Состояние сперматогенеза крыс линии Вистар после экспериментального варикоцеле
|
Варикоцеле встречается примерно у 8–31% половозрелых мужчин [17, 26] и является причиной мужского бесплодия: в 30–40% случаев – первичного, в 70–80% – вторичного [16, 19, 22, 25]. Эти данные позволили предположить возможность постепенного ухудшения сперматогенеза у фертильных мужчин, страдающих варикоцеле [34]. В последние годы внимание специалистов обращено на варикоцеле, которое встречается у подростков [2, 11, 12, 23, 33] и необходимость прогнозирования фертильности у них, что не всегда возможно [20, 27, 29]. Прогнозирование затруднено вследствие фрагментарности информации о механизмах нарушения сперматогенеза при варикоцеле у мужчин. Биопсия яичка для этих целей не показана, а традиционный анализ спермы (выполняемый во многих странах с 18-ти лет) позволяет судить только о числе, морфологии и подвижности сперматозоидов.
Известно, что экспериментальная модель варикоцеле на крысах наилучшим образом отражает процессы перераспределения венозной крови и признана соответствующей изменениям, развивающимся при варикоцеле у мужчин. Моделирование варикоцеле позволило бы составить представление о цитогистологических механизмах в яичке, приводящих к снижению числа и подвижности сперматозоидов, а иногда – и к исчезновению их из эякулята. Существует несколько моделей создания экспериментального варикоцеле (ЭВ) у крыс [24, 31]. Однако они не в полной мере отражают сочетание почечно-венозной гипертензии и гипертензии в левой яичковой вене, поскольку у крыс имеются анатомические особенности венозной системы, дренирующей левое яичко, т.е. особенности впадения яичковой вены [1] и числа коллатералей [36]. Причиной возникновения варикоцеле более чем в 70% случаев является венная почечная гипертензия [3, 6], которой сопутствует рено-тестикулярный венозный рефлюкс, а в 10,7% – илеотестикулярный рефлюкс [17], при котором наблюдается лишь венозная гипертензия в левом яичке. С целью анализа цитогистологических нарушений в семенниках половозрелых крыс при моделировании почечно-тестикулярно-венозной гипертензии, с одной стороны, и чистой гипертензии в левом яичке, с другой стороны, и было предпринято настоящее экспериментальное исследование. Материал и методы Эксперименты были проведены на 20 крысах-самцах линии Вистар, массой 160–180 г, содержащихся при 12-часовом световом дне на стандартном рационе c брикетированным кормом, при свободном доступе к воде и пище. Мы модифицировали методику создания ЭВ, предложенную D.Saypol и соавт. [30]. Животные были разделены на 4 группы (по 5 крыс в каждой): 1-я – интактные крысы (контроль); 2-я – ложнооперированные крысы; 3-я – животные с искусственно созданной венозной гипертензией в семенниках; 4-я – крысы с искусственно созданной почечно-тестикулярной гипертензией. Операцию производили под нембуталовым наркозом (40 мг/кг, внутрибрюшинно) в асептических условиях, следующим образом: у крыс 2-й группы выделяли почечную вену медиальнее зоны впадения надпочечниковой вены и яичковую вену ниже пахового канала, но не производили частичной их перевязки. У крыс 3-й группы выделяли и частично перевязывали яичковую вену на катетере №3 по Сh. ниже пахового канала, т.е. создавали искусственную венозную гипертензию в левом яичке. У животных 4-й группы выделяли и частично перевязывали аналогичным способом почечную вену медиальнее зоны впадения надпочечниковой вены и яичковую вену в месте ее выхода из пахового канала, т.е. выше возможных поверхностных коллатералей. В постоперационном периоде крыс содержали в щадящих условиях при постоянном наблюдении, согласно международным нормам гуманного обращения с животными. Через 4 нед после операции под нембуталовым наркозом удаляли семенники, измеряли их и взвешивали. Семенники фиксировали в жидкости Буэна, по традиционной схеме для гонад проводили обезвоживание в спиртах возрастающей концентрации и ксилолах, заливали в парафин. Срезы толщиной 7 мкм окрашивали гематоксилином Эрлиха и эозином, заключали в канадский бальзам. Цитогистологический анализ сперматогенеза проводили по общепринятой методике [9, 18]. На гистологических препаратах семенников подсчитывали 100 строго поперечных срезов извитых семенных канальцев (ИСК), отмечая среди них число ИСК, содержащих 4 стадии развития половых клеток (сперматогонии, сперматоциты, сперматиды и сперматозоиды), 3 стадии (сперматогонии, сперматоциты и сперматиды), 2 стадии (сперматогонии и сперматоциты) и 1 стадию (сперматогонии). Кроме того, из числа 100 подсчитанных ИСК отмечали число канальцев со слущивающимися в их просвет половыми клетками и канальцев, не содержащих половые клетки (запустевающих). Причем если в ИСК отсутствовали и клетки Сертоли, число таких канальцев (среди 100 подсчитанных ИСК) также отмечали. Определяли долю (в %) ИСК каждого из перечисленных типов, а также индекс сперматогенеза – сумму всех подсчитанных в 100 ИСК стадий клеток сперматогенеза, поделенную на 100 (в %) [9, 18]. Статистическую обработку полученных количественных данных проводили с помощью критерия Стьюдента и параметрического критерия Уилькоксона [7]. Результаты исследования Учитывая данные об асимметрии сперматогенеза в противоположных гонадах, мы анализировали разницу по критериям оценки интенсивности сперматогенеза между правым и левым семенниками у каждой крысы в каждой группе. Установлено, что у крыс контрольной (1-й) группы разница по индексу сперматогенеза и остальным критериям между левой и правой гонадой отсутствует (см. таблицу). Сперматогенез у крыс при экспериментальном варикоцеле
Примечание: Статистически значимые ( р меньше 0,05) различия: * – между левыми и правыми семенниками; ** – между 1-й и соответствующей группой; 2-й и 3-й (или 4-й) группами. У крыс 3-й группы – при частичной перевязке левой яичковой вены в левой гонаде по сравнению с правой статистически значимо снижены индекс сперматогенеза, число ИСК с 4 и 3 стадиями сперматогенеза (при большом индивидуальном разбросе в левой гонаде). Еще более значительная разница по этим критериям между левой и правой гонадой выявлена у крыс 4-й группы – с искусственно созданной почечно-тестикулярной гипертензией (также с большим индивидуальным разбросом в левой гонаде по критериям наличия в ИСК половых клеток 4 и 3 стадий развития). Т.е. в опытных группах происходит снижение интенсивности сперматогенеза в левой гонаде по сравнению с правой (см. таблицу). В правой гонаде единственным статистически достоверным различием опытных и контрольной групп являлось число ИСК со слущиванием половых клеток в просвет. Наивысшие цифры наблюдались в 4-й группе, а в 3-й и во 2-й число ИСК со слущиванием превышает цифры в контрольной группе. Исходя из вышесказанного, дальнейшее сравнение состояния сперматогенеза у животных разных экспериментальных групп мы проводили по левым семенникам отдельно (см. таблицу). У интактных крыс (1-я группа) индекс сперматогенеза достигал 3,69%, количество ИСК с 4 стадиями сперматогенеза – 69,4%, с 3 стадиями – 30,6%; отсутствовали ИСК, содержащие только более ранние стадии – сперматогонии и сперматоциты в профазе I мейоза. Количество ИСК со слущиванием равнялось 2,4%, что отражает физиологический уровень процесса гибели и удаления из ИСК дегенерирующих половых клеток на разных этапах их развития (см. таблицу). По сравнению с контрольным уровнем показатели индекса сперматогенеза, числа ИСК с 4 и 3 стадиями у животных 4-й (p=0,045) и 3-й групп снижены (p=0,07, что является на пороге достоверности), тогда как число ИСК со слущиванием половых клеток в просвет, запустеванием, наличием лишь сперматогониев или сперматогониев и сперматоцитов I (т.е. с 1 или 2 стадиями) увеличивается (р=0,02) (см. таблицу). Следует отметить, что внутри каждой опытной группы имела место дисперсия результатов и у нескольких крыс отсутствовали отклонения от контрольной группы по индексу сперматогенеза и числу ИСК, содержащих половые клетки на конечных этапах развития. Обсуждение результатов Сравнительный анализ сперматогенеза крыс различных экспериментальных групп показал, что наибольшее снижение интенсивности сперматогенеза происходит в левой гонаде крыс при почечно-тестикулярной гипертензии. Значительно снижается число ИСК с 4 и 3 стадиями, более чем в 30% ИСК сперматогенез блокируется на стадиях профазы I мейоза (в сперматоцитах I или на этапах спермиогенеза, что приводит к снижению (или исчезновению) зрелых половых клеток. Значительно усиливается процесс слущивания незрелых гамет в просвет ИСК и, по сравнению с контролем, появляются ИСК с отсутствием половых клеток и/или клеток Сертоли. В литературе обсуждаются различные возможные механизмы влияния варикоцеле на повреждение сперматогенного эпителия, функционирование в этих условиях клеток Лейдига и Сертоли и др., приводящие к нарушению генеративной функции яичек и бесплодию. Наш опыт показал, что венозная гипертензия в левом яичке приводит к левостороннему нарушению сперматогенеза, а при ее сочетании с почечно-венозной гипертензией эти нарушения более существенны. Увеличение числа ИСК со слущиванием половых клеток в просвет в обеих гонадах косвенно указывает на поражение клеток Сертоли и особенно межклеточных контактов, без которых не создается микросреда, необходимая для дифференцировки половых клеток. С другой стороны, известно, что количество незрелых половых клеток в эякуляте больных с секреторной формой бесплодия, в том числе при варикоцеле, резко увеличивается [4, 5]. Анализ данных литературы позволил выявить характерную гистологическую картину яичек при варикоцеле, при которой часто наблюдаются дегенерация и вакуолизация апикальной части клеток Сертоли, с межклеточной дезинтеграцией [10, 14, 15, 21]. Увеличение у подопытных животных числа ИСК со слущиванием половых клеток в правой гонаде без каких-либо других гистологических изменений возможно косвенно указывает на первичность поражения клеток Сертоли при варикоцеле и возможно является одним из пусковых факторов нарушения сперматогенеза. Таким образом, сочетание почечно-венозной гипертензии с венозной гипертензией в яичке приводит к более выраженным нарушениям сперматогенеза в левом семеннике, чем при чистой локальной венозной гипертензии. Сперматогенез при левостороннем варикоцеле в левом яичке блокируется на этапе созревания сперматоцитов I или на этапе спермиогенеза. Процесс слущивания незрелых половых клеток в канальцах присутствует в обеих гонадах, больше слева, и не зависит от типа созданной нами венозной гипертензии, и возможно косвенно говорит о поражении клеток Сертоли. Мы полагаем, что увеличение количества незрелых половых клеток в эякуляте больных с варикоцеле может явиться признаком начинающихся нарушений сперматогенеза. К.А. Тирси, Е.Б. Мазо, К.А. Силуянов, Л.Ф. Курило, Л.В. Шилейко, Н.А. Бондаренко, Р.Ш. Билилашвили, А.О. Татаренко Клиника урологии и оперативной нефрологии Российского государственного медицинского университета Минздрава РФ, Медико-генетический научный центр РАМН, НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, Всероссийский кардиологический научный центр РАМН, Москва Литература 1. Артифексов С.Б. Патогенез сосудистых форм мужской инфертильности: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Нижний Новгород 1992. 2. Ерохин А.П. Classification and frequency of varicocele in children. Klin Khir 1979; 6: 45–46. 3. Корякин М.В. Функциональная взаимосвязь надпочечников и яичек при левостороннем варикоцеле в патогенезе нарушений сперматогенеза и лечении бесплодия: Автореф. дис. ... канд. мед .наук. М 1989. 4. Курило Л.Ф., Любашевская И.А., Дубинская В.П., Гаева Т.Н. Кариологический анализ состава незрелых половых клеток эякулята. Урол и нефрол 1993; 2: 45–47. 5. Курило Л.Ф., Дубинская В.П., Остроумова Т.В., Шилейко Л.В., Мхитаров В.А., Литвиненко В.М. Оценка сперматогенеза по незрелым половым клеткам эякулята. Пробл репрод 1995; 1: 3: 33–38. 6. Лопаткин Н.А., Морозов А.В., Житникова Л.Н. Стеноз почечной вены. М 1984; 137–139. 7. Лакин Г.Ф. Биометрия. Глава V, стр.113 и стр.130. Издательство Высшая школа. М 1990; 352. 8. Ухов Ю.И., Астраханцев А.Ф. Морфометрические методы в оценке функционального состояния семенников. Архив анат 1983; 84: 3: 66–72. 9. Юнда И.Ф. Бесплодие в супружестве. Киев 1990; 462. Berger O.G. Varicocele in adolescence. Clin Pediatr (Phila) 1980; 19: 810–811. 10. D'Ottavio G. et al. Il varicocele idiopatico: considerazioni epidemiologiche e pathogenetiche. In: D'Ottavio G, Pozza D, eds. Andrologia Chirugica Rome, Italy: Borla; 1981; 7710. 11. Dubin L., Amelar R.D. Etiology factors in 1294 consecutive cases of male infertily. Fertil Steril 1971; 22: 469–474. 12. Cameron D.F., Snydle F.E., Ross M.H., Drylie D.M. Ultrastructural alterations in the adluminal testicular compartment in men with varicocele. Fertil Steril 1980; 33: 5: 526. 13. Cameron D.F., Snydle F.E. Ultrastructural surface characteristics of seminiferous tubules from men with varicocele. Andrologia 1982; 14: 5: 425. 14. Gorelick J.I., Goldstein M. Loss of fertility in men with varicocele. Fertil Steril 1993; 59: 613–616. 15. Flati G., Flati D., La Pinta M., Porowska B., Talarico C., Carboni M. A simple Ultrasonographic Test for preoperative heamodynamic evaluation of varicocele. International journal of urology and nephrology 1998; 30: 1: 59–67. 16. Fogg L.C., Cowing R.F. The changes in cell morphology and histochemistry of the testis following irradiation and their relation to other induced testicular changes.1.Quantitative random sampling of germinal cells at intervals following direct irradiation. Cancer Res 1951; 11: 1: 23–28. 17. Goldstein M. Varicocelectomy: general considerations-coplications and results. In Goldstein, M. (ed.) Surgery for male infertility. (Philadelphia: W.B. Saunders), 1995. 18. Haans L.C., Laven J.S., Mali W.P., te Velde E.R., Wensing C.J. Testis volumes, semen quality, and hormonal patterns in adolescents with and without a varicocele. Fertil Steril 1991; 56: 4: 731. 19. Hadiselamovic F., Herzog B., Liebungut B. еt al. J Urol (Baltimore) 1989; 142: 2: 2: 583–585. 20. Hargreve T.B. Varicocele – a clinical enigma. Br J Urol 1993; 72: 4: 401. 21. Horner J.S. The varicocele. A survey amongst secondary schoolboys. Medical Officer 1960; 104: 377–381. 22. Hueih-shing Hsu, Luke S. Chang, Ming-Tsun Chen, Yau-Huei Wei. Decreased blood flow and defective energy metabolism in the varicocele-bearing testicles of rats. Eur Urology 1994; 25: 1: 71–75. 23. Marks J.L., McMahon R., Lipshultz L.I. Predictive parameters of successful varicocele repair. J Urol 1986; 136: 609–612. 24. Mc Clure R.D., Khoo D., Jarvi K., Hricak H. Subclinical varicocele: the effectivness of varicocelectomy. Urol 1991; 145: 789–791. 25. Okuyama A., Nakamura M., Namiki M. et al. Surgical repair of varicocele at puberty: preventive treatment for fertility improvement [see comments]. J Urol 1988; 139: 3: 562. 26. Oster J. Varicocele in children and adolescents. An investigation of the evidence among Danish school children. Scand J Urol Nephrol 1971; 5: 27–32. 27. Paduch D.A., Niedzielski J. Repair versus observation in adolescent varicocele: a prospective study. J Urol 1997; 158: 3: Pt 2: 1128. 28. Russel J.K. Varicocele in groups of fertile and subfertile males. Br Med J 1954; 1: 1231. 29. Saypol D.C., Howard S.S., Turner T.T. et al. Influence of surgically induced varicocele on blood flow, temperature, and histology in adult rats and dogs. J Clin Invest 1981; 68: 39–45. 30. Scott L.S. Varicocele ligation and improved fertility. J Reprod Fertil 1960; 1: 45. 31. Steeno O., Knops J., DeClerck L., Adimoelja A., van de Voorde H. Prevention of fertility disorders by detection and treatment of varicocele at school and college age. Andrologia 1976; 8: 47–53. 32. Stewart W., McCallum, Sarah K. Giraldi, Marc Goldstein. Varicocele. Atlas of Clinical Urology: 1999; 1,11.1–11.10. 33. Tulloch W.S. Varicocele in subfertility:results of treatment. Br Med J 1955; 2: 356. 34. Turner T.T. The venous anatomy of experimental left varicocele: comparison with naturally occuring left varicocele in the human. Fertil Steril 1994; 62: 4: 869–875. 35. Young D.H. Influence of varicocele on spermatogenesis. Br J Urol 1956; 28: 426 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||