Preview

Вестник урологии

Расширенный поиск

Морфогенез пенильного кавернозного фиброза при гипотестостеронемии в экспериментальной модели

https://doi.org/10.21886/2308-6424-2020-8-1-14-24

Полный текст:

Аннотация

Введение. Эректильная дисфункция — многофакторное состояние, представляющее собой неспособность достижения или поддержания эрекции, достаточной для проведения полового акта. Классическим методом для изучения фундаментальных аспектов эректильной реакции в норме и при патологии, а также создания новых методов лечения являются экспериментальные модели на животных, применяемых в доклинических исследованиях. Однако за более чем 30 лет изучения данной проблемы в экспериментальных исследованиях конкретный момент возникновения морфологических альтераций в кавернозных телах пениса не установлен, выбор временных рамок разрабатываемых лечебных воздействий на пенис не обоснован и отличен у разных авторов, что говорит об отсутствии валидности их результатов.

Цель исследования — определить особенности морфологических альтераций и выраженность фиброгенного патологического процесса в кавернозных телах пениса во временной динамике экспериментального моделирования гипотестостеронемии.

Материалы и методы. Лабораторные животные — 20 белых кроликов самцов породы «NewZealand» рода Oryctolagus cuniculus. Пенильный кавернозный фиброз у кроликов индуцировался посредством гипотестостеронемии вследствие проведения двухсторонней орхиэктомии. Уровень общего тестостерона в системном кровотоке у лабораторных животных определяли на 1, 2, 3, 14, 21 и 28 сутки. Биоптаты пенильных тканей оценивали патоморфологически (окраска гематоксилином-эозином, по Массону и Вейгерту и световая микроскопия препаратов). Статистическую обработку полученных данных проводили при помощи программ Microsoft Exсel и «Statistica 10.0» с использованием T-критерия Стьюдента.

Результаты. Кастрация кроликов приводит к 10-кратному снижению уровня тестостерона крови уже после 1 суток после операции, дефицит тестостерона нарастает к 28 суткам. Морфологические признаки перестройки гладкомышечных клеток, синусов и соединительнотканных структур в кавернозных телах пениса определяются чётко уже к 7 дню после кастрации. К 28 суткам в кавернозных тканях полового члена отмечаются тяжёлые фибротические изменения.

Выводы. Таким образом, полученные данные демонстрируют динамику морфологических альтераций в пенильных тканях уже с 7 суток после индуцирования гипотестостеронемии, что свидетельствует о необходимости пересмотра временных рамок лечебного воздействия в исследованиях с применением кастрационной животной моделью эректильной дисфункции.

Для цитирования:


Коган М.И., Тодоров С.С., Попов И.В., Попов И.В., Кулишова М.А., Ермаков А.М., Сизякин Д.В. Морфогенез пенильного кавернозного фиброза при гипотестостеронемии в экспериментальной модели. Вестник урологии. 2020;8(1):14-24. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2020-8-1-14-24

For citation:


Kogan M.I., Todorov S.S., Popov I.V., Popov I.V., Kulishova M.A., Ermakov A.M., Sizyakin D.V. Morphogenesis of Penile Cavernous Fibrosis in Hypotestosteronemia: an Experimental Study. Urology Herald. 2020;8(1):14-24. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2308-6424-2020-8-1-14-24

Введение

Эректильная дисфункция (ЭД) — много­факторное (полиэтиологическое) состо­яние, представляющее собой неспособ­ность достижения или поддержания эрекции, достаточной для проведения полового акта [1]. В зарубежных и отечественных научных базах данных содержится множество исследований по изучению этиологических факторов ЭД и патоге­нетических механизмов, таких как атеросклероз и артериальная гипертензия, приводящих к не­достаточности артериального притока крови, а также синдром ускоренного венозного сброса в ответ на пролонгированную внутрикавернозную гипертензию, приводящих к функциональным и органическим изменениям в половом члене. Фундаментальными работами по изучению мно­гофакторности ЭД являются экспериментальные исследования на моделях животных [2], именно результаты изучения молекулярно-биохимиче­ских реакций и патогистологических проявлений являются релевантными при условии возможно­сти их воспроизводимости, чего почти невозмож­но достичь в рамках клинических исследований.

Первая значимая фундаментальная работа по изучению физиологии эрекции была проведе­на G.R. Fournier et al. в 1987 году, которые проде­монстрировали на собаках работу вено-окклюзионного механизма. Авторы предположили, что снижение эластичности кавернозных синусов вследствие альтерации гладкомышечных клеток, является причиной повреждения эректильных реакций [3]. В будущем эта гипотеза была под­тверждена дальнейшими исследованиями на ла­бораторных животных [4, 5].

За более чем 30 лет научных работ в области экспериментального моделирования ЭД сфор­мировался концептуальный подход к исполь­зованию в качестве моделей воспроизведения ЭД четырёх наиболее значимых этиологических факторов - старение, повреждение кавернозных нервов, сахарный диабет и гипогонадизм [6]. Наибольший интерес, на наш взгляд, представ­ляет в настоящее время кастрационная гипотестостеронемическая модель. Практичность её использования в динамике развития патологических проявлений, относительная простота индук­ционной манипуляции и отсутствие необходи­мости применения химических препаратов или узкоспециализированной аппаратуры делает её привлекательной с целью познания патофизио­логии ЭД [7-9].

Тестостерон (Т), так или иначе, задействован в нарушении каскада биохимических реакций при всех вышеперечисленных этиологических факто­рах. При снижении его уровня в системном кро­вотоке в эндотелии сосудов, в частности пениль­ных, нарушается синтез NO из аргинина из-за дисрегуляции NO-синтазы, что запускает цепную патологическую реакцию с участием цГМФ, при­водящую к дисфункции гладкомышечных клеток (ГМК). Это, в свою очередь, является причиной нарушения вазомоции, ишемизации каверноз­ных тел пениса, активации TGF-β и накопления коллагеновых волокон в них [10-13].

Эти патобиохимические реакции были описа­ны на основании результатов экспериментальных работ, однако вопрос о влиянии тех или иных сиг­нальных путей на каскад основных молекулярных взаимодействий остаётся дебатируемым [14, 15]. В дополнение к этому отсутствует понимание этапности мофологических проявлений фиброгенеза кавернозных тел - в большинстве работ, в рамках которых апробируются новые методы профилакти­ки или лечения ЭД в условиях экспериментальных моделей, выбор временных рамок воздействия на пенис не обоснован и отличен у разных авторов [16, 17]. Это в свою очередь свидетельствует об от­сутствии валидности получаемых результатов, по­скольку эффективность того или иного метода ле­чения будет различна в зависимости от исходной степени фиброза кавернозных тел.

Таким образом, для определения оптимальных временных параметров лечебного воздействия на пенис необходимо проведение эксперименталь­ного исследования с детальной оценкой морфо­логических проявлений пенильного кавернозного фиброза в единых стандартизированных условиях, что обеспечит репрезентативность получаемых ре­зультатов.

Цель исследования: определить особенности морфологических альтераций и выраженность фиброгенного патологического процесса в кавер­нозных телах пениса во временной динамике экс­периментального моделирования гипотестостеронемии.

Материалы и методы

Лабораторные животные (ЛЖ)

В качестве объекта для экспериментального исследования использовано 20 белых кроликов самцов породы «New Zealand» рода Oryctolagus cuniculus массой 3,8±0,3 кг и возрастом 26 ±1,5 нед. ЛЖ содержались в условиях, отвечающих ги­гиеническим и санитарно-эпидемиологическим нормам согласно ГОСТ 33215-2014 «Руководство по содержанию и уходу за лабораторными жи­вотными. Правила оборудования помещений и организации процедур» и ГОСТ 33216 - 2014 «Ру­ководство по содержанию и уходу за лаборатор­ными животными. Правила содержания и ухода за лабораторными грызунами и кроликами» [18, 19]. Срок адаптации ЛЖ перед началом исследо­вания в изоляционной зоне составил 28 дней.

В ходе исследования животные ежедневно проходили ветеринарное обследование на пред­мет наличия заболеваний и болевого синдрома, вивисекция и эвтаназия животных не произво­дилась, что соответствует положениям, статьям и требованиям международных и отечественных документов и руководств (согласно рекоменда­циям Rus-LASA) [20-22].

Дизайн исследования

Разработка дизайна исследования прове­дена в соответствии с рекомендациями ARRIVE; экспериментальные данные описаны согласно чек-листу проверки качества экспериментальных исследований [23, 24].

На первые сутки экспериментального иссле­дования для моделирования гипотестостероне­мии каждому ЛЖ была проведена двухсторонняя орхиэктомия. Для обеспечения редуцирования ошибок отбора (selection bias), ухудшающих ка­чество проведения эксперимента, по истечению срока адаптации было произведено рандомное разделение ЛЖ на 4 группы по 5 особей в зави­симости от срока забора биоматериала на гисто­логический анализ: 1 группа - на 1 сутки экспе­римента, 2 группа - на 7 сутки эксперимента, 3 группа - на 14 сутки эксперимента и 4 группа - на 21 сутки эксперимента.

Уровень общего Т в системном кровотоке у ЛЖ определяли на 1, 2, 3, 14, 21 и 28 сутки при помощи гетерогенного (твёрдофазного) хемилю- минесцентного иммуноанализа согласно прото­колу ELISA (Multiskan Ex Primary LIA V. 2.3; Thermo, Vantaa, Finland). Статистическую обработку по­лученных данных проводили при помощи про­грамм Microsoft Exсel и «Statistica 10.0» с ис­пользованием Student's T-criteria. Статистически значимыми результатами было принято считать при уровне значимости p<0,05.

Анестезиологическое пособие при прове­дении хирургических мероприятий состояло из премедикации, индукции анестезии и саппорт- анестезии. В качестве методов премедикации применяли преоксигенацию в течение 20 минут, маропитант (2 мг/кг п/к), габапентин (10 мг/кг per os) и капрофен (1 мг/кг п/к). Для индукции анестезии использовали медетомидин (0,2 мг/ кг в/м), фамотидин (0,5 мг/кг в/в), пропофол (2 мг/кг в/в) и золетил (0,4 мг/кг в/в), затем ЛЖ интубировали трубкой диаметром 2,5 мм. Для саппорт-анестезии использовали изофлюран 3% и дексмедетомидин в инфузии с постоянной ско­ростью 1 мкг/кг/ч.

Двустороннюю орхиэктомию выполняли стандартным открытым способом с удалением семенников и придатков [25]. Для проведения гистологического анализа состояния пенильных тканей в условиях гипотестостеронемии нами разработана и применена жизнесберегающая техника частичной ампутации пениса с нало­жением промежностной уретростомы кролику, что соответствует общемировой тенденции по гуманизации экспериментальной медицины. В статьях, опубликованных до 2020 года в между­народных базах данных The Cochrane Database, MEDLINE/PubMed Database, Embase-Elsevier, SciVerse Scopus, Web of Science Core Collection описаны результаты аналогичных исследований по изучению пенильной морфологии с вивисек­цией животных для забора биоматериала.

Этапы частичной пенектомии с момента соз­дания операционного поля (ЛЖ в положении лёжа на спине) и комплекса стандартных асепти­ческих мероприятий:

  • анатомическим пинцетом дистальный ко­нец пениса отводили, приводя его в перпендику­лярное положение относительно тела;
  • электрохирургическим скальпелем-коагу­лятором производили Т-образный разрез пре­пуция проксимальнее головки пениса по центру вентральной и дорсальной поверхности: на апи­кальном конце поперечный разрез соединяли циркулярно, продольный разрез продолжали до основания наружной части пениса;
  • основания двух сформированных лоскутов обрезали циркулярно, формируя ложе будущей уретростомы диаметром 1,5-2 см;
  • в пенис вводили полиуретановый уретраль­ный катетер с наружным диаметром 1,2 мм;
  • прямыми тупоконечными ножницами про­водили разрез уретры в дорсальной части пениса по ходу катетера до базальной части;
  • теми же ножницами пенис отсекали на уровне основания;
  • ножки кавернозных тел электрокоаголирували, из них формировали подушки посредством наложения узловых швов викрилом 4/0, соединя­ющих раневые грани в поперечном направлении;
  • формировали уретростому посредством соединения граней оставшейся части уретры к сформированному ранее ложу из кожи отдель­ными узловыми швами викрилом 4/0.

Послеоперационный уход за ЛЖ заключался в ежедневном уходе за уретростомой при помо­щи растворов хлоргексидина 0,05% и перекиси водорода 3% и марлевых тампонов с поступа­тельными движениями от центра к периферии для её очищения. Затем на стому наносили одну каплю вазелинового масла для профилактики её стенозирования и облитерации. В случае возник­новения стеноза проводили операцию по пере­формированию уретростомы.

На ампутированной части пениса выполняли 6 продольных тканевых анатомических срезов толщиной не более 5 мм по 3 с каждого кавер­нозного тела для морфологического анализа. Каждому участку биоматериала присваивали свой идентификационный номер для исключе­ния ошибок исследования.

Фрагменты тканей фиксировали в 10% ней­тральном забуференном формалине в течение 24 часов (BioVitrum, Россия) после чего выполня­ли проводку в гистологическом микроволновом процессоре Logos фирмы Milestone (Италия). По­сле заливки в парафин выполняли микротомию на микротомах Leica (Германия) толщиной срезов не более 3 мкм. Гистологические срезы окраши­вали гематоксилином-эозином, по Массону и Вейгерту. После окрасок полуколичественно из­учали соотношение клеток паренхимы и стро­мы в кавернозных телах (+ слабый признак, ++ умеренный признак, +++ выраженный признак). Нами был разработан алгоритм морфологиче­ского описания кавернозных тел с учётом лока­лизации и степени выраженности фиброза губ­чатого вещества, динамики изменений синусов, и ветвей улитковых артерий и артериол. Для детальной морфологической оценки состояния кавернозных структур использовали фотомикро­скоп Leica DM 1000 (Германия) с программным обеспечением Image Pro Plus, цифровой обра­боткой и математическим анализом фотографий.

Результаты

По результатам анализа сыворотки крови уровень общего Т статистически значимо сни­жался в первые сутки после кастрации и в даль­нейшем снижение Т продолжилось до 28 суток относительно исходного уровня (до орхиэктомии 10,8±0,2 нмоль/л), что свидетельствовало об эф­фективности моделирования гипотестостероне- мии у всех ЛЖ (рис. 1).

 

Рисунок 1. Изменение уровня общего Т (нмоль/л) в сыворотке крови ЛЖ в течение эксперимента (* - p<0,05)

Figure 1. Change in the level of total T (nmol/ L) in the blood serum of the lab animals during the experiment (* - p<0.05)

В условиях кастрационного уровня Т на 7 сутки эксперимента в центральных зонах кавер­нозных тел отмечено появление в межсинусных пространствах очагов разрастания рыхлой волок­нистой соединительной ткани, раздвигающих синусы и сдавливающих ГМК, такие же рыхлые волокнистые структуры начинают формировать­ся и вокруг артериол (рис. 2).

 

Рисунок 2. Первая неделя после кастрации: в кавернозном теле развитие рыхлой волокнистой соединительной ткани между мышечными волокнами, отёк стромы. Окраска гематоксилин-эозином. Ув.: 200х

Figure 2. Week 1 after castration: in the cavernous body, the development of loose fibrous connective tissue between the muscle fibers and edema of the stroma are determined. Staining with hematoxylin-eosin. Magn.: 200х

 

Уже на этом сроке исследования имеют ме­сто дистрофические и даже атрофические изме­нения ГМК (рис. 3).

 

Рисунок 3. Первая неделя после кастрации: в глубоких отделах полового члена среди мышечных волокон с очаговой атрофией определяется рыхлая волокнистая соединительная ткань, отек стромы. Окраска по Массону. Ув.: 100х

Figure 3. Week 1 after castration: in the deep parts of the penis, among the muscle fibers with focal atrophy and loose fibrous connective tissue and stroma edema are determined. Staining with Masson. Magn.: 100x

 

Вместе с тем, в периферических, т.е. подбелочных отделах губчатого вещества наблюдается его нормальная структура (рис. 4).

 

Рисунок 4. Первая неделя после кастрации: в периферических отделах кавернозных тел сохранена нормальная структура губчатого вещества. Окраска гематоксилин-эозином. Ув.: 100х

Figure 4. Week 1 after castration: in the peripheral parts of the cavernous bodies, the normal structure of the spongy substance is preserved. Staining with hematoxylin-eosin. Magn.: 100x

 

К 14 дню эксперимента зоны разрастания рых­лой волокнистой соединительной ткани увеличи­вают свои размеры в центральной части кавер­нозных тел, и они же появляются в подбелочных пространствах. Некоторые участки рыхлой волок­нистой ткани трансформируются в плотную во­локнистую ткань, наиболее наглядно этот процесс обнаруживается вокруг мелких артериол, просвет которых вследствие этого деформируется и сужи­вается в центральных зонах (рис. 5), а в перифе­рических — пока ещё заметно компенсаторная гипертрофия ГМК (рис. 6). Имеет место и межу­точный умеренно выраженный отёк, как признак нарушения гемодинамики в кавернозных телах.

 

Рисунок 5. Вторая неделя после кастрации: в поверхностных и глубоких отделах полового члена отмечается развитие рыхлой и плотной волокнистой соединительной ткани, муфтообразно окружающей мелкие ветви завитковых артерий с неравномерным сдавлением их просветов. Окраска по Массону. Ув.: 100х

Figure 5. Week 2 after castration: in the superficial and deep parts of the penis, the development of loose and dense fibrous connective tissue is noted, dutch-like surrounding small branches of the curved arteries with uneven compression of their lumen is determined. Staining with Masson. Magn.: 100x

 

 

Рисунок 6. Вторая неделя после кастрации: в периферических отделах кавернозных тел появляются очаги рыхлой волокнистой соединительной ткани. В стенках мелких ветвей завитковых артерий — гипертрофия мышечной оболочки, полнокровие сосудов. Окраска гематоксилином-эозином. Ув. 100х

Figure 6. Week 2 after castration: focuses of loose fibrous connective tissue appear in the peripheral parts of the cavernous bodies. In the walls of small branches of the curved arteries, hypertrophy of the muscular membrane and fullness of blood vessels is determined. Staining with hematoxylineosin. Magn.: 100x

Через 4 недели гипотестостеронемии в ка­вернозных телах пениса определяются обшир­ные поля плотной волокнистой соединительной ткани, содержащие коллагеновые волокна, сдав­ливающие и деформирующие просветы синусов, улиткообразных артерий и артериол с их пере­стройкой и полнокровием (рис. 7).

 

Рисунок 7. Четвертая неделя после кастрации: в глубоких отделах кавернозных тел отмечается развитие фиброзной ткани с муфтообразным сдавлением сосудистых полостей. Атрофия гладкомышечных волокон, полнокровие сосудов. Окраска гематоксилин-эозином. Ув.: 200х

Figure 7. Week 4 after castration: in the deep parts of the cavernous bodies, the development of fibrous tissue with clutch-like compression of the vascular cavities is noted. Atrophy of smooth muscle fibers and full-blood vessels is determined. Staining with hematoxylin-eosin. Magn.: 200x

 

Тяжёлый фиброз, состоящий из тонких и тол­стых коллагеновых волокон, сопровождается вы­раженной атрофией ГМК и значительной редук­цией синусов и кровеносных сосудов (рис. 8).

 

Рисунок 8. Четвертая неделя после кастрации: в глубоких отделах кавернозных тел отмечается выраженный фиброз с наличием тонких и толстых коллагеновых волокон, редукция кровеносных сосудов, выраженная атрофия гладкомышечных волокон. Окраска по Массону. Ув.: 200х

Figure 8. Week 4 after castration: in the deep parts of the cavernous bodies, there is marked fibrosis with the presence of thin and thick collagen fibers, reduction of blood vessels, and pronounced atrophy of smooth muscle fibers. Staining with Masson. Magn.: 200x

 

В центральных участках губчатого вещества имеет место гипоэластоз с извитостью и фраг­ментацией отдельных групп эластичных волокон (рис. 9).

 

Рисунок 9. Четвертая неделя после кастрации: в глубоких отделах кавернозных тел на большем протяжении отмечается гипоэластоз с участками фрагментации, извитости и альтеративного повреждения отдельных групп эластических волокон. Окраска по Вейгерту. Ув.: 200х

Figure 9. Week 4 after castration: in the deep parts of the cavernous bodies, hypoelastosis with areas of fragmentation, tortuosity and alterative damage of individual groups of elastic fibers is observed for a longer period. Staining with Weigert. Magn.: 200x

 

Таким образом, морфологическое исследо­вание кавернозных тел после кастрации выявило определённые закономерности развития фибро­за в поверхностных и центральных отделах ка­вернозных тел пениса в динамике его развития.

Нами показано, что через 1 неделю после кастрации наибольшие изменения возникают в центральных отделах кавернозных тел, где име­ют место слабовыраженные дистрофические и атрофические изменения ГМК с неравномерным развитием вокруг них рыхлой волокнистой со­единительной ткани, содержащей тонкие колла­геновые волокна.

Через 2 недели после кастрации происходит формирование рыхлой и плотной волокнистой соединительной ткани как в поверхностных, так и в глубоких отделах кавернозных тел. Примеча­тельно, что фиброзная ткань «окутывает» крове­носные сосуды артериального типа (мелкие ветви улитковых артерий) по типу муфт, тем самым вы­зывая местное нарушение кровообращения поло­вого члена.

Спустя 4 недели после кастрации в глубоких отделах кавернозных тел отмечается снижение эластического каркаса, выраженное развитие фи­брозной ткани, которая сдавливает просветы сосу­дистых полостей, тем самым приводя к развитию выраженной атрофии ГМК и редукции мелких кро­веносных сосудов ветвей улитковой артерии. Ука­занные морфологические изменения, несомненно, усугубляют кровоснабжение пениса, способствуя развитию тканевой гипоксии и коллагенообразова- нию с развитием фиброза как поверхностных, так и глубоких отделов кавернозных тел.

Обсуждение

В 80-е годы прошлого столетия было сфор­мировано представление об эректильной функ­ции, как сложном физиологическом процессе, обусловленном взаимодействием сосудистых нервных, эндокринных и психологических факто­ров [26, 27]. Уже в то время было доказано, что физиологический механизм эрекции является в своей основе гемодинамическим процессом, для реализации которого необходима анатомическая и функциональная целостность всех структур по­лового члена, задействованных в реализации эректильной функции. Как показали дальнейшие исследования, повреждение любого из механиз­мов (сосудистого, нервного, гормонального, пси­хологического) неизбежно приводит к возникно­вению и развитию эректильной дисфункции. Её причины множественны (старение, сахарный диа­бет, артериальная гипертензия, тяжёлое курение, алкоголизм, пенильные травмы, повреждения кавернозных нервов при радикальной простатэктомии и т.д.), но механизмы реализации ЭД, неся в себе некоторые особенности, связанные с этиологическим фактором, тем не менее носят в целом общие черты. К таковым относят структур­ную и функциональную целостность кавернозных и дорзальных нервов, функцию гладких мышц со­судов и синусов кавернозных тел, функцию эндо­телия и поддержание механизмов метаболизма соединительной ткани пениса. Роль андрогенов в регуляции клеточной и молекулярной основы эректильной дисфункции с одной стороны явля­ется базовой, а с другой, механизмы её реализа­ции остаются неясными и продолжают изучаться. Однако какими бы ни были реакции повреждения тонких структур корпоральных тканей патофизи­ология этих процессов сопровождается наруше­нием баланса между гладкой мускулатурой и со­единительной тканью кавернозных тел полового члена. Снижение содержания в кавернозном теле ГМК и повышенное развитие соединительной тка­ни означают формирование кавернозного фибро­за, который по сути является терминальным про­цессом, приводящим к развитию необратимой эректильной дисфункции. Влияние андрогенов на развитие пенильного фиброза к настоящему вре­мени достоверно доказано. Дефицит андрогенов, т.е. тестостерона, повреждает постганглионарные парасимпатические нейроны [28], структуру дор­сального нерва полового члена [29], причём ле­чение тестостероном сразу после кастрации вос­станавливает внутрикавернозную гемодинамику [30]. Тестостерон участвует в продукции эндотели­ального NO и поддержании структуры эндотели­альных и ГМК, системы антиапоптоза, продукции белков внеклеточного матрикса [29-35]. Недоста­ток Т нарушает соотношение ГМК/коллаген путём снижения экспрессии TGF-β1, ингибируя аутофагию и стимулируя апоптоз гладких мышц у крыс [36]. Исследование K. Cui et al. в 2018 году пока­зало, что дефицит Т приводит к увеличению про­дукции коллагена I/IV типов [17].

Таким образом, несмотря на неполную яс­ность механизмов повреждения пениса при недо­статочности тестостерона, совершенно понятно, что дефицит Т бесспорно участвует в механизмах развития кавернозного фиброза.

Методической особенностью вышеперечис­ленных исследований является изучение в экс­перименте клеточных и молекулярных реакций в ответ на дефицит Т спустя 4-8 недель после хирур­гической кастрации, т.е. в те сроки когда, как пола­гают авторы исследований, в тканях полового чле­на сформированы ответные реакции на дефицит Т [14, 17, 37]. Таким образом, изучение механизмов формирования повреждения пениса в ответ на до­казанный дефицит Т вследствие кастрации проис­ходило через значительный период времени после операции. Наше исследование в отличие от выше­названных проводилось в течение первого месяца после кастрации. Оно подтвердило, что через ме­сяц после кастрации в пенисе кроликов имеет ме­сто развитой кавернозный фиброз с формировани­ем массивов коллагеновых волокон, почти полной редукцией эластичных волокон, сдавлением сину­сов и улиткообразных артерий. Вместе с тем нами показано, что уже через неделю после кастрации начинают формироваться первые признаки буду­щего фиброза. Понятно, что мы не установили в ка­кой же момент после кастрации только начинают появляться первые признаки перестройки структу­ры кавернозных тканей, но будущим исследовани­ям это предстоит сделать.

Заключение

Кастрация кроликов приводит к 10-кратному снижению уровня Т крови уже после 1 суток по­сле операции, дефицит тестостерона нарастает к 28 суткам. Морфологические признаки пере­стройки ГМК, синусов и соединительнотканных структур в кавернозных телах пениса определя­ются чётко уже к 7 дню после кастрации. Их суть сводится, как и в последующем, к дистрофии и атрофии ГМК синусов, сдавлению, сужению со­судистых структур, прогрессии межсинусного фи­броза. К 28 суткам после кастрации кавернозные ткани полового члена характеризуются тяжёлым фибротическим состоянием.

Список литературы

1. Клинические рекомендации. Эректильная дисфункция. МКБ 10: F52, N48.4. 2019.

2. Коган М.И., Набока Ю.Л., Исмаилов Р.С., Попов И.В., Слюсаренко Н.В. Экспериментальное моделирование бактериального простатита. Обзор литературы. Экспериментальная и клиническая урология. 2019;2:26‒33. https://doi.org/10.29188/2222-8543-2019-11-2-26-33

3. Fournier GR Jr, Juenemann KP, Lue TF, Tanagho EA. Mechanisms of venous occlusion during canine penile erection: an anatomic demonstration. J Urol. 1987;137(1):163‒167. https://doi.org/10.1016/s0022-5347(17)43911-5

4. Park J, Son H, Chai JS, Kim SW, Paick JS, Cho MC. Chronic administration of LIMK2 inhibitors alleviates cavernosal veno-occlusive dysfunction through suppression of cavernosal fibrosis in a rat model of erectile dysfunction after cavernosal nerve injury. PLoS One. 2019;14(3):e0213586. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0213586

5. Dai YT, Stopper V, Lewis R, Mills T. Effects of castration and testosterone replacement on veno-occlusion during penile erection in the rat. Asian J Androl. 1999;1(1-2):53‒59.

6. Cho MC, Song WH, Paick JS. Suppression of Cavernosal Fibrosis in a Rat Model. Sex Med Rev. 2018;6(4):572‒582. https://doi.org/10.1016/j.sxmr.2018.02.007

7. Huh JS, Chung BH, Hong CH, Ryu JK, Kim JH, Han WK, Park KK. The effects of testosterone replacement on penile structure and erectile function after long-term castration in adult male rats. Int J Impot Res. 2018;30(3):122‒128. https://doi.org/10.1038/s41443-017-0010-6

8. Li R, Meng X, Zhang Y, Wang T, Yang J, Niu Y, Cui K, Wang S, Liu J, Rao K. Testosterone improves erectile function through inhibition of reactive oxygen species generation in castrated rats. Peer J. 2016;4:e2000. https://doi.org/10.7717/peerj.2000

9. Hwang I, Lee HS, Yu HS, Kim ME, Lee JS, Park K. Testosterone modulates endothelial progenitor cells in rat corpus cavernosum. BJU Int. 2016;117(6):976‒981. https://doi.org/10.1111/bju.13438

10. El-Sakka AI, Yassin AA. Amelioration of penile fibrosis: myth or reality. J Androl. 2010;31(4):324‒335. https://doi.org/10.2164/jandrol.109.008730

11. Salonia A, Rastrelli G, Hackett G, Seminara SB, Huhtaniemi IT, Rey RA, Hellstrom WJG, Palmert MR, Corona G, Dohle GR, Khera M, Chan YM, Maggi M. Paediatric and adult-onset male hypogonadism. Nat Rev Dis Primers. 2019;5(1):38. https://doi.org/10.1038/s41572-019-0087-y

12. Yafi FA, Jenkins L, Albersen M, Corona G, Isidori AM, Goldfarb S, Maggi M, Nelson CJ, Parish S, Salonia A, Tan R, Mulhall JP, Hellstrom WJ. Erectile dysfunction. Nat Rev Dis Primers. 2016;2:16003. https://doi.org/10.1038/nrdp.2016.3

13. Dimakopoulou A, Jayasena CN, Radia UK, Algefari M, Minhas S, Oliver N, Dhillo W.S. Animal Models of Diabetes- Related Male Hypogonadism. Front Endocrinol (Lausanne). 2019;10:628. https://doi.org/10.3389/fendo.2019.00628

14. Li X, Jiang J, Xia J, Jiang R. Effect of low androgen levels on the sulphur dioxide signalling pathway in rat penile corpus cavernosum. Andrologia. 2019;51(1):e13167. https://doi.org/10.1111/and.13167

15. Zhao H, Jiang J, Xia J, Jiang R. Effect of low androgen levels on IKca and SKca3 channels in rat penile corpus cavernosum. Andrologia. 2018;50(9):e13075. https://doi.org/10.1111/and.13075

16. Bae WJ, Zhu GQ, Choi SW, Jeong HC, Bashraheel F, Kim KS, Kim SJ, Cho HJ, Ha US, Hong SH, Lee JY, Oh HA, Koo HC, Kim DR, Hwang SY, Kim SW. Antioxidant and Antifibrotic Effect of a Herbal Formulation In Vitro and in the Experimental Andropause via Nrf2/HO-1 Signaling Pathway. Oxid Med Cell Longev. 2017;2017:6024839. https://doi.org/10.1155/2017/6024839

17. Cui K, Li R, Chen R, Li M, Wang T, Yang J, Chen Z, Wang S, Liu J, Rao K. Androgen deficiency impairs erectile function in rats through promotion of corporal fibrosis. Andrologia. 2018;50(1). https://doi.org/10.1111/and.12797

18. ГОСТ 33215-2014. Руководство по содержанию и уходу за лабораторными животными. Правила оборудования помещений и организации процедур. Введ. 2017-01-06. М.: Стандартинформ, 2016.

19. ГОСТ 33216 – 2014. Руководство по содержанию и ухо- ду за лабораторными животными. Правила содержа- ния и ухода за лабораторными грызунами и кроликами. Введ. 2016-07-01. М.: Стандартинформ, 2016.

20. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of Animals used for Scientific purposes. OJ L. 2010;276: 33–79.

21. European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes (ETS No.123). Appendix A «Guidelines for the maintenance and care of animals». Adopted: Strasbourg, 18.03.1986, entry in force: 01.01.1991.

22. Mahler M, Berard M, Feinstein R, Gallagher A, Illgen- Wilcke B, Pritchett-Corning K, Raspa M. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Lab Anim. 2014;48(3); 178‒192. https://doi.org/10.1177/0023677213516312

23. Hooijmans CR, Leenaars M, Ritskes-Hoitinga M. A gold standard publication checklist to improve the quality of animal studies, to fully integrate the Three Rs, and to make systematic reviews more feasible. Altern Lab Anim. 2010;38(2): 167‒182. https://doi.org/10.1177/026119291003800208

24. Kilkenny C, Browne WJ, Cuthill IC, Emerson M, Altman DG. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biol. 2010;8(6):e1000412. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000412

25. Szabo Z, Bradley K, Cahalane AK. Rabbit Soft Tissue Surgery. Vet Clin North Am Exot Anim Pract. 2016;19(1):159‒188. https://doi.org/10.1016/j.cvex.2015.08.007

26. Коган М.И. Диагностика и лечение эректильной импо- тенции: Автореферат дис. ... докт. мед. наук. Ростов-на-Дону; 1986.

27. Krane RJ, Goldstein I, Saenz de Tejada I. Impotence. N Engl J Med. 1989;321:1648‒1659.

28. Traish AM. Androgens play a pivotal role in maintaining penile tissue architecture and erection: a review. J Androl. 2009;30(4):363‒369. https://doi.org/10.2164/jandrol.108.006007

29. Armagan A, Hatsushi K, Toselli P. The effects of testosterone deficiency on the structural integrity of the penile dorsal nerve in the rat. Int J Impot Res. 2007;20:73‒78.

30. Rogers RS, Graziottin TM, Lin CM, Kan YW, Lue T. Intracavernosal vascular endothelial growth factor (VEGF) injection and adeno-associated virusmediated VEGF gene therapy prevent and reverse venogenic erectile dysfunction in rats. Int J Impot Res. 2003;15:26‒37.

31. Shabsigh R. The effects of testosterone on the cavernous tissue and erectile function. World J Urol. 1997;15:21‒26.

32. Traish A, Kim N. The physiological role of androgens in penile erection: regulation of corpus cavernosum structure and function. J Sex Med. 2005;2:759‒770.

33. Zhang XH, Melman A, Disanto ME. Update on corpus cavernosum smooth muscle contractile pathways in erectile function: a role for testosterone? J Sex Med. 2011;8:1865‒1879. https://doi.org/10.1111/j.1743-6109.2011.02218.x

34. Isidori AM, Buvat J, Corona G, Goldstein I, Jannini EA, Lenzi A, Porst H, Salonia A, Traish AM, Maggi M. A critical analysis of the role of testosterone in erectile function: from pathophysiology to treatment ‒ a systematic review. Eur Urol. 2014;65:99‒112. https://doi.org/10.1016/j.eururo.2013.08.048

35. Chua RG, Calenda G, Zhang X, Siragusa J, Tong Y, Tar M, Aydin M, DiSanto ME, Melman A, Davies KP. Testosterone regulates erectile function and Vcsa1 expression in the corpora of rats. Mol Cell Endocrinol. 2009;303:67‒73. https://doi.org/10.1016/j.mce.2009.02.001

36. Wang XJ, Xu TY, Xia LL, Zhong S, Zhang XH, Zhu ZW, Chen DR, Liu Y, Fan Y, Xu C, Zhang MG, Shen ZJ. Castration impairs erectile organ structure and function by inhibiting autophagy and promoting apoptosis of corpus cavernosum smooth muscle cells in rats. Int Urol Nephrol. 2015;47:1105‒1115. https://doi.org/10.1007/s11255-015-1011-3

37. Kong X, Jiang J, Cheng B, Jiang R. Effect of low androgen status on the expression of adenosine A2A and A2B receptors in rat penile corpus cavernosum. Andrologia. 2019;51(9):e13344. https://doi.org/10.1111/and.13344


Об авторах

М. И. Коган
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Михаил Иосифович Коган – Заслуженный деятель науки РФ, д.м.н., профессор; заведующий кафедрой урологии и репродуктивного здоровья человека (с курсом детской урологии-андрологии)



С. С. Тодоров
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Сергей Сергеевич Тодоров – д.м.н., заведующий морфологическим отделом



И. В. Попов
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Россия

Игорь Витальевич Попов – студент лечебно-профилактического факультета, лаборант кафедры «Биология и общая патология»

тел.: +7 (999) 693-40-28



И. В. Попов
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Илья Витальевич Попов – студент педиатрического факультета



М. А. Кулишова
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Россия

Маргарита Алексеевна Кулишова – студентка факультета «Биоинженерия и ветеринарная медицина»



А. М. Ермаков
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»
Россия

Ермаков Алексей Михайлович – д.б.н., профессор; заведующий кафедрой «Биология и общая патология»



Д. В. Сизякин
ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Сизякин Дмитрий Владимирович – д.м.н., профессор; профессор кафедры урологии и репродуктивного здоровья человека (с курсом детской урологии-андрологии)



Для цитирования:


Коган М.И., Тодоров С.С., Попов И.В., Попов И.В., Кулишова М.А., Ермаков А.М., Сизякин Д.В. Морфогенез пенильного кавернозного фиброза при гипотестостеронемии в экспериментальной модели. Вестник урологии. 2020;8(1):14-24. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2020-8-1-14-24

For citation:


Kogan M.I., Todorov S.S., Popov I.V., Popov I.V., Kulishova M.A., Ermakov A.M., Sizyakin D.V. Morphogenesis of Penile Cavernous Fibrosis in Hypotestosteronemia: an Experimental Study. Urology Herald. 2020;8(1):14-24. (In Russ.) https://doi.org/10.21886/2308-6424-2020-8-1-14-24

Просмотров: 385


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2308-6424 (Online)