THE EFFECT PECULIARITIES OF SINGLE DOSE LOCAL GAMMAIRRADIATION OF RATS ON THEIR REPRODUCTIVE SYSTEM AND SPERMATOGENESIS

Автор(и)

  • L. Grubska Національний університет біоресурсів та природокористування України
  • I. Gudkov Національний університет біоресурсів та природокористування України
  • A. Klepko Національний університет біоресурсів та природокористування України
  • O. Trofimenko ДУ «Національний науковий центр радіаційної медицини НАМН України»

Анотація

Male reproductive system and germinal cells are very sensitive to different xenobiotics, especially to ionizing radiation, which is known to damage biological membranes, elements of cytoskeleton and DNA, whereby showing up in chromosomal and genic mutations on genome level. The impact of local gamma-irradiation by the dose 2,0Gy and 5,0Gy, respectively, of the lower quarter of animal body on further rat development, sexual organs and accessory glands growth, normal and abnormal sperm production was to be studied. Laboratory white rats in the age of 10 months were irradiated by gamma rays of 60Co by two separate doses 2,0 and 5,0Gy, respectively. Epididymal spermquantity, motility and viability wasanalyzed. Statistical analysis was carried out by «ANOVA» and unpaired Student’s test with Bonferoni amendment.

The gamma-irradiation was shown to have no influence on animal growth. Meanwhile the two radiation doses induced the suppression of testicular and ventral prostate development in the first 4-6 months after irradiation, whereas the epididymices were negatively affected only by 5,0Gy. The dose of 2,0Gy exerted the hormesis effect on the epididymices weight. The radiation suppressive action on sexual organs and accessory glands was characterized by its temporary manifestation. Thereafter testicular parenchyma and spermatogenesis started to resume accompanying by an elevation in the amount of viable and morphologically normal spermatozoa. In view of this, in the late post-radiation period the weight of testicles and ventral prostate tended to attain control values.

The experiments performed have not established any differences in the body weight means between control and gamma-irradiated rats over 1 year period. The mean weight of testicles after irradiation by 2,0 and 5,0Gy primarily decreased and then gradually restored up to control level. The hormesis effect of radiation on epididymal weight dealt with the acceleration of sperm production through mobilization of stem spermatogonia inert pool and its rapid proliferation. Despite spermatozoid overproduction at 2,0Gy the quantity of viable and morphologically normal spermatozoa in this case abated and was lower than in control.

Біографії авторів

  • автор L. Grubska, афіліація Національний університет біоресурсів та природокористування України
    кандидат біологічних наук, докторант
  • автор I. Gudkov, афіліація Національний університет біоресурсів та природокористування України
    доктор біологічних наук, професор, завідувач кафедри радіобіології та радіоекології
  • автор A. Klepko, афіліація Національний університет біоресурсів та природокористування України
    кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, докторант
  • автор O. Trofimenko, афіліація ДУ «Національний науковий центр радіаційної медицини НАМН України»
    аспірант

Посилання

Kovalenko, O. M., Kopylova, O. V., Afanasiev, D. Ye. (2011) Tyreoidna ta reproduktyvna systemy v ditei, oprominenykh vnaslidok avarii na Chornobylskii AES, ta nashchadkiv postrazhdalykh batkiv [Thyroid and reproduction system in children irradiated after accident on Chornobyl AES and offspring of suffered parents] za red. A. M. Serdiuk, V. H. Bebeshko, D. A. Bazyky. Medychni naslidky Chornobylskoi katastrofy: 1986-2011. Ternopil: TDMU, 3.9, 797–824. (in Ukrainian).

Derevianko, L. P., Talko, V. V., Atamaniuk, N. P., Chernenko, O. H., Yanina, A. M., Didenko, N. V., Rodionova, N. K. (2011) Vplyv ionizuiuchoho vyprominennia na morfofunktsionalnyi stan hipofizarno-honadnoi systemy samok shchuriv [Impact of ionizing radiation on morphofunctional state of pituitary gonad system in rat female]. Problemy radiatsiinoi medytsyny ta radiobiolohii, 16, 277–284. (in Ukrainian).

Garcia, C. R. Sammel, M. D., Coutifaris, Ch., Guzick, D. S., Barnhart, K. T. (2005) Occupational exposures and male infertility. American Journal of Epidemiology, 162 (8), 729–733. doi:10.1093/aje/kwi269

Gandini, L. Sgrò, P., Lombardo, F., Paoli, D., Culasso, F., Toselli, L., Tsamatropoulos, P., Lenzi, A. (2006) Effect of chemo- or radiotherapy on sperm parameters of testicular cancer patients. Human Reproduction, 21 (11), 2882–2889. doi: 10.1093/humrep/del167

Pomerantseva, M. D. Ramaiya, L. K., Chekhovich, A. V. (1997) Genetic disorders in house mouse germ cells after the Chernobyl catastrophe. Mutation Research, 381, 97–103. doi: 10.1016/S0027-5107(97)00155-3

Kondratenko, V. G., Ganzenko, L. F. (1975) Deystvie malyih doz radiatsii na spermatogenez [The action of radiation low doses on spermatogenesis]. Radiobiologiya, 15 (6), 861–865. (in Russian).

Fedorova, N. L. (1976) Ocenka funkcional’noj aktivnosti semennikov sobak pri hronicheskom γ-obluchenii v techenii shesti let [Estimation of dog testis functional activity at chronic γ-irradiation during six years]. Radiobiologiya, 16 (5), 727–731. (in Russian).

Ahmadi, A., Ng, S.-Ch. (1997) Fertilization and development of mouse oocytes injected with membrane-damaged spermatozoa. Human Reproduction, 12 (12), 2797–2801. doi:10.1.1.539.7141

Ahmadi, A., Ng, S.-Ch. (1999) Developmental capacity of damage spermatozoa. Human Reproduction, 14 (9), 2279–2285. doi: 10.1093/humrep/14.9.2279

Ahmadi, A., Ng, S.-Ch. (1999) Fertilizing ability of DNA-damage spermatozoa. Journal Experimental Zoology, 284, 696–704. doi: 10.1002/(SICI)1097-010X(19991101)284:6

Makinta, M. J., Brinders, J. M., Smith, K.M. (2005) Radiation exposure exerts its adverse effects on sperm maturation through estrogen-induced hypothalamohypophyseal axis inhibition in rats. African Zoology, 40 (2), 243–251. doi: 10.1080/15627020.2005.11407323

Georgieva, S. (2006) Effect of external gamma irradiation on rabbit spermatogenesis. Trakia Journal Science, 4 (1), 22–26. doi: 10.1016/j.aquatox.2015.10.005

Nuzhdin, N. I., Nizhnik, G. V. (1971) Sravnenie ehffektivnosti odnokratnogo i frakcionirovannogo oblucheniya spermatozoidov na prenatal’nuyu gibel’ krolikov [Compare of effectiveness of spermatozoa acute and fractioned irradiation on the rabbit prenatal death]. Doklady AN SSSR, 198 (5), 1211–1213. (in Russian).

Rowley, M. J., Leach, D. R., Warner, G. A., Heller, C. G. (1974) Effect of graded doses of ionizing radiation on the human testis. Radiation Research, 59, 665–678. doi: 10.2307/3574084

World Health Organization. (2010) WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. Geneva: World Health Organization Press, 286.

Blazak, W. F., Treinen, K. A., Juniewicz, P. E. (1993) Application of testicular sperm head counts in the assessment of male reproductive toxicity. Eds. Chapin R. E., Heindel J. J. Methods in Toxicology. San Diego: Academic Press, 3 (A) Male Reproductive Toxicology, 86–94. doi: 10.1016/B978-0-12-461207-5.50009-2

Bland, M. (2007) An introduction to medical statistics. 3rd ed. Oxford: Oxford Univ. Press, 405.

Завантаження

Опубліковано

2018-02-20

Номер

№ 270 (2017)

Розділ

Статті

Ліцензія

Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).