Хроническое воздействие полистирольных микропластиков нарушает репродуктивную функцию самцов и снижает уровень тестостерона через сигнальный путь LHR/цАМФ/PKA/StAR, опосредованный ЛГ

Введение: Микропластики (МП) имеют небольшой размер и медленно разлагаются, поэтому морские организмы легко их поглощают, а затем они попадают в организм млекопитающих по пищевой цепи. В нашем предыдущем исследовании было показано, что после острого воздействия МП у мышей снижалось содержание тестостерона в сыворотке крови и ухудшались показатели спермы, что приводило к нарушению репродуктивной функции самцов. Однако влияние длительного воздействия МП в концентрациях, характерных для окружающей среды, на репродуктивную систему млекопитающих остаётся неясным.

Результаты: В эксперименте in vivo мыши в течение 180 дней подряд получали питьевую воду, содержавшую полистирольные микропластики (PS-MPs) в концентрациях 100 и 1000 мкг/л; размер частиц составлял 0,5, 4 или 10 мкм. Мы наблюдали изменения морфологии яичек и снижение содержания тестостерона, ЛГ и ФСГ в сыворотке крови. Кроме того, после воздействия PS-MPs снижалась жизнеспособность сперматозоидов и увеличивалась доля аномальных сперматозоидов. В ткани яичек снижалась экспрессия стероидогенных ферментов и белка StAR. В эксперименте in vitro мы использовали первичные клетки Лейдига, чтобы изучить механизм снижения уровня тестостерона под действием PS-MPs. Мы обнаружили, что PS-MPs прикреплялись к клеткам Лейдига и проникали внутрь них. Затем было выявлено снижение содержания тестостерона в супернатанте. Одновременно с этим снижалась экспрессия рецептора ЛГ (LHR), стероидогенных ферментов и StAR; выраженность изменений зависела от концентрации PS-MPs. Мы также подтвердили, что PS-MPs снижали экспрессию StAR, подавляя активацию сигнального пути аденилатциклаза/цАМФ/PKA. Кроме того, повышенная экспрессия LHR ослабляла снижение уровней StAR и стероидогенных ферментов и в итоге уменьшала вызванное PS-MPs снижение уровня тестостерона.

Выводы: Воздействие PS-MPs приводило у мышей к изменениям гистологического строения яичек, нарушениям сперматогенеза и изменению секреции гормонов в сыворотку крови. PS-MPs снижали уровень тестостерона, подавляя сигнальный путь LHR/цАМФ/PKA/StAR, опосредованный ЛГ. Таким образом, хроническое воздействие PS-MPs в концентрациях, характерных для окружающей среды, оказывало токсическое действие на мужскую репродуктивную систему, что указывает на потенциальный риск для здоровья населения.