Оксидативный стресс и мужское бесплодие

Проведенные ранее исследования связывали стресс с различными проблемами со здоровьем, включая болезни сердца, астму, ожирение и депрессию.

На днях американские ученые сообщили, что стресс способен ухудшать качество спермы, приводя к мужскому бесплодию.

Согласно данным Американского общества репродуктивной медицины, у 40% бесплодных пар единственной причиной бездетности является мужчина.

Основная причина мужского бесплодия – это аномалии сперматозоидов, в том числе их низкая подвижность или недостаточное число.

Недоразвитие яичек, проблемы с эякуляцией и многое другое может приводить к бесплодию, включая особенности образа жизни мужчины.

В последней научной работе, результаты которой были опубликованы в журнале Fertility and Sterility, ученые из Школы общественного здоровья Мейлмана Колумбийского университета, а также их коллеги из Школы общественного здоровья Ратгерса в Нью-Джерси изучили связь между стрессом и качеством мужской спермы.

В ходе своего исследования ученые наблюдали 193 мужчины в возрасте от 38 до 49 лет. Наблюдение проводилось с 2005 по 2008 год. Все мужчины были участниками «Исследования окружающей среды и репродукции» (Study of the Environment and Reproduction) в рамках программы Фонда Кайзера в Окленде, штат Калифорния.

Исследователи просили всех мужчин пройти серию тестов, определяющих уровень стресса, включая стресс на рабочем месте, стрессовые события в повседневной жизни и общее восприятие стресса.

Она также брали у всех участников исследования образцы спермы. Используя стандартные методы анализа на фертильность, ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе анализировали концентрацию, морфологию, подвижность сперматозоидов в образцах.

Исследователи обнаружили, что мужчины, которые испытывали за последний год два и более стрессовых события, имеют худший показатель подвижности сперматозоидов, меньший процент клеток с нормальной морфологией.

Ученые отмечают, что результаты остаются справедливыми даже после добавления в статистический анализ таких факторов, как возраст, хронические заболевания, наличие репродуктивных проблем в прошлом.

Хотя стресс на рабочем месте не влияет непосредственно на качество спермы у мужчин, исследователи обнаружили, что мужчины, у которых есть проблемы на работе, имеют меньший уровень тестостерона в сперме, а это может влиять на репродуктивное здоровье.

Кроме того, независимо от уровня стресса, мужчины, которые остаются без работы, имеют худшее качество спермы по сравнению с трудоустроенными мужчинами.

Хотя исследователи пока не готовы дать ответ на этот вопрос, они выдвинули несколько предположений. Они говорят, что стресс может активировать выработку глюкокортикоидов – стероидных гормонов, которые влияют на метаболизм углеводов, жиров и протеинов. А вот это как раз может сказаться на уровне тестостерона и продукции сперматозоидов.

Более того, ученые считают, что повседневные проблемы могут запускать окислительный стресс, который приводит к повреждению клеток агрессивными свободными радикалами. Окислительный стресс давно связывают с ухудшением фертильности.

Комментируя результаты своего исследования, ведущий автор работы доктор Тереза Яневич (Teresa Janevic), преподаватель Школы общественного здоровья Ратгерса, пишет: «Стресс давно связывают с негативными последствиями для здоровья. Наше исследование предполагает, что репродуктивное здоровье мужчины может предопределяться его социальным окружением».

Исследователи отмечают, что это первое в своем роде исследование, которое использовало субъективные и объективные оценки стресса и в результате подтвердило связь между стрессом и качеством спермы.

источник

Один из основных критериев успешного зачатия — высокая подвижность сперматозоидов. Этот показатель могут снизить свободные радикалы, которые образовываются в организме из-за нарушения обмена веществ. Слишком много свободных радикалов не только связывают мужские половые клетки, но и разрушают их ядерную ДНК. Для нормализации восстановительно-окислительных процессов мужчинам назначают антиоксидантную терапию.

При метаболизме в живом организме происходят окислительные процессы. При них образуются молекулы с активными формами кислорода. Из-за того, что они имеют лишний или недостающий электрон, молекулы обладают выдающимися химическими свойствами и высокой реакционной способностью. Они пытаются отнять или отдать электрон, тем самым нарушая нейтральность других клеток. Если обмен веществ нарушается, свободных радикалов становится больше.

Повышенное содержание свободных радикалов и активных форм кислорода называют оксидативным стрессом. Он является одной из причин преждевременного старения, развития болезни Альцгеймера, атеросклероза.

Оксидативный стресс наблюдается у каждого второго бесплодного мужчины.

Если антиоксидантная система не справляется, свободные радикалы нарушают сперматогенез на первых этапах и разрушают ДНК сперматозоидов. Из-за неправильного созревания мужские половые клетки хуже передвигаются и не могут оплодотворить яйцеклетку. Если это всё же случилось, может развиться замершая беременность.

Причины оксидативного стресса:

• Воспалительные процессы;
• Ожирение и другие нарушения обмена веществ;
• Инфекции;
• Ионизирующее излучение;
• Некоторые медикаменты;
• Неправильный рацион питания.

В организме существуют антиоксидантные системы из ферментов и молекул, которые нивелируют действие свободных радикалов и активных форм кислорода. Главная из систем — супероксиддисмутаза. Это фермент, который ускоряет превращение вредных супероксидов в молекулярный кислород. Церулоплазмин повышает стабильность клеточных мембран, глутатионпероксидаза расщепляет перекись водорода, селен повышает активность антиоксидантных ферментов.

Чтобы оценить, насколько нарушены восстановительно-окислительные процессы, бесплодному мужчине могут назначить анализ крови на антиоксидантный статус. При исследовании подсчитывается следующие элементы антиоксидативной системы:

• Супероксиддисмутаза;
• Глутатион;
• Глютатинопероксидаза;
• Свободные жирные кислоты;
• Коэнзим Q10;
• 8ОН-дезоксигуанозин и другие.

Чтобы восстановить нормальное образование и строение сперматозоидов, нарушенные из-за свободных радикалов, при мужском бесплодии назначают антиоксидантную терапию.

Она сводится к курсу лекарств и биологически активных добавок, которые содержат антиоксиданты. Большинство из них поступают в организм с пищей.

Наиболее эффективные антиоксиданты:

• Витамин С;
• Витамин E;
• Витамин P;
• Бета-каротин;
• Коэнзим Q10;
• Ликопин;
• Цинк;
• Селен.

Есть исследования, по которым у 25% мужчин, страдающих бесплодием неясного генеза, после курса антиоксидантной терапии улучшались показатели спермограммы. Наиболее эффективно принимать антиоксиданты дополнительно к основному курсу лечения от первопричины бесплодия.

Курс лечения и медикаменты подбирает только врач в зависимости от имеющихся основных и сопутствующих заболеваний, аллергических реакций, симптоматики.

источник

Как правило, мужское бесплодие является результатом разнообразных патологических процессов в организме, которые оказывают неблагоприятное влияние на эндокринные, в том числе половые, железы. Как отметил директор отделения андрологии клиники Fundació Puigvert (Барселона, Испания) профессор Эдуардо РУИС-КАСТАНЬЕ (Eduardo Ruiz Castañé), для идентификации возможных причин репродуктивных нарушений прежде всего следует рассматривать факторы, связанные с «субфертильностью, потенциальной возможностью коррекции аномалий, изменениями генетических аспектов».

Мужчины с нарушением репродуктивной функции должны пройти тщательное клиническое и лабораторное обследование, которое подразумевает детальный сбор индивидуального и семейного анамнеза, физикальное обследование, спермограмму, дополнительные тесты и специфические генетические исследования. Поскольку единичная спермограмма бывает недостаточно информативной, по мнению докладчика, следует сделать несколько подобных анализов, а также тестов с подробным исследованием функций сперматозоидов. Изменения в спермограмме бывают нескольких типов: снижение общего количества сперматозоидов – олигозооспермия, нарушение их подвижности – астенозооспермия, изменение морфологии сперматозоидов – тератозооспермия.

Причины, приводящие к нарушению сперматогенеза, разнообразны. К основным причинам можно отнести варикоцеле, инфекционные заболевания мочеполовой сферы, крипторхизм, гипогонадотропный гипогонадизм, генетические аномалии, изолированные нарушения состава семенной жидкости, хирургические вмешательства на мочеполовых органах, сексуальные и эякуляторные нарушения и пр.

Немаловажное воздействие на развитие нарушений фертильности у мужчин оказывают заболевания других органов и систем, определенные виды лечения (химиотерапия, лучевая терапия), прием тетрациклинов, противоэпилептических, психотропных, наркотических средств, альфа-адреноблокаторов, гормональных препаратов. Дополнительными факторами, приводящими к мужскому бесплодию, считаются злоупотребление алкоголем, табакокурение.

В последнее время среди молодых мужчин растет число больных онкологическими, и в том числе онкоандрологическими, заболеваниями, значительная часть из которых излечивается. Фертильность у таких пациентов может быть снижена или полностью утрачена как вследствие болезни, так и в результате побочных эффектов лечения. Иногда снижение качества спермы у таких мужчин обратимо, но вероятность восстановления фертильности различна и малопредсказуема, особенно у тех, кто перенес лечение по поводу рака простаты и рака яичка. Достойным способом профилактики мужского бесплодия при лечении опухоли, по мнению докладчика, является криоконсервация сперматозоидов, для чего пациент перед началом лечения сдает свою сперму, которая подвергается моментальной глубокой заморозке в жидком азоте. Зачастую использование криосохраненной спермы становится единственным шансом для таких пациентов иметь детей после лечения.

Далее профессор Э. Руис-Кастанье акцентировал внимание участников симпозиума на роли окислительного стресса в формировании мужского бесплодия. Изучению этой проблемы посвящено более 700 научных публикаций ведущих международных экспертов. Согласно многочисленным данным литературы, одним из факторов, способным снижать мужскую фертильность, является гиперпродукция так называемых активных форм кислорода, к которым относятся озон, оксид азота, свободные радикалы и т.д. Все эти агенты могут повреждать мембраны сперматозоидов, снижая подвижность сперматозоидов и нарушая оплодотворяющую способность 1 .

В целом патофизиологические нарушения бесплодия, связанные с окислительным стрессом, имеют следующий путь развития: гиперпродукция активных форм кислорода вызывает модификацию ядерной ДНК, разрушает липиды и белки плазматической митохондриальной мембраны. Нарушение структуры плазматической мембраны изменяет ее текучесть, что ухудшает подвижность сперматозоида и изменяет акросомальную реакцию, необходимую для пенетрации сперматозоидом оболочки яйцеклетки.

По словам докладчика, окислительные повреждения сперматозоида могут привести к неудачной попытке интрацитоплазматической инъекции сперматозоидов (ИКСИ), нарушению эмбрионального развития, таким образом снижая вероятность наступления беременности. Данные метаанализа продемонстрировали достоверную связь между повреждением ДНК сперматозоида и нарушением спонтанных зачатий, а также неудачами при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО), ИКСИ 2 .

Ключевая роль в поддержании баланса и повышении мужской фертильности принадлежит антиоксидантам. «Прежде всего антиоксидантные ферменты и субстанции – флавоноиды, каротиноиды, витамины С и Е, а также L-цитруллин и ацетил-L-карнитин», – пояснил профессор Э. Руис-Кастанье.

Функциональное созревание сперматозоида, этапами которого являются капацитация и акросомальная реакция, является абсолютно необходимым условием для фертильности. Доказано, что терапия цитратами, карнитинами, фруктозой, цинком способствует восстановлению нарушенной акросомальной реакции, улучшению параметров семенной жидкости и фертильности. По результатам Кохрейновского обзора, прием ацетил-L-карнитина, витаминов С и Е, цинка, коэнзима Q₁₀ субфертильными пациентами в значительной степени способствовал нормализации спермограммы и наступлению зачатия 3 .

В заключение профессор Э. Руис-Кастанье еще раз подчеркнул, что окислительный стресс приводит к проявлению репродуктивной токсичности, а применение ацетил-L-карнитина, витамина С в дозе 1 г/сут и витамина Е (400 МЕ/сут), цинка, коэнзима Q₁₀ позволяет улучшить параметры семени, повысить уровень фертильности, что в конечном итоге способствует восстановлению способности к оплодотворению.

Идиопатическое мужское бесплодие как теогония современной андрологии

По словам заведующей кафедрой эндокринологии РУДН д.м.н., профессора Светланы Юрьевны КАЛИНЧЕНКО, ХХI век – это век репродуктивного нездоровья, с высоким показателем бесплодия в браке. При этом частота изолированного мужского фактора или мужского фактора в сочетании с нарушениями репродукции у женщины составляет порядка 50%. К сожалению, доля мужского фактора в семейном бесплодии растет.

Причины распространенности репродуктивных нарушений во многом связаны с современным образом жизни. Существование человека в современных условиях техногенной цивилизации, нарушение складывающихся веками отношений между человеком и природой неизбежно приводят к постоянному появлению стрессовых ситуаций, накопление которых способствует развитию патологических изменений в различных органах и системах. Негативное влияние факторов окружающей среды, чрезмерная физическая нагрузка, стресс, переутомление сопровождаются увеличением образования свободных радикалов, поражением сперматозоидов, дефицитом гормонов, снижением фертильности и бесплодием.

Тревожной тенденцией можно считать рост количества пар, которые начинают заниматься вопросами репродукции после 30–40 лет – в возрасте возможного начала андрогенного дефицита у мужчин, тесно связанного с развитием у них возрастных эндокринологических нарушений. Чем старше становится человек, тем выше распространенность гипотиреоза, дефицит витамина D, который является стероидным гормоном, также отвечающим за репродукцию, и половых гормонов. Дефицит половых гормонов влечет за собой различные возраст-ассоциированные заболевания, в том числе эректильную дисфункцию, метаболический синдром, сердечно-сосудистые нарушения.

Все эти факторы (ожирение, курение и злоупотребление алкоголем, изменение нормальных уровней лютеинизирующего гормона, фолликулостимулирующего гормона, тиреотропного гормона, секс-стероидсвязывающего глобулина, пролактина, тестостерона, витамина D) могут приводить к окислительному стрессу и эндотелиальной дисфункции. Между тем окислительный стресс, наряду с высокими температурами, радиацией, облучением, является одним из факторов, ухудшающих фертильные свойства эякулята. Таким образом, можно рассматривать окислительный стресс как одну из причин бесплодия.

Окислительный стресс представляет собой избыточное образование свободных радикалов с последующим повреждением мембранных структур нейронов, ДНК и, как следствие, повреждение функций и структур нервных клеток.

Зачастую спермальный окислительный стресс связан с системными гормонально-метаболическими нарушениями, которые редко диагностируются и корректируются в рутинной урологической практике, что способствует поддержанию триггера гиперокисления. Таким образом, бесплодию у мужчины часто сопутствуют явные или скрытые гормонально-метаболические причины нарушения репродуктивной функции. К этим причинам можно отнести все случаи так называемой «необъяснимой» патоспермии у молодых мужчин с ожирением, инсулинорезистентностью и другими компонентами метаболического синдрома, которые могут индуцировать системный и спермальный окислительный стресс.

На сегодняшний день актуальной считается роль мужского фактора в невынашивании женщиной беременности. Доказано, что в большинстве случаев самопроизвольное прерывание беременности на ранних сроках обусловлено повреждающим действием окислительного стресса на сперматозоиды.

Еще один факт – несмотря на большие успехи вспомогательных репродуктивных технологий, результативность ЭКО за последнее десятилетие, оцениваемая по количеству живорожденных детей, практически не изменилась. Потери на ранних сроках весьма высоки и составляют 24,8%. Одна из причин сложившейся ситуации – отсутствие подготовки мужчин к процедуре вспомогательных репродуктивных технологий. По словам профессора С.Ю. Калинченко, если проанализировать эмбриологические протоколы любой клиники, можно выявить целую группу пациентов со схожей картиной развития эмбрионов: остановкой их развития на третьи – пятые сутки культивирования, что на 100% обусловлено именно мужским фактором бесплодия. Между тем успешная культивация бластоцист у пар, в которых мужчины проходили специальную подготовку к ЭКО (в том числе коррекцию окислительного стресса), на 30% выше, чем у пар, в которых мужчины не готовились к вспомогательным репродуктивным технологиям.

Одним из эффективных подходов к лечению мужского бесплодия, по мнению докладчика, является «антистресс-квинтет». Этот подход включает поддержание физиологического уровня витамина D, применение комплекса ацетил-L-карнитина и L-карнитина, тиоктовой кислоты, омега-3 полиненасыщенных жирных кислот и гормональную терапию.

Профессор С.Ю. Калинченко отметила, что к лекарственным средствам первой линии среди существующих антиоксидантов относится комплекс ацетил-L-карнитина и L-карнитина (СпермАктин®). СпермАктин® содержит наиболее точно подобранную дозу и оптимальное соотношение ацетил-L-карнитина и L-карнитина в дозировке 3000 мг/сут (таблица). Кроме того, СпермАктин® – единственный из подобных комплексов, рекомендованный к применению в период подготовки мужчины к вспомогательным репродуктивным технологиям.

По данным ряда исследователей, именно ацетил-L-карнитин в большей степени, чем L-карнитин, защищает сперматозоиды от окислительного повреждения, предупреждая окислительный стресс эндоплазматического ретикулума за счет снижения концентрации свободных жирных кислот и избыточного клеточного ацетил-коэнзима А (первичная антиоксидантная защита сперматозоидов). Кроме того, от поступления в организм L-карнитина и его производных зависит энергетический обмен, который во многом определяет качество эякулята 4 . Это подтверждено многочисленными клиническими исследованиями: L-карнитин достоверно увеличивает подвижность сперматозоидов, их концентрацию и количество спермы5.

Основываясь на собственном опыте лечения пациентов с бесплодием, а также опыте зарубежных коллег, докладчик рекомендовала назначать СпермАктин® в дозе 3 г в сутки в течение трех – шести месяцев. Этот срок прописан в инструкции по применению и обусловлен тем, что изменений в количестве и качестве спермы следует ожидать не ранее чем через три месяца (соответственно длительности полного цикла развития сперматозоида 72–74 дня). Часто производители других подобных комплексов рекомендуют более короткий курс приема – один месяц. Однако это нецелесообразно и не способствует достижению цели лечения. «Цель – наступление беременности. Как правило, у партнерш наших пациентов беременность наступает в течение одного – трех месяцев с начала приема мужчинами комплекса СпермАктин®», – подчеркнула профессор С.Ю. Калинченко в завершение.

В последующей за выступлениями дискуссии было определено отношение участников симпозиума к роли антиоксидантных препаратов в лечении мужского бесплодия. Отмечено, что применение комплекса ацетил-L-карнитина и L-карнитина в дозе 3000 мг/сут в течение трех – шести месяцев способствует нормализации показателей спермограммы. Для оптимизации результатов терапии комплексом СпермАктин® следует также проводить фармакологическую коррекцию гормонально-метаболических причин бесплодия.

источник

Журнал «Андрология и генитальная хирургия» №3 [2014]

Стивен А Броуди, доктор медицины, доктор философии; директор Института передовых репродуктивных технологий; бывший клинический доцент, медицинский факультет Калифорнийского университета в Сан-Диего, Сан-Диего, Калифорния.

Почти каждая пятая пара страдает бесплодием или субфертильностью. По всему миру в анализах спермы наблюдается снижение численности сперматозоидов. Негативное влияние на процесс сперматогенеза могут оказывать факторы внешней среды, изменения в образе жизни и питание. У большинства пациентов мужское бесплодие и снижение числа сперматозоидов в сперме носят идиопатический характер. Общими характеристиками этих случаев, по-видимому, являются усиление окислительного стресса и нарушение метаболической функции. Они могут главным образом затрагивать незрелые сперматозоиды и лейкоциты. Высокое содержание в мембране сперматозоидов полиненасыщенных жирных кислот, связанных с фосфолипидами, делает их более чувствительными к перекисному повреждению. В результате разрыва или повреждения мембраны страдает функция сперматозоида. Этот процесс приводит к нарушению функции спермы, изменению показателей анализа спермы, фрагментации ДНК и функциональным расстройствам, влияющим на способность сперматозоидов к пенетрации и взаимодействию с ооцитом. Примечательно, что, по данным исследований, антиоксиданты и другие схожие микронутриенты способны снижать окислительный стресс, и, тем самым, улучшать функцию спермы. Оптимизированные пищевые добавки для улучшения качества спермы следует рекомендовать во всех случаях мужской субфертильности, а также бесплодия неустановленной этиологии.

В рутинной клинической практике для оценки мужской репродуктивной функции используется анализ спермы. Базовый анализ включает определение концентрации спермы, подвижности и морфологии сперматозоидов, объёма и наличия или отсутствия лейкоцитов. К сожалению, изменения в результатах анализа спермы являются лишь косвенным показателем репродуктивной функции [1].

Очень низкое число подвижных сперматозоидов обычно свидетельствует о снижении фертильности. Тем не менее, очевидно, что проблема заключается не только в их численности, так как даже одного сперматозоида достаточно для оплодотворения яйцеклетки, ежемесячно созревающей в организме женщины-партнёра.

Низкое число сперматозоидов и другие изменения в анализе спермы в действительности свидетельствуют о более глубоких нарушениях функции спермы. Эти нарушения включают фрагментацию ДНК, метаболические изменения, влияющие на сперматогенез, и негативное воздействие свободных радикалов [2].

Сперматозоиды осуществляют интенсивные движения при помощи хвоста. Из всех клеток человеческого тела они обладают самой высокой подвижностью. Продвижение сперматозоидов вперёд необходимо для преодоления ими женских половых путей. Кроме того, сперматозоиды должны обладать функциональной способностью пенетрировать ооциты. Эти процессы требуют высокого уровня окислительного метаболизма. В результате, продуцируются активные формы кислорода (АФК), одноатомные молекулы, называемые свободными радикалами. Присутствие АФК является патофизиологическим признаком окислительного стресса. Образования свободных радикалов приводит к нарушению функции спермы [3].

Низкие уровни АФК, продуцируемые внутри сперматозоидов, участвуют в регуляции приобретения спермой оплодотворяющей способности. Однако избыточное формирование свободных радикалов может приводить к повреждению сперматозоидов. При высоких уровнях АФК наблюдается снижение подвижности сперматозоидов и повреждение их ядерной ДНК. Состояние окислительного стресса возникает вследствие одной из двух причин: 1) повышенной продукции свободных радикалов или 2) недостаточной антиоксидантной активности для их нейтрализации.

Если снижения окислительного стресса не происходит, это потенциально может приводить к развитию широкого ряда нарушений, влияющих на репродуктивные процессы у мужчин. Одним из главных патофизиологических эффектов свободных радикалов является повреждение клеточной мембраны сперматозоидов путём перекисного окисления липидов.

Смысл использования антиоксидантов — предотвратить вредное влияние избыточного образования свободных радикалов на функции спермы. Применение антиоксидантов способно улучшать функции и параметры спермы, такие как численность, морфология и подвижность сперматозоидов. [4].

Обзор Кохрейна (Cochrane), посвящённый роли антиоксидантов в репродуктивной функции, подтверждает увеличение подвижности сперматозоидов у мужчин с субфертильностью, а также демонстрирует поразительный рост частоты наступления беременности и родов [5].

Было обнаружено, что, помимо антиоксидантов, другие пищевые добавки также оказывают влияние на продукцию спермы, метаболизм тестостерона, перенос энергии и подвижность клеток. Эти микронутриенты действуют совместно с антиоксидантами, улучшая функции спермы в целом и увеличивая репродуктивный потенциал [6]. Изменение образа жизни также может способствовать снижению окислительного стресса.

Окислительный метаболизм крайне важен для нормального сперматогенеза. Избыток прооксидантов может приводить к формированию свободных радикалов. Окислительный стресс возникает, если продукция свободных радикалов начинает превышать способность антиоксидантов к их нейтрализации. Приблизительно у 25% мужчин с субфертильностью в анализе спермы обнаруживается повышение уровня свободных радикалов, мерой которого служат активные формы кислорода (АФК) [7].

Потенциального снижения уровня активных форм кислорода и окислительного стресса можно достигнуть при помощи диеты и изменения образа жизни. Усилить антиоксидантную систему также позволяют диета и приём антиоксидантов.

Повышенная чувствительность сперматозоидов к активным формам кислорода может объясняться высоким содержанием в их мембранах жирных кислот. [8] Окисление жирных кислот способно вызвать повреждение сперматозоидов за счёт нарушения целостности и проницаемости их мембран [9]. Апоптоз клеток и повреждение ДНК могут возникать в сперматидах и предшественниках сперматозоидов на ранних стадиях сперматогенеза и спермиогенеза [10]. Это может приводить к снижению в анализе спермы всех трёх показателей: численности, подвижности и морфологии.

В примордиальных половых клетках АФК способны подавлять сперматогенез и индуцировать апоптоз [11]. В зрелых сперматозоидах АФК могут вызывать нарушение их основных функций, включая акросомальную реакцию и пенетрацию ооцита. Они также могут повреждать митохондриальную энергетическую систему клетки.

Патофизиологические эффекты окислительного стресса можно рассмотреть последовательно (рисунок):

1) Избыток свободных радикалов и/или недостаточный антиоксидантный статус

2) Повреждение ДНК, липидов и белков примордиальных половых клеток

3) Изменение показателей анализа спермы: численности, подвижности, морфологии

4) Снижение функции спермы с нарушением акросомальной реакции и капацитации

Нельзя недооценивать важности изменения питания и образа жизни, а также приёма пищевых добавок для мужчин, желающих восстановить фертильность. Снижение качества и концентрации спермы в западных странах в последние несколько десятилетий носит характер эпидемии [12]. Национальный институт экологической медицины (The National Institute of Environmental Medicine) проанализировал 62 исследования, проведённые на протяжении 52 лет до 1990 года. Было обнаружено, что в США и других западных странах показатель численности сперматозоидов в анализах спермы ежегодно снижается на 1.5 миллиона на мл. В Европе ситуация ещё более катастрофична – там снижение показателя численности сперматозоидов составляет 3 миллиона на мл в год. Эти данные были подтверждены 20-летним исследованием, окончившимся в 1995 году, и опубликованном в «New England Journal of Medicine» [13]. Также наблюдается снижение объёма семенной жидкости.

Те же факторы, которые вызывают снижение функции спермы по всему миру, наблюдаются у мужчин с субфертильностью или бесплодием. Вот некоторые из общих причин:

Сахар и питание, вызывающее гипергликемию

Транс жиры и полуфабрикаты

Ксенобиотики в продуктах питания: пестициды, гербициды и фунгициды, неферментированная соя

Ксенобиотики из окружающей среды: газы, токсины, чистящие средства, кремы

Гормоны, алкоголь и сигареты

Избыточный вес с центральным ожирением воспалительного типа

Стресс, бессонница и отсутствие физической активности

В научной и медицинской литературе можно найти достаточно свидетельств того, что изменение образа жизни и питания способно положительно повлиять на фертильность. Вне зависимости от наличия или отсутствия изменений в анализе спермы, коррекция образа жизни может оказать огромное влияние на репродуктивный потенциал мужчины. Общий механизм, лежащий в основе этого положительного эффекта, по-видимому, заключается в снижении окислительного стресса, уменьшении воспаления и увеличении стабильности липидных мембран. Улучшение энергетического метаболизма и показателей эндогенных микронутриентов также играют определённую роль.

Стиль питания очень важен. Сбалансированная диета способна привести к снижению воспаления, образования свободных радикалов и, потенциально, генетического полиморфизма. Целью является употребление тех продуктов, которые не вызывают воспаления. Они должны иметь низкий гликемический индекс, соответствующий низким уровням инсулина. Жиры, способствующие воспалению, следует исключить [14]. Фрукты и овощи обеспечивают нас крайне важными питательными веществами, противодействующими окислительному стрессу. Достаточное потребление воды благоприятно влияет на внутриклеточную и межклеточную среды. Кофеин следует ограничить одной чашкой кофе или двумя чашками чая в день. Зелёный чай, содержащий кофеин, может оказывать благотворное воздействие.

Физические упражнения способствуют снижению воспалительного ответа организма. Они вызывают улучшение кровотока, функции эндотелия и эластичности сосудов. Мужчина должен посвящать интервальным тренировкам хотя бы 30 минут через день, чередуя их с растяжками и силовыми нагрузками.

Курение приводит к снижению численности сперматозоидов, нарушению их подвижности и морфологии. [15] Увеличение окислительного стресса в сперме может вызвать повреждение ДНК сперматозоидов, с её последующей фрагментацией и снижением функциональной способности [16].

Неумеренное употребление алкоголя распространено во многих странах мира. Общеизвестно, что избыточное потребление алкоголя нарушает функцию спермы. Этот эффект может быть пропорционален количеству потребляемого алкоголя. Если речь идёт о крепком алкоголе, допускается употребление только одной порции в день.

Сексуальную активность следует соотносить с овариальным циклом партнёрши. Есть сообщения о наступлении беременности за 5 или 6 дней до овуляции. Однако приблизительно через 16 часов после овуляции возможность оплодотворения яйцеклетки внезапно пропадает. Наиболее подходящим временем является 3 день после овуляции. С помощью простых безрецептурных наборов для прогнозирования овуляции или измерения базальной температуры можно вычислить момент выброса лютеинизирующего гормона. День этого выброса, а также один день до и после него составляют самое благоприятное для зачатия окно. Мужчине нет необходимости воздерживаться от сексуального контакта с целью увеличить численность сперматозоидов. Исследования частоты половых контактов показали, что частые сексуальные отношения не оказывают существенного влияния на фертильность. Некоторые искусственные смазки могут быть токсичны для спермы [17].

Вредное влияние окружающей среды часто трудно отследить и определить. К типичным вредоносным факторам относятся гербициды, фунгициды, органические газы, радиация и растворители [18]. Способность нарушать продукцию спермы была также обнаружена у ряда лекарств [19]. Выраженное действие оказывают тестостерон, ДГЭА и другие андрогены, включая анаболические стероиды. Хотя эти соединения увеличивают выраженность вторичных мужских половых признаков, они напрямую участвую в подавлении секреции гонадотропина. В результате этого происходит снижение сперматогенеза.

Перегревание может влиять на показатели спермы. Яички естественным образом располагаются в более прохладной среде. Такое расположение способствует продукции спермы. Следует избегать источников тепла, включая узкие сиденья велосипедов, джакузи, а также работы в зоне с высокой температурой, длительных приёмов ванны и ношения тугого или стесняющего нижнего белья [20].

Для улучшения функции спермы мужчины могут принимать пищевые добавки. Было обнаружено, что эти препараты положительно влияют на функцию спермы, структуру ДНК и показатели анализа спермы. Применять можно различные микронутриенты.

Существуют безрецептурные препараты, подвергающиеся лишь незначительному регулированию со стороны многочисленных органов по контролю за продуктами питания и лекарствами. Микронутриенты могут способствовать снижению воспаления, ослаблению аутоиммунных процессов, улучшению промежуточного обмена, активации ядерно-цитоплазматического транспорта и восстановлению целостности мембран сперматозоидов. Наиболее эффективным и важным классом пищевых добавок являются антиоксиданты. Это обусловлено тем, что образование свободных радикалов при окислительном стрессе играет подтверждённую роль в нарушении функции спермы.

Ферментные системы организма участвуют в снижении окислительного стресса. Кроме того, разнообразные витамины, минералы, аминокислоты и кофакторы оказывают на мужскую фертильность не менее значимое влияние. Научные исследования дают количественную оценку роли этих веществ в патофизиологии мужской субфертильности и мужского бесплодия. Пероральный приём пищевых добавок может играть непосредственную роль в улучшении параметров спермы, восстановлении её функции и, в действительности, увеличении частоты наступления беременности у женщин-партнёров.

«Ортомолекулярная медицина» представляет собой применение пищевых добавок с целью сохранения здоровья и преодоления болезненных процессов. Её концепция состоит в том, что болезни могут возникать из-за недостатка микронутриентов. Следовательно, приём добавок может предотвратить заболевание или, при определённых обстоятельствах, его излечить. Термин был введён Лайнусом Полингом, дважды обладателем Нобелевской премии.

Использование пищевых добавок с целью улучшения функции спермы и восстановления мужской фертильности изучалось во многих исследованиях. Некоторые из них имели ограничения в виде недостаточного числа участников, непостоянных критериев включения в исследование, неподходящей группы контроля или неопределённых результатов. Другие не были рандомизированными или проводились без плацебо-контроля, с использованием различных препаратов. Анализ Кохрейна, в котором эти ограничения были учтены, показал, что приём пищевых добавок улучшает параметры репродуктивной функции у мужчин [5].

Витамины играют важную роль в антиоксидантных системах организма. Витамины являются органическими соединениями; однако не все органические соединения являются витаминами. В сущности, витамины не синтезируются в количествах, достаточных для нормального функционирования организма. Например, витамин С не синтезируется в организме человека. А у большинства млекопитающих, способных его синтезировать, он не является витамином. Таким образом, особенностью витаминов является то, что их приём с пищей обязателен.

Витамин А получают из каротиноидов, обнаруживаемых в жёлтых, красных и оранжевых овощах. Каротиноиды в пищеварительном тракте превращаются в ретинал, который затем преобразуется в ретинол, основной компонент витамина. Он является антиоксидантом и участвует в регуляции роста эпителиальных клеток. Функции витамина А в мужской половой системе заключаются в стабилизации мембран сперматозоидов, участии в регуляции сперматогенеза и увеличении подвижности сперматозоидов [21].

Витамины группы В составляют самую обширную группу отдельных витаминов. Они выполняют роль кофакторов, участвующих в работе ферментов. Они способствуют переносу метильных, метиленовых и формильных групп в клетку. Такие витамины группы В, как фолиевая кислота, незаменимы для синтеза ДНК и, следовательно, способствуют усилению сперматогенеза и увеличению стабильности сперматозоидов, снижая фрагментацию ДНК. При низких уровнях фолиевой кислоты наблюдается снижение численности и подвижности сперматозоидов [22]. Пиридоксин, витамин В6, оказывает синергичное действие в процессе метаболизации избыточного гомоцистеина.

Витамин С является наиболее важным водорастворимым антиоксидантом в организме человека. Как правило, высокие уровни витамина С коррелируют с улучшением подвижности сперматозоидов [23]. Содержание витамина С в сперме, в действительности, в 10 раз превышает таковое в плазме. Он защищает ДНК сперматозоидов от повреждения свободными радикалами [24]. Уже более десяти лет исследования демонстрируют способность витамина С увеличивать численность сперматозоидов, наряду с улучшением других параметров анализа спермы, включая подвижность и морфологию.

Витамин D является не просто витамином. Он обладает гормоноподобным действием и влияет на рост клеток, дифференцировку ткани и метаболизм минеральных веществ. Он оказывает положительный эффект на функцию мышц и укрепляет иммунную систему. Была обнаружена связь между развитием некоторых видов рака и недостаточностью витамина D. Витамин D важен для осуществления нормальных репродуктивных процессов у мужчин [25]. Мужчины с нормальными уровнями витамина D, по результатам анализов, имели более высокую подвижность сперматозоидов, по сравнению с мужчинами, страдавшими дефицитом этого витамина [26].

Витамин Е является основным жирорастворимым витамином в организме человека. Учитывая, что мембрана сперматозоидов состоит из липидов, витамин Е играет ключевую роль в снижении перекисного окисления липидов под действием АФК [6]. В некотором смысле, витамин С и витамин Е действуют в тандеме, улучшая функцию спермы. Витамин С является основным водорастворимым антиоксидантом, а витамин Е – главным жирорастворимым антиоксидантом [9]. Исследования, проведённые у мужчин с низкими показателями оплодотворения in vitro, показали значительные улучшение после приёма добавок с витамином Е в течение 3 месяцев [27]. Пероральный приём витамина вызывает заметное увеличение подвижности сперматозоидов за счёт снижения перекисного окисления липидов [28]. Кроме того, имеются данные о росте общей частоты наступления беременности при приёме добавок с витамином Е [9].

Селен является микроэлементом, способным снижать окислительный стресс. В его отсутствии процесс сперматогенеза нарушается за счёт атрофии сперматогенного эпителия. Патологические изменения сперматозоида, по-видимому, преимущественно локализуются в средней части и головке клетки. Селен необходим для созревания сперматозоидов и нормального развития яичек [29]. Было показано, что приём добавок с селеном способствует увеличению подвижности сперматозоидов и снижению их повреждения свободными радикалами.

Цинк – ещё один микроэлемент, необходимый для формирования сперматозоидов, влияющий на их подвижность, а также метаболизм тестостерона. Он входит в состав более чем 200 ферментов, участвующих в делении клетки, синтезе белков и метаболизме нуклеиновых кислот. Его уровни в сперме коррелируют с качеством сперматозоидов [30]. Имеются чёткие указания на способность добавок с цинком вызывать увеличение численности и подвижности сперматозоидов, а также уровней тестостерона [31].

Коэнзим Q10 обрёл большую популярность в неспециализированной прессе, преимущественно вследствие того наблюдения, что его показатели снижаются у пациентов, принимающих статины. Он является антиоксидантом, играющим ключевую роль в переносе энергетических субстратов и продукции энергии в клетке. В небольших количествах он содержится в некоторых продуктах питания. Максимальные уровни коэнзима обнаруживаются у человека до 20 лет, после чего начинают с возрастом снижаться. Серьёзные исследования показали, что Ко-Q10 способен улучшать все три параметра анализа спермы: концентрацию, подвижность и морфологию [32]. В некоторых случаях для увеличения подвижности сперматозоидов требуется не менее шести месяцев приёма добавок [33].

Бетаин гидрохлорид или триметилглицерин, является важным кофактором и может выступать в качестве донора метильных групп. Следовательно, он способен оказывать влияние практически на любую клетку в организме человека. Он играет важную роль в репродуктивной функции. Бетаин гидрохлорид способствует увеличению процента подвижных сперматозоидов после процедур замораживания-оттаивания. При добавлении к питательной среде он благотворно влияет на развитие эмбриона in vitro. Транспорт бетаина активируется при оплодотворении. Перенос метильных групп способствует синтезу мелатонина, нейротрансмиттеров, таких как допамин и серотонин, а также коэнзима Q10.

Глутатион представляет собой трипептид. Он является одним из наиболее мощных антиоксидантов в организме человека. Его антиоксидантное действие заключается в восполнении тиольных групп, подвергшихся секвестрации под действием окислительного стресса [34]. Глутатион стабилизирует среднюю часть сперматозоида и защищает мембрану клетки от перекисного окисления липидов [35]. Даже у мужчин с варикоцеле при приёме добавки с глутатионом может отмечаться значительное улучшение параметров спермы.

L-карнитин, производное аминокислоты, одна из самых первых и самых эффективных пищевых добавок, использовавшихся у мужчин с изменениями в показателях спермы. Помимо того, что он играет важную роль в переносе энергии и энергетическом метаболизме, в частности, осуществляет транспорт жиров, которые затем расщепляются с выделением энергии, не вызывает сомнений тот факт, что карнитин также обладает антиоксидантными свойствами. В целом, значительные дозы карнитина способны повышать подвижность сперматозоидов, преимущественно обеспечивая увеличение энергии клеток [35]. Ацетилкарнитин часто может быть полезен в качестве вспомогательного средства, улучшающего относительный метаболизм и биодоступность этих веществ.

L-метионин является серосодержащей незаменимой аминокислотой, активизирующей образование белка. За счёт своих промежуточных производных, он выступает в роли донора метильных групп, а также стимулятора синтеза карнитина. Он способствует синтезу фосфатидилхолина и других фосфолипидов, важных для поддержания целостности мембраны сперматозоида. При сравнении с контрольной группой, было обнаружено, что он предотвращает развитие нарушений акросомальной реакции и способствует сохранению целостности мембраны сперматозоида.

L-аргинин является очень важной аминокислотой. Он играет ключевую роль в профилактике сердечно-сосудистых событий. Он является предшественником оксида азота, сильнодействующего гормона, синтезирующегося локально и вызывающего расширение сосудов, улучшение циркуляции и, до некоторой степени, акросомальных реакций. Кроме того, аргинин обладает иммуномодулирующим действием, заключающимся в уменьшении воспалительного ответа и потенциальном снижении миграции лимфоцитов и цитокинов.

Некоторые микронутриенты при индивидуальном назначении в супрафизиологических дозах способны улучшать функцию спермы. Логично, что когда этот эффект был обнаружен, стали разрабатываться комбинированные добавки, обеспечивающие синергетические эффекты [36]. Эти добавки способствуют поддержанию и улучшению показателей спермы, а также мужской фертильности в целом. Многокомпонентные препараты избавляют от необходимости принимать несколько разных таблеток и капсул.

Основные добавки для улучшения качества спермы представляют собой препараты, в состав которых входит ограниченное число витаминов, минералов и ферментов. Было показано, что они способны улучшать показатели спермы. Обычно основная добавка для улучшения качества спермы имеет в составе два витамина, три кофактора и три аминокислоты. Содержание их варьирует, однако, часто сравнимо с тем количеством, которое использовалось в исследованиях, подтверждающих эффективность добавки.

Научные исследования применения основных добавок для улучшения качества спермы показали положительные результаты. Было проанализировано 17 исследований, в которых приняло участие 665 мужчин, страдающих бесплодием, принимавших либо пероральные антиоксиданты, либо плацебо. Улучшение качества спермы наблюдалось в 14 из 17 исследований. Подвижность сперматозоидов увеличилась на 17%, а концентрация спермы – на 33% [37]. В шести исследованиях отмечалось увеличение частоты наступления беременности. Также наблюдалось положительное влияние на целостность структуры ДНК и общие показатели окислительного стресса спермы [38]. Наиболее значимой работой является обзор Кохрейна, в котором были проанализированы случаи 2867 пар, участвовавших в 34 исследованиях [5]. Было обнаружено статистически значимое увеличение частоты наступления беременности и рождения живых детей у субфертильных пар.

Добавки также могут быть полезны пациентам, прибегающим к вспомогательным репродуктивным технологиям. В одном исследовании оценивалась эффективность добавки с антиоксидантами в улучшении функции спермы у пациентов, планирующих прибегнуть к ЭКО. Забор анализов производился исходно и через 12 месяцев, перед применением вспомогательных репродуктивных технологий. Образцы спермы были получены от 147 пациентов. Результаты анализа показали резкое увеличение показателей подвижности и общей численности сперматозоидов у пациентов с олигоастенотератозооспермией (ОАТ). Добавки с антиоксидантами оказывают выраженный положительный эффект у пациентов, планирующих ЭКО и имеющих изменения в показателях спермы.

Положительное влияние на сперматозоиды может оказать добавление антиоксидантов в питательную среду в процессе проведения ЭКО. Было показано, что эта процедура снижает окислительный стресс, возникающий вследствие физических манипуляций со сперматозоидами или криоконсервирования. Применение антиоксидантов может предотвратить повреждение хроматина спермы. Степень окислительного стресса в образцах спермы обратно пропорциональная частоте оплодотворения после ЭКО [39]. Поэтому, добавление антиоксидантов к питательной среде может стать полезным приёмом [40].

Результаты применения запатентованной оптимизированной добавки для улучшения качества спермы (Optimized Sperm Supplement (OSS))

Оптимизированная добавка для улучшения качества спермы под названием Proceptin MX разрабатывалась для мужчин с нарушением репродуктивной функции и изменениями в показателях спермы. Это запатентованный препарат, представляющий собой нутрицевтик направленного действия. В его состав входят жиро- и водорастворимые антиоксиданты, аминокислоты и метаболические кофакторы. Целью его создания было обеспечение физиологической поддержки мужской репродуктивной функции (таблица). Эффективность этого препарата при снижении показателей наступления беременности и мужской субфертильности была оценена в научном исследовании.

В качестве контрольной группы выступали сами пациенты. Результаты, полученные после приёма OSS, сравнивались с исходными данными. В исследование вошли две группы пациентов: 1) мужчины с высокими индексами фрагментации ДНК (DFI), превышающими 30% и 2) мужчины, имеющие в анализе спермы хотя бы один измененный параметр. В группе 1 проводилось ретроспективное исследование, а в группе 2 – проспективное. В первую группу вошли 45 мужчин, а во вторую – 62. Все участники имели субфертильность неустановленной этиологии или необъяснимые изменения показателей анализа спермы. Все мужчины, у которых причины нарушения репродуктивной функции были очевидны, исключались из исследования.

В качестве референтных значений использовались нормы Всемирной организации здравоохранения. Для точного определения морфологии применялась оценка Крюгера.

Для выявления поверхностных антител использовался прямой иммуногранулотест. В качестве маркёра повреждения ДНК сперматозоида использовался индекс фрагментации ДНК (DFI), определявшийся при помощи анализа структуры хроматина сперматозоидов (SCSA — sperm chromatin structure assay).

Доза препарата составляла 1 капсулу в день при умеренных изменениях спермы и 2 капсулы – при более выраженных отклонениях от нормы. Лечение продолжалось не менее 3 месяцев. Такая продолжительность была выбрана исходя из длительности цикла сперматогенеза, периода, приблизительно равного 100 дням, требующимся для завершения этого процесса.

Результаты были весьма показательными. За 90 дней произошло улучшение показателя DFI на 10.2%. При последующем наблюдении было обнаружено увеличение численности сперматозоидов на 70% и подвижности – на 85%.

Во второй группе были получены следующие результаты:

1) Средний возраст составлял 38.0 лет.

2) Концентрация спермы выросла с 22.4 миллионов на мл до 38.3 миллионов на мл, что соответствует увеличению на 71%.

3) Подвижность сперматозоидов выросла с 32% до 46%, что соответствует увеличению на 43.8%.

4) Объём эякулята вырос с 2.6 мл до 4.3 мл, что соответствует увеличению на 39.5%.

5) Значимых изменений в результатах иммуногранулотеста не наблюдалось.

6) Показатели морфологии сперматозоидов выросли с 31.2% до 43.4% по критериям ВОЗ и с 6.1% до 8.6% по точным критериям Крюгера. Эти результаты не достигают статистической значимости, однако, была обнаружена закономерная связь между приёмом OSS и улучшением морфологии.

7) Клиническая беременность была диагностирована в 37% случаев, проходивших ЭКО.

8) Клиническая беременность была диагностирована в 18% случаев, в которых вспомогательные репродуктивные технологии не применялись.

Наблюдалась значимая корреляция между показателями выбранных биомаркёров в образцах спермы и приёмом добавок с микронутриентами. Полученные результаты подтверждают эффективность OSS в улучшении параметров анализа спермы и сокращении фрагментации ДНК.

Мужская субфертильность, бесплодие и отклонение показателей спермы от нормы – довольно распространённые явления. Окислительный стресс, как было обнаружено, является значимым причинным фактором в нарушении функции спермы.

Было показано, что препарат, содержащий оптимизированные добавки для улучшения качества спермы, оказывает значимый эффект на репродуктивную функцию мужчины. При его применении наблюдалось улучшение функции спермы и снижение окислительного повреждения ДНК. Более того, клиническое исследование показало значительное улучшение показателей спермы и общей репродуктивной функции.

Использование пищевых добавок является логичным направлением в лечении, наряду с изменением диеты, образа жизни и условий внешней среды. Они не имеют побочных эффектов и противопоказаний. Комплаентность пациентов увеличивается благодаря тому, что все микронутриенты заключены в одну капсулу.

Целью разработки оптимизированной добавки для улучшения качества спермы является максимальное улучшение её функции. Приём оптимизированной добавки следует рекомендовать всем мужчинам с изменениями в показателях спермы или бесплодием неясной этиологии. Также имеет смысл использовать пищевые добавки в тех случаях, когда бесплодие предполагается у женщины. Это объясняется тем, что даже при нормальных показателях анализа спермы, в ней могут иметься невыявленные дефекты, такие как фрагментация ДНК.

Приём пищевых добавок необходимо продолжать не менее трёх месяцев, а предпочтительнее – вплоть до наступления беременности у женщины-партнёра. Оценка изменений в анализе спермы также предоставляет уникальную возможность проанализировать состояние здоровья мужчины в целом.

Продолжающие поступать клинические данные подтверждают выводы о том, что всем мужчинам, в том числе и не страдающим субфертильностью, следует принимать оптимизированную добавку для улучшения качества спермы. Такой подход позволит улучшить не только параметры репродуктивности, но и общие показатели наступления беременности и рождаемости. Для оптимизации данных по общей эффективности пищевых добавок для улучшения качества спермы требуется проведение продолжительных исследований.

· №1 1. Aitken R. J. The Amoroso Lecture. The human spermatozoon – a cell in crisis? J Reprod Fertil 1999;115(1):1–7.

· №2 2. Zini A., San Gabriel M., Baazeem A. Antioxidants and sperm DNA damage: a clinical perspective. J Assist Reprod Genet 2009;26(8):427–32.

· №3 3. Agarwal A., Allamaneni S. S., Nallella K. P. et al. Correlation of reactive oxygen species levels with the fertilization rate after in vitro fertilization: a qualified meta-analysis. Fertil Steril 2005; 84(1):228–31.

· №4 4. Agarwal A., Sekhon L. H. The role of antioxidant therapy in the treatment of male infertility. Hum Fertil (Camb) 2010;13(4):217–25.

· №5 5. Showell M. G., Brown J., Yazdani A. et al. Antioxidants for male subfertility. Cochrane Database Syst Rev 2011(1):CD007411.

· №6 6. Bolle P., Evandri M. G., Saso L. The controversial efficacy of vitamin E for human male infertility. Contraception 2002;65(4):313–5.

· №7 7. Smith R., Vantman D., Ponce J. et al. Total antioxidant capacity of human seminal plasma. Hum Reprod 1996;11(8):1655–60.

· №8 8. Lewis S. E., Sterling E. S., Young I. S., Thompson W. Comparison of individual antioxidants of sperm and seminal plasma in fertile and infertile men. Fertil Steril 1997;67(1):142–7.

· №9 9. Suleiman S. A., Ali M. E., Zaki Z. M. et al. Lipid peroxidation and human sperm motility: protective role of vitamin E. J Androl 1996;17(5):530–7.

· №10 10. Fisher H. M., Aitken R. J. Comparative analysis of the ability of precursor germ cells and epididymal spermatozoa to generate reactive oxygen metabolites. J Exp Zool 1997;277(5):390–400.

· №11 11. Sanocka D., Miesel R., Jedrzejczak P., Kurpisz M. K. Oxidative stress and male infertility. J Androl 1996;17(4):449–54.

· №12 12. Carlsen E., Giwercman A., Keiding N., Skakkebaek N. E. Evidence for decreasing quality of semen during past 50 years. BMJ 1992;305(6854):609–13.

· №13 13. Auger J., Kunstmann J. M., Czyglik F., Jouannet P. Decline in semen quality among fertile men in Paris during the past 20 years. N Engl J Med 1995;332(5):281–5.

· №14 14. Park S., Park N. Y., Valacchi G., Lim Y. Calorie restriction with a high-fat diet effectively attenuated inflammatory response and oxidative stress-related markers in obese tissues of the high diet fed rats. Mediators Inflamm 2012;2012:984643.

· №15 15. Potts R. J., Notarianni L. J., Jefferies T. M. Seminal plasma reduces exogenous oxidative damage to human sperm, determined by the measurement of DNA strand breaks and lipid peroxidation. Mutat Res 2000;447(2):249–56.

· №16 16. Dawson E. B., Harris W. A., Teter M. C., Powell L. C. Effect of ascorbic acid supplementation on the sperm quality of smokers. Fertil Steril 1992;58(5):1034–9.

· №17 17. Lenzi A., Lombardo F., Salacone P. et al. Stress, sexual dysfunctions, and male infertility. J Endocrinol Invest 2003; 26(3 Suppl):72–6.

· №18 18. Lähdetie J. Occupation- and exposurerelated studies on human sperm. J Occup Environ Med 1995;37(8):922–30.

источник

Торопцева Марина Владимировна

РОЛЬ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА В ПАТОГЕНЕЗЕ

РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ МУЖСКОГО БЕСПЛОДИЯ

14.00.40 – урология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва – 2009

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования «Российская медицинская академия последипломного образования»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Божедомов Владимир Александрович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Гамидов Сафар Исраилович

доктор медицинских наук Евдокимов Валерий Васильевич

Ведущая организация:

ГОУ ВПО Московская медицинская академия имени И.М. Сеченова Росздрава

Защита диссертации состоится «21» декабря 2009 года в 14.00 часов на заседании Диссертационного Совета Д 208.072.12 при Российском государственном медицинском университете по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного медицинского университета по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д.1.

Автореферат разослан «18» ноября 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор Хашукоева А.З.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В 7-8% случаев причиной бесплодия являются нарушения качества спермы (WHO, 2000). Одним из факторов, способным снижать мужскую фертильность, в последние годы стали считать гиперпродукцию активных форм кислорода (АФК), к которым относятся озон, свободные радикалы, перекись водорода (Гамидов С.И. и др., 2009; Громенко Д.С. и др., 2009; Deepinder F. et al., 2008; Tremellen K., 2008).

В небольших количествах АФК необходимы для нормальной регуляции функции сперматозоидов. Они способствуют окислению ядерных белков, обеспечивая уплотнение ДНК, и фосфорилированию тирозина, увеличивая на мембране сперматозоида зону, в которой сперматозоид связывается с яйцеклеткой. Также известно, что присутствие перекиси водорода необходимо для протекания акросомальной реакции (Зоркин С.Н. и др., 2009; Тандилава Р.З. и др., 2009; Aitken et al., 2008).

В случае, когда образование свободных радикалов превышает нормальные значения, развивается оксидативный стресс, что приводит к повреждению сперматозоидов. На фоне оксидативного стресса происходит повреждение мембраны сперматозоидов, снижение их подвижности и нарушение оплодотворяющей способности (Jedrzejczak P. et al., 2005; Tremellen K., 2008).

Кроме того, АФК непосредственно повреждают ДНК хромосом (Бойко Н.И. и др., 2009; Kao S.H., 2007) и инициируют опосредованный эндонуклеазами апоптоз сперматозоидов (Сухих Г.Т. и др., 2009; Henkel R. et al., 2005), что приводит, в конечном счете, к бесплодию.

Если с помощью ИКСИ сперматозоид, содержащий значительно поврежденные ДНК, оплодотворил яйцеклетку, часто нарушается развитие зародыша (Аляев Ю.Г. и др., 2006; Zorn B. et al., 2003). Несмотря на то, что многие из полученных эмбрионов гибнут на ранних стадиях развития, есть вероятность того, что ребенок с поврежденной отцовской ДНК может родиться. Последствия этого пока достоверно неизвестны, но предполагается, что поврежденная ДНК может обуславливать генетические дефекты и рак у детей.

Среди причин, приводящих к повышению продукции АФК, выделяют возраст, образ жизни (курение, избыточный вес, нехватка витаминов-антиоксидантов и др.), воспаление, варикоцеле, диабет, некоторые другие (Зоркин С.Н. и др., 2009; Agarwal A. et al., 2006; Tremellen K., 2008). Но значение каждого из них в развитии оксидативного стресса сперматозоидов требует уточнения.

Исходя из актуальности проблемы, целью настоящего исследования явилась оценка роли активных форм кислорода в патогенезе различных форм мужского бесплодия.

Задачи исследования:

1. Установить нормативы продукции АФК в сперме фертильных мужчин.
2. Установить наиболее значимые факторы риска оксидативного стресса в сперме инфертильных мужчин.
3. Охарактеризовать особенности продукции активных радикалов кислорода в сперме при воспалительных процессах в органах репродуктивного тракта.
4. Установить распространенность данного фактора при различных формах патоспермии.
5. Показать роль оксидативного стресса в патогенезе мужского бесплодия при варикоцеле.

Научная новизна

1. По результатам клинико-лабораторных данных получены нормативы продукции АФК в сперме фертильных мужчин.
2. Впервые количественно охарактеризованы степени абсолютного и относительного риска развития оксидативного стресса у мужчин из бесплодных пар с патоспермией, варикоцеле и воспалительными заболеваниями органов репродуктивного тракта мужчин.
3. Обоснована необходимость оперативного лечения варикоцеле любой степени выраженности на фоне гиперпродукции АФК.
4. Обоснована диагностическая значимость определения АФК в сперме всех мужчин из бесплодных пар.

Практическая значимость работы

1. Выявленный высокий риск оксидативного стресса в эякуляте инфертильных позволил обосновать диагностическую значимость определения АФК в сперме мужчин из бесплодных пар, что существенно повышает эффективность диагностики мужского бесплодия, ассоциированного с гиперпродукцией АФК.
2. Определение закономерности продукции АФК на фоне варикоцеле отражает необходимость оперативного лечения на фоне оксидативного стресса при любой степени расширения вен семенного канатика.

Основные положения, выносимые на защиту

1. У мужчин из бесплодных пар, по сравнению с фертильными мужчинами, установлено достоверное увеличение активных форм кислорода в эякуляте.
2. Оксидативный стресс в эякуляте обычно сопровождается ухудшением качественных показателей спермограммы и в половине случаев нарушениями акросомальной реакции даже при нормозооспермии.
3. Наиболее значимыми причинами оксидативного стресса сперматозоидов являются инфекционно-воспалительные заболевания мужских репродуктивных органов, иммунное бесплодие и варикоцеле.
4. Выраженность оксидативного стресса в эякуляте мужчин с варикоцеле не зависит от степени расширения вен семенного канатика.
5. Для азооспермии оксидативный стресс не характерен: при гипергонадотропной азооспермии продукция АФК ниже нормативных значений, при нормогонадотропной – не отличается от уровня АФК в эякуляте фертильных мужчин.

Внедрение результатов исследования в практику

Полученные результаты исследования внедрены в практику работы кафедры эндоскопической урологии РМАПО, ФГУ «КБ Росздрава», ЛПУ МГБ №2 г.Королева.

Апробация работы

Материалы и основные положения диссертации доложены и обсуждены на Российской научной конференции с международным участием «Фундаментальные исследования в уронефрологии» (Саратов, 2009); на IV Международном Конгрессе по андрологии (Сочи, Дагомыс, 2009); на XVIII международной конференции Российской Ассоциации Репродукции Человека (Самара, 2008); на XIX международной конференции Российской Ассоциации Репродукции Человека (Иркутск, 2009) и на совместной научно-практической конференцией сотрудников кафедры эндоскопической урологии ГОУ ДПО «РМАПО Росздрава» и врачей урологического отделения ЦКБ №1 ОАО «РЖД» г. Москвы 5 июня 2009 года.

Публикация результатов работы

По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 — в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 151 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 262 источника, в том числе 50 отечественных и 212 зарубежных авторов.

Диссертация иллюстрирована 8 таблицами и 38 рисунками.

Содержание работы

Материалы и методы исследования

Комплексное исследование проводили на базе ФГУ «КБ Росздрава» и ФГУ НЦ АГиП Росмедтехнологий.

В работу включены данные клинико-лабораторного обследования 804 мужчин, из них 768 — из бесплодных пар. 36 фертильных мужчин составили контрольную группу. Ретроспективно проанализированы истории болезни 686 пациентов, проспективно – 118 человек.

Критерием отбора в основную группу явилось отсутствие беременности в браке в течение одного года у лиц репродуктивного возраста при регулярной половой жизни без применения контрацептивных средств.

Среди пациентов из бесплодных пар у 130 мужчин был диагностирован хронический простатит в стадии обострения, у 294 – варикоцеле. Контрольная группа была представлена 36 мужчинами, у жен которых была диагностирована беременность, наступившая в естественном цикле.

Возраст наблюдаемых нами мужчин из бесплодных пар колебался от 22 до 45 лет, средний возраст составил 33,4+6,2 года. Возрастные различия между мужчинами из бесплодных пар и контрольной группы отсутствовали.

Клинические методы диагностики включали данные анамнеза, физического и урогенитального обследования. При этом оценивали характер бесплодия, его продолжительность, предшествующее обследование и/или лечение. Особое внимание уделяли семейному анамнезу, возрасту пациентов, особенностям полового развития, перенесенным заболеваниям, включая инфекционные, хирургическим вмешательствам по поводу крипторхизма, варикоцеле, а также профессиональным вредностям и видам терапевтического лечения, способным отрицательно влиять на сперматогенез. Критериями исключения были: системные заболевания, глубокие эндокринные нарушения и неадекватная сексуально-эякуляторная функция.

При оценке соматического статуса обращали внимание на своевременное конституциональное и половое развитие, определение типа телосложения, массо-ростового коэффициента, вторичные половые признаки и наличие гинекомастии.

Урогенитальный статус включал осмотр и пальпаторное исследование органов мошонки с указанием положения, консистенции и размеров яичек, придатков и семявыносящих протоков. При этом нормальные размеры яичка соответствовали 15 мл. и больше и определялись с помощью орхидометра Прадера. Для выявления состояния придаточных половых желез выполняли ректальное пальцевое исследование предстательной железы и семенных пузырьков, которые в норме не пальпируются.

Всем пациентам проводилось УЗИ яичек, в том числе допплерометрия сосудов семенного канатика для исключения субклинических форм варикоцеле.

Оценка эякулята проводилась в соответствии с требованиями ВОЗ (1999). Определение интенсивности свободнорадикальных процессов и антиокислительной активности проводилось методом люминолзависимой хемилюминесценции (люминометр «LKB-Wallac 1256», Финляндия; «Хемилюминометр-003», Россия). Верхней границей нормы продукции АФК мы считали 0,64 мВ/с.

Для оценки аутоиммунных реакций против сперматозоидов и определения процента гамет в эякуляте, покрытых антиспермальными антителами, использовали MAR-тест, выпускаемый фирмой «Ferti Pro» (Бельгия). Определение количества антител на сперматозоидах выполнялось с помощью метода проточной цитофлуометрии (ПЦМ).

У пациентов с симптомами нижних мочевых путей и/или пиоспермией проводили исследование секрета предстательной железы методом световой микроскопии с обязательным бактериальным исследованием, для чего выполняли посев секрета простаты и эякулята. Для исключения инфекций, передающихся половым путем, применяли методы ПЦР и ИФА. Определение содержания уровня гормонов (ФСГ, тестостерон и др.) в периферической крови выполняли методами ИФА, РИА.

Биопсию яичек проводили при азооспермии и нормальной концентрации ФСГ в плазме крови. Исследование биоптатов яичек проводили методом световой микроскопии.

Обработка данных проводилась с применением методов описательной статистики с использованием программ Excel и STATISTICA. Степень взаимосвязи между признаками оценивали по корреляции R. Средние значения по группам представляли в виде M+S с исключением значений, отклоняющихся от средней арифметической более чем на +3S. Значимость различий между группами проверяли с помощью t-критерия Стьюдента для независимых и парных значений. Различия считали достоверными при р 50%) — у 82 мужчин (10,6%), наличие хронического бактериального простатита в фазе активного воспаления — у 130 (16,9%).

Высокую частоту встречаемости варикоцеле, по сравнению с данными других исследователей (ВОЗ, 2000; Нишлаг Э., Бере Г.М., 2005), мы объясняем включением в группу пациентов с субклинической степенью расширения вен семенного канатика.

Рассматривая структуру показателей спермограмм всех мужчин из бесплодных пар, мы установили, что нормозооспермия выявлена у 23,1% мужчин. Для «нормозооспермии» у мужчин из бесплодных пар характерно содержание АФК в диапазоне от 0,01 до 139,0 мВ/с, в среднем 0,41+0,32 мВ/с (при исключении значений, отличающихся на +3S), медиана – 0,39 мВ/с, диапазон невыпадающих значений от 0,01 до 2,4 мВ/с. Значимые различия средних и частот случаев гиперпродукции АФК по сравнению с группой фертильных мужчин отсутствуют (p>0,05). У пациентов с нормозооспермией на фоне гиперпродукции АФК в половине случаев (52,9%) имелись нарушения акросомальной реакции.

В остальных случаях (n=591) имело место снижение концентрации, подвижности, доли нормальных форм и/или имелись антиспермальные антитела. Причем у 38 пациентов диагноз соответствовал «азооспермии», у 43 – грубой олигозооспермии на фоне гипергонадотропного гипогонадизма, у 151 – олигоастенотератозооспермии, у 82 мужчин диагностировано иммунное бесплодие.

источник