CC BY
55
УДК 612.014.4
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ НАРУШЕНИЙ ФЕРТИЛЬНОСТИ У МУЖЧИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ АНТРОПОТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ РЕГИОНА ПРОЖИВАНИЯ
© О.В. Хлякина, Л.В. Захряпина, А.В. Гулин, Н.А. Агаджанян
Ключевые слова: репродуктивное здоровье; антропотехногенная нагрузка; иммунологические параметры эякулята.
Установлена зависимость фертильности от степени антропотехногенной нагрузки экологически неблагополучного региона, возраста, стажа работы и проживания на территориях с различным рангом неблагоприятного воздействия токсических выбросов и отходов промышленного производства на мужской организм. Получены новые сведения, имеющие значение для адаптации репродуктивной системы мужчины к различным экологическим и социальным условиям проживания. Установлена структура нарушений морфологических и иммунологических параметров эякулята у мужчин с нарушением фертильности, отражающих популяционные изменения, которые возрастают в течение достаточно длительного времени на территориях со средним и высоким показателями антропогенной нагрузки.
Сохранение репродуктивного здоровья населения страны является одной из ключевых медикосоциальных проблем, важным фактором национальной безопасности. Характер реакции репродуктивной системы на присутствие в качестве загрязнителей окружающей среды различных химических и физических факторов неспецифичен. Это указывает на нарушение механизмов центральной регуляции репродуктивной функции под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды независимо от их природы. До настоящего времени еще недостаточно изучено влияние антропогенных факторов на репродуктивную функцию. Исследования этой проблемы немногочисленны и результаты их неоднозначны.
Экологические факторы, нездоровый образ жизни (низкая физическая активность, вредные привычки и т. д.), хронические стрессовые ситуации, в т. ч. связанные с трудовой деятельностью, могут привести к нарушению сперматогенеза и, как следствие, к снижению фертильности [1].
За последние десятилетия отмечено явное ухудшение показателей качества спермы. В связи с этим неоднократно пересматривались нормативы качества семенной жидкости. Нижняя граница нормы (концентрации) сперматозоидов была уменьшена в несколько раз и сейчас составляет 20 млн/мл. Считают, что причина подобного «падения» качества спермы в первую очередь связана с ухудшением экологической ситуации [2]. Безусловно, что с возрастом отмечается снижение количества и качества сперматозоидов (количества, подвижности и доли нормальных сперматозоидов), а также других параметров спермы, которые могут оказывать влияние на фертильность мужчин. Наиболее остро проблема проявляется в регионах с неблагоприятной экологической обстановкой. Ряд химических соединений угнетающе действуют на хрупкий человеческий организм, из них около 1000 угрожают репродуктивным органам. Оказалось, что мужской организм
очень уязвим перед агрессией промышленных выбросов и других химикатов. При этом защитные возможности мужского организма невелики и истощаются гораздо быстрее женских [3]. А компенсаторный запас прочности метаболических систем печени, которые и обеспечивают дезинтоксикацию организма, у мужчин опять же в 2-3 раза ниже, чем у женщин. Естественным следствием высокой уязвимости репродуктивной системы мужчин явился быстрый рост удельного веса мужского фактора в структуре причин бесплодия. По данным ВОЗ, воспалительные процессы не играют ведущей роли в развитии бесплодия у мужчин. Наиболее частым диагнозом при углубленном обследовании являются различные формы идиопатического (неясного происхождения) бесплодия, большая часть которых обусловлена влиянием плохой экологии [4].
Репродуктивная система является одной из наиболее чувствительных систем организма, реагирующих на загрязнение окружающей среды, которое характеризуется большой длительностью и малой интенсивностью воздействия неблагоприятных факторов. Независимо от их природы они вызывают сходные нарушения нормального функционирования репродуктивной системы мужского и женского организма. Характер реакции репродуктивной системы на присутствие в качестве загрязнителей окружающей среды различных химических и физических факторов (бензола, толуола, стирола, формальдегида, диоксана, свинца, электромагнитных полей и др.) неспецифичен. Это указывает на нарушение механизмов центральной регуляции репродуктивной функции под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды независимо от их природы [5-6]. В связи с вышеизложенным представляется актуальным исследование состояния репродуктивной функции мужчин в условиях влияния антропогенных факторов окружающей среды с выявлением взаимосвязи функциональных показателей и их значимости в своевременном обнаружении мужской фертильности.
1531
С учетом актуальности цель данного исследования заключалась в том, чтобы дать сравнительную экологофизиологическую характеристику зависимости репродуктивной функции мужчин от уровня антропогенной нагрузки региона проживания и специфики производственной среды.
В соответствии с этой целью были определены следующие задачи:
- изучить физиологические показатели эякулята и морфологию спермиев и оценить репродуктивную функцию у мужчин, проживающих в условиях экологически неблагополучного региона;
- выявить зависимость репродуктивной функции у лиц мужского пола от уровня антропогенной нагрузки, специфики производственной среды и возраста;
- дать оценку роли иммунных антиспермальных антител в нарушении фертильности у мужчин и установить ее зависимость от возраста и стажа работы;
- осуществить комплексный анализ влияния различных факторов внешней среды на репродуктивное здоровье мужчин и разработать профилактические мероприятия с целью предотвращения формирования патологических состояний мужской репродуктивной системы у работников вредных производств.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Под наблюдением находились 1225 мужчин в возрасте от 28 до 45 лет. В соответствии с рангом территорий проживания по комплексному показателю антропогенной нагрузки все наблюдавшиеся были распределены на три группы.
В качестве контрольной была использована группа наблюдения № 1 - 184 человека, состоящая из лиц, проживающих в т. н. экологически «чистых» районах с низкими значениями комплексного показателя антропогенной нагрузки. КПАТН <1,92. В группу № 2 -220 человек - вошли мужчины, проживающие на территориях со средним комплексным показателем антропогенной нагрузки, КПАТН = 2,0-3,0. В группу № 3 -821 человек - вошли мужчины, проживающие на территориях с высоким комплексным показателем антропогенной нагрузки, КПАТН = 3,19-5,35.
В группе наблюдения № 3 также была выделена подгруппа лиц, связанных по роду своей профессиональной деятельности с вредными условиями труда со стажем работы более 3-х лет в «горячих» цехах металлургического производства: доменного, сталеплавильного, коксохимического, азотно-тукового и химических цехов по производству толуола и лакокрасочной продукции.
В работе использованы методики, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения для проведения комплексного анализа фертильности у мужчин. В основу работы легли расчеты комплексного показателя антропогенной нагрузки - КПАТН.
На основании этого показателя были выделены три ранга экологического риска: № 1 - умеренный, № 2 -повышенный и № 3 - высокий.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Как показали наши исследования, в группе наблюдения № 1 у мужчин, проживающих в районах с низ-
ким рангом антропогенной нагрузки, КПАТН = 1,0241,9, достоверной корреляционной связи изменений эякулята с показателями состава окружающей среды выявить не удалось. Объем эякулята у обследованных мужчин в большинстве случаев - 93,5 % соответствовал аналогичному показателю среднестатистической нормы для мужского населения центральных районов европейской части России. По критерию разжижения распределение также было сходным. Это позволяет предположить, что обнаруженные изменения состава эякулята у мужчин с нарушениями фертильности соответствуют средней их распространенности, характерной для популяции в данной местности. Полученные значения были избраны в качестве базовых контрольных показателей при нарушениях фертильности эякулята для обследованной местности.
Сравнительный анализ результатов, полученных при изучении эякулята у мужчин группы наблюдения № 2, проживающих в районах со средним рангом антропогенной нагрузки, КПАТН = 2,0-3,0, позволил выявить достоверные отличия по ряду показателей по отношению к аналогичным в группе наблюдения № 1.
В группе № 2 процент обследуемых с нормальным показателем объема эякулята был ниже, чем в группе № 1, - 88,3 %. Вдвое возрастала доля мужчин с гипос-пермией. По критерию разжижения динамика отклонений результатов по сравнению с данными группы № 1 была сходной. Относительное количество мужчин с повышенным разжижением эякулята увеличивалось. Показатели репродуктивной функции позволили выявить более выраженные разбросы значений.
На основании результатов корреляционного анализа отклонений состава эякулята в группе наблюдения № 2 от КПАТН зависимость всех изучавшихся показателей можно отнести к категории повышенной, поскольку коэффициенты колебались в пределах 0,30-
0,58. Существует умеренная корреляционная связь изменений эякулята с показателями состава окружающей среды в группе наблюдений № 2. Это позволяет предположить, что обнаруженные изменения состава эякулята у мужчин с нарушениями фертильности отражают популяционные изменения, нарастающие в течение достаточно длительного времени на территориях со средними значениями комплексного показателя ан-тропотехногенной нагрузки. Присутствие тех или иных отдельных факторов, лидирующих в загрязнении окружающей среды на таких территориях, обусловливает лишь незначительные отличия между ними в отношении изучавшихся показателей. В то же время ведущую роль играет, по-видимому, стаж резидентного проживания индивидуумов в условиях длительного воздействия т. н. факторов малой интенсивности.
Установлено, что в отличие от группы наблюдения № 1, где у мужчин с равной частотой наблюдались нормоспермия и астеноспермия, в группе № 2 преобладали лица преимущественно с нормоспермией.
В более старших возрастных группах отмечалось снижение процента лиц с нормоспермией, а также параллельное нарастание доли мужчин с тератоспермией и аспермией. Такая тенденция в группе № 1 по обоим показателям одновременно не прослеживалась. В то же время доля мужчин с нарушениями состава эякулята с нормоспермией в группе № 1 была достоверно ниже.
1532
Данные результаты позволяют предположить, что присутствие отдельных факторов, лидирующих в загрязнении окружающей среды на территориях с высоким рангом антропогенной нагрузки, формирует фон популяционных отклонений эякулята. Однако достоверные нарушения его состава формируются в условиях комбинированного воздействия состояния экологии селитебных и производственных зон в условиях длительного воздействия. Таким образом, по критерию КПАТН районы со средним рангом антропогенной нагрузки можно охарактеризовать как зоны нестабильности в отношении нарушений репродуктивной функции у мужчин.
Сравнительный анализ результатов, полученных при изучении эякулята у мужчин группы наблюдения № 3, проживающих в районах с высоким рангом антропогенной нагрузки, КПАТН = 3,19-5,35, позволил выявить достоверные отличия по ряду показателей по отношению к аналогичным в группах наблюдения № 1 и № 2.
У мужчин в более старших возрастных группах отмечалось снижение процента лиц с нормоспермией с параллельным нарастанием доли лиц с тератоспермией. Такой тенденции в группах № 1 и № 2 одновременно не прослеживалось. В группе № 3 процент мужчин с нормальным показателем объема эякулята был ниже по сравнению с данным показателем в группах № 1 и № 2 и составлял, в среднем, 72,4 % и достоверно отличался от аналогичного показателя среднестатистической нормы для мужского населения центральных районов европейской части России.
По критерию разжижения динамика отклонений результатов по сравнению с данными групп № 1 и № 2 была сходной, однако возрастало относительное количество мужчин с повышенным разжижением эякулята. Показатели репродуктивной функции позволили выявить выраженные разбросы значений.
Как было отмечено ранее, из группы № 3 была выделена подгруппа лиц, связанных по роду своей профессиональной деятельности с вредными условиями труда - т. н. «горячими цехами». В этой подгруппе также были выявлены изменения состава эякулята, в целом по направленности соответствовавшие установленным для группы наблюдения № 3. Однако эти изменения были более выраженными и нарастали в зависимости от стажа работы на соответствующих производствах.
По показателю нормоспермии отмечалось снижение процента выявляемых лиц в «подгруппе горячих цехов», а доля лиц с отклонениями всех видов нарастала по мере увеличения стажа работы на предприятии. Вместе с тем не удалось выявить достоверных различий между группами работающих на разных предприятиях.
Анализ полученных данных исследования эякулята в подгруппе лиц, работающих на «вредных» производствах, позволил заключить, что существует умеренная корреляционная связь изменений ряда параметров эякулята с показателями состава окружающей среды. Высокая корреляционная связь выявлена в отношении параметров тератоидности эякулята у лиц, длительно работающих в условиях вредных производств (10 и более лет). Достоверное изменение показателей наблюдается в основном по обнаружению «мертвых» и
«старческих форм» сперматозоидов при длительных сроках работы во вредных условиях.
Из ориентировочного перечня факторов окружающей среды, влияющих на уровень распространенности нарушений репродуктивной функции у мужчин третьей группы, выявлено присутствие ряда наиболее значимых показателей антропотехногенной нагрузки:
- загрязнение атмосферного воздуха сероуглеродом, двуокисью углерода, углеводородами, сероводородом, этиленом, бутиленом, амиленом, окислами серы, окисью углерода;
- загрязнение окружающей среды пестицидами;
- недостаток или избыток магния, марганца, цинка, кобальта, молибдена, меди во внешней среде;
- хлориды в питьевой воде.
Как показали наши исследования, в группе № 1 в популяции мужчин с нарушениями фертильности выявляется невысокий процент отклонений, характеризующийся сочетанием морфологической патологии эякулята с наличием в нем антиспермальных антител. Из 184 человек в скрининг-тесте положительный результат был выявлен у 15, что составляет 8,2 %. В различных возрастных подгруппах АСАТ выявлялись с невысокой частотой, причем отличия были недостоверны.
У мужчин в группе наблюдения № 2 из 220 человек в скрининг-тесте положительный результат был выявлен у 20-9,1 %. Как и в группе № 1, в различных возрастных подгруппах АСАТ также выявлялись с невысокой частотой, и отличия были недостоверны. Корреляционных связей с физическими и химическими факторами внешней среды не выявлено.
В группах наблюдения № 1 и № 2 у всех мужчин, показавших положительный результат в тесте АСАТ, были выявлены нарушения морфологического состава эякулята, характеризующиеся как тератоспермия.
Результаты изучения теста выявления антиспер-мальных антител в эякуляте в подгруппе «горячих» цехов позволяют сделать заключение о достоверном нарастании доли АСАТ-положительных индивидуумов в когорте мужчин с нарушениями фертильности по мере нарастания срока резидентного проживания на территории и, в особенности, стажа работы во вредных производственных условиях.
Наиболее высокий уровень изменений эякулята был выявлен у мужчин в подгруппе «горячих» цехов при длительном стаже работы. Стереотипность изменений эякулята, т. е. нарастание показателей тератоидности, появление АСАТ свидетельствуют об универсальных механизмах декомпенсации сперматогенеза при длительном хроническом воздействии на него комплекса неблагоприятных экологических факторов в районах с высоким комплексным показателем антропотехноген-ной нагрузки.
ВЫВОДЫ
1. В результате комплексного исследования и наблюдений в системе реализации эколого-физиологи-ческого мониторинга репродуктивной функции у мужчин в условиях экологически неблагополучного региона установлена структура нарушений физиологических, морфологических и иммунологических параметров эякулята у мужчин репродуктивного возраста с нару-
1533
шением фертильности, отражающих популяционные изменения и нарастающих в течение достаточно длительного времени на территориях со средним и высоким показателями антропогенной нагрузки, ведущую роль в которых играет стаж резидентного проживания и возраст, а для лиц, работающих на вредных производствах, - стаж работы.
2. Установленні темпы «накопления» доли мужчин с нарушениями фертильности, которые определяются генотипическими характеристиками популяции и зависят от степени антропогенного воздействия. У мужчин, проживающих в районах с низким рангом антропогенной нагрузки, отсутствует достоверная корреляционная связь изменений эякулята с показателями состава окружающей среды. Обнаруженные изменения состава эякулята соответствуют средней их распространенности в популяции в данной местности. У мужчин, проживающих в районах со средним рангом антропогенной нагрузки, существует умеренная корреляционная связь изменения эякулята с показателями состава окружающей среды (в среднем: нормоспермия - 42,6 %, аспермия - 10 %, тератоспермия - 14,8 %, астеноспер-мия - 32,6 %), а также изменения иммунных показателей (до 8 %). Ведущую роль в этих изменениях играет стаж резидентного проживания индивидуумов в условиях длительного воздействия т. н. факторов малой интенсивности, а также возраст. Установлено, что нарастание численности когорты с нарушениями фертильности эякулята происходит параллельно старению.
3. Показано, что у мужчин с резидентным проживанием на территориях с высоким уровнем антропогенной нагрузки отмечаются более глубокие нарушения в составе эякулята (до 42 % по различным критериям), а также изменения иммунных показателей (до 10 %). Так, в старших возрастных группах отмечается снижение процента мужчин с нормоспермией с параллельным нарастанием доли лиц с тератоспермией и астеноспермией. Выявленные изменения эякулята умеренно коррелируют с показателями состава окружающей среды.
4. Установлена высокая корреляционная зависимость в отношении параметров тератоидности эякулята у мужчин, длительно работающих в условиях вредных производств (10 и более лет). Выявлена взаимосвязь между влиянием экологопроизводственной среды и формированием комплекса нарушений фертильной функции у мужчин групп наблюдения, стажированных категорий. Показано нарастание выраженности этих изменений в абсолютных значениях в зависимости от
стажа работы на соответствующих производствах и возраста.
5. Показана диагностическая значимость определения иммунных антиспермальных антител в эякуляте для оценки нарушений репродуктивной функции у мужчин. Выявлена положительная высокая корреляционная связь нарастания морфологических нарушений с увеличением количества положительных результатов теста АСАТ (коэффициент корреляции 0,53-0,67). Установлена зависимость нарастания количества лиц с антиспермальными антителами от уровня антропогенной нагрузки, возраста и стажа работы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Aumuller G., Renneberg H., Wennemuth G. et al. The role of apocrine released proteins in the post-testicular regulation of human sperm function // Adv. Exper. Med. Biol. 1997. № 424. Р. 193-219.
2. Bianco-Rodriguez J. A matter of death and life: the significance of germ cell death during spermatogenesis // Int. J. Androl. 1998. № 21. P. 236248, 136.
3. Степанов М.Г., Арутюнян А.В., Айламазян Э.К. Нарушение центральной регуляции репродуктивной функции под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды // Вопр. мед. химии. 1995. Т. 41. № 5. С. 33-35.
4. Кирпатовский И.Д., Голубева И.В. Патология и коррекция пола: монография. М.: РУДН, 1992. 229 с.
5. Овсянникова Т.В. Бесплодный брак // Планирование семьи. 1995. № 1. С. 24-27.
6. Александров О.А., Коган В.Л., Короткий Р.В. и др. Охрана здоровья на современном этапе научно-технического прогресса. М., 1987. 150 с.
Поступила в редакцию 10 сентября 2010 г.
Hlyakina O.V., Zakhryapina L.V., Gulin A.V., Agadzhanyan N.A. Features of development of infringements fertile of men of reproductive age depending on level of anthropotechnogenic loading of residence region
The installed dependency fertization ability from degree of an-tropotechnical loads at ecological disadvantage region, age, length of service of the work and residences on territory with different rank of the disadvantage influence toxically surge and departure industrial production on male organism. New information was received about having importance for adaption of male reproduction system to different ecological and social conditions of the residence. It was installed the structure of the breaches morphological and immunological parameter of ejaculate at men with infraction of fertization ability, reflecting population changes, which increased during sufficiently durable time for territory with middle and high factor of anthropogenic load.
Key words: reproduction health; antropotechnical load; immunological parameter of ejaculate.
1534
