Группа 5. С помощью ТЭМ были
подтверждены
результаты
научных
наблюдений: почти все клетки подверглись
апоптозу,
о
чем
свидетельствовало
обнаружение многочисленных фрагментов
цитоплазмы
или
мембраносвязанных
органелл, апоптозных тел, фрагментов ядер
и ядерных мембран (рис 5).
Рисунок
5.
ТЭМ
ультраструктура
гранулезных клеток 100 µM линдан,
клеточная дегенерация разной степени. са:
апоптические тела; N: фрагмент ядра fc;
фрагменты клетки.
Обсуждение результатов исследования
Анализ литературы показал, что длительное
воздействие хлорсодержащих соединений
выявило их кумулятивную способность в
отношении
репродуктивных
органов
экспериментальных животных [20], т.е.
агрессивность токсикантов зависит не только
от дозы, но и строго коррелирует с
кратностью и длительностью воздействия.
Выбор концентраций линдана был определен
по данным литературы, диапазона от 1 до
100 µM линдана, поскольку при дозе близкой
к 100 µM наблюдалась высокая частота
гибели клеток путем апоптоза, о чем
свидетельствуют
различные
in
vitro
исследования [9]. Было также отмечено, что
нормальная in vitro архитектура фолликула
была изменена при дозе линдана 15 ммоль.
Этот эффект был обусловлен отсутствием
развития
нормальных
межклеточных
соединений (щелевых контактов) из-за
отсутствия экспрессии гена коннексина 43 [6].
Изучение воздействия непосредственно на
клетку в условиях in vitro дает более
детальную
морфологическую
картину
понимания
прямого,
однократного
1 µM
3
N
N
m
gl
mv
10µM
4
N
fc
ca
mn
100 µM
5
N
ca
fc
Наука и Здравоохранение, 2, 2016
Оригинальные исследования
113
воздействия соединения. Так по результатам
нашего исследования отмечена прямая
зависимость степени структурных клеточных
изменений от дозы линдана, чем выше
концентрация, тем отчетливее проявляется
деструкция
органелл,
апоптотические
изменения. Исследования, проведенные
C.Campagna, M.Sirard [13] по исследованию
воздействия органохлоридной микстуры
содержащей в своем составе более 10
сложных органических компонентов на
созревание, оплодотворение и развитие
эмбриона показало, что также имеется
строгая
дозозависимость
проявления
клеточных
повреждений.
Так
ими
обнаружено, что в изучаемых группах
качество расширения (распространения на
стекле)
кучевого
облака
клеток
коррелировало от дозы, примененной в
группе [15]. Полученные результаты схожи с
полученными нами результатами, выявлено
линейное возрастание уровня апоптоза
клеток, т.е. чем выше концентрация, тем
выраженные структурные изменения. Однако
преимуществом нашего исследования в
сравнении с полученными результатами
C.Campagna,
M.Sirard
[13]
является
возможность
избирательного
изучения
хлорсодержащего пестицида, что дает
наиболее точную картину токсичности
Линдана в различных концентрациях.
M.Scascitelli,
F.Pacchierotti
[27]
исследовали репродуктивную токсичность
линдана на самках в условиях in vivo, а в
точности токсичность на развивающиеся
ооциты
до
оплодотворения
и
кратковременную эмбриотоксичность на
ранних стадиях деления клеток. Данное
исследование
подтверждает
наши
результаты, при воздействии линдана
возникли необратимые повреждения в виде
лизиса, фрагментации клеточных структур.
Данное исследование наиболее расширило
представление о токсичности пестицида и
представило также дальнейший возможный
механизм
линдан-индуцированного
эмбриотоксического эффекта.
По
данным
ряда
исследований,
токсичность
связана
с
возможными
изменениями
на
уровне
рецепторов
гормонов, в частности, на рецептор эстрогена
[21]. Некоторые исследования показывают,
что токсический эффект, может быть вызван
торможением клеточных стыков [16], и
индукционными
механизмами
запрограммированной клеточной гибели или
апоптоза
[31].
Линдан
и
другие
хлорорганические
соединения
могут
действовать как антагонисты на рецепторы
эстрогена, таким образом, действуя как
эндокринные модуляторы или "эндокринные
разрушители» во время созревания органов
женской репродуктивной системы [19]. Кроме
того, воздействие высоких доз токсического
агента
(40-100
M)
вызывают
проапоптотические факторы, активирующие
запрограммированную гибель гранулезных
клеток [29]. Это подтверждается с данными
нашего исследования, полученными при
высокой концентраций линдана (100 M).
Ультраструктурный анализ показал наличие
явлении апоптоза, а также зависимость
между концентрацией токсичного агента и
гибелью клеток [30].
Заключение
Воздействие линдана in vitro показало
дозозависимое токсическое действие на
гранулезные
клетки.
Возникшие
ультраструктурные изменения гранулезных
клеток
строго
коррелировали
от
применяемой дозы, что привело при низкой
дозе линдана 1 µM к появлению клеток
неправильной
формы,
обнаружению
начальных признаков фрагментации, а при
высокой дозе линдана 100 µM к выраженным
проявлениям апоптоза в клетках. Только
исходя из полученных результатов, на
основании воздействия в моно и малых
концентрациях,
можно
прогнозировать
последствия, которые могут возникнуть при
хроническом
и
«микс»
воздействии
химических
соединений
региона
на
репродуктивную
систему
женщины,
неизбежны
наиболее
выраженные
морфологические
изменения
органов,
приводящие к снижению функциональной
способности.
Исследование проводилось в рамках
программно-целевого НТП «Разработка
новых технологий охраны здоровья детей и
репродуктивного здоровья, фрагмент 1.3
Original article
Science & Healthcare, 2, 2016
114
«Медико-биологический
мониторинг,
профрисков
репродуктивного
здоровья
мужчин и женщин, работающих с вредными
факторами, с последующим расчетом
рисков для репродуктивного здоровья
работников вредных и опасных производств
и здоровья их потомства».
Вклад авторов:
Балмагамбетова А.Д. – подготовка
материалов к публикации, практическое
проведение
всех
этапов
данного
эксперимента;
Журабекова Г.А., Пальмерини Мария
Грация – практическое проведение всех
этапов
данного
эксперимента,
статистическая обработка;
Маккиарелли Гуидо, Ноттола Стефания
Анарита – научное руководство по
написанию статьи.
Литература:
1.
Аладин Н. В., Плотников И. С.
Современная фауна остаточных водоемов,
образовавшихся
на
месте
бывшего
Аральского моря // Труды Зоологического
института РАН. 2008. №1/2. С. 145-154.
2.
Бурнакова
Е.
Приаралье:
экологический
кризис
–
социально-
экономический кризис - миграция - угрозы
политической стабильности? // Вестник
Евразии. 2002. №3. С.150-173.
3.
Калмакова Ж. А. Влияние внешней
среды в зоне экологической катастрофы на
формирование здоровья населения //
Медицина. 2013. №4. С. 65-67.
4.
Семенов О. Е. и соавт. Ветровой
вынос и песчано-солевые выпадения с
осушенной части дна Аральского моря //
Аридные экосистемы. 2006. Том 12. №29.
С.47-58.
5.
Подзноева З. Л. Влияние техногенных
и природных факторов на организм человека
// Экология промышленного производства.
2010. №5. С.31-35.
6.
Ackert C. L., Gittens J. E., O’Brien M. J.,
Eppig J. J., Kidder G. M. Intercellular
communication via connexin 43 gap junctions is
required for ovarian folliculogenesis in the
mouse // Dev Biol . 2001. 233. P. 258-270.
7.
Akhilesh K. C. et all. Engineering
bacteria for bioremediation of persistent
organochlorine pesticide lindane (gamma-
hexachlorocyclohexane)
//
Bioresource
Technology. 2013. 149. P. 439–445.
8.
Alm H., Tiemann U., Torner H. Influence
of organochlorine pesticides on development of
mouse embryos in vitro // Reproductive
Toxicology . 1996. 10. P. 321-326.
9.
Alm H., Torner H., Tiemann U., Kanitz
W. Influence of organochlorine pesticides on
maturation and postfertilization development of
bovine oocytes in vitro // Reproductive
Toxicology. 1998. 12. P. 559-563.
10.
Cecconi S., Rossi G., Coticchio G.,
Macchiarelli G., Borini A., Canipari R. Influence
of thyroid hormone on mouse preantral follicle
development in vitro // Fertil Steril. 2004. 81. P.
919–24.
11.
Cecconi S., Rossi G. Mouse antral
oocytes regulate preantral granulosa cell ability
to stimulate oocyte growth in vitro //
Developmental Biology. 2001. 233. P. 186 –191.
12.
Cecconi S. et al. Akt expression in
mouse oocytes matured in vivo and in vitro //
Reproductive BioMedicine Online. 2010. 20. P.
35–41.
13.
Campagna C., Sirard M. A., Ayotte P.,
Bailey J. L. Impaired maturation, fertilization,
and embryonic development of porcine oocytes
following exposure to an environmentally
relevant organo- chlorine mixture // Biol Reprod.
2001. 65. P. 554–560.
14.
Devendra K. B., Mehajbeen B.
Modulation of tricarboxylic acid cycle
dehydrogenases during hepatocarcinogenesis
induced by hexachlorocyclohexane in mice //
Experimental and Toxicologic Pathology. 2009.
61. P. 325–332.
15.
Foster W., Chan S., Platt L., Hughes C.
Detection of endocrine disrupting chemicals in
samples of second trimester human amniotic
fluid // The Journal of Clinical Endocrinology &
Metabolism. 2000. 85. P. 2954-2955.
16.
Ke F-C., Fang S-H., Lee M-T., Sheu S-
Y., Lai S-Y., Chen Y. J., Huang F-L., Wang P.
S., Stocco D. M., Hwang J-J. Lindane, a gap
junction blocker, suppresses FSH and
transforming
growth
factor
β1-induced
connexin43 gap junction formation and
steroidogenesis in rat granulosa cells // J.
Наука и Здравоохранение, 2, 2016
Оригинальные исследования
115
Endocrinol. 2005. 184. P. 555–566.
17.
Kuni O., Hashizume M., Chiba M.,
Sasaki S., Shimoda T., Caypil W., Dauletbaev
D. Respiratory Symptoms and Pulmonary
Function among School-Age Children in the
Aral Sea Region // Archives of Environmental
Health. November 2003. 11. Vol. 58.
18.
Jensen S., Mazhitova Z., Zetterstrom R.
Environmental pollution and child health in the
Aral Sea region in Kazakhstan // Sci Total
Environ. 1997. 206. P. 187-93.
19.
Li R., Mather J. P. Lindane, an inhibitor
of gap junction formation, abolishes oocyte
directed follicle organizing activity in vitro //
Endocrinology. 1997. 138. P. 4477-4480.
20.
Lindenau A., Fisher B., Seiler P., Beier
H. M. Effects of persistent chlorinated
hydrocarbons on reproductive tissues in female
rabbits // Hum.Reprod. 1994. 9. P. 772-80.
21.
Maranghi F., Rescia M., Macri C., Di
Consiglio E., De Angelis G., Testai E. et al.
Lindane may modulate the female reproductive
development through the interactionwith ER-
beta:aninvivo–invitroapproach // Chem Biol
Interact. 2007. 169. P. 1–14.
22.
Milagrosa O. et all. Lindane toxicity on
early life stages of gilthead seabream (Sparus
aurata) with a note on its histopathological
manifestations // Environmental Toxicology and
Pharmacology. 2008. 25. P. 94–102.
23.
Rasier G. et all. Female sexual
maturation and reproduction after prepubertal
exposure to estrogens and endocrine disrupting
chemicals: A review of rodent and human data //
Molecular and Cellular Endocrinology. 2006.
254–255. P. 187–201.
24.
Rossi G., Buccione R., Baldassarre M.,
Macchiarelli G., Palmerini M. G., Cecconi S.
Mancozeb exposure in vivo impairs mouse
oocyte fertiliz- ability // Reprod Toxicol. 2005.
25.
Padma V. V. et all. Protective effect of
gallic acid against lindane induced toxicity in
experimental rats // Food and Chemical
Toxicology. 2011. 49. P. 991–998.
26.
Report on Carcinogens, Thirteenth
Edition
National
Toxicology
Program,
Department of Health and Human Services For
Table of Contents, see home page:
http://ntp.niehs.nih.gov/go/roc13.
27.
Scascitelli M., Pacchierotti F. Effects of
lindane
on
oocyte
maturation
and
preimplantation embryonic development in the
mouse // Reproductive Toxicology. 2003. 17. P.
299–303.
28.
Stephen A. S. Noise Effects on Health in
the Context of Air Pollution Exposure // Int. J.
Environ. Res. Public Health. 2015. 12. P. 12735-
12760.
29.
Tiemann U., Pohland R. Inhibitory
effects of organochlorine pesticides on
intercellular transfer of Lucifer Yellow in cultured
bovine oviductal cells // Reprod Toxicol. 1999.
13. P. 123–130.
30.
Tiemann U., Pohland R., Kuchenmeister
U., Viergutz T. Influence of organochlorine
pesticides on transmembrane potential,
oxidative activity, and ATP-induced calcium
release in cultured bovine oviductal cells //
Reprod Toxicol. 1998.12. P. 551–557.
31.
Usman M. et all. Chemical oxidation of
hexachlorocyclohexanes
(HCHs)
in
contaminated soils // Science of the Total
Environment. 2014. 476–477. 434–439.
32.
Zucchini N., de Sousa G., Bailly-Maitre
B., Gugenheim J., Bars R., Lemaire G., Rah-
mani R., Regulation of Bcl-2 and Bcl-xL anti-
apoptotic protein expression by nuclear receptor
PXR in primary cultures of human and rat
hepatocytes // Biochim. Biophys. 2005. 1745.
P.48 -58.
References:
1.
Aladin N. V., Plotnikov I. S.
Sovremennaya fauna ostatochnykh vodoemov,
obrazovavshikhsya na meste byvshego
Aral'skogo moray [The modern fauna of residual
waters, formed on the site of the former Aral
Sea]. Trudy Zoologicheskogo instituta RAN
[Proceedings of the Zoological Institute of
Russian Academy of Sciences]. 2008, №1/2, рр.
145-154. [in Russian]
2.
Burnakova E., Priaral'e: ekologicheskiy
krizis - sotsial'no"ekonomicheskiy krizis -
migratsiya - ugrozy politicheskoy stabil'nosti?
[Aral region: the environmental crisis - social
"economic crisis - migration - a threat to political
stability?]. Vestnik Evrazii [Herald of Eurasia].
2002, №3, pp. 150-173. [in Russian]
3.
Kalmakova Zh. A. Vliyanie vneshney
sredy v zone ekologicheskoy katastrofy na
formirovanie zdorov'ya naseleniya [The impact
of the environment in the zone of ecological
Original article
Science & Healthcare, 2, 2016
116
disaster on the formation of health]. Meditsina
[Medicine]. 2013, № 4, pp. 65-67.
4.
Semenov O. E. i soavt. Vetrovoy vynos i
peschano-solevye vypadeniya s osushennoy
chasti dna Aral'skogo moray [Wind deflation and
sand and salt deposition from the drained part of
the Аral sea bottom]. Aridnye ekosistemy [Arid
Ecosystems]. 2006, Tom12, №29, pp. 47-58.[in
Russian]
5.
Podznoeva
Z.
L.
Vliyanie
tekhnogennykh i prirodnykh faktorov na
organizm cheloveka [Influence of anthropogenic
and natural factors on the human body].
Ekologiya
promyshlennogo
proizvodstva
[Ecology of industrial production]. 2010, №5, pp.
31-35.
6.
Ackert C. L., Gittens J. E., O’Brien M. J.,
Eppig J. J. and Kidder G. M. (2001) Intercellular
communication via connexin43 gap junctions is
required for ovarian folliculogenesis in the
mouse. Dev Biol. 2001, 233, pp. 258-270.
7.
Akhilesh K. C. et all. Engineering
bacteria for bioremediation of persistent
organochlorine pesticide lindane (gamma-
hexachlorocyclohexane).
Bioresource
Technology. 2013, 149, pp. 439–445.
8.
Alm H., Tiemann U., Torner H. Influence
of organochlorine pesticides on development of
mouse embryos in vitro. Reproductive
Toxicology. 1996, 10, pp. 321-326.
9.
Alm H., Torner H., Tiemann U., Kanitz
W. Influence of organochlorine pesticides on
maturation and postfertilization development of
bovine oocytes in vitro. Reproductive
Toxicology. 1998, 12, pp. 559-563.
10.
Cecconi S., Rossi G., Coticchio G.,
Macchiarelli G., Borini A., Canipari R. Influence
of thyroid hormone on mouse preantral follicle
development in vitro. Fertil Steril. 2004, 81, pp.
919–24.
11.
Cecconi S., Rossi G. Mouse antral
oocytes regulate preantral granulosa cell ability
to stimulate oocyte growth in vitro.
Developmental Biology. 2001, 233, pp. 186 –
191.
12.
Cecconi S. et al. Akt expression in
mouse oocytes matured in vivo and in vitro.
Reproductive BioMedicine Online. 2010, 20, pp.
35–41.
13.
Campagna C., Sirard M. A., Ayotte P.,
Bailey J. L. Impaired maturation, fertilization,
and embryonic development of porcine oocytes
following exposure to an environmentally
relevant organo- chlorine mixture. Biol Reprod.
2001, 65, pp. 554–560.
14.
Devendra K. B, Mehajbeen B.
Modulation of tricarboxylic acid cycle
dehydrogenases during hepatocarcinogenesis
induced by hexachlorocyclohexane in mice.
Experimental and Toxicologic Pathology. 2009,
61, pp. 325–332.
15.
Foster W., Chan S., Platt L., Hughes C.
Detection of endocrine disrupting chemicals in
samples of second trimester human amniotic
fluid. The Journal of Clinical Endocrinology &
Metabolism. 2000, 85, pp. 2954-2955.
16.
Ke F-C., Fang S-H., Lee M-T., Sheu S-
Y., Lai S-Y., Chen Y. J., Huang F-L., Wang P.
S., Stocco D. M., Hwang J-J. Lindane, a gap
junction blocker, suppresses FSH and
transforming
growth
factor
β1-induced
connexin43 gap junction formation and
steroidogenesis in rat granulosa cells. J.
Endocrinol. 2005, 184, pp. 555–566.
17.
Kuni O., Hashizume M., Chiba M.,
Sasaki S., Shimoda T., Caypil W., Dauletbaev
D. Respiratory Symptoms and Pulmonary
Function among School-Age Children in the Aral
Sea Region. Archives of Environmental Health.
November, 2003, 11, Vol. 58.
18.
Jensen S., Mazhitova Z., Zetterstrom R.
Environmental pollution and child health in the
Aral Sea region in Kazakhstan. Sci Total
Environ. 1997, 206, pp. 187-93.
19.
Li R., Mather J. P. Lindane, an inhibitor
of gap junction formation, abolishes oocyte
directed follicle organizing activity in vitro.
Endocrinology. 1997, 138, pp. 4477-4480.
20.
Lindenau A., Fisher B., Seiler P., Beier
H. M. Effects of persistent chlorinated
hydrocarbons on reproductive tissues in female
rabbits. Hum.Reprod. 1994, 9, pp. 772-80.
21.
Maranghi F., Rescia M., Macri C., Di
Consiglio E., De Angelis G., Testai E., et al.
Lindane may modulate the female reproductive
development through the interactionwith ER-
beta:aninvivo–invitroapproach. Chem. Biol.
Interact. 2007, 169. pp. 1–14.
22.
Milagrosa O. et all. Lindane toxicity on
early life stages of gilthead seabream (Sparus
aurata) with a note on its histopathological
|