RU2611936C1 - Method for simulation of hypogonadism caused by metabolic disorders - Google Patents
Method for simulation of hypogonadism caused by metabolic disorders Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611936C1 RU2611936C1 RU2016105189A RU2016105189A RU2611936C1 RU 2611936 C1 RU2611936 C1 RU 2611936C1 RU 2016105189 A RU2016105189 A RU 2016105189A RU 2016105189 A RU2016105189 A RU 2016105189A RU 2611936 C1 RU2611936 C1 RU 2611936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- day
- metabolic disorders
- hypogonadism
- disorders
- animals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экспериментальной биологии и медицины и касается моделирования гипогонадизма для изучения лекарственных средств для коррекции нарушений в мужской половой системе, развивающихся при диабетоподобных метаболических нарушениях.The invention relates to the field of experimental biology and medicine, and concerns the modeling of hypogonadism for the study of drugs for the correction of disorders in the male reproductive system, developing with diabetes-like metabolic disorders.
Под термином мужской гипогонадизм понимается функциональная неполноценность мужских половых желез. При первичном гипогонадизме поражается непосредственно тестикулярная ткань, при вторичном гипогонадизме наблюдается гипофункция половых желез, возникающая вследствие поражения гипоталамо-гипофизарной системы (снижается гонадотропная функция гипофиза) [Роживанов Р.В., 2015]. Клинические проявления гипогонадизма слабо выражены, и поэтому мужской гипогонадизм считается плохо диагностируемым заболеванием [Дедов И.И., 2007].The term male hypogonadism refers to the functional inferiority of the male sex glands. In primary hypogonadism, the testicular tissue is directly affected; in secondary hypogonadism, hypofunction of the gonads occurs due to damage to the hypothalamic-pituitary system (the gonadotropic function of the pituitary gland decreases) [Rozhivanov R.V., 2015]. Clinical manifestations of hypogonadism are poorly expressed, and therefore male hypogonadism is considered a poorly diagnosed disease [Dedov II, 2007].
Существует взаимосвязь метаболических нарушений и гипогонадизма [Paoletti R., 2006]. Нарушения углеводного и жирового обмена приводят к развитию гипогонадизма, распространенность которого достигает 75% [Роживанов Р.В., 2015]. В свою очередь гипогонадизм усугубляет метаболические нарушения [Гусакова Д.А., 2008]. Известны данные о связи дефицита тестостерона с развитием висцерального ожирения, инсулинорезистентности, сахарного диабета и метаболического синдрома [Тюзиков И.А., 2013].There is a relationship between metabolic disorders and hypogonadism [Paoletti R., 2006]. Violations of carbohydrate and fat metabolism lead to the development of hypogonadism, the prevalence of which reaches 75% [Rozhivanov R.V., 2015]. In turn, hypogonadism exacerbates metabolic disorders [Gusakova DA, 2008]. There is evidence of a relationship between testosterone deficiency and the development of visceral obesity, insulin resistance, diabetes mellitus and metabolic syndrome [I. Tyuzikov, 2013].
Поскольку центральным звеном заболевания является снижение концентрации тестостерона, лечение базируется на всех возможных способах пополнения дефицита этого гормона [Роживанов Р.В., 2015]. Ввиду заместительного характера лечения оно проводится постоянно. Успешно устраняя некоторые симптомы андрогенодефицита, экзогенный тестостерон подавляет сперматогенез и лишь усугубляет такое значимое проявление гипогонадизма, как мужская инфертильность [Kliesch S., 2010].Since the central element of the disease is a decrease in testosterone concentration, treatment is based on all possible methods of replenishing the deficiency of this hormone [Rozhivanov RV, 2015]. Due to the substitution nature of treatment, it is carried out continuously. Having successfully eliminated some symptoms of androgen deficiency, exogenous testosterone suppresses spermatogenesis and only exacerbates such a significant manifestation of hypogonadism as male infertility [Kliesch S., 2010].
Для разработки способов лечения мужского гипогонадизма, нацеленных на регенерацию семенников и восстановление собственного андрогенпродуцирующего аппарата, необходимо использовать адекватную экспериментальную модель гипогонадизма. Известен способ моделирования гипогонадизма путем фармакологической кастрации, осуществляемой введением фолликулина в дозе 50 ЕД/кг/сут в течение 30 суток [Хотимченко Ю.С., 1996]. Недостатком данного способа моделирования является несоответствие известной модели клиническим проявлениям гипогонадизма, вызванного метаболическими нарушениями.To develop methods for treating male hypogonadism aimed at regenerating the testes and restoring their own androgen-producing apparatus, it is necessary to use an adequate experimental model of hypogonadism. A known method of modeling hypogonadism by pharmacological castration by the administration of folliculin at a dose of 50 U / kg / day for 30 days [Khotimchenko Yu.S., 1996]. The disadvantage of this modeling method is the mismatch of the known model with the clinical manifestations of hypogonadism caused by metabolic disorders.
Адекватного прототипа в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе не обнаружено.An adequate prototype was not found in the analyzed patent and medical literature.
Задачей, решаемой данным изобретением, является создание модели гипогонадизма, в основе которого лежат метаболические нарушения и патоморфологические изменения в поджелудочной железе, приводящие к нарушению сперматогенеза и фертильности.The problem solved by this invention is the creation of a model of hypogonadism, which is based on metabolic disorders and pathomorphological changes in the pancreas, leading to impaired spermatogenesis and fertility.
Поставленная задача решается тем, что моделируют гипогонадизм, вызванный метаболическими нарушениями, характеризующийся тем, что мышам-самцам линии С57В1/6 через сутки после рождения вводят стрептозотоцин однократно, подкожно в дозе 200 мг/кг и переводят животных на рацион, обогащенный тяжелыми насыщенными жирами, с 28-х по 70-е сутки после рождения, до достижения гипергликемии, гиперинсулинемии, нарушений глюкозотолерантности, а также угнетения сперматогенеза и нарушения фертильности.The problem is solved by simulating hypogonadism caused by metabolic disorders, characterized by the fact that male mice of the C57B1 / 6 line are injected streptozotocin once, subcutaneously at a dose of 200 mg / kg one day after birth and animals are transferred to a diet enriched with heavy saturated fats, from the 28th to the 70th day after birth, until hyperglycemia, hyperinsulinemia, impaired glucose tolerance, as well as inhibition of spermatogenesis and impaired fertility are achieved.
Новым в предлагаемом способе является исследование содержания свободного тестостерона в сыворотке крови, общего количества половых клеток и процента подвижных форм половых клеток, приходящихся на эпидидимис, морфологии семенников и фертильности у мышей-самцов линии С57В1/6 в условиях однократного введения стрептозотоцина и длительной диеты с высоким содержанием жира, приводящих к формированию диабетоподобных метаболических нарушений в сыворотке крови (гипергликемия, глюкозотолерантность, гиперинсулинемия) и патоморфологических изменений в поджелудочной железе (деструктивные изменения островковой ткани). Предлагаемый способ моделирования гипогонадизма наиболее полно раскрывает клиническую картину нарушений половой сферы мужчин, страдающих диабетоподобными метаболическими нарушениями.New in the proposed method is the study of the content of free testosterone in blood serum, the total number of germ cells and the percentage of mobile forms of germ cells per epididymis, testicular morphology and fertility in male C57B1 / 6 mice under the conditions of a single injection of streptozotocin and a long diet with a high fat content leading to the formation of diabetes-like metabolic disorders in blood serum (hyperglycemia, glucose tolerance, hyperinsulinemia) and pathomorphological changes neny pancreas (islet tissue destructive changes). The proposed method for modeling hypogonadism most fully reveals the clinical picture of sexual disorders of men suffering from diabetes-like metabolic disorders.
Стрептозотоцин - противоопухолевое средство алкилирующего действия из группы производных нитрозомочевины. Механизм противоопухолевого действия полностью не изучен, но, вероятно, обусловлен образованием метилкарбониевых ионов, которые вызывают алкилирование или связываются с различными внутриклеточными структурами, включая нуклеиновые кислоты. Образует поперечные сшивки между нитями ДНК, что и приводит к ингибированию ее синтеза [Справочник лекарственных средств Vidal, 2014]. Оказывает также гипергликемический эффект, вызывая необратимое повреждение бета-клеток поджелудочной железы [Jinzi Wu, 2015; Huang S.W., 1981].Streptozotocin is an antitumor agent with an alkylating effect from the group of nitrosourea derivatives. The mechanism of antitumor action has not been fully studied, but is probably due to the formation of methylcarbonium ions, which cause alkylation or bind to various intracellular structures, including nucleic acids. Forms cross-linking between DNA strands, which leads to inhibition of its synthesis [Vidal Handbook of Medicines, 2014]. It also has a hyperglycemic effect, causing irreversible damage to the pancreatic beta cells [Jinzi Wu, 2015; Huang S.W., 1981].
Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и неочевидные для специалиста.Distinctive features showed in the inventive combination of new properties that are not explicitly derived from the prior art in this field and are not obvious to a specialist.
Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе.An identical set of features was not found in the analyzed patent and medical literature.
Способ может быть использован для поиска эффективных препаратов для лечения гипогонадизма, вызванного метаболическими нарушениями.The method can be used to search for effective drugs for the treatment of hypogonadism caused by metabolic disorders.
Исходя из вышеизложенного, заявляемое изобретение соответствует критериям патентоспособности изобретения «Новизна», «Изобретательский уровень» и «Промышленная применимость».Based on the foregoing, the claimed invention meets the criteria for patentability of the invention of "Novelty", "Inventive step" and "Industrial applicability".
Предлагаемый способ изучен в экспериментах на 100 мышах-самцах линии C57BL/6. Животные первой категории, конвенциональные линейные мыши, получены из питомника отдела экспериментального биомедицинского моделирования НИИФиРМ им. Е.Д. Гольдберга (сертификат имеется).The proposed method was studied in experiments on 100 male mice of the C57BL / 6 line. Animals of the first category, conventional linear mice, were obtained from the nursery of the experimental biomedical modeling department of the NIIIFiRM im. E.D. Goldberg (certificate available).
Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенных к нему чертежей.The invention will be clear from the following description and the accompanying drawings.
На фиг. 1 изображена поджелудочная железа мышей-самцов линии С57В1/6 при окрашивании ткани гематоксилином и эозином: а - интактный контроль (ув. ×100); б - метаболические нарушения на 49 сутки эксперимента (ув. ×100); в - метаболические нарушения на 70 сутки эксперимента (ув. ×100); г - интактный контроль (ув. ×400); д - метаболические нарушения на 49 сутки эксперимента (ув. ×400); е - метаболические нарушения на 70 сутки эксперимента (ув. ×400).In FIG. 1 shows the pancreas of male mice of the C57B1 / 6 line during staining with hematoxylin and eosin: a - intact control (enlarged × 100); b - metabolic disturbances on the 49th day of the experiment (sw. × 100); c - metabolic disturbances on the 70th day of the experiment (sw. × 100); g - intact control (sw. × 400); d - metabolic disturbances on the 49th day of the experiment (sw. × 400); e - metabolic disturbances on the 70th day of the experiment (sw. × 400).
На фиг. 2 изображен семенник мышей линии С57В1/6 при окрашивании ткани гематоксилином и эозином: а - интактный контроль (ув. ×100); б - метаболические нарушения на 70 сутки эксперимента (ув. ×100); в - интактный контроль (ув. ×400); г - метаболические нарушения на 70 сутки эксперимента (ув. ×400).In FIG. 2 shows the testis of mice of the C57B1 / 6 line when staining the tissue with hematoxylin and eosin: a - intact control (UV × 100); b - metabolic disturbances on the 70th day of the experiment (sw. × 100); in - intact control (UV. × 400); g - metabolic disturbances on the 70th day of the experiment (sw. × 400).
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
У лабораторного животного (мыши-самцы линии С57В1/6) гипогонадизм, вызванный метаболическими нарушениями, моделируют введением стрептозотоцина через сутки после рождения в дозе 200 мг/кг, однократно, подкожно в область холки, объем вводимого раствора составляет 30 мкл. С 28 суток после рождения животных переводят на рацион с высоким содержанием жира. Для этого используется корм, обогащенный тяжелыми насыщенными жирами (30% жира) (Siff EF R/M with 30% Fat кат. № El5116-34, Germany). По содержанию тяжелых насыщенных жиров этот корм соответствует стандартным европейским кормам. Продолжительность назначения корма с высоким содержанием жира составляет 42 суток (с 28-х по 70-е сутки эксперимента).In a laboratory animal (male C57B1 / 6 mice), hypogonadism caused by metabolic disorders is modeled by the administration of streptozotocin one day after birth at a dose of 200 mg / kg, once, subcutaneously into the withers, the volume of the injected solution is 30 μl. From 28 days after birth, animals are transferred to a diet high in fat. For this, a feed enriched with heavy saturated fats (30% fat) is used (Siff EF R / M with 30% Fat Cat. No. El5116-34, Germany). By the content of heavy saturated fats, this food complies with standard European food. The duration of the high-fat feed is 42 days (from the 28th to the 70th day of the experiment).
На 28, 35, 42, 49, 56, 63 и 70 сутки проводят оценку уровня глюкозы в крови и фиксируют изменение массы животных. Уровень глюкозы в крови определяют при помощи глюкометра (Accu-Chek Performs Nanu ("Roche Diagnostes GmbH", Germany). Измерение исходного уровня глюкозы в крови у животных проводят после 16-часовой депривации корма, все последующие измерения уровня глюкозы также производят после 16-часовой депривации еды.On days 28, 35, 42, 49, 56, 63 and 70, blood glucose levels are assessed and the change in weight of the animals is recorded. The blood glucose level is determined using a glucometer (Accu-Chek Performs Nanu (Roche Diagnostes GmbH, Germany). The initial blood glucose level in animals is measured after 16-hour feed deprivation, all subsequent glucose measurements are also taken after 16- hourly food deprivation.
На 28, 49 и 70 сутки эксперимента проводят глюкозотолерантный тест. На первом этапе проводят забор образца крови для оценки исходного уровня глюкозы у экспериментальных животных. Через 1 ч после этого производят внутривенную инъекцию глюкозы (D-глюкоза, Sigma-Aldrich, США) в хвостовую вену в дозе 2 г/кг. Первый забор крови для исследования уровня глюкозы проводят через 30 мин после инъекции глюкозы, далее исследование содержания глюкозы производят с интервалом в 30 мин, продолжительность исследования составила 2,5 ч. Доза глюкозы 2 г/кг была выбрана в силу того обстоятельства, что, согласно данным литературы, ответ организма животных на низкие дозы глюкозы при ее внутривенном введении слабый, концентрация инсулина возрастает только в первую минуту и редко сохраняется повышенной в течение первых 5 мин наблюдения [Pacini G. et al., 2009].On the 28th, 49th and 70th day of the experiment, a glucose tolerance test is performed. At the first stage, a blood sample is taken to evaluate the initial glucose level in experimental animals. One hour later, an intravenous injection of glucose (D-glucose, Sigma-Aldrich, USA) into the tail vein at a dose of 2 g / kg is performed. The first blood sampling for the study of glucose level is carried out 30 minutes after glucose injection, then the glucose content is studied at an interval of 30 minutes, the study duration was 2.5 hours. The dose of glucose 2 g / kg was chosen due to the fact that, according to According to the literature, the response of animals to low doses of glucose when administered intravenously is weak, insulin concentration increases only in the first minute and rarely remains elevated during the first 5 minutes of observation [Pacini G. et al., 2009].
На 70 сутки определяют массу животных. Уровни инсулина и свободного тестостерона в сыворотке оценивают иммуноферментным методом в соответствии с протоколами производителя (Cusabio Biotech CO., LTD, Китай).On day 70, the mass of animals is determined. Serum insulin and free testosterone levels are evaluated by enzyme immunoassay in accordance with the manufacturer's protocols (Cusabio Biotech CO., LTD, China).
Для морфологического исследования поджелудочной железы ее часть, прилежащую к селезенке, фиксировали в 10% формалине, заливают в парафин по стандартной методике. Депарафинизированные срезы толщиной 5 мкм окрашивают гематоксилином и эозином. На срезах определяют площадь 10 последовательных островков Лангерганса методом графического компьютерного анализа и подсчитывают в них общее количество клеток и количество пикнотизированных клеток. Затем вычисляют количество клеток на единицу площади островка и процент пикнотизированных клеток.For a morphological study of the pancreas, its part adjacent to the spleen was fixed in 10% formalin and poured into paraffin according to standard methods. Deparaffinized sections with a thickness of 5 μm are stained with hematoxylin and eosin. On the slices, the area of 10 consecutive islets of Langerhans is determined by the method of graphic computer analysis and the total number of cells and the number of pycnotized cells are counted in them. Then calculate the number of cells per unit area of the islet and the percentage of pyknotized cells.
Продуктивность сперматогенеза мышей-самцов оценивают по общему количеству и количеству подвижных форм сперматозоидов. При подсчете общего количества сперматозоидов, приходящихся на придаток, используют гомогенизированную клеточную взвесь эпидидимиса в дозированном количестве физиологического раствора с применением лейкоцитарного меланжера и камеры Горяева.The spermatogenesis productivity of male mice is assessed by the total number and number of motile forms of sperm. When calculating the total number of sperm per appendage, a homogenized cell suspension of epididymis in a dosed amount of physiological saline using a leukocyte melanger and Goryaev’s chamber is used.
Для морфологического исследования семенников кусочки ткани фиксируют в 10% формалине. Фиксированные ткани обезвоживают, пропитывают парафином и заливают в парафиновые блоки; с помощью микротома изготавливают тонкие серийные (не более 5 мкм) срезы и окрашивают гематоксилином и эозином. Гистологическое исследование срезов проводят с помощью световой микроскопии. На препаратах семенников оценивают состояние канальцевого аппарата, морфологические особенности клеток Лейдига и состояние стромы. Воспалительную реакцию ткани семенников оценивают по наличию воспалительного инфильтрата и состоянию сосудистого русла. Для каждого экспериментального животного делают минимум 10 микрофотографий без перекрытия по всей поверхности среза тестикулярной ткани при 400-кратном увеличении. Система состоит из микроскопа Axio Lab. Al («Carl Zeiss», Germany) с видеокамерой AxioCam ERc5s («Carl Zeiss», Germany), подключенной к персональному компьютеру. Полученные изображения обрабатывают с помощью программного обеспечения AxioVision Rel.4.8.2.For morphological examination of the testis, tissue pieces are fixed in 10% formalin. Fixed tissues are dehydrated, impregnated with paraffin and poured into paraffin blocks; using a microtome, thin serial (no more than 5 microns) sections are made and stained with hematoxylin and eosin. Histological examination of sections is carried out using light microscopy. On the preparations of the testes, the condition of the tubular apparatus, the morphological features of Leydig cells and the state of the stroma are evaluated. The inflammatory reaction of the testis tissue is assessed by the presence of inflammatory infiltrate and the state of the vascular bed. For each experimental animal, a minimum of 10 micrographs are taken without overlapping over the entire cut surface of the testicular tissue at 400x magnification. The system consists of an Axio Lab microscope. Al (“Carl Zeiss”, Germany) with an AxioCam ERc5s camcorder (“Carl Zeiss”, Germany) connected to a personal computer. The resulting images are processed using AxioVision Rel.4.8.2 software.
Для оценки фертильности к самцам с метаболическими нарушениями подсаживают интактных самок (в естественных условиях) на 10 суток. Соотношение самцы/самки составило 1/2 (на 10 самцов приходилось 20 самок). Через 10 суток самок и самцов рассаживают по разным клеткам. Самок умерщвляют в СО2-камере на 18 день беременности. Исследуют плоды в матке. Для оценки плодовитости вычисляют индекс плодовитости (ИП):To assess fertility, intact females (under natural conditions) are planted in males with metabolic disorders for 10 days. The male / female ratio was 1/2 (20 females per 10 males). After 10 days, females and males are transplanted into different cells. Females are killed in the CO 2 chamber on the 18th day of pregnancy. Examine the fruits in the uterus. To assess fertility, the fertility index (PI) is calculated:
ИП = число оплодотворенных самок / число самок, ссаженных с самцами × 100%.PI = number of fertilized females / number of females hatched with males × 100%.
Обработку результатов проводят методами вариационной статистики с использованием программного обеспечения IBM. Вычисляют среднее арифметическое (X), ошибку среднего арифметического (m), значение вероятности (Р). Различие двух сравниваемых величин считается достоверным в том случае, если вероятность их тождества была меньше 5% (Р<0,05). В случаях нормального распределения признаков для статистической оценки применяют параметрический t-критерий Стьюдента. При больших отклонениях распределений признака от нормального вида для независимых выборок используют непараметрический критерий U-критерий Манна-Уитни. Для выявления достоверности различий качественных показателей используют критерий углового преобразования Фишера.The results are processed by methods of variation statistics using IBM software. Arithmetic mean (X), arithmetic mean error (m), probability value (P) are calculated. The difference between the two compared values is considered reliable if the probability of their identity was less than 5% (P <0.05). In cases of a normal distribution of attributes, the student’s parametric t-test is used for statistical evaluation. For large deviations of the distribution of the trait from the normal form for independent samples, the nonparametric Mann-Whitney U-test is used. To determine the reliability of differences in qualitative indicators, the Fisher angular transformation criterion is used.
Пример 1Example 1
Проведенные эксперименты позволяют показать, что моделирование метаболических нарушений приводит к стойкому увеличению уровня глюкозы в крови у мышей самцов линии C57BL/6 начиная с 42 суток эксперимента. Высокий уровень глюкозы сохраняется до 70 суток (Таблица 1).The experiments performed show that the modeling of metabolic disorders leads to a persistent increase in blood glucose in mice of C57BL / 6 males starting from 42 days of the experiment. High glucose levels remain for up to 70 days (Table 1).
Критерием выраженности нарушения метаболизма глюкозы является глюкозотолерантный тест. У животных интактного контроля и у мышей с метаболическими нарушениями проводится глюкозотолерантный тест. В ответ на внутривенную инъекцию глюкозы (доза 2 г/кг) у интактных животных регистрируется достоверное повышение уровня глюкозы в крови на протяжении 60 мин (Таблица 2).A criterion for the severity of impaired glucose metabolism is the glucose tolerance test. In animals of intact control and in mice with metabolic disorders, a glucose tolerance test is performed. In response to an intravenous injection of glucose (dose 2 g / kg) in intact animals, a significant increase in blood glucose levels was recorded over 60 minutes (Table 2).
Далее - на 90, 120, 150 мин после введения глюкозы, следует поступательное снижение концентрации глюкозы. У мышей в условиях моделирования метаболических нарушений глюкозотолерантный тест проводился на 28, 49 и 70 сутки эксперимента. У животных с метаболическими нарушениями отмечается гипергликемия. Максимальное повышение уровня глюкозы регистрируется на 70 сутки эксперимента. Глюкозотолерантный тест показывает длительное сохранение высокой концентрации глюкозы у животных с метаболическими нарушениями на 28, 49 и 70 сутки эксперимента (Таблица 2). У животных на 28 сутки эксперимента снижение уровня гипергликемии наблюдается на 2 ч исследования глюкозы в крови. Между тем проведение глюкозотолерантного теста у мышей патологического контроля на 49 и 70 сутки эксперимента выявляет стойкое (без падения) сохранение высокого уровня гипергликемии с 30 минут и до 150 минут.Then - 90, 120, 150 min after glucose administration, a gradual decrease in glucose concentration follows. In mice under the conditions of modeling metabolic disorders, a glucose tolerance test was conducted on the 28th, 49th and 70th days of the experiment. In animals with metabolic disorders, hyperglycemia is noted. The maximum increase in glucose is recorded on the 70th day of the experiment. The glucose tolerance test shows the long-term maintenance of a high glucose concentration in animals with metabolic disorders on the 28th, 49th and 70th days of the experiment (Table 2). In animals on the 28th day of the experiment, a decrease in the level of hyperglycemia is observed at 2 hours of a blood glucose test. Meanwhile, the glucose tolerance test in pathological control mice on the 49th and 70th day of the experiment reveals persistent (without falling) preservation of a high level of hyperglycemia from 30 minutes to 150 minutes.
Пример 2Example 2
Моделирование метаболических нарушений вызывает повышение концентрации инсулина в сыворотке крови на 49 и 70 сутки эксперимента (Таблица 3). Изменения со стороны тестостерона не столь однозначны. Так, на 49 сутки отмечается повышение уровня свободного тестостерона в сыворотке крови до 146% от интактного контроля, позднее - на 70 сутки эксперимента, концентрация гормона снижается и составляет 64,3% от интактного контроля.Modeling of metabolic disorders causes an increase in the concentration of insulin in the blood serum on the 49th and 70th days of the experiment (Table 3). Changes in testosterone are not so straightforward. So, on the 49th day there is an increase in the level of free testosterone in the blood serum to 146% of the intact control, later on the 70th day of the experiment, the hormone concentration decreases and amounts to 64.3% of the intact control.
Пример 3Example 3
Морфологическое исследование поджелудочной железы позволяет выявить, что в отличие от мышей самцов линии С57В1/6 интактного контроля моделирование метаболических нарушений вызывает отек и гиперемию в ткани поджелудочной железы у мышей самцов линии С57В1/6 на 70 сутки эксперимента (фиг. 1). Кроме этого, у мышей в модельных условиях регистрируется мелко- и среднекапельная жировая дистрофия ацинарных клеток, утолщение и разрастание междольковых перегородок, инфильтрация островковой ткани клетками воспаления.A morphological study of the pancreas reveals that, unlike the mice of the C57B1 / 6 males of the intact control, the modeling of metabolic disorders causes edema and hyperemia in the pancreatic tissue in mice of the C57B1 / 6 males on the 70th day of the experiment (Fig. 1). In addition, in mice under model conditions, small- and medium-droplet fatty degeneration of acinar cells, thickening and proliferation of interlobular septa, and infiltration of islet tissue by inflammatory cells are recorded.
На 70 сутки эксперимента в поджелудочной железе у мышей в условиях моделирования метаболических нарушений отмечается уменьшение общего количества островков Лангерганса. При оценке островковой части поджелудочной железы выявляется снижение площади островка Лангерганса и количества островковых клеток в сравнении с животными интактного контроля (Таблица 4). Между тем, процент пикнотизированных клеток в островках возрастает.On the 70th day of the experiment in the pancreas in mice, under the conditions of modeling metabolic disorders, a decrease in the total number of islets of Langerhans is noted. When assessing the islet part of the pancreas, a decrease in the area of the islet of Langerhans and the number of islet cells is revealed in comparison with animals of the intact control (Table 4). Meanwhile, the percentage of pyknotized cells in the islets is increasing.
Пример 4Example 4
Гистологическое исследование семенников показывает, что у животных в условиях моделирования метаболических нарушений развиваются умеренные деструктивные изменения канальцевого аппарата (фиг. 2). Отмечается некоторое снижение количества слоев сперматогенного эпителия в семенных канальцах. Наблюдается незначительный отек интерстициальной ткани, гиперемия сосудов, в единичных клетках Лейдига имеют место дегенеративные изменения - вакуолизация цитоплазмы, гиперхромия ядра. В ряде извитых канальцев наблюдается разрежение слоев сперматогенного эпителия либо исчезновение зрелых форм половых клеток. Встречаются единичные канальцы, в просвете которых отмечается клеточный детрит, состоящий из погибших сперматозоидов и сперматид. Кроме того, среди слущенного эпителия обнаруживаются в небольшом количестве «семенные шары» - крупные структуры с множественными, часто пикнотичными ядрами или их фрагментами с интенсивно окрашенной цитоплазмой.A histological examination of the testes shows that in animals under the conditions of modeling metabolic disorders moderate destructive changes in the tubular apparatus develop (Fig. 2). There is a slight decrease in the number of layers of spermatogenic epithelium in the seminiferous tubules. There is a slight swelling of the interstitial tissue, vascular hyperemia, in single Leydig cells there are degenerative changes - vacuolization of the cytoplasm, hyperchromia of the nucleus. In a number of convoluted tubules, rarefaction of layers of spermatogenic epithelium or the disappearance of mature forms of germ cells are observed. There are isolated tubules, in the lumen of which cell detritus is observed, consisting of dead sperm and spermatids. In addition, among the desquamated epithelium, a small number of "seed balls" are found - large structures with multiple, often pyknotic nuclei or their fragments with intensely stained cytoplasm.
На 49 и 70 сутки эксперимента масса тела животных в группе мышей в условиях метаболических нарушений достоверно снижается по сравнению со значениями интактного контроля. Моделирование гипогонадизма, вызванного метаболическими нарушениями, приводит на 70 сутки опыта к достоверному снижению количества подвижных форм сперматозоидов и общего количества сперматозоидов (Таблица 5).On the 49th and 70th day of the experiment, the body weight of the animals in the group of mice under conditions of metabolic disorders significantly decreases compared to the values of the intact control. Modeling of hypogonadism caused by metabolic disorders leads to a significant decrease in the number of motile forms of sperm and the total number of sperm on the 70th day of the experiment (Table 5).
Пример 5Example 5
При исследовании фертильности установлено, что индекс плодовитости у мышей-самцов линии C57BL/6 с метаболическими нарушениями на 70 сутки эксперимента и интактных мышей-самок линии C57BL/6 был снижен в 2,7 раза по сравнению с показателем у интактных мышей-самцов линии C57BL/6 и интактных мышей-самок линии C57BL/6 (Таблица 6).In the study of fertility, it was found that the fertility index in C57BL / 6 male mice with metabolic disorders on the 70th day of the experiment and in C57BL / 6 intact female mice was reduced by 2.7 times compared with that in intact C57BL male mice / 6 and intact female C57BL / 6 mice (Table 6).
Таким образом, однократное введение стрептозотоцина в дозе 200 мг/кг через сутки после рождения мышам-самцам линии C57BL/6 и перевод животных с 28 суток после рождения на рацион, обогащенный тяжелыми насыщенными жирами (30% жира), вызывает к 70 суткам эксперимента формирование метаболических нарушений (гипергликемия, нарушения глюкозотолерантного теста, гиперинсулинемия), патоморфологических изменений в поджелудочной железе (деструктивные изменения островковой ткани) и нарушение мужской репродуктивной системы: угнетение сперматогенеза (уменьшение общего количества и процента подвижных форм сперматозоидов, падение уровня свободного тестостерона в сыворотки крови, отек интерстициальной ткани, гиперемия сосудов, дегенеративные изменения в клетках Лейдига), нарушение фертильности.Thus, a single administration of streptozotocin at a dose of 200 mg / kg a day after birth to male C57BL / 6 male mice and the transfer of animals from 28 days after birth to a diet enriched with heavy saturated fats (30% fat), leads to the formation of 70 days of the experiment metabolic disorders (hyperglycemia, glucose tolerance test disorders, hyperinsulinemia), pathomorphological changes in the pancreas (destructive changes in islet tissue) and a violation of the male reproductive system: inhibition of spermatogenesis (decrease increase in the total number and percentage of mobile forms of sperm, a drop in the level of free testosterone in the blood serum, interstitial tissue edema, hyperemia of vessels, degenerative changes in Leydig cells), impaired fertility.
ЛитератураLiterature
1. Гусакова Д.А., Калинченко С.Ю., Курило Л.Ф. Первичный гипогонадизм как причина метаболического синдрома. Проблемы Репродукции, 2008; №3.1. Gusakova D.A., Kalinchenko S.Yu., Kurilo L.F. Primary hypogonadism as a cause of metabolic syndrome. Reproduction Issues, 2008; Number 3.
2. Дедов И.И., Мельниченко Г.А., Фадеев В.В. Эндокринология. - М.: ГЭОТАР-Медиа; 2007. 432 с.: ил. - 500.2. Dedov I.I., Melnichenko G.A., Fadeev V.V. Endocrinology. - M .: GEOTAR-Media; 2007.432 p.: Ill. - 500.
3. Роживанов Р.В., Яшина Ю.Н. Аспекты применения андрогенной заместительной терапии при лечении гипогонадизма у мужчин с сахарным диабетом и метаболическом синдромом. Ожирение и метаболизм. 2015; 12(1):11-14.3. Rozhivanov R.V., Yashina Yu.N. Aspects of the use of androgen replacement therapy in the treatment of hypogonadism in men with diabetes mellitus and metabolic syndrome. Obesity and metabolism. 2015; 12 (1): 11-14.
4. Справочник лекарственных средств Vidal, 2014. 1600 с.4. Reference book of medicines Vidal, 2014. 1600 p.
5. Тюзиков И.А. Метаболический синдром и мужское бесплодие (обзор литературы). Андрология и генитальная хирургия, 2013. №2. С. 5-10.5. Tyuzikov I.A. Metabolic syndrome and male infertility (literature review). Andrology and Genital Surgery, 2013. No. 2. S. 5-10.
6. Хотимченко Ю.С., Кропотов А.В., Лисаковская А.В. Влияние горца птичьего на дискриминационные показатели эякулята крыс, подвергнутых фармакологической кастрации // Вестник ДВО РАН. - 1996. - №5. - С. 61-65.6. Khotimchenko Yu.S., Kropotov A.V., Lisakovskaya A.V. The effect of the mountaineer on discriminatory indicators of rat ejaculate subjected to pharmacological castration // Vestnik FEB RAS. - 1996. - No. 5. - S. 61-65.
7. Jinzi Wu, Liang-Jun Yan. Streptozotocin-induced type 1 diabetes in rodents as a model for studying mitochondrial mechanisms of diabetic β cell glucotoxicity // Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and Therapy, 2015. V. 8. P. 181-188.7. Jinzi Wu, Liang-Jun Yan. Streptozotocin-induced
8. Huang S.W., Taylor G.E. Immune insulitis and antibodies to nucleic acids induced with streptozotocin in mice // Clin. exp. Immunol. (1981) 43, 425-429.8. Huang S.W., Taylor G.E. Immune insulitis and antibodies to nucleic acids induced with streptozotocin in mice // Clin. exp. Immunol. (1981) 43, 425-429.
9. Kliesch S. Testosterone and infertility. Urologe A 2010; 49(l):32-6.9. Kliesch S. Testosterone and infertility. Urologe A 2010; 49 (l): 32-6.
10. Pacini G., ., Reappraisal of the intravenous glucose tolerance index for a simple assessment of insulin sensitivity in mice // American Journal of Physiology, 2009. Vol. 296. №5, R 1316-1324.10. Pacini G., ., Reappraisal of the intravenous glucose tolerance index for a simple assessment of insulin sensitivity in mice // American Journal of Physiology, 2009. Vol. 296. No. 5, R 1316-1324.
11. Paoletti R, Bolego C, Poli A, Cignarella A. Metabolic syndrome, inflammation and atherosclerosis. Vase Health Risk Manag. 2006; 2(2): 145-52.11. Paoletti R, Bolego C, Poli A, Cignarella A. Metabolic syndrome, inflammation and atherosclerosis. Vase Health Risk Manag. 2006; 2 (2): 145-52.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105189A RU2611936C1 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Method for simulation of hypogonadism caused by metabolic disorders |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105189A RU2611936C1 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Method for simulation of hypogonadism caused by metabolic disorders |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611936C1 true RU2611936C1 (en) | 2017-03-01 |
Family
ID=58459129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016105189A RU2611936C1 (en) | 2016-02-16 | 2016-02-16 | Method for simulation of hypogonadism caused by metabolic disorders |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611936C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2712153C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-01-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method for modeling osteoporosis with streptozotocin-induced diabetes mellitus in rats |
| RU2749477C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-06-11 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for modelling male hypogonadotropic hypogonadism |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1720079A1 (en) * | 1990-01-04 | 1992-03-15 | Харьковский научно-исследовательский институт эндокринологии и химии гормонов | Method for modeling hypogonadism in males |
| UA10302A (en) * | 1994-10-19 | 1996-12-25 | Дніпропетровська Державна Медична Академія | Method for treatment of male hypogonadism |
| RU2303981C2 (en) * | 2000-11-01 | 2007-08-10 | Юнимед Фармасьютикалс, Инк. | Method for treating male patients for erectile dysfunction and high libido |
| US8372887B2 (en) * | 2007-10-16 | 2013-02-12 | Repros Therapeutics Inc. | Trans-clomiphene for metabolic syndrome |
-
2016
- 2016-02-16 RU RU2016105189A patent/RU2611936C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1720079A1 (en) * | 1990-01-04 | 1992-03-15 | Харьковский научно-исследовательский институт эндокринологии и химии гормонов | Method for modeling hypogonadism in males |
| UA10302A (en) * | 1994-10-19 | 1996-12-25 | Дніпропетровська Державна Медична Академія | Method for treatment of male hypogonadism |
| RU2303981C2 (en) * | 2000-11-01 | 2007-08-10 | Юнимед Фармасьютикалс, Инк. | Method for treating male patients for erectile dysfunction and high libido |
| US8372887B2 (en) * | 2007-10-16 | 2013-02-12 | Repros Therapeutics Inc. | Trans-clomiphene for metabolic syndrome |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| OLIVARES A et al. Reproductive axis function and gonadotropin microheterogeneity in a male rat model of diet-induced obesity Gen Comp Endocrinol. 2010 Apr 1;166(2):356-64, abstr. * |
| ДЕДОВ И.И. и др. Гипогонадизм у мужчин, больных сахарным диабетом типа 2: эпидемиология, клиника, диагностика, возможности медикаментозной терапии.Consilium Medicum, 2006, N 9. МОЖЕЙКО Л. А.Экспериментальные модели для изучения сахарного диабета часть II. Хирургический, стрептозотоциновый и дитизоновый диабет. Журнал Гродненского государственного медицинского университета, 2013, N 4 (44). * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2712153C1 (en) * | 2019-07-30 | 2020-01-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method for modeling osteoporosis with streptozotocin-induced diabetes mellitus in rats |
| RU2749477C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-06-11 | федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Method for modelling male hypogonadotropic hypogonadism |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Danilova et al. | MANF is required for the postnatal expansion and maintenance of pancreatic β-cell mass in mice | |
| Cummings et al. | Development and characterization of a novel rat model of type 2 diabetes mellitus: the UC Davis type 2 diabetes mellitus UCD-T2DM rat | |
| Zhang et al. | GLP‐1 receptor agonist exenatide attenuates the detrimental effects of obesity on inflammatory profile in testis and sperm quality in mice | |
| Rezvanfar et al. | Mechanistic links between oxidative/nitrosative stress and tumor necrosis factor alpha in letrozole-induced murine polycystic ovary: biochemical and pathological evidences for beneficial effect of pioglitazone | |
| Leavy et al. | Effects of elevated β-estradiol levels on the functional morphology of the testis-new insights | |
| Sokolova et al. | NLRP3 inflammasome mediates oxidative stress-induced pancreatic islet dysfunction | |
| Wang et al. | Exercise and its role in gestational diabetes mellitus | |
| Rafacho et al. | Dexamethasone-induced insulin resistance is associated with increased connexin 36 mRNA and protein expression in pancreatic rat islets | |
| Musial et al. | Proximity to delivery alters insulin sensitivity and glucose metabolism in pregnant mice | |
| Sousa et al. | Consequences of gestational diabetes to the brain and behavior of the offspring | |
| Ouhilal et al. | Hypoglycemia, hyperglucagonemia, and fetoplacental defects in glucagon receptor knockout mice: a role for glucagon action in pregnancy maintenance | |
| McPherson et al. | Metformin treatment of high-fat diet-fed obese male mice restores sperm function and fetal growth, without requiring weight loss | |
| Meydanli et al. | Effects of resveratrol on high-fructose-induced testis injury in rats | |
| Kamada et al. | A novel PCOS rat model and an evaluation of its reproductive, metabolic, and behavioral phenotypes | |
| Korejo et al. | Effects of concomitant diabetes mellitus and hyperthyroidism on testicular and epididymal histoarchitecture and steroidogenesis in male animals | |
| Schoeller et al. | Leptin monotherapy rescues spermatogenesis in male Akita type 1 diabetic mice | |
| Wardana et al. | Testosterone increases corpus cavernous smooth muscle cells in oxidative stress-induced rodents (Sprague-Dawley) | |
| Duc Nguyen et al. | Associations between prolactin, diabetes, and cognitive impairment: a literature review | |
| Hamza et al. | Correlation between Apelin and Some Angiogenic Factors in the Pathogenesis of Preeclampsia: Apelin‐13 as Novel Drug for Treating Preeclampsia and Its Physiological Effects on Placenta | |
| Maciel et al. | Follicular dynamics and in vivo embryo production in Santa Inês ewes treated with smaller doses of pFSH | |
| RU2611936C1 (en) | Method for simulation of hypogonadism caused by metabolic disorders | |
| Jurisic-Erzen et al. | The effects of alpha-lipoic acid on diabetic myopathy | |
| Olfati et al. | FSH and estradiol benzoate administration recover spermatogenesis and sexual hormone levels in a busulfan-injured rat model | |
| Allaeian Jahromi et al. | Methamphetamine downregulates the sperm-specific calcium channels involved in sperm motility in rats | |
| da Costa et al. | Melatonin intake since weaning ameliorates steroidogenic function and sperm motility of streptozotocin‐induced diabetic rats |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180217 |