Postgraduate Student, Research Engineer at the Department of Biology and Fundamental Medicine; Researcher at the Central Experimental Laboratory of Biotechnologies
аспирант, инженер-исследователь департамента биологии и фундаментальной медицины; научный сотрудник центральной экспериментальной лаборатории биотехнологий
Student at the Department of Biology and Fundamental Medicine
студент департамента биологии и фундаментальной медицины
PhD (Biology), Associate Professor, Senior Researcher at the Laboratory of Immunophysiology and Immunopharmacology
к.б.н., доцент, старший научный сотрудник лаборатории иммунофизиологии и иммунофармакологии
Mast cells are an important component of the immune microenvironment in the male reproductive system, involved in both physiological regulation and pathological processes via secretion of various bioactive substances. Modeling dysregulation through activation or inhibition of mast cells, and studying the impact of this disturbance on spermatogenesis, may help identify the precise regulatory mechanisms by which these cells influence this process. Ciprofloxacin, an antibiotic known to activate mast cells, has shown efficiency in cardiac mast cell studies but has not been investigated in spermatogenesis. The aim of this study was to evaluate the effects of various ciprofloxacin regimens on mast cells in reproductive organs of male Wistar rats and to determine an optimal dose and duration for developing a model suitable for investigating mast cell involvement in spermatogenesis. Male Wistar rats were treated with ciprofloxacin at 200 and 400 mg/kg for different durations. Morphological and functional characteristics of mast cells in the testes and epididymides were assessed histologically. Ciprofloxacin was shown to modulate the mast cell activity in a time-, dose-, and tissue- dependent manner. At a dose of 200 mg/kg for 7 days, it caused an increase in mast cell numbers, enhanced synthetic activity, and raised the proportion of cells with mature granules in both organs, while degranulation remained unchanged. This indicates a “preparatory” phase involving mast cell migration to reproductive tissues and granule accumulation. This process was followed by active degranulation after 14 days, associated with return to baseline cell numbers, sustained high synthetic activity, and a predominance of mast cells with mature granules, especially in testes. A higher сiprofloxacin dose (400 mg/kg) promoted acceleration of mast cell activation, leading to earlier degranulation. While functional changes were consistent across both organs, morphometric parameters and granule maturation showed tissue-specific responses. Notably, testicular mast cells displayed minimal morphometric changes, possibly due to the immune-privileged nature of the testes. Based on these findings, a 400 mg/kg dose for 7 days is recommended to induce mast cell activation for spermatogenesis studies. A 200 mg/kg сiprofloxacin dose is more suitable for pre-stimulation prior to the use of a degranulation inducer and for long-term studies, in order to minimize possible side effects associated with higher doses.
Тучные клетки являются важным компонентом иммунного микроокружения органов мужской репродуктивной системы и участвуют в их регуляции в норме и при патологии. Моделирование дисрегуляции в виде активации или ингибирования тучных клеток и исследование влияния данного нарушения на сперматогенез может помочь в установлении точных механизмов регуляции данного процесса. Одним из активаторов тучных клеток является препарат Ципрофлоксацин, который зарекомендовал себя в исследованиях тучных клеток сердца, однако ранее не использовался в работах по изучению сперматогенеза. Цель данного исследования – оценить влияния разных схем приема препарата Ципрофлоксацин на тучные клетки репродуктивных органов самцов крыс и выбрать оптимальную дозу и продолжительность приема для создания модели, которая позволит исследовать участие тучных клеток в регуляции сперматогенеза. Эксперимент проведен на самцах линии Wistar. Использовали разные концентрации ципрофлоксацина (200 и 400 мг/кг) и сроки его приема. На гистологических препаратах оценивали морфофункциональные параметры тучных клеток семенников и придатков семенников. Препарат Ципрофлоксацин модулирует активность тучных клеток в зависимости от времени, дозы и ткани. После приема препарата в дозе 200 мг/кг 7 суток увеличивается количество, синтетическая активность тучных клеток и процент клеток со зрелыми гранулами как в семенниках, так и в придатках наряду с неизменной дегрануляцией, что указывают на прохождение «подготовительной» фазы, заключающейся в миграции тучных клеток в репродуктивные органы и накоплении ими секрета. После следует начало активной дегрануляции, которая сопровождается возвращением количества тучных клеток к показателю интактной группы, сохранением повышенной синтетической активности и преобладанием в семенниках клеток со зрелыми гранулами. Более высокая доза ципрофлоксацина (400 мг/кг) ускоряет активацию тучных клеток, что приводит к более ранней дегрануляции. Количество и функциональные параметры тучных клеток под действием препарата изменяются аналогично в обоих исследуемых органах, однако наблюдаемые морфометрические изменения и показатели созревания гранул демонстрируют тканеспецифические адаптивные реакции. Проведенное исследование дает основание рекомендовать дозу 400 мг/кг в течение 7 дней для активации тучных клеток в репродуктивных органах самцов крыс и изучения сперматогенеза. Дозу 200 мг/кг следует использовать с целью предварительной стимуляции миграции тучных клеток, повышения их синтетической активности и созревания перед применением другого активатора – индуктора дегрануляции. Данная доза также будет предпочтительной для более длительных экспериментов, чтобы свести к минимуму потенциальные побочные эффекты, связанные с более высокой дозировкой.