МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРАНУЛЕЗНЫХ КЛЕТОК ЯИЧНИКОВ МЫШЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛИНДАНА
Введение. Анализ материалов, характеризующих среду обитания человека в Приаралье, показал резкое возрастание химического (пестициды, минеральные удобрения, солевые компоненты, тяжелые металлы) загрязнения питьевой воды, атмосферного воздуха, почв, пестицидного загрязнения продуктов питания растительного и животного происхождения, рыбопродуктов.
Цель исследования. Оценка ультраструктурных изменений гранулезных клеток мышей под действием пестицида линдана в условиях in vitro эксперимента.
Методы. Экспериментальная работа проведена в лаборатории Центра микроскопии Департамента жизни, здоровья и наук об окружающей среде университета Л`Акуила, Италия; на 80 мышах-самках контроль (10), контроль с раствором диметилсульфоксид (10), линдан 1 µM (20), линдан 10 µM (20), линдан 100 µM (20). Материалом исследования были гранулезные клетки яичников. После подготовки образцов для трансмиссионной электронной микроскопии, ультратонкие срезы (60-80 нм) получены на ультрамикротоме и контрастированы солями тяжелых металлов: уранилацетатом и цитратом свинца (Sic Рим, Италия).
Результаты. Сравнительный анализ в группах показал зависимость ультраструктурных изменения от применяемой концентрации линдана. Было обнаружено наличие клеток неправильной формы, начальные признаки фрагментации цитоплазмы, которая была заполнена множеством митохондрии и жировыми каплями. В группе с наиболее высокой концентрацией токсиканта появлялись клетки с маргинализацией хроматина, апоптозными телами и остатками единичных органелл.
Выводы: Воздействие линдана in vitro показало дозозависимое токсическое действие на гранулезные клетки; возникшие ультраструктурные изменения гранулезных клеток строго коррелировали от применяемой дозы.
Ару Д. Балмагамбетова ¹, http://org/0000-0003-1151-5651
Гульмира А. Журабекова ¹, http://orcid.org/0000-0002-2166-3095
Гуидо Маккиарелли ², http://orcid.org/0000-0003-1040-5338
Мария Грация Пальмерини ², http://orcid.org/0000-0003-3171-5888
Стефания Анарита Ноттола ³, http://orcid.org/0000-0003-1829-5989
1Западно-Казахстанский Государственный медицинский университет имени Марата Оспанова, Кафедра нормальной и топографической анатомии, Центр микроскопии, Кафедра жизни, здоровья и наук об окружающей среде, г. Актобе, Казахстан;
2 Университет Л´Акуила, Кафедра анатомии, гистологии, судебной медицины и ортопедии, лаборатория электронной микроскопии имени Пьетро М. Мотта, г. Л´Акуила, Италия;
3 Университет Ла-Сапиенза, г. Рим, Италия
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. 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 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 manifestations. Environmental Toxicology and Pharmacology. 2008, 25, pp. 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, pp. 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, pp. 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, pp. 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, pp. 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, pp. 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, pp. 551–557.
31. Usman M. et all. Chemical oxidation of hexachlorocyclohexanes (HCHs) in contaminated soils. Science of the Total Environment. 2014, 476–477, pp. 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, pp. 48 -58.
Библиографическая ссылка
Балмагамбетова А. Д., Журабекова Г.А., Маккиарелли Г., Пальмерини М.Г., Ноттола С.А. Морфологическая характеристика гранулезных клеток яичников мышей при воздействии линдана / / Наука и Здравоохранение. 2016. №2. С. 106-117.
Balmagambetova A.D., Zhurabekova G.A., Macchiarelli G., Palmerini M.G., Nottola S.A. Morphological characteristics of granulosa cells of mice ovarian under lindane exposure. Nauka i Zdravookhranenie [Science & Healthcare]. 2016, 2, pp. 106-117.
Балмағамбетова А.Д., Жорабекова Г.А., Маккиарелли Г., Пальмерини М.Г., Ноттола С.А. Линданның әсерімен тышқандардың аналық бездерінің түйіршікті жасушаларының морфологиялық сипаттамасы / / Ғылым және Денсаулық сақтау. 2016. №2. Б. 106-117.