ВЛИЯНИЕ ПРЕНАТАЛЬНОГО СТРЕССА НА РЕПРОДУКТИВНЫЕ ФУНКЦИИ САМЦОВ КРЫС
PDF

Ключевые слова

пренатальный стресс
семенник
сперматогенез
клетки Лейдига
глюкокортикоидные рецепторы
крыса

Как цитировать

Пивина, С. Г., Ракицкая, В. В., Акулова, В. К., Холова, Г. И., Шигалугова, Е. Д., & Ордян, Н. Э. (2021). ВЛИЯНИЕ ПРЕНАТАЛЬНОГО СТРЕССА НА РЕПРОДУКТИВНЫЕ ФУНКЦИИ САМЦОВ КРЫС. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 107(10), 1310–1320. https://doi.org/10.31857/S0869813921100095

Аннотация

Глюкокортикоидные гормоны угнетают продукцию тестостерона клетками Лейдига, взаимодействуя с глюкокортикоидными рецепторами, локализованными в этих стероид-продуцирующих клетках. У взрослых пренатально стрессированных самцов наряду с повышенным уровнем кортикостерона в крови наблюдается и повышение уровня тестостерона, что может быть обусловлено снижением количества глюкокортикоидных рецепторов в клетках Лейдига. На проверку этой гипотезы направлено данное исследование. Уровень глюкокортикоидных рецепторов в клетках Лейдига определяли с использованием количественной иммуногистохимии. Кроме того, мы исследовали показатели сперматогенеза и качества спермы, а также репродуктивный потенциал, который анализировали по способности самцов оплодотворять самку и производить потомство. Исследования показали снижение числа сперматогенных клеток в спрематогенном эпителии семенных канальцев пренатально стрессированных самцов, несмотря на повышенный уровень тестостерона в крови. Морфометрические показатели семенных канальцев, такие как толщина и площадь сперматогенного эпителия у пренатально стрессированных самцов были увеличены, так же, как и количество клеток Сертоли и их площадь. Мы обнаружили статистически значимое увеличение числа аномальных и неподвижных сперматозоидов, выделенных из эпидидимиса пренатально стрессированных самцов. Количество клеток Лейдига в интерстициальной ткани семенников у этих самцов было снижено, но площадь их увеличена по сравнению с контрольными самцами. Уровень глюкокортикоидных рецепторов в клетках Лейдига пренатально стрессированных самцов был снижен. Тем не менее, выявленные изменения не повлияли на способность пренатально стрессированных самцов к оплодотворению самок и производству потомства. Сделано заключение, что увеличенный уровень тестостерона в крови пренатально стрессированных самцов на фоне повышения уровня глюкокортикоидных гормонов обусловлен снижением чувствительности клеток Лейдига к глюкокортикоидам.

https://doi.org/10.31857/S0869813921100095
PDF

Литература

Ward IL, Ward OB, Winn RJ, Bielawski (1994) Male and female sexual behavior potential of male rats prenatally exposed to the influence of alcohol, stress, or both factors. Behav Neurosci 108:1188–1195. https://doi.org/10.1037//0735-7044.108.6.1188

Ordyan N., Pivina SG (2005) Effects of prenatal stress on the activity of an enzyme involved in neurosteroid synthesis during the "critical period" of sexual differentiation of the brain in male rats. Neurosci Behav Physiol.35: 931–935.

Ward IL, Ward OB, Affuso JD, Long III WD, French JA, Hendrick SE (2003) Fetal testosterone surge: specific modulations induced in male rats by maternal stress and/or alcohol consumption. Horm Behav 43:531–539. https://doi.org/10.1016/s0018-506x(03)00061-8

Weisz J, Brown BL, Ward IL (1982) Maternal stress decreases steroid aromatase activity in brains of male and female rat fetuses. Neuroendocrinology 35:374–379. https://doi.org/10.1159/000123410

Tobet S, Knoll JG, Hartshorn C, Aurand E, Stratton M, Kumar P, Searcy B, McClellan K (2009) Brain sex differences and hormone influences: a moving experience? J Nuroendocrinol 21:387–392. https://doi.org/10.1111/j.1365-2826.2009.01834.x

Ward IL, Bennett AL, Ward OB, Shelton E, Hendricks SE, French JA (1999) Androgen threshold to activate copulation differs in male rats prenatally exposed to alcohol, stress, or both factors. Hormon Behav 36:129–140. http://doi.org/10.1006/hbeh.1999.1534

Page KC, Sottas CM, Hardy MP (2001) Prenatal exposure to dexamethasone alters Leydig cell steroidogenic capacity in immature and adult rats. J Andrology 22:973–980. http://doi.org/10.1002/j.1939-4640.2001.tb03438.x

Hu G.-X, Lian Q.-Q , Lin H, Latif SA, Morris DJ, Hardy MP, Gea R-S (2008) Rapid mechanisms of glucocorticoid signaling in the Leydig cell. Steroids. 73:1018–1024. http://doi.org/10.1016/j.steroids.2007.12.020

Whirledge S, Cidlowski JA (2017) Glucocorticoids and Reproduction: Traffic Control on the Road to Reproduction. Trends Endocrinol Metab 28:399–415. http://doi.org/10.1016/j.tem.2017.02.005

Smith LB, Walker WH (2014) The regulation of spermatogenesis by androgens. Semin Cell Dev Biol 30:2–13. http://doi.org/10.1016/0018-506x(92)90005-g

Hazra R, Upton D, Jimenez M, Desai R, Handelsman DJ, Allan CM (2014) In vivo actions of the Sertoli cell glucocorticoid receptor. Endocrinology 155:1120–1130. http://doi.org/10.1210/en.2013-1940

Ward IL (1972) Prenatal stress feminizes and demasculinizes the behavior of males. Science 175:82–84. http://doi.org/10.1126/science.175.4017.82

Griswold MD (2018) 50 years of spermatogenesis: Sertoli cells and their interactions with germ cells. Biol Reprod 99:87–100. http://doi.org/10.1093/biolre/ioy027

Michaelis M, Sobczak A, Ludwig C, Marvanová H, Langhammer M, Schön J, Weitze J (2020) Altered testicular cell type composition in males of two outbred mouse lines selected for high fertility. Andrology 8:1419–1427. http://doi.org/10.1111/andr.12802

Boos A, Kohtes J, Janssen V, Mülling C, Stelljes A, Zerbe H, Hässig M, Thole HH (2006) Pregnancy effects on distribution of progesterone receptors, oestrogen receptor alpha, glucocorticoid receptors, Ki-67 antigen and apoptosis in the bovine interplacentomal uterine wall and foetal membranes. Anim Reprod Sci 91:55–76. http://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2005.03.012

Zou P, Wang X, Yang W, Liu C, Chen Q, Yang H, Zhou N, Zeng Y, Chen H, Zhang G, Liu J, Cao J, Ao L, Sun L (2019) Mechanisms of stress-induced spermatogenesis impairment in male rats following unpredictable chronic mild stress (uCMS). Int J Mol Sci 20:4470. http://doi.org/10.3390/ijms20184470

Wang Y, Chen F, Ye L, Zirkin B, Chen H (2017) Steroidogenesis in Leydig Cells: Effects of Aging and Environmental Factors. Reproduction 154:R111–R122. http://doi.org/10.1530/REP-17-0064

Wang XJ, Walsh LP, Reinhart AJ, Stocco DM (2000) The role of arachidonic acid in steroidogenesis and steroidogenic acute regulatory (StAR) gene and protein expression. J Biol Chem 275:20204–20209. http://doi.org/10.1074/jbc.M003113200

Yazawa H, Sasagawa I, Nakada T (2000) Apoptosis of testicular germ cells induced by exogenous glucocorticoid in rats. Hum Reprod 15:1917–1920. http://doi.org/10.1093/humrep/15.9.1917

Gao HB, Tong MH, Hu YQ, You HY, Guo QS, Ge RS, Hardy MP (2003) Mechanisms of glucocorticoidinduced Leydig cell apoptosis. Mol Cell Endocrinol 199:153–163. http://doi.org/10.1016/s0303-7207(02)00290-3

Dong Q, Salva A, Sottas CM, Niu E, Holmes M, Hardy MP (2004) Rapid glucocorticoid mediation of suppressed testosterone biosynthesis in male mice subjected to immobilization stress. J Andrology 25:972–981. http://doi.org/10.1002/j.1939-4640.2004.tb03170.x

Ren L, Zhang Y, Xin Y, Chen G, Sun X, Chen Y, He B (2021) Dysfunction in Sertoli cells participates in glucocorticoid induced impairment of spermatogenesis. Mol Reprod Dev 88:405–415. http://doi.org/10.1002/mrd.23515

Crisostomo L, Alves MG, Gorga A, Sousa M, Riera MF, Galardo MN, Meroni SB, Oliveira PF (2018) Molecular mechanisms and signaling pathways involved in the nutritional support of spermatogenesis by Sertoli cells. Methods Molecul Biol 1748:129–155. http://doi.org/10.1007/978-1-4939-7698-0_11