X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Основными внешними факторами, влияющими на здоровье человека являются: электромагнитное излучение, использование мобильных телефонов, компьютеров, бытовых приборов, промышленной аппаратуры, высокие и низкие температуры, радиация из различных источников – рентгеновская аппаратура, изотопы, а также загрязнение воздуха, воды, почвы [4]. Это основная и важная причина бесплодных браков, как в нашей стране, так и за рубежом, которая остается одной из важнейших ключевых социальных и медицинских проблем. По данным ВОЗ частота бесплодного брака составляет 10-15% от общего числа супружеских пар и не имеет тенденции к снижению [3].

Действие ионизирующей радиации на живой организм интересовало мировую науку с момента открытия. В 1896 году французский ученый Анри Беккерель, а затем Мария и Пьер Кюри в 1898 году своими исследованиями подготовили почву для совершения важного события в научном мире – открытие в 1895 году рентгеновских лучей; эти лучи были названы так по имени открывшего их немецкого физика Вильгельма Рентгена. Хотя с самого начала исследователи столкнулись с его отрицательными эффектами, ожогом рук помощника Рентгена В. Груббе при работе с рентгеновскими лучами и сильным ожогом кожи от излучения радия французского ученого А. Беккереля, открывшего радиоактивность [1].

Наиболее чувствительными к облучению являются ядро и митохондрии. Повреждения этих структур наступают при малых дозах и проявляются в самые ранние сроки. При этом обнаруживаются изменения физико-химических свойств нуклеопротеидных комплексов, в результате чего происходят количественные и качественные изменения ДНК и разобщается процесс синтеза ДНК - РНК-белок. Эффект воздействия ионизирующего излучения на клетку - результат комплексных взаимосвязанных и взаимообусловленных преобразований [5].

Так же особую значимость имеет и температурный фактор. С влиянием повышенной температуры человек сталкивается как в условиях промышленного производства, при эксплуатации различного рода технических средств и аппаратов, так и при перемене географических широт. Действие термического фактора окружающей среды на организм человека и животных (на терморегуляторную функцию организма, эндокринную, дыхательную и сердечно-сосудистую системы, желудочно-кишечный тракт и водно-солевой обмен, костную ткань) интенсивно исследовалось в 30–70-е гг. прошлого века [2].

Однако состояние репродуктивной системы при тепловом стрессе остается до сих пор малоизученным, хотя сперматогенез достаточно чутко реагирует на неблагоприятные изменения среды и может быть определенным индикатором уровня адаптации к ним организма [9]. Тепловой стресс приводит к значительному торможению процессов сперматогенеза, вероятно, за счет превращения адаптивных эффектов стресс-реакции в по­вреждающие [7]. Повреждение клетки и ее мембраны при действии высокой температуры начинается с 45-46 °С и выше, а при действии низкой температуры, с одной стороны, при достижении температуры биологического нуля блокируются все жизненноважные процессы в клетке, а с другой — возможно замерзание воды в клетке и образование кристаллов, механически повреждающих структуры клетки [6] .

В связи с вышеуказанным особый интерес представляло определение критических минимумов и максимумов ионизирующего и термического изучения, которые приводят к снижению подвижности сперматозоидов.

Материалы и методы

Исследования проводились на базе частной лаборатории «SUMMIT».

Эякулят был получен в соответствии с рекомендациями ВОЗ. После разжижения эякулят исследовали с использованием микроскопа Биомед-1 при увеличении × 160 - 640. Параметры эякулята оценивали по стандартам ВОЗ 4-го издания (8).

Эксперименты проводили в температурном диапазоне от -1 до 55°C. Для определения подвижности сперматозоидов в опытах с влиянием температуры прово­дили при комнатной температуре (20°C) (использовалась электронная водяная баня). При изучении влияния ионизирующего излучения на подвижность сперматозоидов использовали радиоактивное излучение (от 0.8 – 4 ci) (прибор сконструирован на базе лаборатории с Am²⁴¹ излучателями). Определяли изменение подвижности сперматозоидов во временном диапазоне от 2 до 21 мин.

Температурные исследования, включали 2 фазы (время исследования при теплой фазе - 3 минуты, при холодной - 5 минут.)

Было взято 5 фракций спермы 5-ти мужчин, обработаны и выделены живые фазы. Эти фазы разделены на 5 ампул и подвергнуты температурному воздействию, на основе 25 экспериментах было выделено среднее процентное соотношение подвижных и неподвижных клеточных форм.

При изучение влияния радиационного воздействия на сперматозоиды было взято 5 фракций спермы 5 мужчин, эти фракции были обработаны и выделены живые фазы. Фазы разделены на 5 ампул и подвергнуты радиационному воздействию, на основе 25 экспериментах было выделено среднее процентное соотношение подвижных и неподвижных клеточных форм.

Результаты и обсуждения

Таблица 1

Влияние температуры на подвижность сперматозоидов

Высокая температура			Низкая температура
температура	неподвижные %	подвижные %	температура	неподвижные %	подвижные %
55 С0 (180 сек)	100 %	0 %	22 С0 (300 сек)	20 %	80 %
45 С0 (180 сек)	30 %	70 %	13 С0 (300 сек)	45 %	65 %
43 С0 (180 сек)	40%	60 %	3 С0 (300 сек)	60 %	40 %
37 С0 (180 сек)	5 %	95 %	0 С0 (300 сек)	100 %	0 %
36 С0 (180 сек)	10 %	90 %	-1 С0 (300 сек)	100 %	0 %

Эксперименты показали, что тепловое излучение довольно сильно влияет на подвижность сперматозоидов. При стандартных температурах от 36 - 37°C подвижность полностью сохранена, при повышении температуры на 6°C подвижность снижается на 40 %, а при повышении на 18°C наблюдается 100% снижение активности сперматозоидов. Это связано с тем, что механизм губительного действия высоких температур связан с денатурацией клеточных белков. На температуру денатурации белков влияет содержание в них воды (чем меньше воды в белке, тем выше температура денатурации). Молодые клетки, богатые свободной водой, погибают при нагревании быстрее, чем старые, обезвоженные. При критически низких температурах от 13 – 3 °C подвижность снижается на 60 %, при 0 и -1 °C 100 % отсутствие подвижности. В данном случае происходит мелкое кристаллирование воды и разрушение структур клетки.

Также особый интерес представляло влияние радиационного воздействия на сперматозоиды. Данное исследование показало пагубное воздействие радиации на подвижность сперматозоидов. Были взяты дозы излучения от 0,8 до 4 ci, во временном диапозоне от 2 до 21 минуты.

Таблица 2

Влияние ионизирующего излучения (от 0.8 – 4 ci) на подвижность сперматозоидов

№	Время воздействия (секунды)	Время воздействия (минуты)	Средний процент погибших клеток (%)
1	120 секунд	2	60
2	240 секунд	4	71.6
3	480 секунд	8	81.6
4	720 секунд	12	90
5	1260 секунд	21	99

Эксперименты показали, что как доза излучения, так и время этого излучения в равной степени влияют на подвижность и активность сперматозоидов. При малой дозе излучения и малом времени, подвижность сперматозоидов снижена на 60%, тогда как при высоких дозах и более длительном времени воздействия жизнеспособность снижается на 99%. Мы можем это объяснить тем, что радиоактивные частицы разрушают связи химических молекул за счет огромной скорости и энергии. С одной стороны, они оказывают прямое повреждающее действие на нуклеиновые кислоты и белки, вызывая радиолиз воды с образованием активных радикалов, а с другой стороны, активируют перекисное окисление липидов и образование вторичных радиотоксинов, которые нарушают целостность мембран клетки и ее внутриклеточных органелл - эти изменение, как мы предполагаем, могут приводить к образованию мутаций и спонтанным изменения биофизической структуры клетки.

Таким образом, радиация, аномально высокие и низкие температуры - это факторы, к которым на протяжении многих веком наш организм приспосабливается, но модификация современного мира происходит быстрее, чем адаптация организма к этим изменениям (появления новых методов диагностики с использованием радиоактивных материалов, компьютерной техники, устройств быстрого согрева и охлаждения организма и т.п.). Все эти блага приводят к изменениям привычных параметром человеческого организма, что влечет за собой неправильную работу, как всего организма, так и его отдельных частей. Актуальной проблемой современности остается мужское здоровье.

Литература.

Банникова Ю.Ф. Итоги науки и техники. Радиационная биология. Т. 6. 1987; Радиация. Дозы, эффекты, риск / Пер. с англ. М.: Мир, 1988

Брюк К. тепловой баланс и регуляция температуры тела. В кн: физиология человека. Под ред. р. Шмидта, . Том. 3. Москва: Мир; 1996;

Долгов В.В., Луговская С.А., Фанченко Н.Д., Миронова И.И., Назарова Е.К., Ракова Н.Г., Раков С.С., Селиванов Т.О., Щелков А.М. Лабораторная диагностика мужского бесплодия. Кафедра КДЛ Москва, 2006.

Евдокимов В.В., Айбятов Д.Т., Туровецкий В.Б., Андреева Л.А., Мясоедов Н.Ф., Шмальгаузен Е.В., Муранец В.И. Влияние различных факторов на параметры эякулята человека in vitro

Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков И.П. Радиационная Гигиена 2010.

Овсянников В.Г. Общая патологическая физиология. Издание 4-е 2014 год

Потемина Т.Е., Кузнецова С.В., Ляляев В.А. Технологии Современной Медицины 2009; 2: 23-26.

Руководство ВОЗ по лабораторному исследованию эякулята человека и взаимодействия сперматозоидов с цервикальной слизью. 4-е изд. М., 2001. 143 с.

Рыжакова Д.И Влияние внешних факторов на мужскую репродуктивную систему Нижний Новгород: Изд-во НГМА; 2006

Код для цитирования: Скопировать