Гр) и химического (30-дневная интоксикация нитратом натрия) факторов ограничивает в тканях семенников крыс генерацию супероксидного анион-радикала дыхательной цепью митохондрий, уменьшает в них суммарную активность NO-синтаз, концентрацию нитрит-ионов и пероксинитрита, повышает активность цитохромоксидазы, снижает концентрацию вторичных продуктов перекисного окисления липидов, повышает антиоксидантный потенциал, активность супероксиддисмутазы и каталазы. В сперме ограничивается генерация супероксидного анион-радикала митохондриальным и НАДФН-цитохром Р450 и НАДФН-цитохром В245(558)-зависимыми электронно-транспортными цепями сперматозоидов крыс, уменьшается суммарная активность NO-синтаз и образование вторичных продуктов перекисного окисления липидов, что сопровождается уменьшением процента нежизнеспособных клеток и их патологических форм, отмечается отсутствие сперматозоидов со сложными дефектами (неразделенных, со смешанными аномалиями), увеличение клеток с быстрым поступательным движением. Проведенные исследования позволяют считать целесообразным дальнейшее изучение влияния мелатонина и ингибиторов активации NF-κB как потенциальных гонадопротекторов у мужчин, подвергающихся влиянию ионизирующего облучения и действия токсичных факторов химической природы. Предложены мероприятия, направленные на раннее выявление последствий неблагоприятного влияния комбинированного действия химических факторов и рентгеновского облучения.

This paper represents the evaluation of the results obtained in the experimental studies of effects produced by combined X-ray irradiation and sodium nitrate on testicles and sperm cells of the laboratory rats. The effects were assessed by the indices demonstrating the dynamics of oxidative and nitrative stress. The studies have demonstrated the peculiarities of combined action produced by fractional X-ray irradiation in a total dose of 0.24 Gy and sodium nitrate on the bodies of laboratory rats that are manifested by the development of the following adverse effects in the testes as peroxynitrite formation, decompensated lipid peroxidation, and reduced activity of cytochrome oxidase. The adverse effects observed in the sperm cells of the rats include increasing overproduction of superoxide anion radical by mitochondrial electron transport chain, the total activity of NO-synthase and lipid peroxidation. It has been shown the administration of melatonin and nuclear factor κB (NFκB) inhibitor JSH-23 in experimental conditions significantly reduces testicular superoxide anion radical generation by mitochondrial respiratory chain, total NOsynthase activity, nitrite ions and peroxynitrite concentration, increases lipid peroxidation, decreases antioxidant capacity and activity of antioxidant enzymes – superoxide dismutase and catalase. The studies carried out suggest that further study of the gonado-protective properties of melatonin and inhibitors of NF-κB activation would be of particular clinical importance as they could reduce the damaging effects produced by ionizing radiation and some other toxic factors on the human body.