Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

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 изучении 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

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

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.