КОРРЕКЦИЯ РАССТРОЙСТВ РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ САМЦОВ КРЫС С ПОМОЩЬЮ НАНОЧАСТИЦ ОРТОВАНАДАТА ГАДОЛИНИЯ

Установлено, что самцы крыс, которые в неонатальный период (с 3-х по 22-е сутки жизни) испытывали эмоциональный стресс и получали избыточное количество фитоэстрогенов с молоком матери, в 10-месячном возрасте имеют избыточную массу тела, что обусловлено увеличением массы висцерального жира, изменением белкового обмена и проатерогенными изменениями липидного обмена (повышением уровня общего холестерина и триглицеридов), нарушением про/антиоксидантного баланса. Кроме того, у этих самцов отмечался сниженный уровень тестостерона и имелись нарушения сперматогенеза (меньше общая концентрация сперматозоидов и меньшая концентрация морфологически нормальных гамет), проявляющиеся в образовании дефектных сперматозоидов. Обнаружены также нарушения полового поведения и снижение способности к оплодотворению самок. При наступлении беременности у самок более чем в 2 раза увеличивались общие внутриутробные потери. Вследствие таких изменений показатель репродуктивного потенциала (Фi ) у самцов был снижен вдвое по сравнению с контрольным уровнем.

Исследована эффективность применения наночастиц ортованадата гадолиния, активированных европием (НЧ GdVO4 :Eu3+), в составе гидрозоля или фармакологической композиции (в дозе 0,33 мг/кг массы тела в течение 70 сут) для коррекции расстройств мужской репродуктивной функции. В качестве референтных изучены препараты трибестан в дозе 68 мг/кг и спеман в дозе 168 мг/кг. Положительное влияние НЧ GdVO4 :Eu3+ на репродуктивную функцию самцов крыс с экспериментальной репродуктопатией, проявляющееся в нормализации сперматогенеза, уровня тестостерона, содержания триглицеридов, общего холестерина, аргинина в сыворотке крови, активности аланинаминотрансферазы в печени, фертильности и плодовитости, уменьшении эмбриональной смертности способствовало нормализации расчетного показателя репродуктивного потенциала. Увеличение массы гипофиза и повышение гонадотропной активности гипофизов самцов, получавших НЧ GdVO4 :Eu3+, может указывать на возможное действие НЧ на центральный механизм регуляции репродуктивной функции. Несколько большая биологическая активность НЧ в составе гидрозоля может объясняться введением в состав фармакологической композиции вспомогательных веществ, влияющих на физико-химические свойства НЧ и их биологическую активность.

1. Поворознюк, М. В. Поширеність та основні причини безпліддя у чоловіків / М. В. Поворознюк // Мед. аспекты здоровья мужчины. – 2012. – № 3 (5). – С. 62–73.

2. Causes of male infertility: a 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total sperm counts / M. Punab [et al.] // Human Reproduction. – 2017. – Vol. 32, N 1. – P. 18–31. https://doi.org/10.1093/humrep/dew284

3. Dickerson, S. M. Estrogenic environmental endocrine-disrupting chemical effects on reproductive neuroendocrine function and dysfunction across the life cycle / S. M. Dickerson, A. C. Gore // Rev. Endocrine and Metab. Disorders. – 2007. – Vol. 8, N 2. – P. 143–159. https://doi.org/10.1007/s11154-007-9048-y

4. Gudeloglu, A. Medical management of male infertility in the absence of a specific etiology / A. Gudeloglu, J. V. Brahmbhatt, S. J. Parekattil // Seminars in Reproductive Medicine. – 2014. – Vol. 32, N 4. – P. 313–318. https://doi. org/10.1055/s-0034-1375184

5. Чекман, І. С. Фізіологічні та фармакологічні властивості нанорозмірних структур / І. С. Чекман // Фізіол. журн. − 2015. – Т. 61, № 6. − С. 129–138.

6. Impact of metal nanoparticles on germ cell viability and functionality / U. Taylor [et al.] // Reproduction in Domestic Animals. – 2012. – Vol. 47, N s4. – P. 359–368. https://doi.org/10.1111/j.1439-0531.2012.02099.x

7. Albanese, A. The effect of nanoparticle size, shape, and surface chemistry on biological systems / A. Albanese, P. S. Tang, W. C. W. Chan // Annu. Rev. Biomed. Eng. – 2012. – Vol. 14. – P. 1–16.

8. Gold nanoparticles elevate plasma testosterone levels in male mice without affecting fertility / W.-Q. Li [et al.] // Small. – 2013. – Vol. 9, N 9–10. – P. 1708–1714. https://doi.org/10.1002/smll.201201079

9. Antioxidative effects of cerium dioxide nanoparticles ameliorate age-related male infertility: optimistic results in rats and the review of clinical clues for integrative concept of men health and fertility / N. M. Kobyliak [et al.] // EPMA J. – 2015. – Vol. 6, N 1. – P. 12. https://doi.org/10.1186/s13167-015-0034-2

10. Нанокристаллический диоксид церия повышает функциональную активность репродуктивной системы стареющих самцов крыс / Н. Я. Спивак [и др.] // Наносистемы: физика, химия, математика. – 2013. – Т. 4, № 1. – С. 72–77.

11. Afifi, M. Ameliorative effect of zinc oxide nanoparticles on antioxidants and sperm characteristics in streptozotocininduced diabetic rat testes / M. Afifi, O. A. Almaghrabi, N. M. Kadasa // Biomed Res. Int. – 2015. – Vol. 2015. – Art. 153573. https://doi.org/10.1155/2015/153573

12. Protective effects of nanostructures of hydrated C 60 fullerene on reproductive function in streptozotocin-diabetic male rats / R. Bal [et al.] // Toxicology. – 2011. – Vol. 282, N 3. – P. 69–81. https://doi.org/10.1016/j.tox.2010.12.003

13. The effects of chronic intake of nanoparticles of cerium dioxide or gadolinium ortovanadate into aging male rats / N. A. Karpenko [et al.] // Proceedings of the International conference nanomaterials: applications and properties / Sumy State Univ. – Sumy, 2013. – Vol. 2, N 4. – Р. 04NABM28.

14. Gadolinium-based nanoparticles for theranostic MRI-radiosensitization / F. Lux [et al.] // Nanomedicine. – 2015. – Vol. 10, N 11. – P. 1801–1815. https://doi.org/10.2217/nnm.15.30

15. Multifunctional rare-earth vanadate nanoparticles: luminescent labels, oxidant sensors, and MRI contrast agents / M. Abdesselem [et al.] // ACS Nano. – 2014. – Vol. 8, N 11. – P. 11126–11137. https://doi.org/10.1021/nn504170x

16. Воробьева, Н. М. Ванадий: биологическая роль, токсикология и фармакологическое применение / Н. М. Воробьева, Е. В. Федорова, Н. И. Баранова // Биосфера. – 2013. – Т. 5, № 1. – С. 77–96.

17. Vanadium and its complexes: the renewed interest in its biochemistry / M. T. Pepato [et al.] // Lat. Am. J. Pharm. – 2008. – Vol. 27, N 3. – P. 468–476.

18. Insulin: its role in the central control of reproduction / J. H. Sliwowska [et al.] // Physiol. Behavior. – 2014. – Vol. 133. – P. 197–206. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2014.05.021

19. An essential role for insulin and IGF1 receptors in regulating sertoli cell proliferation, testis size, and FSH action in mice / J.-L. Pitetti [et al.] // Mol. Endocrinol. – 2013. – Vol. 27, N 5. – P. 814–827. https://doi.org/10.1210/me.2012-1258

20. Lampiao, F. Insulin and leptin enhance human sperm motility, acrosome reaction and nitric oxide production / F.Lampiao,S.S.duPlessis//AsianJ.Androl.–2008.–Vol.10,N5.–P.799–807.https://doi.org/10.1111/j.1745-7262.2008.00421.x

21. Wet-chemical synthesis and characterization of luminescent colloidal nanoparticles: ReVO4 :Eu3+(Re=La, Gd, Y) with rod-like and spindle-like shape / V. K. Klochkov [et al.] // Functional Materials. – 2011. – Vol. 18, N 1. – P. 111–115.

22. Лабораторные животные : разведение, содержание, использование в эксперименте / И. П. Западнюк [и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – К. : Вища шк., 1983. – 384 с.

23. Пат. 95758 Україна, МПК А61В5/103. Спосіб моделювання неонатально індукованої гіпофертильності самців / Н. О. Карпенко, Е. Є. Чистякова, Є. М. Коренєва, Н. Ф. Величко (UA) ; заявник і патентовласник ДУ «Ін-т проблем ендокринної патології ім. В. Я. Данилевського НАМН України» (UA). – № u 2014 06302; заявл. 06.06.14 ; опубл. 12.01.15, Бюл. № 1. – 4 с.

24. Доклінічні дослідження лікарських засобів : методичні рекомендації / ред. О. В. Стефанов. – К. : Авіцена, 2001. – 527 с.

25. Інтегральна оцінка репродуктивної функції самців лабораторних тварин / Н. О. Карпенко [та інш.] // Укр. біофарм. журн. – 2011. – Т. 13, № 2. – С. 64–68.

26. Алейникова, Т. Л. Руководство к практическим занятиям по биохимии / Т. Л. Алейникова, Г. В. Рубцова, Н. А. Павлова. – М. : Медицина, 2000. – 126 с.

27. Резников, А. Г. Методы определения гормонов : справ. пособие / А. Г. Резников. – К. : Наук. думка, 1980. – 400 с.

28. Гладкова, А. И. Андрологические проявления стресса / А. И. Гладкова. – Харьков : С. А. М, 2013. – 268 с.

29. The relative roles of follicle-stimulating hormone and luteinizing hormone in maintaining spermatogonial maturation and spermiation in normal men / K. L. Matthiesson [et al.] // J. Clin. Endocrinol. Metab. – 2006. – Vol. 91, N 10. – P. 3962– 3969. https://doi.org/10.1210/jc.2006-1145

30. Exposure to genistein during gestation and lactation demasculinizes the reproductive system in rats / A. B. Wisniewski [et al.] // J. Urology. – 2003. – Vol. 169, N 4. – P. 1582–1586. https://doi.org/10.1097/01.ju.0000046780.23389.e0

31. Henry, L. A. Effects of neonatal resveratrol exposure on adult male and female reproductive physiology and behavior / L. A. Henry, D. M. Witt // Developmental Neuroscience. – 2006. – Vol. 28, N 3. – P. 186–195. https://doi.org/10.1159/000091916

32. Raineki, C. Neonatal handling: an overview of the positive and negative effects / C. Raineki, A. B. Lucion, J. Weinberg // Developmental Psychobiology. – 2014. – Vol. 56, N 8. – P. 1613–1625. https://doi.org/10.1002/dev.21241

33. Stress and the reproductive axis / D. Toufexis [et al.] // J. Neuroendocrinology. – 2014. – Vol. 26, N 9. – P. 573–586. https://doi.org/10.1111/jne.12179

34. Новикова, Е. Г. Ассоциация эректильной дисфункции с гипогонадизмом и метаболическим синдромом у мужчин разных возрастных групп / Е. Г. Новикова, Ю. В. Лутов, В. Г. Селятицкая // Успехи геронтологии. – 2012. – Т. 25, № 4. – С. 685–690.

35. Endocrine disrupting chemicals and disease susceptibility / T. T. Schug [et al.] // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. – 2011. – Vol. 127, N 3–5. – P. 204–215. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2011.08.007

36. Newbold, R. R. Developmental exposure to endocrine-disrupting chemicals programs for reproductive tract alterations and obesity later in life / R. R. Newbold // Am. J. Clin. Nutrition. – 2011. – Vol. 94, N 6, suppl. – P. 1939S–1942S. https://doi.org/10.3945/ajcn.110.001057

37. Overweight and metabolic and hormonal parameter disruption are induced in adult male mice by manipulations during lactation period / A. Loizzo [et al.] // Pediatr. Res. – 2006. – Vol. 59, N 1. – P. 111–115. https://doi.org/10.1203/01. pdr.0000190575.12965.ce

38. Vaiserman, A. Early-life exposure to endocrine disrupting chemicals and later-life health outcomes: an epigenetic bridge? / A. Vaiserman // Aging and Disease. – 2014. – Vol. 5, N 6. – P. 419–429. https://doi.org/10.14336/ad.2014.0500419

39. Metabolic effects of vanadyl sulfate in humans with non-insulin-dependent diabetes mellitus: in vivo and in vitro studies / A. B. Goldfine [et al.] // Metabolism. – 2000. – Vol. 49, N 3. – P. 400–410. https://doi.org/10.1016/s0026-0495(00)90418-9

40. Alternative therapies for diabetes and its cardiac complications: role of vanadium / T. A. Clark [et al.] // Heart Failure Rev. – 2014. – Vol. 19, N 1. – P. 123–132. https://doi.org/10.1007/s10741-013-9380-0

41. GdCl3 reduces hyperglycaemia through Akt/FoxO1-induced suppression of hepatic gluconeogenesis in type 2 diabetic mice / Q. Wang [et al.] // Clin. Sci. – 2014. – Vol. 127, N 2. – P. 91–100. https://doi.org/10.1042/cs20130670

42. , Alkaladi, A. Antidiabetic activity of zinc oxide and silver nanoparticles on streptozotocin-induced diabetic rats / A. Alkaladi, A. M. Abdelazim, M. Afifi // Int. J. Mol. Sci. – 2014. – Vol. 15, N 2. – P. 2015–2023. https://doi.org/10.3390/ ijms15022015

43. Cui, W. Vanadium toxicity in the thymic development / W. Cui, H. Guo, H. Cui // Oncotarget. – 2015. – Vol. 6, N 30. – P. 28661–28677. https://doi.org/10.18632/oncotarget.5798

44. Insulin-dependent diabetes affects testicular function by FSH-and LH-linked mechanisms / J. Ballester [et al.] // J. Androl. – 2004. – Vol. 25, N 5. – P. 706–719. https://doi.org/10.1002/j.1939-4640.2004.tb02845.x