Топическое влияние лосьона с содержанием миноксидила на морфофункциональные показатели репродуктивной системы крыс-самцов

  • Авторы: В.А. Туркина, Н.Е. Чемодурова, О.И. Грушка, А.В. Призиглей
  • УДК: 616.699-06:615.451.3:547.85-018-019
  • DOI: 10.33273/2663-4570-2020-89-2-27-31

Львовский национальный медицинский университет имени Данила Галицкого, г. Львов, Украина

РЕЗЮМЕ. Введение. Пристальное внимание во всем мире вызывает проблема алопеции, для лечения которой рекомендуется использование безрецептурных средств — лосьонов с содержанием миноксидила. Их потребители из-за определенных психологических предрассудков редко обращаются к медикам. Потому эти средства бесконтрольно используются, а фиксация их побочных эффектов становится невозможной. В литературе появляются единичные сообщения о влиянии лосьонов, содержащих миноксидил, на фертильность у мужчин.

Цель. Установить органометрические показатели семенников и их придатков, а также функциональные параметры сперматозоидов у половозрелых крыс при топическом воздействии лосьона, содержащего 10% миноксидила.

Методы. Аналитические, токсикологические, статистические.

Результаты. Установлено, что в условиях 72-дневного перкутанного нанесения лосьона с содержанием 10% миноксидила происходят изменения в органах репродуктивной системы, проявляющиеся снижением массы семенников и эпидидимусов, а также уменьшением линейных размеров органов. Общее время двигательной активности половых клеток после воздействия указанного лосьона статистически достоверно снижено, также замедлялась активность окислительно-восстановительных процессов в 6 раз у крыс экспериментальной группы по сравнению с контрольной.

Выводы. Учитывая полученные данные, бесконтрольное и длительное применение лосьонов с содержанием 10% миноксидила мужчинами репродуктивного возраста необходимо углубленное изучение его гонадотоксических эффектов в экспериментальных условиях в комплексе с эпидемиологическими исследованиями среди пациентов, использующих данные лосьоны.

Ключевые слова: миноксидил, гонадотоксичность, половозрелые крысы.Вступ. У наукових публікаціях останнього десятиріччя описується відмічається зниження сперматогенної функції у чоловіків різних регіонів світу [1, 2]. Серед етіологічних факторів, що є причиною зазначеної ситуації значне місце посідають фармацевтичні препарати. Було досліджено значну кількість лікувальних засобів, аби з’ясувати їх вплив на сперматогенез та параметри сперми. Зазначається, що вплив фармацевтичних субстанцій (за винятком цитотоксичних препаратів), як правило, оборотний при припиненні лікування. До переліку препаратів з можливою гонадотоксичною активністю включено й антигіпертензивний вазодилататор – міноксидил [3]. Механізм його несприятливої дії на чоловічу фертильність ймовірно пов'язаний із загально визнаною здатністю блокаторів кальцієвих каналів знижувати життєздатність та рухливість сперматозоїдів у результаті модифікованого трансмембранного руху кальцію, що було описано в експериментах in vitro [4].

На даний час лосьйони із вмістом міноксидилу у сучасній трихології рекомендовані як найефективніші засоби боротьби з андрогенною алопецією [5, 6]. Вони відносяться до безрецептурної групи препаратів і часто позиціонуються виробниками як «лікувальна косметика». Оскільки більшість чоловіків із різними формами алопеції відчувають певний психологічний бар’єр, вони не звертаються за медичною допомогою, а шукають рішення своєї проблеми поза медичними закладами. Окрім цього, для помітного покращення росту волосся при алопеції необхідне досить тривале застосування лосьйонів, принаймні 4-6 місяців, а для підтримки отриманого ефекту рекомендовано їх подальше використання упродовж невизначеного часу [7, 8, 9]. Дана ситуація сприяє безконтрольному використанню лосьйонів із вмістом міноксидилу, отже, медики-трихологи не можуть контролювати режими та дози застосування та фіксувати можливі побічні ефекти. Наведені дані є підставою для з’ясування безпеки лосьйонів із вмістом міноксидилу для чоловічої репродуктивної системи.

Слід зазначити, що андрогени є основними гормональними регуляторами росту волосся [10]. За даними Sato, T. із спів. [11] міноксидил у культурі дермальних клітин людини здатен підвищувати активність ферментів, які беруть участь у метаболізмі андрогенів. Пізніше було встановлено, що клітини шкіри здатні синтезувати андрогени з попередників гонад або надниркових залоз, а ферменти, що беруть участь у стероїдогенезі шкіри, причетні до нормальних або патологічних процесів [12]. Отже, застосування лосьйонів із вмістом міноксидилу може призводити до порушення біохімічних регуляторних процесів, які пов’язані із гормональним балансом в організмі. Підтвердження даному припущенню є в публікаціях останніх років, де відзначається негативний вплив міноксидилу на чоловічу репродуктивну систему [13].

Мета. Вивчити органометричні показники сім’яників, їхніх придатків і функціональні параметри сперматозоїдів у статевозрілих щурів при топічному впливові лосьйону із вмістом 10% міноксидилу.

Матеріали та методи дослідження . Експериментальна робота проведена на 20 білих безпородних щурах-самцях. Тварини утримувались на стандартному харчовому та питному раціоні. Всі щури були в активному статевозрілому стані.

Експериментальні роботи з тваринами виконувались відповідно до національних «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах», які узгоджуються з положеннями «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей» [14].

Щури поділялись на дві групи – контрольна та експериментальна по десять особин кожна. Контрольним тваринам наносили розчинник – етиловий спирт, експериментальним тваринам – лосьйон із вмістом 10% міноксидилу. Через 71 добу після початку досліду щури зважувались та виводились з експерименту шляхом декапітації під ефірним наркозом. У виборі термінів експерименту керувались необхідністю завершення хоча б одного циклу сперматогенезу. Повний цикл розвитку сперматозоїда щурів відбувається за 48 діб, час проходження через канали придатків сім’яників триває близько 4 тижнів [15].

Внутрішні органи статевої системи вилучали єдиним органокомплексом і ретельно препарували [16]. Проводили зовнішній огляд гонад з метою виявлення порушень кровообігу, запальних змін, дистрофії (атрофії) і аномалій. Надалі зважували сім’яники та їх придатки (епідидиміси), окрім того, до біометричних параметрів сім’яників були включені їх лінійні розміри (довжина, ширина). Розраховували відносні вагові коефіцієнти сім’яників та епідидимісів по відношенню до маси тіла (у %).

З метою вивчення функціонального стану сперматозоїдів використовували суспензію, яку отримували шляхом поздовжнього розрізу епідидимісів з наступним 2- хвилинним їх екстрагуванням в 10 мл фізіологічного розчину, нагрітого до 37°С.

Для визначення загальної кількості сперматозоїдів використовували суспензію епідидиміса у фізіологічному розчині зі застосуванням лейкоцитарного меланжера та камери Горяєва.

Кількість аномальних сперматозоїдів підраховували під світловим мікроскопом при збільшенні ×400. Сперматозоїд вважали морфологічно аномальним, якщо хоча б одна з його частин (головка, середня частина або хвіст) мала видимі у світловий мікроскоп порушення будови.

Функціональний стан сперматозоїдів вивчали за такими параметрами: тривалість рухливості, визначення відносної кількості живих, їх життєздатність щодо хімічних розчинів, які відповідають фізіологічним умовам (кислотна та осмотична резистентність) та інтенсивність дихання (стан окисно-відновних процесів) у тесті з метиленовим синім [17].

Аналіз і обробку результатів дослідження здійснювали за допомогою комп’ютерної системи Microsoft Exel 7.0. Нормальність розподілу перевіряли з використанням тесту Шапіро-Уілка. Достовірність розбіжностей середніх значень для вибірок із параметричним розподілом оцінювали з використанням критерію Ст’ьюдента. При порівнянні показників, розподіл яких не відповідав закону нормальності, у двох незалежних групах використано критерій Манна-Уїтні. Параметричні дані описані середніми значеннями (М) і стандартними відхиленнями (SD); непараметричні – за допомогою медіани (Mе) і квартилів. Критичний рівень значущості при перевірці статистичних гіпотез був прийнятий р≤0,05 [18].

Результати й обговорення. Перкутанне нанесення лосьйону із вмістом 10% міноксидилу не викликало проявів інтоксикації та летальності у піддослідних тварин упродовж всього експерименту, явищ подразнення шкірних покривів не виявлено. Показник маси піддослідних щурів становив 266±20,25 г і не мав достовірних відмінностей порівняно з контролем.

У тварин експериментальної групи відзначалося достовірне зниження органометричних показників сім'яників та епідидимусів (рис.). Зниження маси та масових коефіцієнтів сім'яників відбувалося в середньому на 12% (p<0,05) порівняно із тваринами контрольної групи та референтними значеннями [19]. Маса сім'яних придатків у тварин дослідної групи зменшилася на 13,29% (p<0,05), на 12,08% знижувалися їх масові коефіцієнти (p<0,05) порівняно із контрольною групою. Об’єм сім'яників у тварин експериментальної групи також був нижчим на 12% від даного показника тварин контрольної групи.

Отже, встановлено, що в умовах 72-денного перкутанного нанесення лосьйону із вмістом 10% міноксидилу відбуваються зміни в органах репродуктивної системи, які проявляються зниженням маси сім'яників і епідидимусів, а також зміною лінійних розмірів органів у бік зменшення. Зазначені зміни свідчать про зниження секреторної функції цих органів.

 

Рис. Макрометричні показники білих щурів під впливом лосьйону із 10%-вмістом міноксидилу

Примітка * – відмінності статистично значимі у порівнянні з контролем при < 0,05

 
 

Результати дослідження епідидимальної суспензії показали, що лосьйон із вмістом 10% міноксидилу в даних умовах експерименту не викликає статистично значимих змін у продукції статевих клітин. Мікроскопічний аналіз морфологічних особливостей сперматозоїдів виявив поряд з нормальними клітинами поодинокі патологічні форми, які з однаковою частотою зустрічались у щурів дослідної та контрольних груп (табл. 1).

 

Таблиця 1

Якісні показники епідидимальних сперматозоїдів щурів-самців

 
 

Досліджено показники, які опосередковано свідчать про енергетичні можливості сперматозоїдів (характер рухової активності, тривалість руху) та їх стійкість до змін оточуючого середовища – осмо- та кислотну резистентність (табл. 2).

Життєздатність сперматозоїдів не зазнала достовірних змін. Водночас загальний час рухової активності статевих клітин після впливу лосьйону із вмістом 10% міноксидилу має статистично достовірне зниження у дослідних групах. Активація рухливості сперматозоїдів – це кальцій-залежний процес, для якого необхідним є баланс між вмістом кальцію позаклітинного простору і внутрішніх депо [20]. Як вже було згадано вище [4], міноксидил бере активну участь у функціонуванні іонних помп та каналів. Отже, втручання у трансмембранний транспорт кальцію, може бути підґрунтям механізму його негативного впливу на рухливість статевих клітин.

 

Таблиця 2

Функціональні показники сперматогенезу білих щурів під впливом дії лосьйону із вмістом 10% міноксидилу

 

Також у щурів експериментальної групи спостерігалась загальмованість активності окисно-відновних процесів у 6 разів порівняно із контрольною групою (P < 0,05). У тесті з вивчення окисно-відновних реакцій сперматозоїдів відбувається відновлення (знебарвлення) метиленового синього в анаеробних умовах за рахунок активності дихальних ферментів. Одержані в експерименті дані свідчать про порушення мітохондріального дихання, розвиток енергодефіциту та, імовірно, зниження швидкості основних біохімічних процесів, які забезпечують нормальне функціонування сперматозоїдів.

Висновки

1. Нанесення per cut щурам-самцям лосьйону із вмістом 10% міноксидилу викликало зменшення морфометричних показників генеративних органів, а також зміну функціональних показників сперматозоїдів – часу рухливості та інтенсивності дихання.

2. Враховуючи безконтрольне та довготривале застосування лосьйонів із вмістом 10% міноксидилу чоловіками репродуктивного віку необхідне поглиблене вивчення його гонадотоксичних ефектів у експериментальних умовах у комплексі із епідеміологічними дослідженнями серед пацієнтів, що використовують дані лосьйони.


ЛІТЕРАТУРА

1. Rahban R, Priskorn L, Senn A, et al. Semen quality of young men in Switzerland: a nation wide cross‐sectional population‐based study. Andrology. 2019; 7: 818–26.

2. Agarwal A, Mulgund A, Hamada A, Chyatte M, A unique view on male infertility around the globe. Reprod Biol Endocrinol. 2015; 13: 37–46. https://doi.org/10.1186/s12958-015-0032-1.

3. Semet M, Paci M, Saïas‐Magnan J, et al. The impact of drugs on male fertility: a review. Andrology. 2017; 5:. 640–63.

4. Brezina P. Effects of pharmaceutical medications on male fertility. J Reprod Infertility. 2012; 13: 3–11.

5. Milam E. An Approach to Cosmeceuticals. J Drugs Dermatol. 2016;15: 452–56.

6. Trüeb R. The Difficult Hair Loss Patient. Guide to Successful Management of Alopecia and Related Conditions. Switzerland: Springer International Publishing. 2015; 317.

7. Stoehr J, Choi M, Colavincenzo S, Vanderweil Stefan. Off-Label Use of Topical Minoxidil in Alopecia: A Review. Am J Clin Dermatol. 2019; 20: 237–50.

8. Ho CH, Zito PM. Androgenetic Alopecia [Internet]. Stat Pearls Publishing. 2019; Режим доступу до ресурсу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430924/.

9. Freire P, Riera R, Martimbianco A, et al. Minoxidil for patchy alopecia areata: systematic review and meta‐analysis. J Eur Acad Dermatol Venereol. 2019;33: 1792–99.

10. Randall VA. Androgens and hair growth. Dermatol Ther. 2008; 21: 314–28.

11. Toshihiro S, Taketsugu T, Tadashige S, et al. Minoxidil increases 17β-hydroxysteroid dehydrogenase and 5α-reductase activity of cultured human dermal papilla cells from balding scalp. Dermatological Science. 1999; 19: 123–5.

12. Ceruti J, Leirós G, Balañá M. Androgens and androgen receptor action in skin and hair follicles. Molecular and Cellular Endocrinology. 2018; 465: 122–33.

13. Alzo'ubi M. Topical minoxidil 5% induced male sexual dysfunction. Indian Journal of Medical Research and Pharmaceutical Sciences. 2017; 5: 23–7.

14. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes. Council of Europe, Strasbourg. 1986. 53 p.

15. Рузен-Ранге Э. Сперматогенез у животных. М: Мир; 1980. 272 с.

16. Коптяева КЕ, Мужикян АА, Гущин ЯА, и др. Методика вскрытия и извлечения органов лабораторных животных (крысы). Лабораторные животные для научных исследований. 2018; 2: 71–92.

17. Методы экспериментального исследования по установлению порогов действия промышленных ядов на генеративную функцию с целью гигиенического нормирования: МУ № 1741-77 [Утв. МЗ СССР 10.07.77]. М: 1977. 20 с.

18. Glantz SA. Primer of Biostatistics . 3-d ed., McGraw-Hill, Inc.–NY-Toronto. 1992. 440.

19. Абрашова ТВ, Гущин ЯА, Ковалева МА, и др. СПРАВОЧНИК. Физиологические, биохимические и биометрические показатели нормы экспериментальных животных. СПБ: «ЛЕМА», 2013. 116 с.

20. Costello S,  Michelangeli F, Nash  K, et al. Ca2+ stores in sperm: their identities and functions. Reproduction. 2009; Vl. 138: 425–37.

 

Received 07/01/2020