CC BY
33
BЮCHEMISTRY
© коллектив авторов, 2019
Гусякова О.А.1,2, Мурский С.И.1,2, Тукманов Г.в.1, Комарова М.в3.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СОСТАВА СПЕРМАЛЬНОЙ ПЛАЗМЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПАТОЛОГИЯХ ЭЯКУЛЯТА
1ФГБОУ во «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава РФ, 443099, Самара, Россия; 2Клинико-диагностическая лаборатория Клиник Самарского государственного медицинского университета, 443079, Самара, Россия;
3Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самара, Россия
Проведена оценка состояния метаболических характеристик спермальной плазмы при различных морфофункциональ-ных патологиях эякулята. Оценивали физико-химические, метаболические и морфологические показатели эякулята. Диагностический протокол включал проведение стандартного анализа спермограмм с классификацией показателей эякулята и определение биохимических показателей спермальной плазмы на автоматическом биохимическом анализаторе. Проведено изучение качественных и количественных характеристик показателей метаболизма. Общее число обследованных составило 90 человек. Полученные образцы после изучения морфологических особенностей клеточного состава были разделены на четыре группы: образцы с нормоспермией, образцы с олигоастенотератозооспермией, образцы с азооспермией и образцы с криптозооспермией. В каждой группе изучены параметры белкового, углеводного, липидного и минеральных обменов. В результате было установлено, что с прогрессированием патологии начинает преобладать катаболический механизм энергопотребления, за счет снижения концентрации в спермальной плазме белковых компонентов, трансаминаз, а также роста небелковых азотистых включений. Отмечается, что повышение уровня глюкозы, несмотря на угнетение трансмембраных путей поступления за счет снижения концентрации щелочной фосфотазы и липидотранспортных систем, связано с вынужденным включением изолирующих механизмов проникновения глюкозы в спермальную плазму из крови через гемато-спермальный барьер. В то же время повышение содержания липидов в спермальной плазме, а также повышение креатинина на начальных этапах развития патологии может характеризоваться компенсаторной реакцией, направленной на поддержание жизнеспособности минимального количества сперматозоидов. Выявленные особенности метаболизма в спермальной плазме могут позволить в дальнейшем выявить более информативные лабораторные маркеры мужского бесплодия.
Ключевые слова: сперматогенез; метаболизм в спермоплазме; нормозооспермия; ферменты спермоплазмы; эякулят: патоспермия.
Для цитирования: Гусякова О.А., Мурский С.И., Тукманов Г.В., Комарова М.В. Особенности метаболического состава спермальной плазмы при различных морфофункциональных патологиях эякулята. Клиническая лабораторная диагностика. 2019; 64 (8): 469-476. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0869-2084-2019-64-8-469-476 Gusyakova O.A.12, Murskiy S.I.12, Tukmanov G.V.1, Komarova M.V.3
FEATURES OF THE METABOLIC COMPOSITION OF SPERMAL PLASMA IN DIFFERENT MORPHOFUNCTIONAL PATHOLOGIES OF THE EJACULATE
1Samara State Medical University, 443099, Samara, Russia;
2Clinical laboratory of Clinic Samara State Medical University, 443079, Samara, Russia; 3Samara national Research University, 443086, Samara, Russia
As part of the work, an assessment was made of the .state of the metabolic characteristics of .sperm plasma in various morpho-functional ejaculate pathologies. Physico-chemical, metabolic and morphological parameters of the ejaculate were evaluated. The diagnostic protocol included a standard sperm analysis with classification of ejaculate parameters and determination of biochemical parameters of sperm plasma on an automatic biochemical analyzer. The study of the qualitative and quantitative characteristics of metabolic parameters. The total number of surveyed was XX people. After studying the morphological features of the cell composition, the obtained samples were divided into four groups: samples with normospermia, samples with oligoasthenoteratozoospermia, samples with azoospermia, and samples with cryptozoospermia. In each group, the parameters of protein, carbohydrate, lipid and mineral metabolism were studied. As a result, it was found that with the progression of pathology, the catabolic mechanism of energy consumption begins to prevail, due to a decrease in the concentration in the sperm plasma of protein components, transaminases, as well as the growth of non-protein nitrogenous inclusions. It is noted that the growth of glucose, despite the inhibition of transmembrane routes of intake by reducing the concentration of alkaline phosphatase and lipid-transport systems, is associated with the forced inclusion of insulating mechanisms for the penetration of glucose into the sperm plasma from the blood through the hemato-sperm barrier. At the same time, an increase in the content of lipids in the sperm plasma, as well as the growth of creatinine in the initial stages of the development ofpathology, can be characterized by a compensatory response aimed at maintaining the viability of minimal amounts of spermatozoa. Well, the disorder of mineral metabolism in general characterizes the violation of metabolic processes in all forms of ejaculate pathology. Identified features of the metabolism in the sperm plasma may further allow to identify more informative laboratory markers of male infertility.
Keywords: spermatogenesis; sperm plasma metabolism; normozoospermia; sperm plasma enzymes; ejaculate; prospermia.
For citation: Gusyakova O.A., Murskiy S.I., Tukmanov G.V, Komarova M.V. Features of the metabolic composition of spermal plasma in different morphofunctional pathologies of the ejaculate. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics). 2019; 64 (8): 469-476. DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0869-2084-2019-64-8-469-476
Для корреспонденции: Гусякова Оксана Анатольевна, д-р мед.наук, доц., зав. каф. фундаментальной и клин. биохимии с лаб. диагностикой; e-mail: bio-sam@yandex.ru
БИОХИМИЯ
For correspondence: Gusyakova О.А., Dr. of Medical Sciences, Head of the Department of Fundamental and clinical biochemistry with laboratory diagnostics; e-mail: bio-sam@yandex.ru Information about authors:
Gusyakova O.A., http://orcid.org/0000-0002-5619-4583
Murskiy S.I., http://orcid.org/0000-0002-2550-6601
Tukmanov G.V., http://orcid.org/0000-0003-3065-0007
Komarova M.V., https://orcid.org/0000-0001-6545-0035
Acknowledgment. The study had no sponsor .support.
Conflict of interests. The authors declare absence of conflict of interests.
Received 17.05.2019 Accepted 25.06.2019
Введение. Медицина нашего времени все больше и больше внимания уделяет такому понятию как персона-лизация. И хотя предпосылки к созданию прецизионной медицины существует уже давно, научное обоснование её основ начало формироваться только в последнее десятилетие. Сегодня основное внимание уделяется поиску новых методов диагностики, лечения и профилактики онкологических заболеваний, заболеваний сердечнососудистых и конечно заболеваний инфекционной природы, как наиболее значимых патологий по количеству вовлеченных людей в мире. Однако статистика последних лет показывает, что человечеству грозит ещё одна, не менее значимая проблема - бесплодие. Бесплодный брак как в нашей стране, так и во всем мире сегодня стал одной из ключевых медицинских и социальных проблем. Отсутствие возможности завести ребенка является сильнейшим психоэмоциональным стрессом для семейной пары, что в целом является угрозой для института семьи. По данным Всемирной организации здравоохранения в разных странах частота браков с диагнозом бесплодие колеблется от 10 до 20 % [1]. В Российской Федерации аналогичный показатель достигает 17 - 25 % [2-4]. При этом установлено, что именно мужской фактор является ведущей причиной бесплодного брака, встречаемого по разным данным в 30-50% случаев бесплодия против 20-40 % женского фактора [5]. Обязательным этапом первичного обследования мужчин при бесплодии является микроскопия эякулята. С помощью стандартных критериев ВОЗ, выявляют отклонение от нормативных значений каких-либо показателей эякулята, называемых патозооспермией. Но зачастую анализ спермы просто указывает на наличие определенных отклонений в показателях, что делает необходимым дальнейшее углубленное обследование пациента [6]. Следует отметить, что в ряде случаев, несмотря на значительные отклонения от нормативов, фертильность может сохраняться, и наоборот, при «нормозооспермии» и исключенном женском факторе, беременность не наступает [7,8]. Проблема диагностики мужского бесплодия остается сложной, особенно в случаях с незначительными изменениями в спермограмме [9]. Об этом говорит и тот факт, что невыясненными (идиопатическими), остаются 40-70 % случаев мужского бесплодия[10]. Наблюдения показывают, что несмотря на особое внимание, которое уделяется этой проблеме, диагностика имеющимися методами затруднена, а шансы на устранение бесплодия неясного генеза чрезвычайно низки [11]. За последнее время появился ряд фундаментальных и прикладных работ по изучению регуляции функциональной активности мужской репродуктивной системы. Вырабатывается па-
радигма многоуровневой системы репродукции, которая обусловливает многофакторность патогенеза мужской фертильности [12]. Таким образом, низкая изученность этиологии и патогенеза мужского бесплодия, высокий процент идиопатического бесплодия среди мужского населения, диктует современной медицине необходимость поиска новых диагностических критериев мужского бесплодия, по результатам которых возможно было бы не только установить диагноз, но и выявить саму причину заболевания, а значит и назначить адекватное лечение для конкретного случая.
Цель исследования - изучить биохимические показателей спермальной плазмы в нормальном и патологическом эякуляте и выявить взаимосвязь изучаемых параметров.
Материал и методы. Исследование выполнено с соблюдением этических принципов проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов. Лабораторная диагностика проводилась на базе клиник Самарской ГМУ и Тольяттинской городской клинической больницы № 5. Общее число обследованных составило 90 человек. Полученные образцы после изучения морфологических особенностей клеточного состава были поделены на четыре группы: образцы с нормоспермией, с олигоастенотератозооспермией, с азооспермией и с криптозооспермией. В дальнейшем в каждой группе были изучены параметры липидного, углеводного белкового и минеральных обменов. Проведение анализа спермограмм и классификацию показателей эякулята осуществляли в соответствии с 5-м изданием Всемирной организации здравоохранения «Руководства по проведению семиологических исследований» 2010 г. - с соблюдением всех стандартных преаналитических процедур подготовки пациента и биожидкости. Биохимические показатели спермальной плазмы после стандартной пробоподготовки определяли на автоматических биохимических анализаторах «Cobas integra 400+» (Швейцария), с использованием реактивов и контрольных материалов фирмы «Roche» (Германия). Статистическая обработка данных проводилась с помощью традиционных методов описательной статистики с использованием регрессионного, дисперсионного и системного многофакторного анализа, а также с позиции доказательной медицины. Применялся табличный редактор MS Excel со встроенным модулем для статистического анализа данных AtteStat (14). Статистические гипотезы проверены при помощи t-критерия, U-критерия. Различия между исследуемыми группами считались статистически значимыми при вероятности безошибочного прогноза P > 95 %, p <0,05.
Результаты. Полученные результаты исследования белкового обмена в спермальной плазме и сыворотке крови представлены в табл. 1. Анализ показал, что достоверное снижение общего белка (в г/л) наблюдается при олигоастенотератозооспермии (27,30 (22,60-36,18)) и азооспермии (17,30(12,35-36,18)), а вот при крип-тоззоспермии показатель практически не отличался от нормы (33,90 (24,48-39,50)), как и уровень альбумина (в г/л) (5,95 (4,55-9,08)). При азоосмермии выявлено достоверное снижение альбумина в спермальной плазме 4,40 (3,55-5,55) г/л, а при олигоастенотератозооспермии наоборот повышение до 6,50 (4,83-7,60) г/л по сравнению с нормозооспермией. Что касается фермен-
BIOCHEMISTRY
тов межуточного обмена аминокислот, отмечено их достоверное снижение во всех группах патологии (от олигоастенотератозооспермии до азооспермии). Причем наиболее выраженные отклонения наблюдались при криптозооспермии у АлАТ 33,15(20,93-38,70) Е/л, АсАТ 113,75(100,43-147,85) Е/л. У пациентов с оли-гоастенотератозооспермией, в нашем исследовании значения АсАТ были минимальными 240,30 (180,55305,78) Е/л. Анализ ГГТ продемонстрировал некоторые особенности: снижался при олигоастенотератозооспермии 293,72 (246,67-310,49) Е/л и повышался при азооспермии 378,97(353,46-378,97) Е/л. Исследование показателей азотистого обмена выявило, что уровень
Метаболиты Нормозооспермия Олигоастенотератозоо-спермия Азооспермия Криптозооспермия
Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3)
Общий белок, г/л
Альбумин, г/л
АЛАТ, Е/л
АСАТ, Е/л
КФК, Е/л
ГГТ, Е/л
Мочевина, моль/л
Креа-
тинин,
мкмоль/л
Мочевая кислота, мкмоль/л
Спермальная плазма Сыворотка крови Гемато-спермальный коэффициент Спермальная плазма Сыворотка крови Гемато-спермальный коэффициент Спермальная плазма Сыворотка крови Гемато-спермальный коэффициент
Спермальная плазма
Сыворотка крови
Гемато-спермальный
коэффициент
Спермальная плазма
Сыворотка крови
Гемато-спермальный
коэффициент
Спермальная плазма
Сыворотка крови
Гемато-спермальный
коэффициент
Спермальная плазма
Сыворотка крови
Гемато-спермальный
коэффициент
Спермальная плазма
Сыворотка крови
Гемато-спермальный
коэффициент
Спермальная плазма
Сыворотка крови
Гемато-спермальный коэффициент
34,10(24,60-39,40) 74,00(72,00-77,00)
0,45(0,36-0,60)
6,00(4,60-7,80) 48,20(43,48-50,85)
0,13(0,11-0,16)
52,00(37,75-64,65) 24,50(17,98-34,00)
2,81(1,33-4,36)
285,80 (224,05-343,15) 21,00(18,00-26,00)
13,55(10,46-17,27)
786,00 (415,00-1348,30) 135,75(87,50-201,85)
5,80(2,42-11,04)
9842,50 (8168,75-14021,55) 28,00(20,90-44,00) 352,35 (270,70-525,58) 8,30(7,05-9,95) 5,10(4,40-6,00)
1,77(1,55-2,31)
513,60 (431,75-673,40) 83,00(77,00-93,00)
6,61(5,44-8,64)
314,00 (256,05-384,95)
343,75 (296,03-393,68)
0,86(0,77-1,09)
27,30(22,60-36,18) 74,00(71,00-77,00)
0,52(0,48-0,56)
6,50(4,83-7,60) 47,70(40,15-51,90)
0,17(0,13-0,17)
44,70(31,50-55,30) 20,00(15,00-32,00)
4,22(2,45-6,90)
240,30 (180,55-305,78) 20,00(16,00-25,90)
15,73(13,42-17,05)
430,75 (179,18-866,90) 155,80(111,00-185,90)
2,95(0,83-7,13)
8097,20 (6413,75-9715,48) 27,00(19,00-40,40) 293,72 (246,67-310,49) 9,15(7,70-10,85) 5,10(4,30-5,70)
2,17(1,72-2,29)
551,10 (431,83-736,35) 85,00(76,00-93,00)
8,49(7,04-11,68)
294,90 (260,98-375,05)
328,40 (206,40-459,60)
1,00(0,71-1,34)
17,30(12,35-29,40) 76,00(69,00-79,00)
4,40(3,55-5,55)
39,70(35,50-49,60) 20,00(14,00-27,00)
18,27(12,83-18,27)
140,40 (114,03-179,80) 20,00(16,00-27,00)
35,84(34,59-35,84)
104,30 (67,05-248,25) 41,40(27,00-41,40)
7,04(1,87-7,04)
6343,60 (5688,75-7979,50) 27,50(16,75-64,75) 378,97 (353,46-378,97) 7,80(6,35-9,55) 5,00(3,50-6,50)
2,82(2,17-2,82)
403,60 (351,80-526,85) 88,00(72,00-97,00)
11,03(10,55-11,03)
312,90 (202,78-331,13)
223,05 (188,20-223,05)
1,48(1,19-1,48)
33,90(24,48-39,50) 73,00(71,00-76,00)
5,95(4,55-9,08)
33,15(20,93-38,70) 22,00(17,50-45,00)
113,75 (100,43-147,85) 18,00(16,00-29,50)
162,75 (123,83-354,38)
6332,70 (5008,45-10700,2) 39,00(15,00-45,50)
8,90(7,88-11,43) 4,50(3,85-6,80)
527,35 (453,95-670,58) 83,00(73,00-90,00)
267,65 (177,90-400,45)
Примечание. Здесь и в табл. 2-5: Р > 95 %, р <0,05.
Таблица 1
Сравнительная оценка показателей белкового и азотистого обмена в спермальной плазме и сыворотке крови у мужчин c олигоастенотератозооспермией, азооспермией и криптозооспермией.
БИОХИМИЯ
мочевины у пациентов с нормоспермией составил 8,30 (7,05-9,95) ммоль/л. При олигоастенотератозооспермии и криптозооспермией уровень был мочевины был повышен и составил 9,15 (7,70-10,85) и 8,90 (7,88-11,43) ммоль/л соответственно. В то же время, у пациентов с азооспермией отмечено снижение уровня мочевины до 7,80 (6,35-9,55) ммоль/л. Уровень креатинина в спер-мальной плазме возрастал относительно контрольной группы у лиц с олигоастенотератозооспермии 551,10 (431,83-736,35) мкмоль/л и криптозооспермии 527,35 (453,95-670,58) мкмоль/л и снижался при азооспермии 403,60(351,80-526,85) мкмоль/л. Что касается мочевой кислоты, ее уровень также снижался при олигоастено-тератозооспермии до 294,90 (260,98-375,05) мкмоль/л, криптозооспермии 267,65 (117,90-400,45) мкмоль/л и при азооспермии, хотя и в наименьшей степени, до 312,90 (202,78-331,13) мкмоль/л.
Результаты исследования ферментной активности, представленные в табл. 2 показывают, что активность некоторых ферментов увеличивается при патологических изменениях спермограммы. Так, активность ами-
лазы при олигоастенотератозооспермии составила 11,35 (8,43-15,45) Е/л, при криптозооспермии 12,55 (9,3315,63) Е/л, а при полном отсутствии в эякуляте сперматозоидов начинала снижаться и составила 9,20 (8,80-9,95), хотя значений показателей нормоспермии не достигало 8,40 (5,35-12,90). В случае с щелочной фосфатазой установлено достоверное снижение её активности при олигоастенотератозооспермии до 160,85 (115,48-494,20) Е/л, криптозооспермии до 175,90 (105,10-175,90) и наименьший уровень при азооспермии до 127,70 (46,95892,95) Е/л. В то время как уровень при нормоспермии 249,00 (137,35-535,25) Е/л.
Липидный обмен, результаты исследования которого представлены в табл.3, показал рост некоторых показателей относительно нормы. Так концентрация три-глицеридов - растет при олигоастенотератозооспермии (0,21 (0,07-0,34) ммоль/л), азооспермии (0,32 (0,15-0,44) ммоль/л) и криптозооспермии (0,39 (0,37-0,65) ммоль/л) при норме до 0,05 (0,02-0,14) ммоль/л. При этом в отмечено увеличение уровня холестерина в спермальной плазме только у пациентов с азооспермией 0,65 (0,38-
Таблица 2
Сравнительная оценка активности ферментов в спермальной плазме и сыворотке крови у мужчин c олигоастенотератозооспермией, азооспермией и криптозооспермией.
Метаболиты Нормозооспермия Олигоастенотератозооспермией Азооспермия Криптозооспермия
Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3)
Амилаза, Спермальная плазма 8,40(5,35-12,90) 11,35(8,43-15,45) 9,20(8,80-9,95) 12,55(9,33-15,63)
Е/л Сыворотка крови 54,20(42,00-77,53) 38,20(30,60-74,00) 25,75(24,40-25,75) -
Гемато-спермальный коэффициент 0,15(0,09-0,25) 0,32(0,14-0,33) 0,36(0,34-0,36) -
Липаза, Спермальная плазма 29,10(23,60-34,65) 23,70(19,35-31,10) - -
Е/л Сыворотка крови 38,40(29,55-45,38) 41,35(31,90-89,35) - -
Гемато-спермальный коэффициент 0,73(0,55-1,12) 0,70(0,32-0,70) - -
ЩФ, Е/л Спермальная плазма 249,00 160,85 127,70 175,90
(137,35-535,25) (115,48-494,20) (46,95-892,95) (105,10-175,90)
Сыворотка крови 70,80(60,08-84,00) 63,00(53,00-72,00) 75,00(57,00-100,00) 73,00(55,00-78,50)
Гемато-спермальный коэффициент 3,56(2,00-7,57) 2,71(0,99-67,02) 31,11(1,30-31,11) -
Метаболиты Нормозооспермия Олигоастенотератозооспермии Азооспермия Криптозооспермия
Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3)
Тригли-цериды, ммоль/л Спермальная плазма Сыворотка крови Гемато-спермальный коэффициент 0,05(0,02-0,14) 0,95(0,72-1,37) 2,79(1,23-10,37) 0,21(0,07-0,34) 0,93(0,57-1,32) 10,64(5,38-72,31) 0,32(0,15-0,44) 0,63(0,47-0,63) 63,49(29,11-63,49) 0,39(0,37-0,65)
Холестерин, ммоль/л Спермальная плазма 0,59(0,27-0,91) 0,53(0,32-0,82) 0,65(0,38-0,78) 0,55(0,34-0,67)
Сыворотка крови Гемато-спермальный коэффициент 5,00(4,42-5,77) 0,12(0,06-0,23) 4,85(4,53-5,61) 0,13(0,08-0,16) 4,97(3,85-6,14) 0,35(0,34-0,35) 5,30(4,44-5,64)
Спермальная плазма 0,09(0,02-0,19) 0,07(0,03-0,14) 0,10(0,06-0,14) 0,07(0,04-0,08)
ЛПВП, Сыворотка крови 1,27(1,02-1,52) 1,37(0,67-1,63) 0,44(0,40-0,44) -
ммоль/л Гемато-спермальный коэффициент 0,06(0,02-0,16) 0,12(0,01-0,20) 0,27(0,19-0,27) -
Спермальная плазма 0,44(0,20-0,69) 0,36(0,22-0,58) 0,35(0,20-0,53) 0,31(0,30-0,31)
ЛПНП, Сыворотка крови 2,59(2,20-3,29) 2,31(1,17-2,51) 1,27(1,17-1,27) -
ммоль/л Гемато-спермальный коэффициент 0,17(0,08-0,34) 0,15(0,04-0,18) 0,33(0,31-0,33) -
Таблица 3
Сравнительная оценка показателей липидного обмена в спермальной плазме и сыворотке крови у мужчин c олигоастенотератозооспермией, азооспермией и криптозооспермией
0,78) ммоль/л, при показателях контрольной группы 0,59 (0,27-0,91) ммоль/л. Что касается липидотранспортной систем, отмечается разнонаправленное изменение липо-протеинов высокой плотности: уменьшение при олои-гоастенотератозооспермии до 0,07 (0,03-0,14) ммоль/л и при криптозооспермии 0,07 (0,04-0,08) ммоль/л, и увеличение при азооспермии до 0,10 (0,06-0,14) ммоль/л. А также и однотипное для всех патоспермий снижение липопротеинов низкой плотности (до 0,36(0,22-0,58) ммоль/л при олигоастенотератозооспермии, 0,35 (0,20-0,53) ммоль/л при азооспермии, до 0,31 (0,30-0,31) ммоль/л при криптозооспермии).
Анализируя изменения уровня глюкозы, в рамках исследования углеводного обмена, результаты которого представлены в табл. 4, установлено, что при олигоа-стенотератозооспермии уровень глюкозы снижается до 2,48 (1,81-4,71), а при азооспермии и криптозооспермии - увеличивался соответственно 4,20 (3,21-4,39) и 4,29 (2,08-5,49). Аналогичная картина изменений отмечена для лактата при азооспермии и криптозооспермии: пониженный уровень лактата в спермальной плазме соответственно 3,79 (2,89-4,70) и 4,46 (2,76-6,10). При олигоастенотератозооспермии - уровень в спермальной плазме так же снижается до 3,96 (2,89-5,18). Что касается активности ферментов, регулирующих обмен углеводов, то тут отмечается снижение активности ферментов во всех группах с патоспермией. Наиболее выраженное снижение у пациентов с криптозооспермией - до 1004,25 (550,73-1503,00) Е/л активности лактатдегидрогеназы и 825,35 (420,30-1091,05) Е/л активности гидроксибути-ратдегидрогеназы. При олигоастенотератозооспермии и азооспермии изменения носили менее выраженный характер, хотя и ниже номы.
Так же было проведено исследование минерального обмена, представленное в табл. 5. Уровень калия при
ВЮСНЕМ^У
олигоастенотератозооспермии имел минимальные отклонения от нормы 27,08 (20,29-33,72) моль/л, а при криптозооспермии - максимально выраженные 23,69 (18,08-26,99) моль/л, Уровни кальция и фосфора симметрично снижались при олигоастенотератозооспер-мии 4,80 (4,10-5,22) моль/л и 25,73 (18,14-33,06) моль/л, а также азооспермии 4,74 (4,44-5,00) моль/л и 16,91 (9,96-31,13) моль/л соответственно и изменялись они и при криптозооспермии: концентрация кальция максимально снижалась до 4,16 (3,13-4,93) моль/л, а концентрация фосфора - увеличивалась до 30,07 (22,88-37,84) моль/л. Уровень магния снижается при всех видах па-тоспермий, причем минимальные цифры отмечены у лиц с криптозооспермией 1,46 (1,06-2,33) моль/л, при олигоастенотератозооспермии уровень падает до 2,03 (1,28-3,24) моль/л, при азооспермии до 2,17 (1,18-2,41) моль/л. Уровень железа снижался в спермальной плазме у пациентов со всеми видами морфологических нарушений сперматозоидов - максимально - от 5,30 (3,83-6,80) моль/л при олигоастенотератозооспермии до минимальных значений 3,20 (2,60-5,50) моль/л при азооспермии. Однако при олигоастенотератозооспер-мии отмечено достоверное увеличение концентрации железа в крови до 23,90 (7,80-38,40) моль/л. Уровень натрия и хлоридов показал увеличение при олигоасте-нотератозооспермии и азооспермии: концентрация натрия составила 127,00 (114,38-133,58) моль/л и 122,00 (108,73-134,40) моль/л, концентрация хлоридов 32,70 (25,13-40,50) моль/л и 34,20 (29,00-38,20) моль/л. В то время как при криптозооспермии концентрация натрия была примерно равна норме и составила 117,90 (103,78-131,43) моль/л, а концентрация хлоридов снизилась до 23,25 (18,50-43,30) моль/л при норме 116,70 (112,20-122,15) моль/л и 30,30 (25,95-39,55) моль/л соответственно.
Таблица 4
Сравнительная оценка показателей углеводного обмена в спермальной плазме и сыворотке крови у мужчин c олигоастенотератозооспермией, азооспермией и криптозооспермией
Нормозооспермия Олигоастенотератозоо- Азооспермия Криптозооспер-
Метаболиты спермия мия
Ме ^1^3) Ме ^1^3) Ме ^1^3) Ме ^1^3)
глюкоза, Спермальная плазма 2,68(1,51-4,27) 2,48(1,81-4,71) 4,20(3,21-4,39) 4,29(2,08-5,49)
ммоль/л Сыворотка крови 5,40(5,10-5,70) 5,30(4,90-5,50) 5,60(4,60-5,80) 5,55(4,88-6,13)
Гемато-спермальный коэффициент 0,61(0,35-0,93) 0,61(0,35-1,25) 1,91(1,86-1,91) -
Лактат, Спермальная плазма 5,64(4,54-7,91) 3,96(2,89-5,18) 3,79(2,89-4,70) 4,46(2,76-6,10)
моль/л Сыворотка крови 2,56(1,39-3,60) 1,88(1,32-3,60) 1,76(0,58-1,76) -
Гемато-спермальный коэффициент 2,78(1,32-4,10) 1,95(1,55-6,78) 2,82(1,31-2,82) -
ЛДГ Спермальная плазма 2324,80 1679,00 1025,40 1004,25
лактат- (1839,25-2835,80) (1156,23-2368,33) (696,60-1592,50) (550,73-1503,00)
пируват, Е/л Сыворотка крови 160,60 176,60 57,90
(144,10-172,85) (67,10-204,60) (49,20-57,90)
Гемато-спермальный коэффициент 14,34(10,72-18,26) 11,60(8,34-17,29) 31,46(26,03-31,46) -
ЛДГ Спермальная плазма 4801,00 3126,00 2315,00 1952,50
пируват- (3858,00-5757,50) (2231,00-4508,00) (1296,00-2799,50) (1060,50-2639,00)
лактат, Е/л Сыворотка крови 293,50(254,25-324,50) 249,00(114,00-330,00) 110,00(92,00-110,00) -
Гемато-спермальный коэффициент 17,66(12,36-21,35) 14,59(12,24-18,79) 29,48(23,54-29,48) -
ГБДГ, Е/л Спермальная плазма 2310,60 1414,60 942,60 825,35
(1582,35-2789,65) (1019,40-2055,50) (602,95-1145,70) (420,30-1091,05)
Сыворотка крови 117,10 (101,00-134,00) 131,10 (53,10-134,20) 47,20 (36,40-47,20) -
Гемато-спермальный коэффициент 20,92(14,01-25,94) 11,28(9,35-26,94) 31,09(22,85-31,09) -
БИОХИМИЯ
Обсуждение. Исследование показало, что процесс развития патологического состояния эякулята от начальных проявлений до полного отсутствия клеток сперматогенеза приводит к необходимости включения компенсаторных механизмов организма. Об этом говорит в первую очередь незначительное повышение количества альбумина в спермальной плазме на самом начальном этапе развития патологии, как реакции в ответ на снижение собственного производства белка, о котором говорит прогрессивное снижение содержания общего белка по результатам исследования. Причем на этом фоне, АсАТ, традиционно считающийся одним из патологических маркеров разрушения и повреждения сперматозоидов, демонстрирует усиление катаболической выраженности энергетического обмена. Ведь именно АсАТ - важнейший показатель всей биоэнергетики организма, индикатор термогенеза и катаболических процессов. АлАТ в противовес АсАТ является ключевой характеристикой анаболических процессов. [13]. Компенсаторное повышении последнего при олигоастенотератозооспермии связано с попытками повысить белоксинтетические процессы и увеличить заимствования аминокислот в резервных пулах. Соответственно, при усугублении патологии - азооспермии - этот механизм уже не реализуется.
Так же, как и нет возможности реализации механизмов действия амилазы, ведь в самой спермальной плазме практически отсутствуют субстраты для её действия, а количество сперматозоидов, источников субстрата, резко снижается в полоть до полного отсутствия [14]. О катаболической направленности энергообмена может говорить и увеличение собственного производства мочевины на фоне уже описанного дефицита белков, о чем свидетельствует преобладание концентрации мочевины спермальной плазмы над мочевиной сыворотки крови. Снижение щелочной фосфатазы в характеристике метаболизма сказывается на ее роли в поддержании глюкозо-фосфатного гомеостаза, а именно в осуществлении процессов трансмембранного фосфорилирования, что напрямую влияет на уровень фосфатов и глюкозы. Об этом говорят достоверные данные по снижению уровня глюкозы в спермальной плазме при олигоастенотерато-зооспермии и с резким её подъемом при азооспермии и криптозооспермии. Из чего можно предположить, что снижение щелочной фосфатазы, а также липидотран-спортных систем при патоспермии приводит к непродуктивному энергорасходу в микроокружении патологических форм и вынужденное включение изолирующих механизмов проникновения глюкозы в спермальную
Таблица 5
Сравнительная оценка показателей минерального обмена в спермальной плазме и сыворотке крови у мужчин c олигоастенотерато-
зооспермией, азооспермией и криптозооспермией
Нормозооспермия Олигоастенотератозоо- Азооспермия Криптозооспермия
Метаболиты спермия
Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3) Me (Q1-Q3)
Калий, моль/л Спермальная плазма 30,00(25,56-38,08) 27,08(20,29-33,72) 24,73(18,55-28,17) 23,69(18,08-26,99)
Сыворотка крови 4,42(4,20-4,70) 4,40(4,21-4,70) 4,60(4,40-4,80) 4,40(4,20-4,50)
Гемато-спермальный коэффи- 6,68(5,27-8,71) 5,83(3,11-10,11) 7,09(5,24-7,09) -
циент
Натрий, Спермальная плазма 116,70 127,00 122,00 117,90
моль/л (112,20-122,15) (114,38-133,58) (108,73-134,40) (103,78-131,43)
Сыворотка крови 141,00(140,00-144,00) 141,00(139,00-144,00) 141,00(138,00-143,00) 140,00(138,50-142,00)
Гемато-спермальный коэффи- 0,82(0,77-0,84) 0,76(0,69-0,83) 0,92(0,87-0,92) -
циент
Хлориды, Спермальная плазма 30,30(25,95-39,55) 32,70(25,13-40,50) 34,20(29,00-38,20) 23,25(18,50-43,30)
моль/л Сыворотка крови 105,00(103,00-106,00) 105,00(103,00-106,00) 105,00(104,00-106,00) 104,00(103,50-105,50)
Гемато-спермальный коэффи- 0,29(0,25-0,36) 0,35(0,19-0,40) 0,31(0,24-0,31) -
циент
Кальций, Спермальная плазма 5,24(4,74-5,70) 4,80(4,10-5,22) 4,74(4,44-5,00) 4,16(3,13-4,93)
моль/л Сыворотка крови 2,36(2,29-2,46) 2,27(1,63-2,33) 1,08(1,02-1,08) -
Гемато-спермальный коэффи- 2,20(1,99-2,38) 2,33(1,60-2,77) 4,47(4,04-4,47)
циент
Фосфор, Спермальная плазма 27,22(22,54-32,51) 25,73(18,14-33,06) 16,91(9,96-31,13) 30,07(22,88-37,84)
моль/л Сыворотка крови 1,00(0,90-1,14) 1,06(0,54-1,15) 0,44(0,37-0,44) -
Гемато-спермальный коэффи- 26,68(22,43-34,92) 26,84(22,72-71,22) 46,60(33,82-46,60) -
циент
магний, Спермальная плазма 3,89(2,72-4,86) 2,03(1,28-3,24) 2,17(1,18-2,41) 1,46(1,06-2,33)
моль/л Сыворотка крови 0,90(0,84-0,93) 0,86(0,52-0,98) 0,35(0,35-0,35) -
Гемато-спермальный коэффи- 4,40(3,08-5,27) 3,46(1,92-4,19) 5,17(3,20-5,17) -
циент
Железо, Спермальная плазма 5,35(3,93-7,85) 5,30(3,83-6,80) 3,20(2,60-5,50) 3,90(3,25-5,23)
мкмоль/л Сыворотка крови 18,90(16,10-22,75) 23,90(7,80-38,40) 10,80(8,80-10,80) -
Гемато-спермальный коэффи- 0,32(0,20-0,49) 0,25(0,12-0,88) 0,47(0,25-0,47) -
циент
плазму из крови через гемато-спермальный барьер, что свидетельствует о снижении производства лактата. Такого рода изменения, возможно, характеризуют увеличение проницаемости гемато-тестикулярного барьера для этого метаболита, чем можно объяснить изменения рН среды в кислую сторону, что является одним из факторов угнетения сперматозоидов [15]. Идентичная картина наблюдается и для гидроскибутиратдегидрогеназы, как одной из вариативных форм фермента, способной превращать и гидроксибутират из липидного обмена, то есть влиять на соотношение углеводного и липидного обмена. Возможно, повышенные концентрации липидов, отмеченные ранее, можно связать и с эти фактом. Три-глицериды «традиционно» рассматриваются как один из факторов поддержания жизнеспособности сперматозоидов в спермальной плазме[16]. Полученные данные могут характеризовать компенсаторные реакции организма, направленные на поддержание жизнеспособности минимальных количеств сперматозоидов. Однако ги-перлипидемия (и гиперетриглицеридемия и гиперхоле-стеринемия) описываются как часть неспецифического иммунного ответа. Так, по литературным данным, установлено, что умеренное повышенные уровня холестерина соответствуют большей функциональной активности системы иммунитета [17]. Установлено, что липопроте-ины конкурируют с вирусами за клеточные рецепторы, связывают токсины, нейтрализуя их действие. Высока роль в этом вопросе и креатинина. Возможно, увеличение его концентрации при олигоастенотератозооспер-мии и криптозооспермии отражает компенсаторную реакцию организма, резервы которой исчерпываются при полном нарушении сперматогенеза. Что же касается практически всех показателей минерального обмена, то отмечено снижение их концентраций при всех видах патоспермий. Исключением стали только натрий и хлориды, содержание которых увеличивалось. Снижение концентрации кальция, который является важным фактором, регулирующим проницаемость клеточных мембран, приводит к появлению свободный фосфор в плазме, что проявляется общем угнетения метаболизма и продукции, макроэргов- в частности. Магний- будучи облигатным кофактором, участвует во многих ферментативных реакций. При истощении запасов магния снижается и синтез белка, что уже ранее было нами отмечено у пациентов с патоспермией. Литературные данные указывают также на то, что при снижении концентрации магния, происходит увеличение числа патологических и неподвижных форм сперматозоидов [19]. При дефиците железа снижается активность альдегидоксидазы, ами-нооксидазы, нарушается биосинтез ДНК. Интересная особенность гемато-спермального коэффициента, касающаяся показателей минерального обмена заключается в том, что этот показатель снижается при олигоастеноте-ратозооспермии для всех параметров, за исключением кальция, и возрастает при азооспермии для всех исследуемых аналитов. Видимо, это характеризует различные патогенетические механизмы регуляции проницаемости гемато-тестикулярного барьера в этих группах.
Заключение. Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1. Развитие морфофункциональной патологии в эякуляте приводит к прогрессивному снижению показателей метаболических процессов.
2. Снижение концентрации в спермальной плазме белковых компонентов, трансаминаз, а так же рост не-
BIOCHEMISTRY
белковых азотистых включений говорит о преобладании катаболического механизма энергообмена
3. Рост глюкозы, несмотря на угнетение трансмем-браных путей поступления за счет снижения концентрации щелочной фосфатазы и липидотранспортных систем, связан с вынужденным включением изолирующих механизмов проникновения глюкозы в спермальную плазму из крови через гемато-спермальный барьер.
4. Повышение содержания липидов в спермальной плазме, а также рост креатинина на начальных этапах развития патологии, может характеризоваться компенсаторной реакцией направленной на поддержание жизнеспособности минимальных количеств сперматозоидов.
5. Расстройство минерального обмена наблюдается при всех формах патологии эякулята, что в целом сказывается на реализации остальных обменных процессов за счет снижения активности ферментных систем, нарушения проницаемости клеточных мембран и повышения агрегации сперматозоидов.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Фролова Н.И., Белокриницкая Т.Е., Анохова Л.И., Богомазова Т.В. Эпидемиология и структура бесплодия у девушек 18-25 лет Забайкальского края. Мать и Дитя в Кузбассе. 2015; 2(61): 94-7.
2. Руководство ВОЗ по стандартизированному обследованию и диагностике бесплодных супружеских пар. М.: «МедПресс»; 1997: 90-1.
3. Овсянникова Т.В. Эпидемиология бесплодного брака. Практическая гинекология (Клинические лекции). Кулаков В.И., В.Н. Прилепская В.Н., ред. М.: МЕДпресс-информ; 2001.
4. Ринчиндоржиева М.П., Колесников С.И., Сутурина Л.В., Лабыги-на А.В. Эпидемиология женского бесплодия городского населения республики Бурятия. Acta biomedica scientifica. 2011; 2(80): 295-8.
5. Кравцова Н.С., Роживанов Р.В., Курбатов Д.Г. Современные методы гормональной стимулирующей терапии нарушений сперматогенеза у мужчин. Вестник Репродуктивного Здоровья. 2010;12: 9-13.
6. Евдокимов В.В., Туровецкий В.Б. Электромагнитное излучение и фертильность. Мужское здоровье и долголетие. Материалы Российского научного форума. М.; 2007; 40-1.
7. Николаев А.А., Луцкий Д.Л., Ложкина Л.В. Белковый спектр эякулятов различной фертильности. Урология и нефрология. 1998; 2: 48-52.
8. Капто А.А., Виноградов И.В., Дендеберов Е.С., Амирха-нян Г.М. Руководство по клинической андрологии. М.: «Медпрактика-М»; 2008.
9. Козляткин А.Ю., Комарова М.В. Оценка семенной жидкости в диагностике мужского бесплодия. Материалы научно-практической конференции «Самарскому государственному медицинскому университету 80 лет». Самара; 1999:121.
10. Кореньков Д.Г., Калинина С.Н., Фесенко В.Н., Павлов А.Л. Роль гипербарической оксигенации в сочетании с антиоксидантами в лечении идиопатического мужского бесплодия. Андрология и генитальная хирургия.2017; 18(4): 43-54.
11. Неймарк А.И., Алиев Р.Т. Значение исследования энзимов спермальной плазмы в патогенезе относительного мужского бесплодия. Урология и нефрология. 2000; 3: 34-7.
12. Евдокимов В.В., Коршунов М.Н., Коршунова Е.С., Айбя-тов Д.Т., Рабинович Э.З., Герасименя В.П. и др. Антиоксидант-ная терапия при сниженной фертильности у мужчин. Экспериментальная и клиническая урология. 2010; 10:38-42.
13. Рослый И.М., Водолажская М.Г. Правила чтения биохимического анализа. Руководство для врача. М.: ООО Медицинское информационное агентство; 2010.
БИОХИМИЯ
14. Базарнова М.А., Пекус Е.Н., Борисенко Ю.А. Цитохимические методы исследования спермы. Лабораторное дело. 1987;8: 604-6.
15. Логинов П.В. Репродуктивная функция мужчин, подверженных воздействию неблагоприятных факторов. Фундаментальные исследования. 2015; 2(27): 6043-9.
16. Антонов М.П., Жигулина В.В. Влияние биохимических изменений липидов сперматозоидов и спермоплазмы на фертильность эякулята. Верхневолжский медицинский журнал .2012;10(3): 4751.
17. Доценко Э.А., Юпатов Г.И., Чиркин А.А. Холестерин и липо-протеины низкой плотности как эндогенные иммуномодулято-ры. Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2001; 3: 6-15.
18. Фокина Е., Рослый И. Биохимический паспорт человека: 6 субстратов и 6 ферментов. Врач. 2014; 7: 6-12.
19. Гетманенко А.Ю., Бугаева Л.И., Спасов А.А., Лебедева С.А., Кузубова Е.А., Мальцев М.С. Исследование полового поведения и сперматогенеза у крыс-самцов с экспериментальным дефицитом магния. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2016;4(60): 20-3.
REFERENCES
1. Frolova N.I., Belokrinitskaya T.E., Anokhova L.I., Bogomazova T.V. Epidemiology and strurture of infertility in young women aged 1825 years living in Transbaikal region. Mat'iDitya vKuzbasse. 2015; 2(61): 94-7. (in Russian)
2. WHO guidelines for the standardized examination and diagnosis of infertile couples. Moscow: «MedPress»; 1997: 90-1. (in Russian)
3. Ovsyannikova T.V. Epidemiology of infertile marriage. Practical gynecology (Clinical lecture). Kulakov V.I., Prilepskaya V.N., eds. Moscow: MEDpress-inform; 2001. (in Russian)
4. Rinchindorzhieva M.P., Kolesnikov S.I., Suturina L.V., Labygina A.V. Epidemiology of women infertility among urban population of the republic of buryatia. Acta biomedica scientifica. 2011; 2(80): 295-8. (in Russian)
5. Kravtsova N.S., Rozhivanov R.V., Kurbatov D.G. Modern methods of hormonal stimulating therapy of spermatogenesis disorders in men. Vestnik Reproduktivnogo Zdorov'ya. 2010;12: 9-13. (in Russian)
6. Evdokimov V.V., Turoveckij V.B. Electromagnetic radiation and fertility. Male health and longevity. Materials of the Russian scientific forum. Мoscow; 2007; 40-1. (in Russian)
7. Nikolaev A.A., Luckij D.L., Lozhkina L.V. Protein spectrum of ejaculates of various fertility. Urologiya i nefrologiya. 1998; 2: 48-52.
8. Kapto A.A., Vinogradov I.V., Dendeberov E.S., Amirhanjan G.M. Rukovodstvo po klinicheskoj andrologii. Moscow: «Medprakti-ka-M»; 2008. (in Russian)
9. Kozlyatkin A.Yu., Komarova M.V. Assessment of seminal fluid in the diagnosis of male infertility.[ Materialy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Samarskomu gosudarstvennomu meditsinskomu uni-versitetu 80 let»]. Samara; 1999:121. (in Russian)
10. Korenkov D.G., Kalinina S.N., Fesenko V.N., Pavlov A.L. The role of hyperbaric oxygen therapy and antioxidant administration in treatment of idiopathic male infertility. Andrologiya i genital'naya khiru-rgiya. 2017; 18(4): 43-54. (in Russian)
11. Nejmark A.I., Aliev R.T. The significance of the study of sperm plasma enzymes in the pathogenesis of relative male infertility. Urologiya i nefrologiya. 2000; 3: 34-7. (in Russian)
12. Evdokimov V.V., Korshunov M.N., Korshunova E.S., Aibiatov D.T., Rabinovich E.Z., Gerasimenya V.P. et al. Antioxidant therapy in male fertility reduction. Eksperimental'naya i klinicheskaya urologiya. 2010; 10: 38-42. (in Russian)
13. Roslyj I.M., Vodolazhskaja M.G. Rules for interpretation biochemical analysis. Doctor's guide. Moscow: OOO Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo; 2010. (in Russian)
14. Bazarnova M.A., Pekus E.N., Borisenko Ju.A. Cytochemical methods for the study of sperm. Laboratornoe delo. 1987; 8: 604-6. (in Russian)
15. Loginov P.V. Reproductive function in men exposed to adverse environmental factors. Fundamental'nye issledovaniya. 2015; 2(27): 6043-9. (in Russian)
16. Antonov M.P., Zhigulina V.V. Effect of biochemical changes of spermatozoon and spermoplasma lipids on ejaculate fertility. Verhnevol-zhskiy meditsinskij zhurnal. 2012; 10(3): 47-51. (in Russian)
17. Dotsenko E.A., Yupatov G.I., Chirkin A.A. Cholesterol and low-density lipoproteins as endogenous immunomodulators. Immunopatologiya, allergologiya, infektologiya. 2001; 3: 6-15. (in Russian)
18. Fokina E., Rosly I. Biochemical data rights - 6 substrates and 6 enzymes. Vrach. 2014; 7: 6-12. (in Russian)
19. Getmanenko A.Yu., Bugaeva L.I., Spasov A.A., Lebedeva S.A., Kuzubova E.A., Maltsev M.S. Study of sexual behavior and spermatogenesis in male rats with experimental magnesium deficiency. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo meditsnskogo universiteta. 2016;4(60): 20-3. (in Russian)
Поступила 17.05.19 Принята к печати 25.06.19
