CC BY
29
Показатели спермограмм в летне-осенний период 2010 г. по сравнению с таковыми в 2007-2009 гг.
М.В. Андреева, Л.В. Шилейко, Т.В. Остроумова, Т.М. Сорокина, Л.Ф. Курило
ФГБУ«Медико-генетический научный центр» РАМН, Москва
Контакты: Любовь Федоровна Курило [email protected]
С целью изучения влияния аномально жаркого лета 2010 г. на сперматогенез мы проанализировали основные показатели спермограмм 1600 мужчин с бесплодием, обратившихся за консультацией в июле — октябре 2007—2010 гг. У пациентов с концентрацией сперматозоидов 15—130 млн/мл доля морфологически нормальных сперматозоидов в 2010 г. была достоверно ниже, чем в другие годы исследования.
Доля морфологически нормальных и доля поступательно (а + Ь) подвижных сперматозоидов в 2007 г. была достоверно выше, чем в остальные годы.
Ключевые слова: сперматогенез, мужское бесплодие, влияние повреждающих факторов, аномально высокая температура
Spermogram parameters in the summer and autumn 2010, compared to those in 2007—2009
M.V. Andreeva, L.V. Shileyko, T.V. Ostroumova, T.M. Sorokina, L.F. Kurilo
Medical Genetics Research Center, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow
We studied semen parameters of1600 men with reproductive disorders consulted in July — October 2007—2010 to investigate possible influence of enormously high summer temperature in 2010year. We revealed that the percent of spermatozoa with normal morphology in men with semen concentration 15—130 mln/ml was reliably lower in 2010year.
The percent of spermatozoa with normal morphology and progressive sperm motility (a + b) in 2007were reliably higher than in other years. Key words: spermatogenesis, male infertility, effects of damaging factors, enormously high temperature
Введение
Проблема деторождения становится все более актуальной в последние десятилетия. Большинство исследователей отмечают, что примерно у половины бездетных пар бесплодие связано с «мужским фактором», при этом в 30 % случаев причину бесплодия у мужчин не удается выявить (идиопатическое бесплодие) [1, 2]. Известно, что изменения сперматогенной функции у мужчин могут возникать вследствие воздействия повреждающих факторов как на внутриутробно развивающийся организм, так и на организм взрослого.
Причиной патологии половых желез и половых клеток помимо генетических нарушений (геномные, хромосомные или генные мутации) могут быть воздействия физических, химических и биологических факторов, нарушающие непосредственно субструктуры клеток, ткани, органы, системы [3, 4]. Из физических факторов, влияющих на сперматогенез, наибольшее действие оказывают температура, облучение и вибрация [5]. Температурный режим, при котором протекает сперматогенез, оказывает значительное влияние на его количественные и качественные показатели. Расположение яичек в мошонке обеспечивает оптималь-
ную для сперматогенеза более низкую (на 2—4 °С) температуру, чем температура тела. Скротальная гипертермия вызывает повреждение незрелых сперма-тогенных клеток и преждевременное слущивание их в просвет семенного канальца. При лихорадочных состояниях, частом приеме горячих ванн, а также у людей, работающих в условиях высокой температуры, происходит угнетение сперматогенеза. Появляются доказательства влияния стиля одежды: многие авторы отмечают, что ношение облегающего белья и джинсов приводит к повышению температуры в области мошонки или нарушению кровоснабжения органов малого таза и оказывает отрицательное влияние на сперматогенез [6, 7].
Лето 2010 г. было самым жарким за более чем 130-летнюю историю метеонаблюдений в Москве. Виновником аномальной погоды был блокирующий антициклон, который удерживался над Центральным федеральным округом России длительное время. Аномальная жара стояла в городе с конца июня. За это время в Москве случались затяжные температурные аномалии — так, температура воздуха в течение 33 дней подряд, с 14 июля по 15 августа включительно, не опускалась ниже 30 °С. Средняя
Е га Е
температура июня была на 2,2 градуса выше нормы, июля — на 8 градусов, а августа — на 5,8 градуса выше нормы [8].
Изучение гонадо- и гаметотоксического эффекта повреждающих факторов имеет большое значение. В исследованиях по тестированию повреждающих репродуктивную систему воздействий используются экспериментальные животные, обычно грызуны. Токсический эффект, выявленный на гаметогенезе грызунов, может обладать таким же действием и на гаметы приматов [9, 10]. Опубликованы результаты количественных исследований на животных повреждающего оогенез и сперматогенез воздействия химических, физических и биологических факторов, анализ нарушений сперматогенеза и оогенеза [11—15]. Оценить гонадо- и гаметотропное действие внешних факторов на человека можно лишь косвенно, и работ, посвященных данной теме, крайне мало. Возможности тестирования повреждающих факторов на гаметы человека проанализированы в обзоре Л.Ф. Курило (2011).
Целью нашей работы было изучить возможное влияние аномального лета 2010 г. на сперматогенез пациентов с бесплодием.
Материалы и методы исследования
Спермограмма является одним из наиболее важных и информативных первичных методов оценки состояния сперматогенеза. Нами были проанализированы основные показатели эякулята 1600 пациентов, обратившихся в лабораторию генетики нарушений репродукции ФГБУ МГНЦ РАМН в период с 2007 по 2010 г. В исследование включали спермограммы пациентов, обратившихся за консультацией с июля по октябрь каждого года. Пациенты с аномалиями хромосом (по лимфоцитам периферической крови) или наличием микроделеций Y-хромосомы в локусе AZF не были включены в анализируемые группы. Продолжительность полного сперматогенеза составляет 75 ± 2 дня, поэтому для оценки возможного влияния воздействия аномальных погодных условий внешней среды на сперматогенез мы считаем необходимым анализировать данные не только за летний, но и за осенний период. Учитывали только показатели спермограммы тех пациентов, концентрация сперматозоидов в эякуляте которых была равна или выше 15 млн/мл и ниже 130 млн/мл. В каждый год исследования случайным образом были сформированы выборки по 400 человек. Сравнение показателей спермограммы пациентов по годам (2007, 2008, 2009 и 2010 гг.) проводили с использованием однофакторного дисперсионного анализа (post-hoc критерий Turkey).
Мы анализировали следующие показатели эякулята: концентрация (млн/мл), доля живых сперматозоидов, доля поступательно подвижных, доля
непоступательно подвижных, доля неподвижных, доля морфологически нормальных сперматозоидов.
Результаты исследования и их обсуждение
Верхняя граница концентрации сперматозоидов в эякуляте по нормам ВОЗ не определена [16], но ряд исследователей считает, что концентрация сперматозоидов в эякуляте, значительно превышающая норму и называемая полизооспермией, может быть связана в той или иной мере со снижением мужской фертиль-ности [17—19]. Одни авторы используют термин «по-лизооспермия» в случаях, когда концентрация сперматозоидов в 1 мл эякулята составляет 130 х 106 и более, другие — 250 х 106 и выше в 1 мл, при объеме эякулята 2—4 мл [20, 21]. Мы принимали за полизоо-спермию концентрацию 130 млн/мл и выше, и в данной работе обсуждаем только показатели спермограм-мы пациентов с концентрацией сперматозоидов от 15 до 130 млн/мл.
Поскольку сперматогенез — это сложный процесс, на который влияет множество факторов, колебания основных показателей спермограммы внутри популяции год от года могут носить случайный характер и (или) подчиняться закономерностям, для выявления которых требуются комплексные и широкомасштабные исследования.
В данной работе мы описываем достоверные различия показателей по годам лишь в случае, если значения обсуждаемого параметра спермограммы какого-либо года достоверно отличались от таковых во все другие годы исследования.
Выявлены достоверные отличия в морфологии и подвижности сперматозоидов у пациентов, обследованных в 2007 г. Доля морфологически нормальных сперматозоидов у пациентов 2007 г. достоверно (р < 0,01) выше, чем в последующие годы исследования. Доля поступательно подвижных, непоступательно подвижных и неподвижных сперматозоидов у пациентов 2007 г. достоверно (р < 0,01) отличается от вышеперечисленных показателей у пациентов 2008, 2009 и 2010 гг. При этом доля поступательно двигающихся и неподвижных сперматозоидов в 2007 г. выше, а доля двигающихся непоступательно — ниже, чем в остальные годы (таблица).
У пациентов, обследованных в 2010 г., доля морфологически нормальных сперматозоидов достоверно ниже, чем у пациентов в 2007, 2008 и 2009 гг.
Увеличение доли патологических форм сперматозоидов в 2010 г. может быть отражением воздействия неблагоприятных погодных условий на состояние здоровья пациентов. Температурный режим — один из важнейших факторов, воздействующих на репродукцию. Анализ экспериментальных данных, полученных на рыбах, амфибиях, мышах, показывает, что определенные дозы теплового шока вызывают (в оогенезе
Показатели спермограммы (морфология и подвижность сперматозоидов) в июле — октябре 2007—2010 гг.
Месяцы и годы Морф. норм., % Постулат. подв. (а + b), % Непоступат. подв. (с), % Неподвижные (d), %
станд. среднее г откл. 0,18 0,12 станд. среднее г откл. 0,24 0,13 станд. среднее г откл. 0,13 0,07 станд. среднее г откл. 0,64 0,12
07-10_2008 0,11 0,09 0,16 0,12 0,23 0,14 0,61 0,15 07-10_2009 0,11 0,07 0,20 0,11 0,23 0,14 0,57 0,13 07-10_2010 0,09 0,07 0,18 0,12 0,22 0,11 0,60 0,14
или в сперматогенезе) повреждение веретена мейоти-ческого деления (первого или второго). Результатами этих действий могут быть как партеногенез, гиногенез, андрогенез, так и повышение доли атипичных половых клеток [22, 23].
Исследования последних лет показали, что тепловой шок и другие стрессовые воздействия влияют на функциональное состояние и взаимосвязь белков и их генов, вызывая нарушения в свертывании аминокислотных цепочек в трехмерные структуры, что приводит к появлению в дифференцирующихся половых клетках неправильно сформированных и поврежденных белков [24].
Достоверное увеличение доли патологических форм сперматозоидов у пациентов в 2010 г. может быть связано с аномально жаркой летней погодой, но для проверки этой гипотезы необходимо продолжение исследования.
Заключение
В 2010 г. у пациентов с концентрацией сперматозоидов 15—130 млн/мл доля морфологически нормальных сперматозоидов была достоверно ниже, чем в другие годы исследования.
Не выявлено влияния экстремального лета 2010 г. на жизнеспособность, концентрацию и подвижность сперматозоидов.
За 2007—2010 гг. прослеживается тенденция уменьшения доли морфологически нормальных сперматозоидов и, соответственно, увеличения доли сперматозоидов с патологией.
Ухудшение основных показателей эякулята в последние десятилетия отмечают многие исследователи данной темы и связывают это с различными повреждающими факторами, но для обсуждения значимости этой тенденции 4-летнего наблюдения недостаточно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Dohle G.R., Diemer T., Giwercman A. et al. Мужское бесплодие. Перевод: К.А. Ширанов. Европейская ассоциация урологов, 2010. 68 с.
2. Irvine D.S. Epidemiology and aetiology of male infertility. Hum Reprod 1998; 13 Suppl 1:33-44.
3. Курило Л.Ф. Проблемы и задачи охраны и преконцепционной профилактики репродуктивного здоровья поколений. Андрол и генит хир 2008;2:7-21.
4. Курило Л.Ф. Система тестирования факторов, повреждающих женские
и мужские гаметы и гонады. Гигиена и санитария 2011;5:72-8.
5. Быков В.Л. Сперматогенез у мужчин в конце XX века (обзор литературы). Пробл репродукц 2000;1:6-13.
6. Giwercman A., Carlsen E., Keiding N., Skakkebaek N.E. Evidence for increasing incidence of abnormalities of the human testis: a review. Environ Health Perspect 1993;101 Suppl 2:65-71.
7. Tiemessen C.H., Evers J.L., Bots R.S. Tight-fitting underwear and sperm quality. Lancet 1996;347(9018):1844-5.
8. http://ria.ru/spravka/20110714/ 400554147.html (РИА Новости)
9. Baker T.G., Neal P. Action of ionizing radiations on the mammalian ovary. In: The ovary. 2nd edn, ed. S. Zuckerman & B.J. Weir. New York, San Francisco & London: Acad Press. Pp. l-58.
10. Dobson R.L., Cooper M.F. Tritium toxicity: effect of low-level 3-HOH exposure on developing female germ cells in the mouse. Radiat Res 1974;58:91-100.
11. Курило Л.Ф., Шевелёва Г.А., Скосырева A.M. и др. Антенатальное действие алкоголя, никотина и курения на популяцию ооцитов плодов крысы. Труды II Всес. конф. Актуальные проблемы развития человека
и млекопитающих. Симферополь, 1983. C. 37-40.
12. Курило Л.Ф, Игнатьева Е.Л., Хилькевич Л.В., Леонов В.В. Нарушение
пролиферации оогониев при введении в культуру яичников плодов окситетра-циклина либо 17-р-эстрадиола. Акуш и гинек 1985;4:53-5.
13. Курило Л.Ф, Макарова Н.П., Шилейко Л.В. Система оценки состояния сперматогенеза человека и млекопитающих. Андрол и генит хир 2005;4:8-17.
14. Игнатьева Е.Л., Курило Л.Ф. Антенатальный оогенез у мышей и его экспериментальная модификация. Онтогенез 1984;15(2):206-11.
15. Курило Л.Ф., Королев Ю.Н., Никулина Л.А. и др. Анализ влияния общего облучения на сперматогенез и систему кроветворения крыс. Подходы
к первичной профилактике радиационного облучения, приводящей к коррекции индуцированных нарушений. Андрол и генит хир 2004; 1-2:64-6.
16. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed, 271 р.
E ra E
17. Testart J., Lassalle B., Frydman R., Belaisch J.C. A study of factors affecting the success of human fertilization in vitro. II. Influence of semen quality and oocyte maturity on fertilization and cleavage. Biol Reprod 1983;28:425-31.
18. Курило Л.Ф., Гришина Е.М., Сорокина Т.М. и др. Полизооспермия как одна из причин снижения мужской фертильности. Андрол и генит хир
2004;3:32-6.
19. Хаят С.Ш., Мясников Д.А., Курило Л.Ф. Анализ патогенеза поли-зооспермии. Андрол и генит хир 2011;3:51-7.
20. Barnea E.R., Arronet G.H. et al. Studies on polyzoospermia. Int J Fert 1980; 25:303-6.
21. Schill W.B., Feifel M. Low acrosin activity in polyzoospermia. Andrologia 1984;16:589-91.
22. Васецкий С.Г. Мейотические деления. В кн.: Современные проблемы ооге-неза, 1977. С. 145-165.
23. Дыбан А.П., Нониашвили Е.М. Партеногенез млекопитающих. Онтогенез, 1986. С. 368-385.
24. Моримото Р. Тепловой шок и старение. Тезисы 2-й Межд. конф. «Генетика старения и продолжительности жизни», 2012. С. 10.
Е га Е
