Гормоноподобные ксенобиотики и репродуктивная система

Что касается конкретных механизмов влияния диоксинов, ДПС и других СОЗ на сперматозоид, то это тема еще ждет своего исследователя. Главная и единственная функция сперматозоида, который является (подобно вирусу) своеобразным мобильным генетическим элементом, заключается в переносе наследственного материала в яйцеклетку. В ходе гаметогенеза происходит конденсация хроматина, и формируются специальные системы сперматозоидов (легко повреждаемые!) - аппарат движения, аппарат проникновения в яйцеклетку и система энергообеспечения. Молекулярную основу конденсации хроматина составляют процессы замещения гистонов протаминами и обогащения последних аргинином и цистеином, в результате чего усиливается их связь с ДНК и увеличивается количество дисульфидных связей [13]. Ригидность хроматина спермиев защищает генетический материал при прохождении через очень плотную блестящую оболочку яйцеклетки.

Плотность укладки хроматина и иные параметры ДНК сперматозоидов рассматриваются в настоящее время в качестве ведущего фактора фертильности, ибо совершенствование методик экстракорпорального оплодотворения сняло многие другие проблемы патологии гамет. Степень упаковки ДНК как ключевого параметра оплодотворяющей способности может быть оценена с помощью лазерной проточной цитофлуориметрии. У мужчин с доказанной фертильностью наблюдается узкий симметричный пик гаплоидных клеток с высоко конденсированным хроматином (нормальные сперматозоиды) без каких-либо субпопуляций. У мужчин с бесплодием обнаруживаются паразитные пики клеток с низко конденсированным хроматином и другие аномалии [14]. Очевидно, инфертильность может быть связана с большей повреждаемостью деконденсированного хроматина и возникновением мутаций генов, контролирующих отдельные этапы сперматогенеза, проявляясь в широком диапазоне от легкого снижения сперматогенной активности до полного опустошения семенных канальцев (синдром «только клетки Сертоли»).

В этой связи примечательно, что локус AZF (Azoospermia Factor, фактор азооспермии), микроделеции которого обнаруживаются в 25 % случаев азоо- и олигозооспермии, расположен на весьма нестабильной, несущей высоко полиморфную ДНК и имеющей склонность к потере генетического материала Y-хромосоме [15]. Y-хромосома - наименьшая из хромосом человека, включает всего около 2-3 % ДНК гаплоидного генома, основная часть ее представлена гетерохроматином, и она содержит не более 100 функциональных генов. Большинство микроделеций AZF-локуса представляют собой мутации de novo, которые возникают преимущественно при делении гоноцитов и сперматогониев в митозе и при I и II делениях созревания в мейозе [16].

К сожалению, механизмы возникновения микроделеций AZF-региона неизвестны, а возможность химического мутагенеза даже не обсуждается. Однако, учитывая высокую биологическую активность диоксинов/ДПС и причастность системы AhR, отвечающей за рецепцию ароматических углеводородов, к обеспечению физиологического уровня репродуктивных процессов [17], мы вправе предположить, что соединения этого класса прямо или опосредованно, как гормоноподобные поллютанты, вовлекаются в цепочку событий в репродуктивных органах и/или гаметах, итогом которых может явиться Y-хромосомная патология. Мы не располагаем доказательствами этой гипотезы. Вместе с тем на основании изучения некоторых характеристик спермы жителей промышленных городов нами была произведена приблизительная оценка содержания диоксинов в пересчете на одну клетку. Полученные значения находились в интервале от 25 до 75 молекул диоксинов на один сперматозоид. (Хорошо известно, что для запуска гормонзависимых каскадных процессов в клетке достаточно нескольких молекул лиганда). Была дана также оценка нагрузки при кормлении грудным молоком, исходя из имеющихся в литературе сведений, путем расчета содержания диоксинов на одну клетку организма грудного ребенка. Здесь ситуация оказалась несколько иной: за сутки ребенок может получить не более 1 молекулы диоксинов на 70-100 клеток. Несмотря на всю умозрительность и известную метафизичность подобного подхода, приведенные цифры демонстрируют реальность угрозы, которую несут с собой диоксины и другие СОЗ, которые мы не учитывали.

Несмотря на обилие информации о гонадотропных эффектах СОЗ и экспоненциальный рост знаний в области сперматогенеза, число вопросов не уменьшается, а растет. До сих пор не получены реальные подтверждения «экологической» концепции происхождения постепенного угасания сперматогенной функции млекопитающих. Очевидно одно: необходимы дальнейшие исследования в этой области с привлечением всего арсенала средств молекулярной биологии и функциональной геномики, и лишь на этом пути возможен дальнейший прогресс репродуктивной токсикологии.

Размещено на Allbest.ru