toxreviewТоксикологический вестникToxicological Review0869-79223034-4611Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0869-7922-2026-34-2-124-131xsvivvtoxreview-1103Research ArticleПРОФИЛАКТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯPREVENTIVE TOXICOLOGYИзменение некоторых показателей мужской половой системы крыс при токсическом действии свинца и эффект биопрофилактикиChanges in some parameters of the reproductive system of male rats following lead exposure and the effect of bioprophylaxishttps://orcid.org/0009-0003-0780-5733НикогосянКарен МерсоповичNikogosyanKaren M.

Научный сотрудник отдела токсикологии и биопрофилактики ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, Россия

e-mail: nikoghosyankm@ymrc.ru

Researcher at the Department of Toxicology and Bioprophylaxis, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation

e-mail: nikoghosyankm@ymrc.ru

nikoghosyankm@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1743-7642СутунковаМарина ПетровнаSutunkovaMarina P.

Доктор медицинских наук, директор ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, Россия; ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет» Минздрава России, 620028, Екатеринбург, Россия

e-mail: sutunkova@ymrc.ru

Doctor of Medical Sciences, Director of the Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation; Head of the Department of Occupational Hygiene and Medicine, Ural State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Yekaterinburg, 620028, Russian Federation

e-mail: sutunkova@ymrc.ru

sutunkova@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1871-8593МинигалиеваИльзира АмировнаMinigalievaIlzira A.

Доктор биологических наук, заведующий отделом токсикологии и биопрофилактики ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, Россия

e-mail: ilzira@ymrc.ru

Doctor of Biological Sciences, Head of the Department of Toxicology and Bioprophylaxis, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation

e-mail: ilzira@ymrc.ru

ilzira@ymrc.ruhttps://orcid.org/0009-0008-3239-5998ГертанНаталья АлександровнаGertanNatalia A.

Младший научный сотрудник отдела токсикологии и биопрофилактики ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, Россия

e-mail: gertanna@ymrc.ru

Junior Researcher at the Department of Toxicology and Bioprophylaxis, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation

e-mail: gertanna@ymrc.ru

gertanna@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1106-4301ПетрунинаЕкатерина МихайловнаPetruninaEkaterina M.

Младший научный сотрудник отдела токсикологии и биопрофилактики ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, Россия

e-mail: ekaterina_b89@list.ru

Junior Researcher at the Department of Toxicology and Bioprophylaxis, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation

e-mail: ekaterina_b89@list.ru

ekaterina_b89@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2726-9259СахаутдиноваРената РашидовнаSakhautdinovaRenata R.

Кандидат медицинских наук, заведующий диагностическим лабораторным отделением научно-производственного отдела «Лабораторно-диагностические технологии» ФБУН «ЕМНЦ ПОЗРПП» Роспотребнадзора, 620014, Екатеринбург, Россия

e-mail: sahautdinova@ymrc.ru

Candidate of Medical Sciences, Head of the Department of Laboratory and Diagnostic Technologies, Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor, Yekaterinburg, 620014, Russian Federation

e-mail: sahautdinova@ymrc.ru

sahautdinova@ymrc.ruФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий Роспотребнадзора»РоссияYekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of RospotrebnadzorRussian FederationФБУН «Екатеринбургский медицинский–научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий Роспотребнадзора»; ФГБОУ ВО «Уральский государственный медицинский университет Минздрава России»РоссияYekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor; Ural State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202630042026342124131Copyright © Никогосян К.М., Сутункова М.П., Минигалиева И.А., Гертан Н.А., Петрунина Е.М., Сахаутдинова Р.Р., 20262026Никогосян К.М., Сутункова М.П., Минигалиева И.А., Гертан Н.А., Петрунина Е.М., Сахаутдинова Р.Р.Nikogosyan K.M., Sutunkova M.P., Minigalieva I.A., Gertan N.A., Petrunina E.M., Sakhautdinova R.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.toxreview.ru/jour/article/view/1103Введение

Введение. Разработка и модернизация стратегий биологической профилактики, позволяющих снижать риски отдалённых токсических эффектов свинца, относятся к актуальным задачам токсикологии.

Цель исследования – определение изменений некоторых биохимических и гистоморфологических показателей мужской половой системы крыс на фоне субхронического действия ацетата свинца и оценка эффективности разработанного биопрофилактического комплекса (далее – БПК), предназначенного для уменьшения выраженности этих токсических эффектов.

Материал и методы

Материал и методы. Эксперимент проведён на белых беспородных крысах-самцах в возрасте от 4 до 6 месяцев. Введение осуществлялось перорально, ежедневно на протяжении 45 дней. Доза ацетата свинца составила при оральном приёме 819 мг/л. Часть животных получала витамино-минеральный комплекс, состав которого подбирался исходя из особенностей механизмов токсического действия свинца. Эффективность БПК и токсические эффекты ацетата свинца оценивали через 21 день после окончания экспозиции.

Результаты

Результаты. Согласно полученным данным, воздействие свинца привело к значимому уменьшению просвета семенных канальцев и увеличению доли клеток Сертоли с дегенеративно-дистрофическими изменениями. У крыс, получавших ацетат свинца, выявлено значимо большее количество патологических форм сперматозоидов в мазках-отпечатках семенников по сравнению с контрольными значениями. Наблюдалось увеличение активности фермента 3β-гидроксистероиддегидрогеназы у экспонированных крыс по сравнению с контролем.

В настоящем исследовании не было определено содержание половых гормонов в крови лабораторных животных, однако мы полагаем, что наблюдаемое повышение активности HSD3b1 является следствием компенсаторных реакций организма на разрушение и (или) дисфункцию клеток, ответственных за синтез андрогенов, а не прямым следствием токсического воздействия свинца.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Нами не были оценены уровни половых гормонов, а также активность изоформы HSD3b2 фермента 3β-гидроксистероиддегидрогеназы.

Заключение

Заключение. У крыс-самцов, экспонированных ацетатом свинца, наблюдалось некоторое повышение активности фермента 3β-гидроксистероиддегидрогеназы, играющего важную роль в регуляции синтеза половых гормонов, а также метаболизме дельта-АЛК. Выявлены гистоморфометрические изменения: уменьшение просвета семенных канальцев, увеличение количества патологических форм клеток Сертоли и дегенеративно изменённых сперматозоидов. Результаты подтверждают наличие протекторного потенциала стратегии биологической профилактики, однако сохраняется необходимость дальнейшего, более глубокого и детального изучения механизмов токсичности свинца на мужскую половую систему и эффектов БПК.

Соблюдение этических стандартов. Исследование одобрено локальной комиссией по биоэтике ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора (протокол ЛЭК № 1А от 03.02.2025). Условия проведения эксперимента соответствовали Европейской конвенции о защите позвоночных животных ETS N 123 и директиве Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22.09.2010 г. о защите животных, использующихся для научных целей.

Участие авторов

Участие авторов: Никогосян К.М. — сбор материала, обработка данных, написание текста, редактирование; Сутункова М.П. – дизайн исследования, редактирование; Минигалиева И.А. – концепция исследования, редактирование; Гертан Н.А. – сбор материала и обработка данных; Петрунина Е.М., Сахаутдинова Р.Р. – сбор материала. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила в редакцию

Поступила в редакцию: 11 марта 2026 / Принята в печать: 27 марта 2026 / Опубликована: 30 апреля 2026

Introduction

Introduction. Current challenges in toxicology include the development and modernization of biological prevention strategies to reduce the risks of long-term toxic effects of lead.

The aim of this study was to determine changes in certain biochemical and histomorphological parameters of the reproductive system of male rats following subchronic exposure to lead acetate and to establish efficacy of a bioprophylactic complex (hereinafter referred to as BPC) specially developed to reduce the severity of toxic effects.

Material and methods

Material and methods. The experiment was conducted on albino outbred male rats aged from 4 to 6 months. The administration was carried out orally, daily for 45 days. The dose of lead acetate was 819 mg/L. Some of the animals received a vitamin and mineral complex, the composition of which was selected based on the mechanisms of lead toxicity. The effectiveness of BPC and the toxic effects of lead acetate were evaluated 21 days after the end of the exposure.

Results

Results. According to the obtained data, lead exposure resulted in a significant decrease in the lumen of the seminiferous tubules and an increase in the proportion of Sertoli cells with degenerative and dystrophic changes. A significantly higher number of abnormal spermatozoa in testicular smears was detected in rats treated with lead acetate compared with control. An increase in the activity of the enzyme 3β-hydroxysteroid dehydrogenase was observed in exposed rats compared to controls.

Although this study did not measure sex hormone levels in the blood of laboratory animals, we believe that the observed increase in HSD3b1 is more likely a consequence of compensatory responses to the destruction and/or dysfunction of cells responsible for androgen synthesis than a direct consequence of lead toxicity.

Limitations

Limitations. We did not assess sex hormone levels or the activity of the HSD3b2 isoform of the 3bHSD enzyme.

Conclusion

Conclusion. Male rats exposed to lead acetate showed a slight increase in the activity of 3β-hydroxysteroid dehydrogenase, an enzyme that plays an important role in regulating sex hormone synthesis and delta-ALA metabolism. The observed histomorphometric changes included a decrease in the lumen of the seminiferous tubules, an increase in the number of abnormal Sertoli cells and degenerated spermatozoa. Our findings prove the protective potential of biological prevention strategies but highlight the importance of further profound studies of the mechanisms of lead toxicity on the male reproductive system and the effects of BPC.

Compliance with ethical standards. The study was approved by the local Bioethics Committee of the Yekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection of Industrial Workers of Rospotrebnadzor (protocol 1A of February 3, 2025) and conducted in compliance with the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes (ETS No. 123) and Directive 2010/63/EC of the European Parliament and of the Council of September 22, 2010 on the protection of animals used for scientific purposes.

Authors’ contribution

Authors’ contribution: Nikogosyan K.M. – data collection and processing, writing, editing of the article; Sutunkova M.P. – study design and editing; Minigalieva I.A. – study conception and editing; Gertan N.A. – data collection and processing; Petrunina E.M., Sakhautdinova R.R. – data collection. All co-authors approved the final version of the article and are responsible for the integrity of all its parts.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare the absence of obvious and potential conflicts of interest in connection with the publication of this article.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: March 11, 2026 / Accepted: March 27, 2026 / Published: April 30, 2026

свинецотдалённые эффектыбиопрофилактикаБПКполовая системаin vivo3β-гидроксистероиддегидрогеназа3bHSDHSD3b1leadlong-term effectsbioprophylaxisBPCreproductive systemin vivo3β-hydroxysteroid dehydrogenase3bHSDHSD3b1ReferencesСутункова М.П., Минигалиева И.А., Гертан Н.А., Петрунина Е.М., Цыпушкина Е.Е., Никогосян К.М. Биопрофилактика репрототоксического действия серной кислоты (экспериментальное исследование). Медицина труда и экология человека. 2025; (2): 111–24. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2025-10208 https://elibrary.ru/mgnaahSutunkova M.P., Minigalieva I.A., Gertan N.A., Petrunina E.M., Tsypushkina E.E., Nikogosyan K.M. Bioprophylaxis of the reprotoxic effect of sulfuric acid: an experimental study. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2025; (2): 111–24. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2025-10208 https://elibrary.ru/mgnaah (in Russian)Привалова Л.И., Клинова С.В., Минигалиева И.А., Рябова Ю.В., Сутункова М.П., Макеев О.Г. и др. Экспериментальная апробация эффективности биопрофилактического комплекса, направленного на снижение токсических эффектов комбинированного действия свинца и кадмия. Гигиена и санитария. 2020; 99(1): 85–9. https://elibrary.ru/yzqcosPrivalova L.I., Klinova S.V., Minigalieva I.A., Ryabova Iu.V., Sutunkova M.P., Makeev O.G., et al. An experimental trial of bioprophylactic formula designed to minimize combined toxicity of both lead and cadmium. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2020; 99(1): 85–9. https://elibrary.ru/yzqcos (in Russian)Клинова С.В., Минигалиева И.А., Сутункова М.П., Привалова Л.И., Герцен О.П., Рябова Ю.В. и др. Влияние свинца и/или кадмия на сократительную функцию миокарда крыс при субхронической интоксикации и ее ослабление комплексом биопротекторов. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2021; 29(6): 25–33. https://elibrary.ru/lmooqzKlinova S.V., Minigalieva I.A., Sutunkova M.P., Privalova L.I., Gerzen O.P., Riabova Yu.V., et al. Effects of lead and/or cadmium on the contractile function of the rat myocardium following subchronic exposure and its attenuation with a complex of bioprotectors. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO. 2021; 29(6): 25–33. https://elibrary.ru/lmooqz (in Russian)Simard J., Ricketts M.L., Gingras S., Soucy P., Feltus F.A., Melner M.H. Molecular biology of the 3beta-hydroxysteroid dehydrogenase/delta5-delta4 isomerase gene family. Endocr. Rev. 2005; 26(4): 525–82. https://doi.org/10.1210/er.2002-0050Simard J., Ricketts M.L., Gingras S., Soucy P., Feltus F.A., Melner M.H. Molecular biology of the 3beta-hydroxysteroid dehydrogenase/delta5-delta4 isomerase gene family. Endocr. Rev. 2005; 26(4): 525–82. https://doi.org/10.1210/er.2002-0050Simard J., Couet J., Durocher F., Labrie Y., Sanchez R., Breton N., et al. Structure and tissue-specific expression of a novel member of the rat 3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase/delta 5-delta 4 isomerase (3 beta-HSD) family. The exclusive 3 beta-HSD gene expression in the skin. J. Biol. Chem. 1993; 268(26): 19659–68. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)36567-6Simard J., Couet J., Durocher F., Labrie Y., Sanchez R., Breton N., et al. Structure and tissue-specific expression of a novel member of the rat 3 beta-hydroxysteroid dehydrogenase/delta 5-delta 4 isomerase (3 beta-HSD) family. The exclusive 3 beta-HSD gene expression in the skin. J. Biol. Chem. 1993; 268(26): 19659–68. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(19)36567-6Anjum M.R., Sainath S.B., Suneetha Y., Reddy P.S. Lead acetate induced reproductive and paternal mediated developmental toxicity in rats. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2011; 74(4): 793–9. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2010.10.044Anjum M.R., Sainath S.B., Suneetha Y., Reddy P.S. Lead acetate induced reproductive and paternal mediated developmental toxicity in rats. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2011; 74(4): 793–9. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2010.10.044Sainath S.B., Meena R., Supriya Ch., Reddy K.P., Reddy P.S. Protective role of Centella asiatica on lead-induced oxidative stress and suppressed reproductive health in male rats. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2011; 32(2): 146–54. https://doi.org/10.1016/j.etap.2011.04.005Sainath S.B., Meena R., Supriya Ch., Reddy K.P., Reddy P.S. Protective role of Centella asiatica on lead-induced oxidative stress and suppressed reproductive health in male rats. Environ. Toxicol. Pharmacol. 2011; 32(2): 146–54. https://doi.org/10.1016/j.etap.2011.04.005Khafaji S.S. Antioxidant, anti-inflammatory, and anti-reprotoxic effects of kaempferol and vitamin E on lead acetate-induced testicular toxicity in male rats. Open Vet. J. 2023; 13(12): 1683–95. https://doi.org/10.5455/OVJ.2023.v13.i12.17Khafaji S.S. Antioxidant, anti-inflammatory, and anti-reprotoxic effects of kaempferol and vitamin E on lead acetate-induced testicular toxicity in male rats. Open Vet. J. 2023; 13(12): 1683–95. https://doi.org/10.5455/OVJ.2023.v13.i12.17Tomita T., Sato T., Saito K., Takakuwa E. Effects of lead and arsenic on the formation of 5β-H steroids. Toxicol. Lett. 1979; 3(5): 291–7. https://doi.org/10.1016/0378-4274(79)90006-7Tomita T., Sato T., Saito K., Takakuwa E. Effects of lead and arsenic on the formation of 5β-H steroids. Toxicol. Lett. 1979; 3(5): 291–7. https://doi.org/10.1016/0378-4274(79)90006-7Zirkin B.R., Papadopoulos V. Leydig cells: formation, function, and regulation. Biol. Reprod. 2018; 99(1): 101–11. https://doi.org/10.1093/biolre/ioy059Zirkin B.R., Papadopoulos V. Leydig cells: formation, function, and regulation. Biol. Reprod. 2018; 99(1): 101–11. https://doi.org/10.1093/biolre/ioy059Бахтюков А.А., Шпаков А.О. Молекулярные механизмы регуляции стероидогенеза в клетках Лейдига. Цитология. 2016; 58(9): 666–78. https://elibrary.ru/wjljejBakhtyukov A.A., Shpakov A.O. The molecular mechanisms of steroidogenesis regulation in Leydig cells. Tsitologiya. 2016; 58(9): 666–78. https://elibrary.ru/wjljej (in Russian)Grande G., Barrachina F., Soler-Ventura A., Jodar M., Mancini F., Marana R., et al. The role of testosterone in spermatogenesis: lessons from proteome profiling of human spermatozoa in testosterone deficiency. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2022; 13: 852661. https://doi.org/10.3389/fendo.2022.852661Grande G., Barrachina F., Soler-Ventura A., Jodar M., Mancini F., Marana R., et al. The role of testosterone in spermatogenesis: lessons from proteome profiling of human spermatozoa in testosterone deficiency. Front. Endocrinol. (Lausanne). 2022; 13: 852661. https://doi.org/10.3389/fendo.2022.852661Smith L.B., Walker W.H. The regulation of spermatogenesis by androgens. Semin. Cell Dev. Biol. 2014; 30: 2–13. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2014.02.012Smith L.B., Walker W.H. The regulation of spermatogenesis by androgens. Semin. Cell Dev. Biol. 2014; 30: 2–13. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2014.02.012Al-Megrin W.A., Alomar S., Alkhuriji A.F., Metwally D.M., Mohamed S.K., Kassab R.B., et al. Luteolin protects against testicular injury induced by lead acetate by activating the Nrf2/HO-1 pathway. IUBMB Life. 2020; 72(8): 1787–98. https://doi.org/10.1002/iub.2311Al-Megrin W.A., Alomar S., Alkhuriji A.F., Metwally D.M., Mohamed S.K., Kassab R.B., et al. Luteolin protects against testicular injury induced by lead acetate by activating the Nrf2/HO-1 pathway. IUBMB Life. 2020; 72(8): 1787–98. https://doi.org/10.1002/iub.2311Khalaf M.A.M., Younis R.H.A., El-Fakahany H. Effect of low-level environmental lead exposure on the onset of male puberty. Int. J. Toxicol. 2019; 38(3): 209–14. https://doi.org/10.1177/1091581819848411Khalaf M.A.M., Younis R.H.A., El-Fakahany H. Effect of low-level environmental lead exposure on the onset of male puberty. Int. J. Toxicol. 2019; 38(3): 209–14. https://doi.org/10.1177/1091581819848411Минигалиева И.А., Никогосян К.М., Сутункова М.П., Кунгурцева А.К., Петрунина Е.М., Батенева В.А. Экспериментальная оценка биопрофилактического комплекса, направленного на повышение устойчивости к нейротоксическому действию наночастиц оксида свинца. Токсикологический вестник. 2025; 33(2): 86–92. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2025-33-2-86-92 https://elibrary.ru/bgxhphMinigalieva I.A., Nikogosyan K.M., Sutunkova M.P., Kungurtseva A.K., Petrunina E.M., Bateneva V.A. Experimental evaluation of a bioprophylactic complex aimed at increasing resistance to neurotoxic effects of lead oxide nanoparticles. Toksikologicheskii vestnik. 2025; 33(2): 86–92. https://doi.org/10.47470/0869-7922-2025-33-2-86-92 https://elibrary.ru/bgxhph (in Russian)Рябова Ю.В., Кунгурцева А.К., Петрунина Е.М., Никогосян К.М., Минигалиева И.А., Сутункова М.П. Изменение действия свинца на фоне физической нагрузки и эффект биологической профилактики на центральную нервную систему крыс. Медицина труда и экология человека. 2024; (2): 191–210. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2024-10213 https://elibrary.ru/swxmmaRyabova Yu.V., Kungurtseva A.K., Petrunina E.M., Nikogosyan K.M., Klinova S.V., Minigalieva I.A., et al. Changes in health effects of lead exposure caused by exercise and the impact of biological prophylaxis on rats’ central nervous system. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2024; (2): 191–210. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2024-10213 https://elibrary.ru/

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