ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2025.4.193ivm-1880Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ, ТОКСИКОЛОГИЯ, ФАРМАЦИЯPHARMACOLOGY, TOXICOLOGY, PHARMACYПусковые механизмы окислительного стресса в органах репродуктивной системы у крыс при воздействии на организм дельтаметринаTriggers of oxidative stress in the organs of the reproductive system in rats when exposed to deltamethrinhttps://orcid.org/0000-0002-0844-4090ЧигринскийЕ. А.ChigrinskiE. A.

д-р биол. наук, доц. каф. биохимии, доцент 

Doctor of Biological Sciences, Associate Professor

dr.chigrinski@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0835-9352ГеруноваЛ. К.GerunovaL. K.

д-р ветеринар. наук, проф. каф. диагностики, внутренних незаразных болезней, фармакологии,  хирургии и акушерства, профессор

 Doctor of Veterinary Sciences, Professor 

https://orcid.org/0000-0002-5594-2666ГеруновТ. В.GerunovT. V.

д-р биол. наук, зам. директора по учебно-научной работе, доц.

Doctor of Biological Sciences, Deputy Director for Academic and Scientific Work 

ДицЛ. А.DitsL. A.

врач-эндокринолог

endocrinologist

ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет»РоссияOmsk State Medical UniversityRussian FederationФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»РоссияOmsk State Agrarian University named after P.A. StolypinRussian FederationБУЗОО Областная клиническая больницаРоссияOmsk Regional Clinical HospitalRussian Federation20253012202504193202Copyright © Чигринский Е.А., Герунова Л.К., Герунов Т.В., Диц Л.А., 20252025Чигринский Е.А., Герунова Л.К., Герунов Т.В., Диц Л.А.Chigrinski E.A., Gerunova L.K., Gerunov T.V., Dits L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1880

Дельтаметрин широко применяется в сельском хозяйстве и ветеринарии. В последние годы в научной литературе стали появляться данные о влиянии дельтаметрина и других синтетических пиретроидов на репродуктивную систему и, в частности, на качество семенной жидкости. При этом механизмы развития этих нарушений глубоко не раскрыты. Цель данной работы - определить пусковые механизмы окислительного стресса в органах репродуктивной системы у крыс при воздействии на организм дельтаметрина. Исследование проведено на 48 лабораторных крысах-самцах с массой тела 230-250 г. Метаболические изменения в семенниках после однократного введения дельтаметрина в дозе 17,4 мг/кг массы тела (1/5 ЛД50) оценивали через 1 и 3 суток. Критериями оценки служили содержание в органах репродуктивной системы пировиноградной, молочной и мочевой кислот, неорганического фосфата (Фн), глутатиона, малонового диальдегида (МДА), активность глутатионпероксидазы (ГПО) и глутатионредуктазы (ГР). Полученные результаты подвергали статистической обработке. Введение дельтаметрина лабораторным крысам в дозе 1/5 ЛД50 вызывает изменения метаболизма в органах репродуктивной системы: семенниках, эпидидимисе, предстательной железе и семенных пузырьках. Через 1-3 суток у крыс отмечается увеличение содержания в органих лактата, пирувата, урата, Фн и МДА. Это свидетельствует о нарушении энергетического обмена и усилении процессов липопероксидации, что ведет и снижению уровня глутатиона. Дефицит глутатиона усугубляется повышением активности антиоксидантных ферментов (ГПО и ГР). Пусковым механизмом развития окислительного стресса в органах репродуктивной системы является нарушение энергетического обмена, вызванное глубоким катаболизмом пуринов до мочевой кислоты. Этот процесс сопровождается усиленной генерацией свободных радикалов и истощением пула неферментативных антиоксидантов. Снижение функции антиоксидантной системы на фоне накопления в органах репродуктивной системы МДА свидетельствует о развитии окислительного стресса.

Deltamethrin is widely used in agriculture and veterinary medicine. In recent years, data have begun to appear in the scientific literature on the effect of deltamethrin and other synthetic pyrethroids on the reproductive system and, in particular, on the quality of seminal fluid. However, the mechanisms of development of these disorders are not fully understood. The purpose of this work is to determine the triggers of oxidative stress in reproductive organs of rats exposed to deltamethrin. The study was conducted on 48 male laboratory rats with a body weight of 230-250 g. Metabolic changes in the testes after a single administration of deltamethrin at a dose of 17.4 mg/kg body weight (1/5 LD50) were assessed after 1 and 3 days. The evaluation criteria were the content of pyruvic, lactic and uric acids, inorganic phosphate (Pi), glutathione, malondialdehyde (MDA), the activity of glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR) in the organs of the reproductive system. The obtained results were subjected to statistical processing. Administration of deltamethrin to laboratory rats at a dose of 1/5 LD 50 causes changes in metabolism in the reproductive organs: testicles, epididymis, prostate gland and seminal vesicles. After 1-3 days, an increase in the content of lactate, pyruvate, urate, Pi, and MDA in the rats' organs was noted. This indicates a violation of energy metabolism and increased lipoperoxidation processes, which leads to a decrease in glutathione levels. Glutathione deficiency is aggravated by the increased activity of antioxidant enzymes (GPx and GR). The trigger mechanism for the development of oxidative stress in the organs of the reproductive system is the disruption of energy metabolism caused by the deep catabolism of purines to uric acid. This process is accompanied by increased generation of free radicals and depletion of the pool of non -enzymatic antioxidants. A decrease in the function of the antioxidant system against the background of MDA accumulation in the organs of the reproductive system indicates the development of oxidative stress.

репродуктивная системаэнергетический обменокислительный стрессдельтаметринкрысыreproductive systemenergy exchangeoxidative stressdeltamethrinratsReferencesLissenden, N. Review and Meta-Analysis of the Evidence for Choosing between Specific Pyrethroids for Programmatic Purposes / N. Lissenden, M.D. Kont, J. Essandoh [et al.] // Insects. – 2021. – Vol. 12, No 9. – P. 826. – DOI 10.3390/insects12090826.Lissenden, N. Review and Meta-Analysis of the Evidence for Choosing between Specific Pyrethroids for Programmatic Purposes / N. Lissenden, M.D. Kont, J. Essandoh [et al.] // Insects. – 2021. – Vol. 12, No 9. – P. 826. – DOI 10.3390/insects12090826.Горбенко, А.Д. Синтетические пиретроиды и природные пиретрины – обзор / А. Д. Горбенко, Я. А. Морозова, Е. П. Севостьянова [и др.] // Вестник аграрной науки. – 2024. – № 5(110). – С. 3-15. – DOI 10.17238/issn2587-666X.2024.5.3.Gorbenko, A.D. Synthetic pyrethroids and natural pyrethrins – review / A.D. Gorbenko, Ya.A. Morozova, E.P. Sevostyanova [et al.] // Bulletin of Agrarian Science. – 2024. – No 5(110). – P. 3-15. – DOI 10.17238/issn2587-666X.2024.5.3. (in Russ.)Osama, E. Chlorella vulgaris ameliorates testicular toxicity induced by deltamethrin in male rats via modulating oxidative stress / E. Osama, A.A.A. Galal, H. Abdalla, S.M.A. El -Sheikh // Andrologia. – 2019. – Vol. 51, No 3. – E. 13214. – DOI 10.1111/and.13214.Osama, E. Chlorella vulgaris ameliorates testicular toxicity induced by deltamethrin in male rats via modulating oxidative stress / E. Osama, A.A.A. Galal, H. Abdalla, S.M.A. El -Sheikh // Andrologia. – 2019. – Vol. 51, No 3. – E. 13214. – DOI 10.1111/and.13214.Zhang, X. Pyrethroids Toxicity to Male Reproductive System and Offspring as a Function of Oxidative Stress Induction: Rodent Studies / X. Zhang, T. Zhang, X. Ren [et al.] // Front Endocrinol. (Lausanne). – 2021. – Vol. 12. – P. 656106. – DOI 10.3389/fendo.2021.656106.Zhang, X. Pyrethroids Toxicity to Male Reproductive System and Offspring as a Function of Oxidative Stress Induction: Rodent Studies / X. Zhang, T. Zhang, X. Ren [et al.] // Front Endocrinol. (Lausanne). – 2021. – Vol. 12. – P. 656106. – DOI 10.3389/fendo.2021.656106.Chigrinski, E.A. Glutathione-related enzyme activity in rats’ testes and epididymis at an acute intoxication with a synthetic pyrethroid deltamethrin / E.A Chigrinski, V.D. Conway, L.K. Gerunova, T.V. Gerunov // Int. J. Pharma Bio Sci. – 2015. – Vol. 6, No 4. – P. B340-B344. – EDN ARDDFE.Chigrinski, E.A. Glutathione-related enzyme activity in rats’ testes and epididymis at an acute intoxication with a synthetic pyrethroid deltamethrin / E.A Chigrinski, V.D. Conway, L.K. Gerunova, T.V. Gerunov // Int. J. Pharma Bio Sci. – 2015. – Vol. 6, No 4. – P. B340-B344. – EDN ARDDFE.Hozyen, H.F. Nano selenium protects against deltamethrin-induced reproductive toxicity in male rats / H.F. Hozyen, H.M.A. Khalil, R.A. Ghandour [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2020. – Vol. 408. – P. 115274. – DOI 10.1016/j.taap.2020.115274.Hozyen, H.F. Nano selenium protects against deltamethrin-induced reproductive toxicity in male rats / H.F. Hozyen, H.M.A. Khalil, R.A. Ghandour [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2020. – Vol. 408. – P. 115274. – DOI 10.1016/j.taap.2020.115274.Chigrinski, E.A. Trigger Mechanisms of Cypermethrin-Induced Changes of Metabolism: An Experimental Study / E.A. Chigrinski, L.K. Gerunova, T.V. Gerunov, N.V. Shorin, L.A. Dietz // Int. J. Biomed. – 2023. – Vol. 13, No 2. – P. 309-312. – DOI 10.21103/Article13(2)_OA21.Chigrinski, E.A. Trigger Mechanisms of Cypermethrin-Induced Changes of Metabolism: An Experimental Study / E.A. Chigrinski, L.K. Gerunova, T.V. Gerunov, N.V. Shorin, L.A. Dietz // Int. J. Biomed. – 2023. – Vol. 13, No 2. – P. 309-312. – DOI 10.21103/Article13(2)_OA21.Конвай, В.Д. Острое нарушение метаболизма пуринов как фактор ишемического повреждения / В.Д. Конвай // Омский научный вестник. – 2009. – № S1 (84). – С. 45-48. – EDN YHYACR.Konvay, V.D. Acute disorder of purine metabolism as a factor of ischemic damage / V.D. Konvay // Omsk Scientific Bulletin. - 2009. - No. S1 (84). - P. 45-48. (in Russ.) – EDN YHYACR.Золин, П.П. Влияние рибозы на уровни мононуклеотидов в печени в раннем постреанимационном периоде / П.П. Золин, В.Д. Конвай // Дальневосточный медицинский журнал. – 2017. – № 4. – С. 78-81. – EDN YKYVNL.Zolin, P.P. Ribose increases levels of the liver mononucleotides, decreased in the postresusciation period / P.P. Zolin, V.D. Conway // Far East Medical Journal. – 2017. – № 4. – С. 78-81. (in Russ.) – EDN YKYVNL.Cheng, B. Evidence for control of adenosine metabolism in rat oxidative skeletal muscle by changes in pH / B. Cheng, H.C. Essackjee, H.J. Ballard // J. Physiol. – 2000. – Vol. 522, Pt. 3. – P. 467-477. – DOI 10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00467.x.Cheng, B. Evidence for control of adenosine metabolism in rat oxidative skeletal muscle by changes in pH / B. Cheng, H.C. Essackjee, H.J. Ballard // J. Physiol. – 2000. – Vol. 522, Pt. 3. – P. 467-477. – DOI 10.1111/j.1469-7793.2000.t01-1-00467.x.Cicero, A.F.G. Purine Metabolism Dysfunctions: Experimental Methods of Detection and Diagnostic Potential / A.F.G. Cicero, F. Fogacci, V. Di Micoli [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2023. – Vol. 24, No 8. – P. 7027. – DOI 10.3390/ijms24087027.Cicero, A.F.G. Purine Metabolism Dysfunctions: Experimental Methods of Detection and Diagnostic Potential / A.F.G. Cicero, F. Fogacci, V. Di Micoli [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2023. – Vol. 24, No 8. – P. 7027. – DOI 10.3390/ijms24087027.Maiuolo, J. Regulation of uric acid metabolism and excretion / J. Maiuolo, F. Oppedisano, S. Gratteri [et al.] // Int. J. Cardiol. – 2016. – Vol. 213. – P. 8-14. – DOI 10.1016/j.ijcard.2015.08.109.Maiuolo, J. Regulation of uric acid metabolism and excretion / J. Maiuolo, F. Oppedisano, S. Gratteri [et al.] // Int. J. Cardiol. – 2016. – Vol. 213. – P. 8-14. – DOI 10.1016/j.ijcard.2015.08.109.Shen, S. Uric acid aggravates myocardial ischemia-reperfusion injury via ROS/NLRP3 pyroptosis pathway / S. Shen, F. He, C. Cheng, B. Xu, J. Sheng // Biomed. Pharmacother. – 2021. – Vol. 133. – P. 110990. – DOI 10.1016/j.biopha.2020.110990.Shen, S. Uric acid aggravates myocardial ischemia-reperfusion injury via ROS/NLRP3 pyroptosis pathway / S. Shen, F. He, C. Cheng, B. Xu, J. Sheng // Biomed. Pharmacother. – 2021. – Vol. 133. – P. 110990. – DOI 10.1016/j.biopha.2020.110990.Abdul-Hamid, M. Lycopene reduces deltamethrin effects induced thyroid toxicity and DNA damage in albino rats / M. AbdulHamid, M. Salah // J. Basic Appl. Zool. – 2013. – Vol. 66, No 4 – P. 155-163. – DOI 10.1016/j.jobaz.2013.08.001.Abdul-Hamid, M. Lycopene reduces deltamethrin effects induced thyroid toxicity and DNA damage in albino rats / M. AbdulHamid, M. Salah // J. Basic Appl. Zool. – 2013. – Vol. 66, No 4 – P. 155-163. – DOI 10.1016/j.jobaz.2013.08.001.Atef, M.M. Targeting ERK/COX-2 signaling pathway in permethrin-induced testicular toxicity: a possible modulating effect of matrine / M.M. Atef, O.S. El-Deeb, M.T. Sadek [et al.] // Mol. Biol. Rep. – 2020. – Vol. 47, No 1. – P. 247-259. – DOI 10.1007/s11033-019-05125-7.Atef, M.M. Targeting ERK/COX-2 signaling pathway in permethrin-induced testicular toxicity: a possible modulating effect of matrine / M.M. Atef, O.S. El-Deeb, M.T. Sadek [et al.] // Mol. Biol. Rep. – 2020. – Vol. 47, No 1. – P. 247-259. – DOI 10.1007/s11033-019-05125-7.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.