Бесплодие – это социально значимая и не до конца решенная проблема, с которой сталкиваются около 15% супружеских пар, при этом препятствующий зачатию мужской фактор обнаруживают в 50% случаев. С 1973 по 2011 г. у мужчин Европы, США, Австралии и Новой Зеландии число сперматозоидов в эякуляте снизилось на 50–60%, в России за последние два десятилетия количество мужчин с бесплодием увеличилось с 22 348 до 47 886 человек, при этом доля пациентов с первичным бесплодием возросла на 82% [1, 2].
Мужское бесплодие развивается вследствие копулятивных расстройств, аномалий репродуктивной системы, аутоиммунных реакций, а также инфекционно-воспалительных, эндокринных, генетических, онкологических и других заболеваний, однако у 30–60% пациентов результаты клинического обследования не позволяют выявить причину снижения репродуктивной функции и бесплодие относят к категории идиопатического [3]. Появление более совершенных методов диагностики расширило представление о клеточных и молекулярно-генетических патогенетических механизмах, препятствующих успешному взаимодействию гамет и зачатию при идиопатическом бесплодии [4]. По мнению экспертов, одной из наиболее распространенных причин его развития является оксидативный стресс (ОС), вызванный формированием активных форм кислорода (АФК) и недостаточно эффективным функционированием антиоксидантной системы. Окислительные реакции в нормальных условиях обеспечивают созревание, капацитацию и гиперактивацию сперматозоидов, однако при неблагоприятном воздействии внешней среды, факторов образа жизни и ряда заболеваний, способствующих избыточной продукции АФК, происходит повреждение биологических мембран сперматозоидов, следствием которого являются нарушение их подвижности и утрата способности к взаимодействию с яйцеклеткой, а также появление разрывов в цепочках ДНК, приводящих к ошибкам объединения генетического материала отца и матери, неправильному развитию эмбриона и замиранию беременности на ранних сроках. Результаты недавно проведенных исследований показали, что признаки ОС можно встретить среди большинства мужчин, состоящих в бесплодном браке, их выявляют у 80% пациентов с идиопатическим бесплодием и у 30–40% больных с другими формами бесплодия.
В связи с этим у специалистов по репродуктивному здоровью мужчин появилось предложение рассматривать мужское бесплодие, вызванное ОС (MOSI: male oxidative stress infertility), в качестве самостоятельной классификационной категории и активизировать работу по стандартизации способов его диагностики и коррекции [5].
Для количественной оценки степени выраженности ОС в эякуляте предложено несколько методик, среди которых наибольшее распространение получили хемолюминисцентный метод, измерение общей антиоксидантной емкости, измерение малонового альдегида, а также оценка окислительно-восстановительного потенциала. В настоящее время эти методы в основном используют в научно-исследовательских целях и не рекомендуют к применению в клинической практике [4]. Основными препятствиями для их более широкого внедрения в практическое здравоохранение являются отсутствие стандартизации и трудоемкость выполнения, а также необходимость приобретения и обслуживания дорогостоящего оборудования. Сравнительно недавно появились методы автоматизированной оценки окислительно-восстановительного потенциала, с которым эксперты связывают перспективы дальнейшей разработки этого направления лабораторной диагностики. В настоящее время продолжается их изучение, авторы отмечают высокую скорость и воспроизводимость полученных результатов [6].
В отсутствие надежных способов определения содержания АФК в эякуляте, а также в стремлении в дополнение к параметрам спермограммы получить клинически значимую информацию, указывающую на вклад мужского фактора в проблемы бесплодия в браке и невынашивания беременности, специалисты по репродуктивной медицине предложили использовать тесты оценки фрагментации ДНК сперматозоидов, которую можно рассматривать как один из признаков ОС. Однако оказалось, что такой подход также не лишен недостатков: к ним, в частности, относят отсутствие консенсуса в определении пороговых значений и существенную индивидуальную вариабельность полученных результатов, в значительной степени затрудняющих интерпретацию у каждого отдельно взятого пациента [7–9]. Различия референтных интервалов показателей фрагментации ДНК, полученных различными исследователями, оказались настолько великими, что в 2021 г. эксперты ВОЗ рекомендовали каждой лаборатории рассчитывать их самостоятельно вместе с показателями позитивной и негативной прогностической ценности, исходя из полученных впоследствии сведений о результатах лечения (наступление беременности и рождение детей) проходивших обследование пациентов [4]. Очевидно, что для решения таких задач лабораториям потребуется организовать более тесное взаимодействие с клиническими подразделениями медицинских организаций, а также провести требующую временных затрат работу по систематизации и обработке полученных данных. Тем временем результаты уже опубликованных работ свидетельствуют об избыточной активности окислительных процессов в сперме бесплодных мужчин, страдающих ожирением, варикоцеле, простатитом и другими заболеваниями, а также находящихся в условиях воздействия неблагоприятных факторов образа жизни и внешней среды.
Так, исследователи обратили внимание на то, что общемировая тенденция к уменьшению количественных показателей эякулята и замеченный в ряде стран мира рост числа бесплодных пар происходят на фоне возрастания распространенности проблемы ожирения. Описано несколько патогенетических механизмов негативного влияния избытка жировой ткани на репродуктивную функцию мужчин, включая снижение копулятивной активности, нарушение работы гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы и терморегуляции органов мошонки [10]. Кроме того, за счет повышения продукции цитокинов (интерлейкина-6 и фактора некроза опухоли-α) и активизации системных воспалительных реакций ожирение сопровождается избыточным формированием АФК и повреждением ДНК сперматозоидов [11, 12]. Установлено, что среди мужчин с индексом массы тела более 25 кг/м2 дальнейший прирост этого показателя на каждые 3 кг/м2 снижает вероятность зачатия естественным путем в 1,21 раза [13]: по данным отечественных исследователей такие мужчины составляют большинство среди обратившихся в медицинские организации для лечения по поводу бесплодия с применением вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) [14]. Негативное влияние ожирения на фертильность мужчин обратимо, следование рекомендациям врачей по снижению избыточной массы тела способствует восстановлению перекисного гомеостаза, сопровождается нормализацией показателей спермограмм и уменьшением числа разрывов генетических цепей сперматозодов [15].
Известно, что при варикозном расширении вен гроздь-евидного сплетения у мужчин происходит повышение температуры мошонки, нарушается кровоснабжение яичка и наблюдается рефлюкс продуктов метаболизма, обладающих токсичным эффектом на гонады. Тем не менее не все специалисты считают причинно-следственную связь между варикоцеле и бесплодием доказанной: несмотря на то что у мужчин с бесплодием варикоцеле встречается в 2–2,5 раза чаще, не все мужчины с варикоцеле бесплодны, кроме того, оперативное лечение по поводу варикоцеле далеко не всегда позволяет восстанавливать фертильность бесплодных мужчин. Результаты мета-анализа, выполненного A. Agarwal et al., подтвердили наличие тесной связи между варикоцеле, ОС и бесплодием [16], ряду исследователей удалось установить, что наступление беременности после хирургической коррекции варикоцеле чаще происходило от мужчин, у которых в послеоперационном периоде повышалась антиоксидантная емкость спермы и снижалась фрагментация ДНК сперматозоидов. Эти данные расширили представления о влиянии варикоцеле на репродуктивное здоровье мужчин и дали основание рассматривать избыточное содержание АФК в сперме в качестве показания к оперативному лечению по поводу варикоцеле мужчин, состоящих в бесплодном браке [17, 18].
По мнению специалистов по мужскому репродуктивному здоровью, у 10–20% бесплодных мужчин источником АФК в сперме являются лейкоциты, избыточное содержание которых чаще всего свидетельствует о наличии инфекционно-воспалительного процесса в половых органах. Лейкоспермия также нередко наблюдается у мужчин старшего возраста, курящих и злоупотребляющих алкоголем [19–22]. Несмотря на некоторую противоречивость полученных данных, избыточное содержание активизирующих окислительные процессы лейкоцитов в сперме считают неблагоприятным и снижающим вероятность зачатия фактором: R. Mahfouz et al. обнаружили, что при повышении содержания АФК в сперме на 25% доля сперматозоидов, имеющих фрагментацию ДНК, увеличивается на 10% [23]. Практикующие специалисты нередко сталкиваются с гипердиагностикой лейкоспермии при проведении базового исследования эякулята на светооптическом уровне, который не позволяет производить идентификацию лейкоцитов среди других круглых клеток. Для этого следует применять метод оценки пероксидазной активности гранулоцитов или определять число CD45-положительных клеток [4]. Полученные результаты оказывают влияние на планирование дальнейшего обследования мужчин, состоящих в бесплодном браке: согласно клиническим рекомендациям Российского общества урологов [24], при превышении уровня лейкоцитов в эякуляте рекомендуют выполнять пациентам микробиологическое (культуральное) исследование эякулята на аэробные и факультативно-анаэробные условно-патогенные микроорганизмы, а также молекулярно-биологическое исследования спермы для выявления хламидийной, микоплазменной и уреаплазменной инфекций, распространенность которых может быть существенной [25]. Лечение по поводу выявленных инфекционно-воспалительных заболеваний приводит к нормализации окислительно-восстановительного баланса в сперме, снижает уровень фрагментации ДНК сперматозоидов и повышает вероятность зачатия естественным путем [26–28].
Согласно результатам, полученным Y. Degirmenci et al., низкую половую активность мужчин и длительные периоды воздержания также следует рассматривать в качестве факторов, способствующих нарушению окислительно-восстановительного баланса в эякуляте и снижающих его оплодотворяющую способность [29]. Выводы авторов согласуются с полученными ранее клиническими данными о высокой доле подвижных и имеющих нормальное строение сперматозоидов в эякуляте и максимальной вероятности зачатия при частоте от двух до четырех половых актов в неделю. Складывается впечатление, согласно которому с уменьшением периода абстиненции в эякуляте появляются сперматозоиды с наибольшей оплодотворяющей способностью – так, сокращение периода воздержания до 1 дня привело к улучшению результативности лечения бесплодных пар с использованием внутриматочных инсеминаций, а самые высокие показатели частоты наступления беременности при применении ВРТ были получены после эякуляции через 1–3 часа после предшествовавшего семяизвержения [30–33].
Стимуляция свободнорадикального окисления с последующим снижением репродуктивной функции у мужчин может происходить вследствие неблагоприятного влияния факторов окружающей среды. В настоящее время получены данные исследователей об избыточной продукции АФК и увеличении доли сперматозоидов с фрагментацией ДНК у работников, имеющих контакт с металлами (свинцом, кадмием, железом, медью, алюминием, кобальтом, литием и др.), гербицидами, фунгицидами, продуктами перегонки нефти и загрязнителями атмосферного воздуха. Несмотря на некоторые различия полученных результатов, авторы работ сходятся во мнении, согласно которому для повреждения герминогенных клеток достаточными могут оказаться низкие, не вызывающие общей интоксикации организма дозы вредных веществ [34]. Патогенетические механизмы ОС задействованы и при воздействии на организм ионизирующего излучения: активные радикалы, образующиеся при радиолизе воды, обладают сильным окислительным действием и приводят к зависимому от дозы повреждению генетического аппарата, разрушению фосфолипидов мембран клеток и внутриклеточных структур. Популяционные исследования, проведенные в экономически развитых странах, продемонстрировали тенденцию к постепенному увеличению лучевой нагрузки на мужское население, которое авторы объяснили развитием промышленных производств по добыче и обработке радиоактивных природных ископаемых, увеличением объема пассажирских авиаперевозок, а также ростом назначений рентгенологических и радиоизотопных медицинских исследований и методов лечения [35]. В связи с этим необходимо разъяснять занятым на вредных производствах и заинтересованным в сохранении репродуктивной функции работникам необходимость строгого соблюдения правил эксплуатации оборудования и техники безопасности, а также прохождения профилактических медицинских осмотров [36, 37].
Патологические реакции ОС, к которым особенно чувствительны незрелые сперматозоиды, созревающие в придатке яичка, активизируются и при повышении температуры органов мошонки. Для правильного формирования и созревания сперматозоидов она должна быть на 2–4oС меньше, чем нормальная температура тела [38]. Нагрев органов мошонки вследствие внутренних (крипторхизм, варикоцеле, ожирение, гипертермия на фоне инфекционно-воспалительных заболеваний) или внешних (принятие горячих ванн, посещение сауны, работа в горячем цехе др.) факторов приводит к снижению числа и подвижности сперматозоидов в эякуляте, сопровождается активацией механизмов апоптоза и повреждением структуры ДНК. Доказано, что ежедневного повышения температуры мошонки до 43°С в течение 30 мин оказывается достаточно для достоверного увеличения индикаторов ОС в эякуляте, а также снижения числа и подвижности сперматозоидов, в то время как гормонпродуцирующая функция яичка может оставаться неизменной [39]. Исследователи отметили, что периодическое воздействие гипертермии способно угнетать сперматогенез в большей степени, чем постоянный нагрев, однако этот процесс обратим и при прекращении температурного воздействия наблюдается нормализация параметров эякулята [40]. Эти наблюдения легли в основу рекомендаций по исключению длительного пребывания в саунах и принятия горячих ванн для заинтересованных в сохранении репродуктивной функции мужчин и профилактики мужского бесплодия, а также способствовали появлению научно-исследовательских работ, авторы которых продемонстрировали возможность восстановления фертильности у мужчин с различными факторами гипертермии путем лечения с применением охлаждения мошонки [41]. Сопровождающей гипертермию активацией молекулярно-патогенетических механизмов ОС и нарушением окислительно-восстановительного равновесия в острую фазу болезни также объясняют транзиторное снижение показателей эякулята, которое наблюдают после выздоровления у мужчин, перенесших новую коронавирусную инфекцию COVID-19. В связи с этим существует мнение о целесообразности применения к таким пациентам антиоксидантной терапии с целью профилактики снижения фертильности и ее восстановления [42].
Повсеместное распространение сотовой связи и беспроводного доступа в Интернет способствовало изучению воздействия мобильных телефонов и переносных компьютеров на репродуктивную функцию мужчин. Оказалось, что исходящие от гаджетов электромагнитное и тепловое излучение вызывают нарастание уровня АФК, сопровождаются снижением подвижности и жизнеспособности сперматозоидов, а также повышением фрагментации содержащихся в них молекул ДНК [43–45].
Согласно результатам исследований, мужское бесплодие, связанное с такими факторами образа жизни, как табакокурение и злоупотребление алкоголем, также сопровождается усилением окислительных процессов, избыточной продукцией АФК и фрагментацией ДНК сперматозоидов [46–48], в том числе и за счет активации лейкоцитов в эякуляте [49, 50]. Рекомендации по соблюдению здорового образа жизни, прекращению табакокурения и употребления крепких спиртных напитков могут способствовать нормализации показателей эякулята и восстановлению репродуктивной функции мужчин [51,52].
В естественных условиях разнообразным внутренним и внешним факторам ОС противостоит защитная антиоксидантная система, включающая эндогенные и экзогенные факторы. К эндогенным факторам относят находящиеся в клетках ферменты (супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы), к экзогенным – поступающие с пищей неферментативные факторы и низкомолекулярные соединения (витамины A, E и C, глутатион, N-ацетил-цистеин, коэнзим Q10, карнитины, миоинозитол, ликопин и др.), а также микронутриенты (селен, цинк), Все элементы этой системы активно взаимодействуют, поэтому нарушение синтеза или дефицит любого из них вызывает снижение общей антиоксидантной емкости [53]. В последние годы исследователям удалось обнаружить, что употребление содержащих антиоксиданты препаратов позволяет корригировать нарушение окислительно-восстановительного баланса. Такое лечение мужчин с бесплодием, вызванным оксидативным стрессом, сопровождается нормализацией параметров эякулята и повышением вероятности зачатия как в естественных условиях, так и при лечении с применением ВРТ [54].
Доказано что для поддержания антиоксидантной активной активности необходимо поступление в организм β-каротина, а также витаминов С и Е. β-каротин относится к группе каротиноидов – жирорастворимых органических соединений, которые придают окраску большинству оранжевых овощей и фруктов и являются метаболическими предшественниками витамина A. Как витамин А, так и β-каротин участвуют в регуляции функции клеток Сертоли и Лейдига, пролиферации сперматогенного эпителия и являются мощными антиоксидантами, способствующими сохранению целостности биологических мембран и необходимы для обеспечения акросомальных реакций сперматозоидов. Дефицит витамина А сопровождается снижением показателей эякулята, а назначение содержащих β-каротин препаратов позволяет восстанавливать мужскую фертильность [55–57].
Аскорбиновая кислота (витамин С) – это еще один жизненно необходимый витамин, который организм не способен вырабатывать самостоятельно и должен получать его регулярно в достаточном количестве с пищей. Витамином С богаты цитрусовые, перец, киви, капуста, клубника, томаты, картофель. Содержание витамина С в сперме в 10 раз больше, чем в крови, его снижение сопровождается уменьшением доли сперматозоидов с нормальной морфологией и нарастанием степени фрагментации содержащейся в них ДНК [58–60]. Результаты проведенных исследований подтверждают целесообразность применения аскорбиновой кислоты с целью восстановления фертильности бесплодных мужчин, ее прием в течение 30 дней способствовал повышению числа, подвижности и доли нормальных сперматозоидов в эякуляте [61].
Витамин Е (токоферол) – это жирорастворимое органическое соединение, которое входит в состав клеточных мембран и защищает их от окислительного повреждения, взаимодействуя со свободными радикалами и перекисями жирных кислот. Витамин E играет важную роль в обеспечении реакций между элементами антиоксидантной системы, в частности, способствует включению селена в состав активного центра глутатионпероксидазы и активации эндогенной ферментативной антиоксидантной защиты. Токоферол также является антигипоксантом, обладая способностью стабилизировать митохондриальную мембрану и экономить потребление кислорода клетками, а его окисленная форма может реагировать с донорами водорода и вновь переходить в восстановленную форму [57]. Витамин Е не вырабатывается в организме и поступает с пищей, в большом количестве он содержится в растительных маслах, проросших зернах пшеницы и кукурузы, бобовых, яйцах, морской рыбе, шпинате, арахисе, миндале. Назначение препаратов витамина Е при мужском бесплодии приводит к увеличению его концентрации в эякуляте и сопровождается увеличением доли прогрессивно-подвижных сперматозоидов, а также повышает вероятность их успешного взаимодействия с яйцеклеткой и наступления беременности в естественных условиях и при применении ВРТ [62–65].
Цинк – это микроэлемент, который играет важную роль в обеспечении жизнедеятельности человека, так как входит в состав ферментных систем, регулирующих метаболизм белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Это второй после железа по распространенности в организме микроэлемент, однако в связи с тем, что он быстро выводится и не накапливается в организме, для поддержания его постоянного содержания взрослому человеку необходимо обеспечивать его поступление с пищей – с мясными и рыбными продуктами, творогом, орехами. Цинк обладает противоспалительным и антиоксидантным эффектами [66, 67], его наличие в организме необходимо также для обеспечения нормального функционирования яичек, придатков яичек и предстательной железы. Цинк входит в состав молекул – регуляторов клеточного цикла и сперматогенеза, его участие требуется для обеспечения акросомальной реакции [68–70]. Дефицит цинка в организме мужчин связан с гипогонадизмом, утратой вторичных половых признаков, приводит к снижению объема яичек и показателей эякулята. Согласно данным мета-анализа 22 исследований, включивших более 3000 пациентов, содержание цинка в семенной плазме бесплодных мужчин оказалось достоверно меньшим, чем у фертильных, а назначение содержащих цинк лекарственных препаратов достоверно повышало объем эякулята, доли подвижных и имеющих нормальное строение сперматозоидов и также способствовало восстановлению антиоксидантной емкости спермы [71].
Селен – это микроэлемент, который содержится во всех органах мужской половой системы, однако наибольшая его концентрация обнаружена в яичках. Антиоксидантное действие селена обеспечивается эндогенными ферментами семейства глутатионпероксидаз, в которые входят селенсодержащие протеины. Он также играет важную роль в регуляции их гормонпродуцирующей функции и поддержании необходимого для сперматогенеза уровня тестикулярного тестостерона, с его участием также проходят реакции капацитации. Дефицит селена приводит к нарушению работы гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы, атрофии семенных канальцев и уменьшению объема яичка, нарушению сперматогенеза и созревания сперматозоидов в придатке яичка, а также сопровождается снижением подвижности и увеличением числа аномальных сперматозоидов [57]. Для поддержания необходимого уровня селена требуется его постоянное поступление с пищей – мясными и рыбными продуктами, яйцами, орехами, грибами, при необходимости дефицит селена может быть успешно компенсирован назначением содержащих его препаратов для перорального приема [72, 73].
Несмотря на массу публикаций, посвященных изучению влияния лекарственных средств с антиокидантными свойствами на репродуктивную функцию мужчин, до настоящего времени не удалось разработать убедительные и основанные на высокой достоверности доказательств рекомендации в отношении дозировки, кратности и длительности приема каждого из них [74]. Результаты проведенных клинических исследований позволили судить о преимуществах применения в клинической практике препаратов, содержащих несколько антиоксидантов в разных дозировках. В России на протяжении многих лет для проведения антиоксидантной терапии при мужском бесплодии успешно применяется Селцинк Плюс – комплекс микроэлементов и витаминов, позволяющий восполнять дефицит цинка, селена, витаминов C, E и бета-каротина, необходимых для нормального функционирования репродуктивной системы мужчин и женщин. По данным А. И. Неймарка и И. И. Клепиковой, назначение мужчинам с идиопатической формой бесплодия трехмесячного курса лечения препаратом Селцинк-плюс по 1 таблетке 2 раза в сутки привело к увеличению объема эякулята, а также числа, подвижности и доли нормальных форм сперматозоидов на 59, 39 и 24% соответственно [75]. Аналогичные тенденции по повышению количественных и качественных показателей эякулята отмечены и в исследовании А. В. Сивкова et al. [76] по использованию препарата Селцинк-плюс по 2 таблетке 1 раза в день больными хроническим неинфекционным простатитом и нарушением фертильности, Кроме того, Е. В. Кульчавеня и А. В. Осадчий сообщили о протективном влиянии Селцинка-плюс на пациентов с туберкулезом предстательной железы, назначение которым этого препарата способствовало сохранению числа, подвижности и нормальных форм сперматозоидов на фоне противотуберкулезного лечения [77]. Следует также отметить, что при лечении мужчин препаратом Селцинк-плюс не было зарегистрировано нежелательных событий.
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о широкой распространенности как мужского бесплодия, вызванного ОС, так и факторов, способствующих усилению окислительных процессов в организме мужчин. В отсутствие рекомендованных к широкому применению в клинической практике методов лабораторной диагностики ОС необходимо обеспечить информированность практикующих специалистов о возможных способах профилактики и лечения мужского бесплодия, вызванного ОС, в том числе и с применением антиоксидантов с доказанной при проведении клинических исследований эффективностью. Очевидно, что продолжение исследований в этой области даст возможность получить дополнительные сведения о влиянии антиоксидантных комплексов, включая Селцинк-плюс, на параметры эякулята и наступление беременности, которые будут способствовать преодолению проблемы бесплодия в браке.
