CC BY
31
Фенотип сперматозоидов при варикоцеле
О.Б. Жуков1' 2, Е.Е. Брагина3' 4, А.В. Левина5
ФГАОУВО «Российский университет дружбы народов»; Россия, 117198 Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6; Ассоциация сосудистых урологов и репродуктологов; Россия, 105187Москва, ул. Мироновская, 18; 3Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского ФГБОУВО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»; Россия, 119992 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 40; 4ФГБУН «Медико-генетический научный центр им. Н.П. Бочкова»; Россия, 115522 Москва, ул. Москворечье, 1; 5ФГБУН«Институт токсикологии Федерального медико-биологического агентства»; Россия, 192019Санкт-Петербург, ул. Бехтерева, 1
Контакты: Олег Борисович Жуков ob.zhukov@yandex.ru
Цель исследования — оценить морфологию сперматозоидов у пациентов с варикоцеле после его хирургического лечения и после терапии «Простатиленом® АЦ» по данным электронно-микроскопического исследования.
Материалы и методы. В основную группу были включены 20 мужчин в возрасте 26—45лет (средний возраст 31,6 ± 6,1 года) с различными стадиями варикоцеле и нарушением фертильности; из них 10 больных с субклинической формой варикоцеле проходили консервативное лечение «Простатиленом® АЦ» (1-я группа) и были обследованы до и после него, 10 мужчин с бесплодием, обусловленным в том числе варикозным расширением вен семенного канатика, обследованы в сроки от 6 мес до 3 лет после хирургического лечения (2-я группа). Проведены стандартные клинико-лабораторные тесты, спермиологическое исследование, электронное микроскопическое исследование эякулята. В контрольную группу вошли 65 фертильных мужчин, образцы спермы которых были получены из банка репродуктивных клеток и тканей и использованы при сравнении результатов микроскопического исследования.
Результаты. У пациентов, прошедших консервативную терапию, содержание сперматозоидов с незрелым хроматином было меньше, чем у мужчин контрольной группы (р = 0,045). Различались значения этого показателя и у пациентов 1-й и 2-й групп (после консервативной терапии и после варикоцелэктомии) (р = 0,037). По сравнению с контролем было выше содержание сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой на головке и на шейке у пациентов, перенесших варикоцелэктомию (р = 0,011). После консервативной терапии содержание сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой было практически равным таковому в контроле и было меньше, чем у пациентов после варикоцелэктомии (р = 0,028).
Заключение. У пациентов с субклинической формой варикоцеле после консервативной терапии «Простатиленом® АЦ» происходит статистически значимое улучшение ультраструктуры сперматозоидов по сравнению с таковой у пациентов, оперированных по поводу данной патологии.
Ключевые слова: варикоцеле, ультраструктура сперматозоидов, электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов, варикоцелэктомия, «Простатилен® АЦ»
Для цитирования: Жуков О.Б., Брагина Е.Е., Левина А.В. Фенотип сперматозоидов при варикоцеле. Андрология и генитальная хирургия 2019;20(4):24-33.
DOI: 10.17650/2070-9781-2019-20-4-24-33
Sperm phenotypes in varicocele О.B. Zhukov1,2, £.£. Bragina3,4, А. V. Levina5
1RUDN University; 6Miklukho-Maklaya St., Moscow 117198, Russia; Association of Vascular Urologists andReproductologists; 18Mironovskaya St., Moscow 105187, Russia; 3A.N. Belozersky Institute of Physico-ChemicalBiology, Lomonosov Moscow State University; Bld. 40, 1 Leninskie Gory, Moscow 119992, Russia; 4N.P. Bochkov Research Centre for Medical Genetics; 1 Moskvorechye St., Moscow 115522, Russia; 5Institute of Toxicology, Federal Medical and Biological Agency of Russia; 1 Bekhtereva St., Saint Petersburg 192019, Russia
The study objective is to microscopically evaluate the morphology of sperm in patients with varicocele after surgical treatment and therapy with Prostatilen®® AC.
Materials and methods. The treatment group included 20 males between 26 and 45 years of age (mean age 31.6 ± 6.1 years) with various stages of varicocele andfertility problems; among them, 10 patients with subclinical stages of varicocele received conservative treatment with Prostatilen® AC (group 1) and were examined before and after the treatment; 10 males with infertility caused in part by varicocele of the spermatic cord veins were examined 6 months to 3 years after surgical treatment (group 2). Standard clinical and lab tests, sperm analysis,
electron microscopy of the ejaculate were performed. The control group included 65 fertile males whose sperm samples were obtained from a bank of reproductive cells and tissues and used for comparison in microscopic examination.
Results. In patients who received conservative treatment the number of sperm with immature chromatin decreased (p = 0.045) compared to the control group. This characteristic differed in patients after varicocelectomy and patients after conservative treatment (p = 0.037). Compared to control, the number of sperm with excess residual cytoplasm in the head and neck was higher in patients after varicocelectomy (p = 0.011). After conservative treatment, the number of sperm with excess residual cytoplasm was close to the control number and lower than in patients after varicocelectomy (p = 0.028).
Conclusion. In patients with subclinical varicocele, conservative treatment with Prostatilen® AC leads to significant improvement in sperm ultrastructure compared to patients who underwent surgery to treat this pathology.
Key words: varicocele, sperm ultrastructure, electron microscopy, varicocelectomy, Prostatilen® AC
For citation: Zhukov O.B., Bragina E.E., Levina A. V. Sperm phenotypes in varicocele. Andrologiya i genital'naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2019;20(4):24—33. (In Russ.).
Введение
Лекарственному лечению больных с варикоцеле в пред- и послеоперационном периоде посвящено множество дискуссионных статей [1—6]. Основным патофизиологическим фактором, нарушающим фер-тильность сперматозоидов у этих больных, считается гипертермия; возможно, влияние оказывают также венозная ишемия и оксидативный стресс, запускающие каскад компенсаторно-приспособительных реакций на клеточном и органно-системном уровне в некоторых случаях [7—9]. Возникающая венозная гиперволе-мия или ишемия при варикоцеле активирует продукцию интерлейкинов 1 и 6 и лептина [10, 11]. Эти вещества, в свою очередь, способствуют образованию активных форм кислорода, которые вызывают изменение морфологии сперматозоидов и нарушение их структурно-функциональных параметров. Разорвать связь этих взаимоотягощающих факторов возможно не только хирургическим путем, устраняя рефлюкс, органную гипертермию, улучшая микроциркуляцию, но и путем комплексного воздействия на оксидативный стресс, останавливая каскад патофизиологических реакций при варикоцеле.
Известно, что варикоцеле диагностируется у каждого 6-го мужчины в общей популяции. Варикозное расширение вен семенного канатика в 35 % случаев приводит к первичному бесплодию, а причиной вторичного бесплодия может стать у 80 % больных [12].
Лабораторная диагностика мужского бесплодия у пациентов с варикоцеле основана на стандартном исследовании спермы (с определением концентрации сперматозоидов, их подвижности, жизнеспособности и морфологии) в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения [13]. Ухудшение параметров спермограммы при варикоцеле, в том числе связанное с изменением морфологии сперматозоидов, продемонстрировано в целом ряде работ [14—16]. При оценке функциональных свойств сперматозоидов при варикоцеле определяют количество активных форм кислорода, уровень антиоксидантной активности се-
менной жидкости [14], а также количество сперматозоидов с фрагментацией ДНК (с помощью методов TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling), SCSA (sperm chromatin structure assay), comet assay (single cell gel electrophoresis)) [16, 17] и анализируют структуру хроматина сперматозоидов [17]. Проводятся исследования молекулярных изменений эякулята на субклеточном уровне, связанных с плохой оплодотворяющей способностью сперматозоидов [18].
Отрицательное воздействие варикоцеле на морфологию сперматозоидов отмечено во многих работах [4, 15—17], однако они касались в основном содержания морфологически нормальных сперматозоидов и не продемонстрировали какого-то специфического для варикоцеле нарушения морфологии половых клеток. Только в единичных исследованиях авторы выявили изменения морфологии сперматозоидов. A. Zini и со-авт. считают характерной особенностью морфологии сперматозоидов при варикоцеле повышенное содержание клеток с избыточной остаточной цитоплазмой (по старой терминологии — цитоплазматических капель) на головке и шейке [19, 20]. Однако морфологическое строение сперматозоидов по данным ультраструктурного исследования до и после оперативного лечения или на фоне антиоксидантной терапии до сих пор не изучено.
Следует понимать, что, хотя варикоцеле чаще встречается у мужчин с отклонениями в спермограмме, прямая связь между снижением мужской фертильности и наличием варикоцеле не доказана. Мужчинам с бесплодием и нормальными показателями эякулята или мужчинам с субклинической формой варикоцеле лечение по поводу варикоцеле не показано. Клинически значимым является пальпируемое варикозное расширение вен лозовидного сплетения, т. е. варикоцеле I—III стадии. Субклинической формой варикоцеле, по рекомендациям Европейской ассоциации урологов (European Association of Urology) 2018 г., следует считать отсутствие видимых и пальпаторных изменений вен семенного канатика в покое и при пробе Вальсальвы,
Е га Е
Е га Е
если при ультразвуковой доплерографии выявлен обратный кровоток по этим венам. Оперативное лечение по поводу клинически значимого варикоцеле может привести к улучшению показателей эякулята [19] и снизить степень повреждения ДНК сперматозоидов [21, 22], а также улучшить результаты лечения бесплодия с применением вспомогательных репродуктивных технологий. В то же время варикоцелэктомия при субклиническом варикоцеле не приводит к улучшению параметров эякулята [23].
Метод количественного электронно-микроскопического исследования сперматозоидов (ЭМИС) позволяет исследовать морфологические субстраты, определяющие подвижность сперматозоидов, их пенетрационную способность, компетентность в раннем эмбриогенезе, а также клеточную основу функциональной некомпетентности сперматозоидов [24—29].
В частности, эти исследования дают представление о том, что морфология сперматозоидов — показатель их компетентности как собственно в процессе оплодотворения (проникновения сперматозоида в яйцеклетку), так и в процессе эмбриогенеза.
Цель исследования — оценить морфологию сперматозоидов у пациентов с варикоцеле после его хирургического лечения и после терапии «Простатиленом® АЦ» по данным электронно-микроскопического исследования.
Материалы и методы
В основную группу были включены 20 мужчин в возрасте 26—45 лет (средний возраст 31,6 ± 6,1 года) с различными стадиями варикоцеле и нарушением фертильности; из них 10 больных с субклинической формой варикоцеле (средний возраст 29,2 ± 5,3 года) проходили консервативное лечение «Простатиленом® АЦ» (1-я группа) и были обследованы до и после него; 10 мужчин с сохраняющимся бесплодием, обусловленным в том числе варикозным расширением вен семенного канатика (средний возраст 32,6 ± 3,3 года), обследованы в сроки от 6 мес до 3 лет после хирургического лечения (2-я группа) (табл. 1). Длительность бесплодия колебалась от 1,0 до 5,5 года и в среднем достигала 1,6 ± 0,6 года. Пациентов с концентрацией сперматозоидов <5 млн/мл не включали в исследование. Проведены стандартные клинико-лабораторные тесты, спермио-логическое исследование в соответствии с критериями Всемирной организации здравоохранения [13], ЭМИС.
В контрольную группу вошли 65 фертильных мужчин, образцы спермы которых были получены из банка репродуктивных клеток и тканей «Репробанк», удовлетворяли требованиям к донорской сперме и были использованы при сравнении результатов ЭМИС.
Пациенты 1-й группы получали «Простатилен® АЦ» (АО «МБНПК "Цитомед"», Россия) в течение 20 дней. Данные ректальные суппозитории разработаны на основе ранее зарегистрированного препарата «Проста-
тилен» (суппозитории ректальные, 30 мг) путем добавления в композицию L-аргинина (100 мг) и цинка (23 мг). Обследование проводили дважды: до и на 5-6-е сутки после лечения.
Таблица 1. Распределение пациентов с варикоцеле по возрастным группам, абс.
Table 1. Age distribution of patients with varicocele, abs.
26-35 years 35-40 years 40-45 years
1-я группа Group 1
2-я группа Group 2
Пациенты 2-й группы обследованы однократно в ходе выяснения причин сохраняющегося в послеоперационном периоде бесплодия.
Для проведения ЭМИС образцы эякулята после разжижения фиксировали 2,5 % раствором глутарово-го альдегида на 0,1 М какодилатном буфере (рН 7,2), постфиксировали 1 % осмиевой кислотой и заливали в эпон. Ультратонкие срезы готовили на ультрамикротоме UltraCut III (Reichert, Германия) алмазным ножом (Diatome, Швейцария) и изучали с помощью электронного микроскопа JEM 1400 (JEOL, Япония).
Для выявления различий между группами использовался непараметрический U-тест (критерий Манна— Уитни—Уилкоксона).
Результаты
Строение головок сперматозоидов оценивали после просмотра не менее 100 клеток (рис. 1). При просмотре и подсчете сперматозоидов предпочтение отдавали продольным срезам, в которые попадали средняя часть головки с базальной частью и структурами шейки.
Рис. 1. Ультратонкий срез взвеси сперматозоидов, используемый для подсчета при электронно-микроскопическом исследовании Fig. 1. Ultrathin section of sperm suspension used for counting in electron microscopy
Конденсированный хроматин типичных сперматозоидов выглядел как гомогенная структура средней электронной плотности (рис. 2). При нарушениях конденсации хроматина в ядрах был виден гранулярный, так называемый незрелый хроматин, в котором просматривалась хромонемная структура — фибриллы толщиной 40 нм (рис. 3). За нормативный показатель содержания сперматозоидов с незрелым хроматином мы принимали 30 % [28, 30]. Мы также определяли наличие избыточной цитоплазмы на головке и на шейке. У нормальных сперматозоидов присутствует небольшой цитоплазматический остаток на шейке и в среднем
Рис. 4. Сперматозоид с цитоплазматической каплей на головке. Х — хроматин; А — акросома; М — митохондрии. Стрелки указывают на отсутствие постакросомной пластины
Fig. 4. Spermatozoon with cytoplasmic drop (ЦК) in the head. Х — chromatin; A — acrosome; M — mitochondria. Arrows show the absence of the post-acrosomal sheath
Рис. 2. Нормальный сперматозоид с конденсированным хроматином (Х). А — акросома; ПП — постакросомная пластина Fig. 2. Normal spermatozoon with condensed chromatin (Х). A — acrosome; ПП — post-acrosomal sheath
ОЦ '
fpyfvi "V*
4 %
Рис. 3. Сперматозоид с головкой нормальной формы и незрелым (недостаточно конденсированным) хроматином (НХ). А — акросома; ПП — постакросомная пластина; М — митохондрии
Fig. 3. Spermatozoon with a normal head and immature (insufficiently condensed) chromatin (НХ). A — acrosome; ПП — post-acrosomal sheath; M — mitochondria
Рис. 5. Сперматозоид с избыточной остаточной цитоплазмой (ОЦ) на шейке. А — акросома; Х — хроматин
Fig. 5. Spermatozoon with excess residual cytoplasm (ОЦ) in the neck. A — acrosome; Х — chromatin
отделе жгутика; аномалией считается увеличенная ци-топлазматическая капля, площадь которой превышает 1/3 площади ядра [13].
Наличие избыточной цитоплазмы на головке является атипией, часто сочетающейся с отсутствием перинуклеарной теки, в норме расположенной между ядром и акросомой сперматозоидов. У таких сперматозоидов (рис. 4) отсутствует постакросомный сегмент перинуклеарной теки, присутствующий в нормальных сперматозоидах (см. рис. 2, 3). Нормативное содержание сперматозоидов с гипоплазией акросомы, определенное у фертильных мужчин, составляет 60 %, сперматозоидов с деградацией акросомы — 20 %, аномалией митохондрий — 10 %, атипией аксонемы жгутика — 30 % [28, 30].
В 1-й группе до лечения повышенное (>15 %) содержание избыточной остаточной цитоплазмы выявлено у 5 (50 %) из 10 пациентов, незрелого хроматина —у 3 (30 %), гипоплазии акросомы — у 2 (20 %), аномалий
Е га Е
Таблица 2. Результаты обследования пациентов с субклиническим варикоцеле до лечения «Простатиленом® АЦ» Table 2. Results of examination ofpatients with subclinical varicocele before treatment with Prostatilen® AC
Пациент (№) Patient (No.) Показател Sper i спермограммы m analysis Доля сперматозоидов с нарушениями морфологии
Faction of sperm with abnormal morphology per electron microscopy, %
Количество сперматозоидов, млн Доля прогрессивно-подвижных форм (категорий А и B), % с незрелым хроматином с избыточной цитоплазмой на головке или шейке с гипоплазией акросомы с деградацией акросомы с аномалией митохондрий с аномалией жгутика
1 264 44 5 5 42 7 6 8
2 72 30 47 62 73 7 20 19
3 78 40 4 13 62 10 30 7
4 108 65 29 21 43 13 38 13
5 15 40 5 13 42 8 24 5
6 73 38 20 20 55 11 21 8
7 0,6 0 33 42 51 22 17 37
8 262 18 15 17 53 22 6 8
9 370 24 49 12 36 35 20 9
10 92 40 8 9 56 20 9 17
E
W
E
митохондрий — у 7 (70 %), атипия аксонемы жгутика — у 1 (10 %) (табл. 2).
В контрольной группе (данные не приведены в таблицах) аномальное содержание сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой на шейке (рис. 5) и головке (>15 %) выявлено в 15 (23 %) из 65 образцов, повышенное содержание сперматозоидов с незрелым хроматином — в 16 (25 %) из 65.
Во 2-й группе повышенное содержание сперматозоидов с незрелым хроматином выявлено после оперативного лечения в эякуляте 6 (60 %) из 10 пациентов, сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой на головке и на шейке — в 7 (70 %) случаях, аномалий митохондрий — в 6 (60 %), атипия аксонемы жгутика — в 1 (табл. 3).
В 1-й группе пациентов после консервативной терапии повышенное содержание сперматозоидов с незрелым хроматином выявлено в эякуляте 3 (30 %) из 10 пациентов, сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой на головке и на шейке — в 4 (40 %) случаях, аномалий митохондрий — в 6 (60 %), атипия аксонемы жгутика — в 1 (табл. 4).
Содержание сперматозоидов с незрелым хроматином статистически значимо уменьшено после консервативной терапии по сравнению с таковым в контрольной группе (р = 0,045) (табл. 5). Статистически значимое различие в содержании сперматозоидов с на-
рушенной конденсацией хроматина наблюдается также между группой пациентов, перенесших варикоцелэк-томию, и группой пациентов, прошедших консервативную терапию (р = 0,037).
Статистически значимое по сравнению с контролем повышение содержания сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой на головке и на шейке было выявлено у пациентов 2-й группы (р = 0,011). Среднее содержание таких сперматозоидов у пациентов 1-й группы до лечения также было повышено по сравнению с контролем, однако различие не было статистически значимым (р = 0,282). После консервативной терапии содержание сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой было практически равно таковому в контроле и статистически значимо меньше, чем во 2-й группе (р = 0,028) (см. табл. 5).
По остальным параметрам структуры акросомы и жгутика сперматозоидов статистически значимых различий не обнаружено.
Обсуждение
В настоящей работе мы показали, что у пациентов с субклинической формой варикоцеле после консервативной терапии происходит статистически значимое уменьшение содержания сперматозоидов с неконден-сированным (незрелым) хроматином по сравнению с пациентами, оперированными по поводу данной
Таблица 3. Результаты обследования пациентов с варикоцеле после хирургического лечения Table 3. Results of examination ofpatients with varicocele after surgical treatment
4 ТОМ 20 / VOL. 20 2 0 19
Пациент (№)
Показатели спермограммы SpM-m analysis
Доля сперматозоидов с нарушениями морфологии по данным электронно-микроскопического исследования, %
gaHHbiM
Faction of sperm with abnormal morphology per electron microscopy, %
Количество сперматозоидов, млн
Доля прогрессивно-подвижных форм (категорий А и B), %
с незрелым хроматином
с избыточной цитоплазмой на головке или шейке
с гипоплазией акросомы
с деградацией акросомы
с аномалией митохондрий
с аномалией жгутика
1 1 103 45 52 33 49 13 15 19
2 124 58 43 19 43 4 0 14
3 168 43 24 24 70 10 13 11
4 16 18 15 15 47 37 12 36
5 127 66 16 16 41 22 16 20
6 93 20 15 15 70 20 10 9
7 50 48 40 40 47 11 43 13
8 41 37 18 18 30 22 17 8
9 210 23 11 11 51 17 3 11
10 360 26 35 35 47 11 3 8
Таблица 4. Результаты обследования пациентов с субклиническим варикоцеле после лечения «Простатиленом® АЦ» Table 4. Results of examination ofpatients with subclinical varicocele after treatment with Prostatilen® AC
Пациент (№) Patient (No.) Показатели спермограммы Доля сперматозоидов с нарушениями морфологии к
по данным электронно-микроскопического исследования, % Fraction of sperm with abnormal morphology per electron microscopy, %
Количество сперматозоидов, млн Доля прогрессивно-подвижных форм (категорий А и B), % с незрелым хроматином с избыточной цитоплазмой на головке или шейке с гипоплазией акросомы с деградацией акросомы с аномалией митохондрий с аномалией жгутика
1 605 58 5 5 42 7 6 8 •а Е
2 93 19 47 62 73 7 20 19 га Е
3 162 41 4 13 62 10 30 7 и
4 255 61 29 21 43 13 38 13 к
5 48 46 5 13 42 8 24 5 =
6 71 39 20 20 55 11 21 8 л ч
7 3 3 33 42 51 22 17 37 га
8 312 18 15 17 53 22 6 8
9 573 29 49 12 36 35 20 9
10 132 44 8 9 56 20 9 17 s
Таблица 5. Сравнение результатов электронно-микроскопического исследования сперматозоидов у пациентов с варикоцеле после консервативного и хирургического лечения и фертильных мужчин
Table 5. Comparison of the results of electron microscopy of sperm in patients with varicocele after conservative and surgical treatment and fertile males
Доля сперматозоидов с нарушениями морфологии по данным электронно-микроскопического исследования, %
Faction of sperm with abnormal morphology per electron microscopy, %
Группа Group
с незрелым хроматином с избыточной цитоплазмой на головке или шейке с гипоплазией акросомы с деградацией акросомы с аномалией митохондрий с аномалией жгутика
1-я группа до лечения Group 1 before treatment 21,5 ± 12,0 21,2 ± 12,0 47,5 ± 7,0 16,5 ± 6,0 19,1 ± 7,0 19,0 ± 7,0
1-я группа после лечения Group 1 after treatment 16,9 ± 14,0* 14,9 ± 8,0* 48,1 ± 9,0 14,2 ± 6,0 16,6 ± 6,0 12,0 ± 6,0
2-я группа Group 2 31,5 ± 11,0* 22,6 ± 7,0* 49,5 ± 8,0 16,7 ± 6,0 13,2 ± 8,0 15,0 ± 6,0
Контрольная группа Control group 25,5 ± 11,0 14,4 ± 7,0 49,4 ± 9,0 20,8 ± 6,0 16,5 ± 6,0 12,1 ± 5,0
*Различия с показателями контрольной группы статистически значимы (p <0,05). *Significant differences compared to the control group (p < 0.05).
нозологии (см. табл. 5). Тенденция к повышению содержания сперматозоидов с незрелым хроматином выявлена у пациентов до лечения.
Наши данные согласуются с данными, полученными при исследовании сперматозоидов пациентов с клинической формой варикоцеле. Повышенное содержание сперматозоидов с нарушенной конденсацией хроматина при клинической форме варикоцеле выявлено с использованием различных методов, в том числе трансмиссионной электронной микроскопии (которая является прямым методом определения конденсации хроматина) [31], окраски анилиновым синим [32, 33] и хромомицином А3 [17]. Продемонстрировано, что у больных с клинической формой варикоцеле повышено содержание сперматозоидов с нарушением статуса протаминизации. Окраска анилиновым синим и хро-_а момицином А3 — метод косвенной оценки, позво-Е ляющий выявлять недостаточную протаминизацию я и, следовательно, недостаточную конденсацию хрома-£ тина сперматозоидов.
" Другим параметром неполной дифференцировки
к сперматозоидов считается наличие цитоплазматиче-и ских капель на головке и на шейке, или, по новой тер-= минологии, избыточной остаточной цитоплазмы [34]. ^ Повышенное содержание сперматозоидов с избыточен ной остаточной цитоплазмой может служить показа-= телем того, что эти сперматозоиды являются мишенями ™ оксидативного стресса [35]. Важно и отсутствие пост-= акросомного сегмента перинуклеарной теки у сперматозоидов с цитоплазматической каплей на головке. в Именно эта структура — зона локализации фосфоли-пазы С£, которая идентифицирована как фактор акти-
вации ооцитов после оплодотворения [36]. Е. Janghor-ban-Laricheh и соавт. установили, что при варикоцеле снижена продукция фосфолипазы [37]. Недавние исследования показали, что фактор активации ооцитов чувствителен к тепловой обработке или холодовому шоку во время оттаивания [38]. Учитывая, что при ва-рикоцеле наблюдается хронический тепловой стресс гениталий и что данное состояние связано с низким качеством спермы, можно предположить, что изменения морфологии сперматозоидов, приводящие к отсутствию постакросомного сегмента и фактора активации ооцитов, могут быть одним из механизмов нарушения репродуктивной функции сперматозоидов.
Патофизиологический механизм влияния варико-целе на сперматогенез до конца не изучен. Многие авторы указывают в качестве причин увеличение скро-тальной температуры, гиперволемию в семенной вене и нарушения микроциркуляции. Опубликованы работы, демонстрирующие повышение уровня активных форм кислорода и маркеров апоптоза в сперме бесплодных мужчин с варикоцеле, но точные сроки восстановления (нормализации) сперматогенеза являются актуальным предметом изучения в настоящий момент. Это причина проведения «агрессивной» антиоксидантной терапии у больных, перенесших варикоцелэктомию и/или не решившихся на операцию по поводу этого заболевания.
Мы показали, что лечение препаратом «Простати-лен® АЦ» способствует нормализации показателей ультраструктуры сперматозоидов. Эти данные подтверждают наше предположение о системном влиянии «Простатилена® АЦ» на сперматогенез больных с вари-коцеле. Препарат нивелирует действие простатического
фактора у больных с возможной гемодинамической связью варикозного расширения вен семенного канатика и простаты при частичной окклюзии магистральных вен таза. По данным клинических исследований, «Простатилен® АЦ» также способствует нормализации уровня фрагментации ДНК сперматозоидов и обладает способностью снижать уровень антиспермальных антител в эякуляте пациентов с хроническим абактери-альным простатитом и сопутствующими нарушениями репродуктивной функции [39—42]. «Простатилен® АЦ» обладает антиагрегантной активностью, препятствует развитию тромбоза венул в репродуктивных органах, оказывает антиоксидантное действие, что подтверждается улучшением фенотипа сперматозоидов на фоне лечения в течение 20 дней. Изменения фенотипа сперматозоидов при субклиническом варикоцеле взаимосвязаны с увеличением числа прогрессивно-подвижных форм и улучшением их морфологии, что уже не раз подтверждалось [43].
Заключение
Варикоцеле является заболеванием, которое после ликвидации патологического рефлюкса, как и других
этиотропных факторов, включая повреждающее действие оксидативного стресса, не может завершиться полным выздоровлением больного.
Общие патоморфологические особенности сперматозоидов больных с варикоцеле вне зависимости от стадии заболевания — повышенное содержание незрелого хроматина, избыточная остаточная цитоплазма на головке и шейке сперматозоидов, аномалия митохондрий.
Индукция фенотипа сперматозоидов должна подчиняться законам фармакологического сопровождения этих пациентов до реализации их репродуктивной функции. Необходимо углубленное изучение параметров репродуктивной компетенции структурных компонентов эякулята.
Один из возможных вариантов ведения больных с субклиническим варикоцеле — использование ректальных суппозиториев «Простатилен® АЦ».
Следует и далее разрабатывать стратегию медицинского и фармакологического сопровождения больных с варикоцеле для выявления всех возможностей индукции фенотипа сперматозоидов и повышения их репродуктивного потенциала.
REFERENCES/ЛИТЕРАТУРА
1. Жуков О.Б., Уколов В.А., Жуков А.А. Комплексная терапия патоспермии у больных после рентгеноэндоваску-лярной склеротерапии тестикулярных вен. Андрология и генитальная хирургия 2012;13(4):70-7. [Zhukov O.B., Ukolov V.A., Zhukov A.A. Combined therapy pathospermia patients after endovascular sclerotherapy of testicular veins. Andrologiya i genital'naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2012;13(4):70-7. (In Russ.)].
2. Гамидов С.И., Попков В.М., Шатыл-ко Т.В. и др. Место медикаментозной терапии в лечении мужчин с варикоцеле. Урология 2018;(5):114—21. [Gamidov S.I., Popkov V.M., Shatylko T.V. et al. The role of drug therapy in the management of varicocele. Urologiya = Urology 2018;(5):114-21. (In Russ.)].
3. Гамидов С.И., Овчинников Р.И., Попова А.Ю. и др. Современный подход к терапии мужского бесплодия у больных с варикоцеле. Терапевтический архив 2012;84(10):56-61. [Gamidov S.I., Ovchinnikov R.I., Popova A.Yu. et al. Current approach
to therapy for male infertility in patients with varicocele. Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive 2012;84(10):56-61. (In Russ.)].
4. Евдокимов В.В., Селиванов Т.О. Нарушение сперматогенеза при варикоце-ле. Патогенез и прогноз лечения.
Андрология и генитальная хирургия 2006;7(3):12-8. [Evdokimov V.V., Selivanov T.O. Spermatogenesis disorders in patients with varicocele. Andrologiya i genital'naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2006;7(3):12-8. (In Russ.)].
5. Zavattaro M., Ceruti C., Motta G. et al. Treating varicocele in 2018: current knowledge and treatment options. J Endocrinol Invest 2018;41(12):1365-75. DOI: 10.1007/s40618-018-0952-7.
6. Johnson D., Sandlow J. Treatment
of varicoceles: techniques and outcomes. Fertil Steril 2017;108(3):378-84. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2017.07.020.
7. Аляев Ю.Г., Глыбочко П.В., Пушкарь Д.Ю. Урология. Российские клинические рекомендации.
М.: Гэотар-Медиа, 2015. 480 с. [Alyaev Yu.G., Glybochko P.V., Pushkar D.Yu. Urology. Russian clinical recommendations. Moscow: Geotar-Mеdiа, 2015. 480 p. (In Russ.)].
8. Cho C.L., Esteves S.C., Agarwal A. Indications and outcomes of varicocele repair. Panminerva Med 2019;61(2): 152-63. DOI: 10.23736/S0031-0808.18.03528-0.
9. Agarwal A., Rana M., Qiu E. et al. Role of oxidative stress, infection and inflammation in male infertility. Andrologia 2018;50(11):e13126. DOI: 10.1111/and.13126.
10. Shiraishi K., Matsuyama H., Takihara H. Pathophysiology of varicocele in male infertility in the era of assisted reproductive technology. Int J Urol 2012;19(6):538-50.
DOI: 10.1111/j.1442-2042.2012.02982.x.
11. Гамидов С.И., Авакян А.Ю. Роль субклинического варикоцеле в патогенезе идиопатической патозооспермии. Медицинский вестник Башкортостана 2017;12(3):13-7. [Gamidov S.I., Avakyan A.Yu. The role of subclinic varicocele in pathogenesis of idiopathic pathospermia. Meditsinskiy vestnik Bashkortostana = Bashkortostan Medical Journal 2017;12(3):13-7. (In Russ.)].
12. Бердников М.А., Антипов Н.В. Вари-коцеле: современная проблема. Журнал фундаментальной медицины и биологии 2016;(3):42-50. [Berdnikov M.A., Antipov N.V. Varicocele: the modern problem. Zhurnal fundamentalnoy meditsiny i biologii = Journal of Fundamental Medicine and Biology 2016;(3):42-50. (In Russ.)].
13. WHO laboratory manual
for the examination and processing of human semen. 5th edn. Geneva: WHO Press, 2010. 394 p.
14. Alkan 1., Yttksel M., Canat H.L. et al. Superoxide anion production
by the spermatozoa of men with varicocele: relationship with varicocele grade and semen parameters. World J Mens
E ra E
Е га Е
Health 2018;36(3):255-62. DOI: 10.5534/wjmh.180028.
15. Alsaikhan B., Alrabeeah K., Delouya G., Zini A. Epidemiology of varicocele. Asian J Androl 2016;18(2):179—81. DOI: 10.4103/1008-682X.172640.
16. Nork J.J., Berger J.H., Crain D.S., Christman M.S. Youth varicocele and varicocele treatment: a meta-analysis of semen outcomes. Fertil Steril 2014;102(2):381-7.e6.
DOI: 10.1016/j.fertnstert.2014.04.049.
17. Dieamant F., Petersen C.G., Mauri A.L. et al. Semen parameters in men with varicocele: DNA fragmentation, chromatin packaging, mitochondrial membrane potential, and apoptosis. JBRA Assist Reprod 2017;21(4):295-301. DOI: 10.5935/1518-0557.20170053.
18. Panner Selvam M.K., Agarwal A. Sperm molecular changes associated with varicocele-mediated male infertility. World J Mens Health 2019 Jul 26. DOI: 10.5534/wjmh.190018.
19. Zini A., Buckspan M., Jamal M., Jarvi K. Effect of varicocelectomy
on the abnormal retention of residual cytoplasm by human spermatozoa. Hum Reprod 1999;14(7):1791-3. DOI: 10.1093/humrep/14.7.1791.
20. Zini A., Defreitas G., Freeman M. et al. Varicocele is associated with abnormal retention of cytoplasmic droplets
by human spermatozoa. Fertil Steril 2000;74(3):461-4.
DOI: 10.1016/s0015-0282(00)00703-2.
21. Roque M., Esteves S.C. Effect
of varicocele repair on sperm DNA fragmentation: a review. Int Urol Nephrol 2018;50(4):583-603. DOI: 10.1007/s11255-018-1839-4.
22. Kadioglu T.C., Aliyev E., Celtik M. Microscopic varicocelectomy significantly decreases the sperm DNA fragmentation index in patients with infertility. Biomed Res Int 2014;2014:695713.
DOI: 10.1155/2014/695713.
23. Garcla-Peirö A., Ribas-Maynou J., Oliver-Bonet M. et al. Multiple determinations of sperm DNA fragmentation show that varicocelectomy is not indicated for infertile patients with subclinical varicocele. Biomed Res Int 2014;2014:181396.
DOI: 10.1155/2014/181396.
24. Baccetti B., Capitani S., Collodel G. et al. Recent advances in human sperm pathology. Contraception 2002;65(4):283-7.
DOI: 10.1016/s0010-7824(02)00290-1.
25. Visco V., Raffa S., Elia J. et al. Morphological sperm defects analyzed by light microscopy and transmission electron microscopy and their correlation with sperm motility. Int J Urol 2010;17(3):259-66.
DOI: 10.1111/j.1442-2042.2010.02451.x.
26. Collodel G., Iacoponi F., Mazzi L., Terzuoli G. Light, polarizing, and
transmission electron microscopy: three methods for the evaluation of sperm quality. Syst Biol Reprod Med 2013;59(1):27-33.
DOI: 10.3109/19396368.2012.724518.
27. Moretti E., Sutera G., Collodel G.
The importance of transmission electron microscopy analysis of spermatozoa: diagnostic applications and basic research. Syst Biol Reprod Med 2016;62(3):171-83. DOI: 10.3109/19396368.2016.1155242.
28. Брагина Е.Е., Бочарова Е.Н. Количественное электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов при диагностике мужского бесплодия. Андрология и генитальная хирургия 2014;15(1):41—50. [Bragina E.E., Bocharova E.N. Quantitative electron microscopic examination of sperm
for male infertility diagnosis. Andrologiya i genital'naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2014;15(1):41-50. (In Russ.)].
29. Bragina E.E., Bocharova E.N. Ultrastructure of spermatozoa from infertility patients. In: Spermatozoa — facts and perspectives. Ed. by R. Mec-cariello, R. Chianese. IntechOpen, 2018. Pp. 71-99. DOI: 10.5772/ intechopen.71596. Available at: https:// www.intechopen.com/books/ spermatozoa-facts-and-perspectives/ ultrastructure-of-spermatozoa-from-infertility-patients.
30. Bartoov B., Eltes F., Pansky M. et al. Improved diagnosis of male fertility potential via a combination of quantitative ultramorphology and routine semen analyses. Hum Reprod 1994;9(11): 2069-75.
31. Reichart M., Eltes F., Soffer Y. et al. Sperm ultramorphology as a patho-physiological indicator of spermatogenesis in males suffering from varicocele. Andrologia 2000;32(3):139-45.
32. Sadek A., Almohamdy A.S., Zaki A. et al. Sperm chromatin condensation
in infertile men with varicocele before and after surgical repair. Fertil Steril 2011;95:1705-08.
DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.01.008.
33. Talebi A.R., Moein M.R., Tabibnejad N., Ghasemzadeh J. Effect of varicocele
on chromatin condensation and DNA integrity of ejaculated spermatozoa using cytochemical tests. Int J Androl 2008;40:245-51.
DOI: 10.1111/j.1365-2605.2005.00515.x.
34. Cooper T.G. Cytoplasmic droplets: the good, the bad or just confusing? Hum Reprod 2005;20(1):9-11. DOI: 10.1093/humrep/deh555.
35. Agarwal A., Gupta S., Sharma R. Oxidation-reduction potential measurement in ejaculated semen samples. In: Andrological evaluation of male infertility: a laboratory guide. Ed. by A. Agarwal, S. Gupta, R. Sharma.
Cham: Springer International Publishing, 2016. Pp. 165-170.
36. Fujimoto S., Yoshida N., Fukui T. et al. Mammalian phospholipase Czeta induces oocyte activation from the sperm perinuclear matrix. Dev Biol 2004;274(2):370-83.
DOI: 10.1016/j.ydbio.2004.07.025.
37. Janghorban-Laricheh E., Ghazavi-Khorasgani N., Tavalaee M. et al. An association between sperm PLCZ levels and varicocele? J Assist Reprod Genet 2016;33(12):1649-55.
DOI: 10.1007/s10815-016-0802-5.
38. Sanusi R., Yu Y., Nomikos M. et al. Rescue of failed oocyte activation after ICSI in a mouse model of male factor infertility by recombinant phospholipase CZ. Mol Hum Reprod 2015;21(10):783-91. DOI: 10.1093/molehr/gav042.
39. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г., Аль-Шукри С.Х. Влияние препарата «Простатилен® АЦ» на фрагментацию ДНК сперматозоидов при лечении пациентов с хроническим абактериальным простатитом и сопутствующими нарушениями репродуктивной функции. Андрология и генитальная хирургия 2017;18(3): 54-8. [Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G., Al-Shukri S.Kh. Effect of Prostatilen® AC on sperm DNA fragmentation during treatment
of patients with chronic nonbacterial prostatitis and concomitant disorders of the reproductive function. Andrologiya i genital'naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2017;18(3):54-8. (In Russ.)].
40. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г., Аль-Шукри С.Х. Влияние Простатилена АЦ на степень фрагментации ДНК сперматозоидов у больных хроническим абактериаль-ным простатитом. Урологические ведомости 2018;8(спецвып.):24-5. [Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G., Al-Shukri S.Kh. Influence of Prostatilen AC on the degree of sperm DNA fragmentation in patients with chronic abacterial prostatitis. Urolo-gicheskie vedomosti = Urological Statements 2018;8(Spec. Issue):24-5. (In Russ.)].
41. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г. и др. Отдаленные результаты лечения препаратом Простатилен® АЦ больных хроническим абактериаль-ным простатитом с повышенной степенью фрагментации ДНК сперматозоидов. Андрология и генитальная хирургия 2018;19(2):52-7. [Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G. et al. Long-term results of treatment of patients with chronic nonbacterial prostatitis
and increased level of sperm DNA fragmentation with the Prostatilen® AC drug. Andrologiya i genital'naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2018;19(2):52-7. (In Russ.)].
42. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А.,
Горбачев А.Г., Аль-Шукри С.Х. Эффективность Простатилена АЦ в коррекции нарушений копулятив-ной функции больных хроническим абактериальным простатитом. Урологические ведомости 2019;9(спецвып.):20-1.
[Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G., Al-Shukri S.Kh. Effectiveness of Prostatilen AC in correction of copulatory function disorders in patients with chronic abacterial prostatitis. Urologicheskie vedomosti = Urological Statements 2019;9(Spec. Issue):20-1. (In Russ.)].
43. Agarwal A., Sharma R., Harlev A., Esteves S.C. Effect of varicocele on semen characteristics according to the new 2010 World Health Organization criteria: a systematic review and meta-analysis. Asian J Androl 2016;18(2):163-70. DOI: 10.4103/1008-682X.172638.
Вклад авторов
О.Б. Жуков: разработка дизайна исследования, оперативное лечение больных, получение данных для анализа, анализ полученных данных, написание текста статьи;
Е.Е. Брагина: разработка дизайна исследования, проведение электронно-микроскопического исследования сперматозоидов, получение
данных для анализа, анализ полученных данных, написание текста статьи.
А.В. Левина: получение данных для анализа, статистическая обработка материала.
Authors' contributions
O.B. Zhukov: development of study design, surgical treatment, obtaining data for analysis, analysis of the obtained data, article writing; Е.Е. Bragina: development of study design, electron microscopy, obtaining data for analysis, analysis of the obtained data, article writing. A.V. Levina: obtaining data for analysis, statistical analysis of the data.
ORCID авторов/ORCID of authors
О.Б. Жуков/O.B. Zhukov: https://orcid.org/0000-0003-3872-5392 Е.Е. Брагина/E.E. Bragina: https://orcid.org/0000-0002-8422-4962 А.В. Левина/A.V. Levina: https://orcid.org/0000-0002-0395-2184
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Финансирование. Исследование проведено без спонсорской поддержки. Financing. The study was performed without external funding.
Информированное согласие. Все пациенты подписали информированное согласие на участие в исследовании. Informed consent. All patients gave written informed consent to participate in the study.
E
W
E
Статья поступила: 03.10.2019. Принята к публикации: 01.11.2019. Article received: 03.10.2019. Accepted for publication: 01.11.2019
