Параметры спонтанной и индуцированной бензолом клеточной гибели сперматозоидов в условиях in vitro у мужчин — работников предприятия нефтедобычи с нарушением фертильности

Введение. С каждым годом прослеживается неуклонный рост частоты мужского бесплодия как в России, так и в других странах мира при сопутствующей низкой эффективности распознавания причин его идиопатических форм. Объяснением роста бесплодия служат: вредные производственные факторы, в том числе, химические, прогрессивное ухудшение качества городской среды, оказывающей существенное влияние на репродуктивное здоровье урбанизированного населения, повторяющиеся экономические кризисы, негативно влияющие на психику человека, массовое употребление некачественных продуктов и лекарств. Перечисленные факторы, прежде всего, химические производственные, негативно влияют на репродуктивную систему, в том числе, на дифференцировку мужских половых клеток, как причину нарушения фертильности.

Цель исследования — изучение в условиях in vitro спонтанной и индуцированной бензолом особенности апоптоза сперматозоидов мужчин — работников предприятия нефтедобычи с нарушением фертильности.

Материалы и методы. Проведено экспериментальное исследование биологического материала (эякулят) у 50 мужчин с нарушениями репродуктивной функции (26–49 лет), работников предприятия нефтедобычи. Для проведения эксперимента in vitro использовали пробы семенной жидкости. В качестве фактора индукции in vitro использовали раствор бензола в концентрации 0,001 мкг/мл (подобрана экспериментально). Анализируемые пробы были разделены на 2 равные части для исследования спонтанной и индуцированной бензолом экспрессии маркеров апоптоза (CD25⁺, CD95⁺, baх, р53, Аннексин V-FITC и пропидиум йодид (Propidium Iodide), Caspasa-3), которые определялись методом проточной цитометрии.

Результаты. Достоверных отклонений внутриклеточных маркеров апоптоза сперматозоидов (baх, р53, Annexin V-FITC⁺7AAD⁺, Annexin V-FITC⁺7AAD^–, Caspasa-3) обнаружено не было, однако наблюдались различия в экспрессии мембранных протеинов CD95⁺ и CD25⁺ на 20% и 10% по сравнению со спонтанным уровнем, что связано с ускорением событий программированной гибели сперматозоидов (p<0,05).

Заключение. Результаты, полученные в эксперименте in vitro по моделированию программы апоптоза путём индукции гаптеном (бензолом), показали, что нарушения клеточной гибели сперматозоидов связаны со сверхэкспрессией ключевого рецептора запуска апоптоза CD95, а также маркера ранней активации клеток CD25, что отражает модификацию бензолом сценария клеточной гибели по пути её избыточной стимуляции.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дата поступления: 23.03.2022 / Дата принятия к печати: 21.11.2022 / Дата публикации: 23.12.2022

1. Руководство ВОЗ по стандартизованному обследованию и диагностике бесплодных супружеских пар. Пер. с англ. Р.А. Нерсеяна; 1997.

2. Брагина Е.Е., Абдумаликов Р.А. Руководство по сперматологии. М; 2002.

3. Руководство ВОЗ по лабораторному исследованию эякулята человека и взаимодействия сперматозоидов с цервикальной слизью. 4-е издание. МедПресс; 2001.

4. 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. М; 2006.

5. Гимранова Г.Г., Бакиров А.Б., Каримова Л.К. и др. Факторы и показатели профессионального риска при добыче нефти. Вестник РГМУ. 2014; 1: 72-5.

6. Оруджев Р.А., Джафарова Р.Э. Особенности токсического действия углеводородов нефти на организм человека. Вестник ВГМУ. 2017; 4: 8-15.

7. Гимранова Г.Г., Бакиров А.Б., Шайхлисламова Э.Р., Каримова Л.К., Волгарева А.Д., Обухова М.П., Бейгул Н.А. Распространённость основных неинфекционных, производственно-обусловленных заболеваний у работников нефтедобывающей отрасли. Медицина труда и экология человека. 2016; 1 (5): 5-15.

8. Алексеенко В.Д., Симонова Н.Н., Зуева Т.Н. Влияние производственных факторов на состояние здоровья работников нефтедобычи при вахтовой организации труда в Заполярье. Экология человека. 2009; 6: 47-50.

9. Алиев Ф.Г., Мамедов Г.М., Гулиева А.А. Показатели неспецифической иммунологически обусловленной резистентности у лиц, работающих в нефтяной промышленности. Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2009; 14: 107-11.

10. Долгих О.В., Кривцов А.В., Бубнова О.A. Иммуногенетические показатели у работающих в условиях сочетанного воздействия пыли и производственного шума. Российский иммунологический журнал. 2015; 9(2): 551-3.

11. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2018 году: Государственный доклад. - М; Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. 2019; 254.

12. Chen Y., Zhang W., Guo X., Ren J., GaoA. et al. The crosstalk between autophagy and apoptosis was mediated by phosphorylation of Bcl-2 and beclin1 in benzene-induced hematotoxicity. Cell Death. Dis. 2019; 10: 772. https://doi.org/10.1038/s41419-019-2004-4

13. Мойбенко А.А., Досенко В.Е., Нагибин В.С. Ферментативные механизмы апоптоза. Пат. физиол. и экспер. терапия. 2005; 3: 17-26.

14. Плосконос М.В. CD95 как фактор, нарушающий фертильность спермы. Успехи современного естествознания. 2015; 4: 141-3.

15. Bostwick D.G. Urologic Surgical Pathology. 3rd Edition; 2014: 976.

16. Gupta G.S. Proteomics of Spermatogenesis. Springer Science & Business Media. 2006; 855.

17. Lu N.X., Xia Y.K. Lack of association between polymorphisms in p53 gene and spermatogenetic failure in a Chinese population. Andrologia. 2007; 39(6): 223-28. https://doi.org/10.1111/j.1439-0272.2007.00790.x

18. Sjöblom T., Lähdetie J. Expression of p53 in normal and gamma-irradiated rat testis suggests a role for p53 in meiotic recombination and repair. J. Oncogene. 1996; 12(12): 2499-505.

19. Wang G.G., GuoY.S., Zhou T., Shi X.D., Yu J., Yang Y., Wu Y.B., Wang J., Liu M.X., Chen X. et al. In-depth proteomic analysis of the human sperm reveals complex protein compositions. Journal of Proteomics. 2013; 79: 114-22. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2012.12.008

20. Martin R.H., Rademaker A.W., Greene C., et al. A comparison of the frequency of sperm chromosome abnormalities in men with mild, moderate and severe oligospermia. Biol. Reprod. 2003; 69: 535-9. https://doi.org/10.1095/biolreprod.102.015149