ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

The use of nutrient complexes in idiopathic male infertility associated with asteno- and/or teratozoospermia: the search of predictors of treatment efficiency (preliminary results)

V.A. Bozhedomov, A.A. Kamalov, G.E. Bozhedomova, V.I. Kozlova, R.A. Kamarina, E.A. Epanchintseva

1Department of Urology and Andrology, Moscow Lomonosov State University (Head of Department - Academician of the RAS, prof. A.A. Kamalov), Moscow, Russia; 2Department of National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I.Kulakov of the Ministry of Health of Russia (chief – Academician of the RAS, prof. T.T. Sukhih), Moscow, Russia; 3Polyclinic №3 of the ADP of the RF, Moscow, Russia (chief – prof. E.I. Sharapova), Moscow, Russia; 4Federal State Budget Scientific Institution «Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine (chief – prof. A.M. Shestopalov), Novosibirsk; Russia
Background. Nutrient complexes (dietary supplements) containing various vitamins, minerals, enzymes are popular substances for treatment of male infertility. However, the use of such complexes often does not lead to an improvement of ejaculate analysis and the restoration of fertility. Aim. To determine the predictors of efficiency of treatment with a complex of nutrients. Material and methods. An open, uncontrolled study which included 102 men from infertile couples aged 25–45 years with idiopathic asteno-, and/or teratozoospermia was conducted. All man received the complex of nutrients (4 capsules of 410 mg per day) containing L-arginine (720 mg), L-carnitine (240 mg), L-carnosine (92 mg), coenzyme Q10 (10 mg), glycyrrhetinic acid (6 mg), zinc (4,8 mg), vitamin Е (3,2 mg), vitamin А (0,36 mg), selenium (0,034 mg), which is from 12% to 80% of recommended level of daily intake for these substances. The ejaculate analysis was done in accordance to WHO recommendations, including the assessment of the production of reactive oxygen species (ROS). Results. After 3 months of treatment the proportion of sperm cells with progressive motility increased in 59% patients in the average by 4 % (р<0.05) due to an increase in the proportion of rapidly progressive sperms with grade “A” motility by 4 % (р<0,05) and a decrease in the proportion of non-progressive sperms (–2 %; р<0.05). The improvement was more often observed in patients with baseline lower sperm motility (р<0,05) and had phasic dependence on the ROS level. It was more pronounced (+24 % in relative values for motility “A”; р<0.05) in patients with moderate elevation of ROS level (2–4 IU), and insignificant at the normal (< 2 IU) and marked elevated (4–7 и >7 IU) ROS level. The standardized effect with an increase of ROS for motile spermatozoa of category A was 0.16, 0.47, 0.34 и 0.22, respectively, i.e., it was weak in all cases. The changes of sperm concentration and morphology were insignificant (р>0.05), but the improvement of sperm morphology was more often observed in patients with pathologic forms greater than 95 % (р<0.05). Conclusion. The increase in the proportion of sperm cells with progressive motility while taking nutrient complex had dependence on the baseline level of oxidative stress and it was more pronounced in patients with moderate elevation of ROS level. The further, more powerful studies to assess the influence of dietary of this supplement on the other ejaculate indicators.

Keywords

male infertility
ejaculate analysis
active forms of oxygen
oxidative stress
antioxidants

Актуальность. Мужской фактор диагностируется в половине случаев бесплодного брака [1, 2]. В настоящее время принято считать, что наиболее частой причиной мужского бесплодия (35–40% случаев) являются идиопатические олиго-, астено- и/или тератозооспермии [3–7]. При этом изменения в количественных и качественных показателях спермы наблюдаются в отсутствие анамнестических факторов риска, при нормальных данных медицинского осмотра и отсутствии отклонений в результатах эндокринных исследований.

Для улучшения качества спермы при идиопатическом бесплодии используются различные лекарственные препараты, наиболее часто – антиоксиданты, витамины, микроэлементы, карнитины, биофлавоноиды [3–13]. Несколько рандомизированных клинических исследований показали потенциал антиоксидантных добавок для лечения мужской субфертильности, связанной с оксидативным стрессом (ОС) [14–16]. По результатам мета-анализа [17], антиоксиданты улучшают жизнеспособность, концентрацию и прогрессивную подвижность, связывание с яйцеклеткой, фрагментацию ДНК сперматозоидов, повышают процент беременностей при естественном зачатии и в программах вспомогательных репродуктивных технологий. Однако, характеризуя качество включенных в анализ исследований, авторы обзора отмечают, что уровень доказательности при этом «низкий» и «очень низкий». На недавно прошедшем конгрессе EAU группа английских авторов [13] представили результаты систематического обзора публикаций, найденных в базах данных OVID MEDLINE, Pubmed и Embase, по применению различных пищевых добавок для лечения идиопатического мужского бесплодия. Отмечено, что только 17 из 1745 статей соответствовали критериям включения, т.е. представляли собой результат рандомизированных плацебо-контролируемых исследований. По мнению авторов, несмотря на то что есть данные об улучшении параметров спермы при использовании некоторых нутриентов (кoэнзим Q10, L-карнитин, витамин Е, омега-3, селен) и увеличении при этом частоты наступления беременностей на 3,4–21,2%, отсутствуют доказательства того, что это коррелирует с улучшением реальной рождаемости [13].

Невысокая стоимость и относительно низкий риск токсичности антиоксидантов привлекательны для пациентов и врачей, поэтому с 2013 г. они рекомендованы EAU для лечения мужского бесплодия, но, как подчеркивается в последнем Руководстве EAU, «не для лечения идиопатических форм» [7]. Причина, очевидно, в том, что идиопатическое бесплодие далеко не всегда является следствием ОС: 30–80% случаев – по обобщенным данным M. Showell et al. [17], около 40% – по нашим данным [18]. В иных случаях применение антиоксидантов представляется малоперспективным.

Таким образом, показания и ожидаемая эффективность лечения мужского бесплодия антиоксидантами как в режиме монотерапии, так и при комбинированном использовании остаются не вполне ясными.

Цель исследования: установить предикторы эффективности лечения комплексом нутриентов.

Материалы и методы. Проведено открытое многоцентровое проспективное исследование, в которое были включены 102 мужчины из бесплодных пар в возрасте от 25 до 45 лет.

Критерии включения в исследование:

  • отсутствие беременности в браке более 12 мес. половой жизни без контрацепции;
  • наличие сперматозоидов в эякуляте;
  • идиопатическая астенотератозооспермия;
  • отсутствие инфекций репродуктивного тракта (Chlamydia trachomatis, Ureaplasma urealyticum, Mycoplasma hominis, Mycoplasma genitalium, Trichomonas vaginalis), диагностированных методом полимеразной цепной реакции;
  • отсутствие клинических и лабораторных признаков воспалительного процесса дополнительных половых желез;
  • отсутствие выраженных аутоиммунных реакций против сперматозоидов, когда антиспермальные антитела (АСАТ) покрывают не более десятой части подвижных гамет (MAR IgG <10%);
  • отсутствие пальпируемого варикоцеле;
  • отсутствие выраженной соматической патологии;
  • отсутствие психосексуальной и эякуляторной дисфункции.

Все мужчины, включенные в исследование, дали свое информированное согласие.

Обследование мужчин проведено на базе амбулаторных подразделений специализированных клиник уроандрологического и гинекологического профиля, где работают авторы, в соответствии с рекомендациями ВОЗ [1, 2].

Исследование эякулята проведено в соответствии с требованиями ВОЗ (2010): определяли концентрацию, подвижность и долю нормальных форм, вычисляли количество прогрессивно-подвижных сперматозоидов в эякуляте (произведение объема эякулята х концентрацию сперматозоидов х долю прогрессивно подвижных форм). Методом смешанной реакции агглютинации определяли процент подвижных сперматозоидов, покрытых АСАТ (SpermMar Kit, FertiPro, Бельгия).

Оксидативный стресс характеризовали, оценивая продукцию активных форм кислорода (АФК) методом люминол-зависимой хемилюминесценции с помощью хемилюминометров LKB-Wallac 1256 (Финляндия), Chemiluminometer-003 «UGATU» (Россия). Об интенсивности хемилюминесценции судили по светосумме и максимальной амплитуде свечения, которые соответствовали скорости образования АФК. Определяли АФК в нативном эякуляте и отмытых сперматозоидах в соответствии с протоколом, описанным A. Agarwal и F. Deepinder [19] и в Руководстве ВОЗ [2].

Все пациенты получали отечественный биологически активный комплекс (БАД) «АндроДоз». В суточной дозировке (4 капсулы по 410 мг) содержатся L-аргинин (720 мг), L-карнитин (240 мг), L-карнозин (92 мг), коэнзим Q10 (10 мг), глицирризиновая кислота (6 мг), цинк (4,8 мг), витамин Е (3,2 мг), витамин А (0,36 мг), селен (0,034 мг), что составляет для данных веществ от 12 до 80% рекомендуемого уровня суточного потребления.

Эякулят оценивали до и через 3–3,5 мес. лечения.

Обработку эмпирических данных провели с использованием программы STATISTICA («StatSoft», США). Средние значения по группам представляли в виде M±SD, медианы, 25-го и 75-го процентилей, диапазона «невыпадающих значений». На графиках Box-and-whisker «выпадающими» являлись точки, которые находятся далеко от центра распределения и не характерны для него (возможно, являются результатом ошибок наблюдения или выбросами). Они определены следующим образом: значения больше чем верхняя граница «ящика»+коэффициент*(верхняя граница «ящика»–нижняя граница «ящика»); значения меньше, чем нижняя граница «ящика»–коэффициент* (верхняя граница «ящика»–нижняя граница «ящика») с коэффициентом 1. «Экстремумы» опредеены так же, но в формуле коэффициент умножается на 2.

По соответствующему алгоритму «STATISTICA» для связанных выборок на основании M, SD и R вычислен стандартизованный эффект (Es) для каждого исследуемого параметра в сравниваемых группах. При величине Es от 0,2 до 0,49 эффект считали слабым, от 0,5 до 0,79 – средним и от 0,8 и более – выраженным. По номограмме на основании значений Es и принятого минимального уровня значимости 0,05 вычисляли полученную статистическую мощность (чувствительность) для каждого из основных показателей спермограммы. Достаточной считали мощность исследования на уровне 80% (0,8).

Значимость различий между группами проверяли с помощью критериев Стьюдента (t), Манна–Уитни (m-w), знаков (z), χ2 и Вилкоксона (w); различия считали статистически значимыми при p<0,05.

Результаты. Средний возраст пациентов составил 33,5±5,5 года. Первичным бесплодие было в 57% случаев, длительность бесплодия составляла в среднем 49,4±39,5 мес.

Через 3 мес. лечения (табл. 1) доля прогрессивно подвижных сперматозидов увеличилась в среднем по группе на 4% (+10% относительно исходных значений; р<0,05) за счет увеличения доли быстроподвижных сперматозоидов (категория А) на 4% (+12% в относительных; р<0,05) и уменьшения доли сперматозоидов с непоступательным движением (-2% и 22% соответственно; р<0,05). Увеличение процента прогрессивно подвижных сперматозоидов имело место только у 59% пациентов (р>0,05). Наблюдаемый эффект оказался статистически слабым: Es=0,27 для процента прогрессивно подвижных сперматозоидов и 0,25 – для подвижных категории А.

Ретроспективное сравнение показателей спермограммы до лечения показало, что у пациентов с дальнейшим улучшением общее количество прогрессивно подвижных сперматозоидов было исходно более низким, чем у пациентов без улучшения (р=0,001; рис. 1). Однако доверительные интервалы обеих подгрупп с улучшением и без улучшения более чем наполовину перекрывались, что затрудняет определение «точки раздела» и делает невозможным предсказание эффекта в каждом конкретном случае.

Улучшение подвижности на фоне лечения фазно зависело от содержания в сперме АФК (табл. 2). Статистически значимое увеличение подвижности имело место в подгруппе пациентов с умеренным повышением продукции АФК в нативной сперме (2–4 ЕД): +5% прогрессивно подвижных сперматозоидов (p<0,05) и +7% (p<0,05) для подвижных сперматозоидов категории А; для обеих категорий подвижности улучшение имело место в 74% случаев (p<0,05).

В подгруппе с меньшим уровнем АФК (<2 ЕД) увеличение прогрессивной подвижности имело место в 53% случаев и различия средних были статистически не значимыми (р>0,05). Аналогично изменения средних и доля пациентов с улучшением не были статистически значимыми и в подгруппах с существенно повышенными уровнями АФК (р>0,05). Стандартизованное различие (Es) для подвижных сперматозоидов категории А составило: 0,16 для подгруппы с АФК <2 ЕД, 0,47 при АФК 2–4 ЕД, 0,34 при АФК 4–7 ЕД и 0,22 при АФК >7 ЕД (рис. 2). На основании представленных данных можно заключить, что при низких уровнях АФК эффект лечения, оцениваемый по изменению процента подвижных сперматозоидов категории А, фактически отсутствовал, а в группах с повышенным уровнем АФК был слабым.

Изменения объема эякулята, концентрации и морфологии сперматозоидов в среднем по группе были статистически не значимыми (р>0,05; табл. 1). Но уменьшение процента патологических форм имело место при исходно более выраженной тератозооспермии (рис. 3).

Обсуждение. Эффективность эмпирического лечения по поводу идиопатического мужского бесплодия по-прежнему спорный вопрос [3–11].

В нашем исследовании поставлена задача оценить эффективность коммерчески выпускаемых комплексов нутриентов для лечения идиопатической астено-, и/или тератозооспермии и установить предикторы эффективности подобного лечения. Для этой цели был использована отечественная БАД «АндроДоз», содержащая в суточной дозировке (4 капсулы по 410 мг): L-аргинин (720 мг), L-карнитин (240 мг), L-карнозин (92 мг), коэнзим Q10 (10 мг), глицирризиновая кислота (6 мг), цинк (4,8 мг), витамин Е (3,2 мг), витамин А (0,36 мг), селен (0,034 мг), что составляет от 12 до 80% рекомендуемого уровня суточного потребления для данных веществ.

Установлено, что в течение 3-месячного приема данного комплекса нутриентов в среднем по группе (n=102) отмечено статистически значимое увеличение доли прогрессивно подвижных сперматозоидов за счет увеличения доли быстро подвижных сперматозоидов (категория А) и уменьшения – с непоступательным движением (категория С). Положительная динамика подвижности имела место примерно в 60% случаев и чаще наблюдалась при исходно более низкой доле прогрессивно подвижных форм. Следовательно, данный комплекс может применяться для лечения идиопатической астенозооспермии.

В нашем исследовании не выявлено увеличения концентрации и улучшения морфологии сперматозоидов на фоне лечения в целом по группе, однако уменьшение процента патологических форм имело место при исходно более выраженной тератозооспермии (рис. 3). Это дает основание применять данную БАД и при тератозооспермии.

В то же время наши данные показали, что, несмотря на установленные статистически значимые изменения некоторых показателей спермограммы, результат лечения весьма слабый: стандартизованный эффект (стандартизованное различие) составляет всего 0,27 для процента прогрессивно подвижных сперматозоидов, 0,25 для подвижных сперматозоидов категории А и меньше 0,2 для других показателей спермограммы. В абсолютных значениях в среднем по группе доля прогрессивно подвижных сперматозоидов через 3 мес. лечения выросла всего на 4%. При этом ни один из стандартных показателей спермограммы ни по отдельности, ни в комплексе не обладал значимой предсказательной способностью. В настоящем исследовании на основании стандартной спермограммы нельзя было определить, будет ли происходить улучшение качества спермы в процессе лечении, или нет. Какие-либо позитивные изменения спермограммы имели место в 60% случаев.

Значимым предиктором эффективности применения «АндроДоз» для лечения идиопатической астенотератозооспермии, по нашим данным, явился уровень продукции АФК в нативной сперме. Наиболее заметный эффект лечения имел место при умеренно повышенных уровнях АФК, несколько меньший – при существенно повышенных и минимальный – при низких значениях (табл. 2). Стандартизованный эффект с ростом АФК для подвижных сперматозоидов категории А составил 0,16; 0,47; 0,34 и 0,22 соответственно, т.е. отличался для разных групп до 3 раз, но во всех случаях был слабым.

Данные закономерности вполне соответствуют нашему пониманию влияния таких комплексов нутриентов на мужскую фертильность. L-аргинин, L-карнитин, L-карнозин, коэнзим Q10, глицирризиновая кислота, цинк, селен, витамины Е и А – компоненты БАД «АндроДоз» – в первую очередь являются общеизвестными антиоксидантами. Антиоксиданты препятствуют индуцированному свободными радикалами повреждению клеток путем предотвращения их образования, химического связывания или содействуют их разложению в организме [18–20]. Причем, по мнению E. G. Hughes et al. [22], комбинация антиоксидантов более эффективна. В то же время, как отмечают авторы мета-анализа [17], «антиоксиданты, возможно, могли быть эффективными в лечении субфертильных мужчин, но представление результатов исследований было слишком непоследовательным, чтобы быть уверенными в этих результатах» [17]. О явно недостаточной эффективности применения БАДов, предлагаемых различными фармфирмами, свидетельствуют данные рандомизированных и контролируемых исследований: улучшение подвижности сперматозоидов зафиксировано только в половине (3 из 6) подобных исследований [23–25], концентрация увеличилась только в 1 из 6 [26]. Плацебо-контролируемые исследования еще менее оптимистичны. В частности, сочетание витаминов С и Е при астенозооспермии не улучшило параметров спермы и 24-часовую выживаемость сперматозоидов [27]. Прием комплекса «FertilAid for men», содержащего набор витаминов и минералов-антиоксидантов, сопровождался увеличением общего числа подвижных сперматозоидов, причем с минимальным уровнем доказательности, но улучшения в количестве и морфологии сперматозоидов достигнуто не было [28], что полностью соответствует результатам нашей работы. Другой аналогичный комплекс «Menevit» повысил частоту наступивших беременностей после экстракорпорального оплодотворения интрацитоплазматической иньекцией сперматозоидода, но только в случае ОС и фрагментации ДНК, причем качество эмбрионов при этом не улучшилось [29]. Более оптимистичные результаты были недавно получены при использовании комплекса витаминов-антиоксидантов и высоких доз карнитинов: препарат «Proxeed Plus» улучшал прогрессивную подвижность в многоцентровом двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании, проведенном в Сербии, Нидерландах и США [12]. В другой работе авторы отметили, что наблюдаемое повышение прогрессивной подвижности коррелировало с уровнем спермальных карнитинов [30]. Однако, по другим данным, «Proxeed Plus» улучшал общее количество подвижных сперматозоидов только у пациентов с повышенным базовым уровнем АФК [31], что полностью соответствует нашим данным.

Неэффективность комплекса нутриентов при низких, т.е. нормальных, уровнях АФК объяснима: в этом случае патогенетическим механизмом снижения фертильности является не ОС, который может быть скорригирован антиоксидантами. Но почему препарат слабо помогает при существенно повышенных уровнях АФК? Возможным объяснением является то, что в нашей выборке значительную долю (больше 80%) составляли пациенты с тератозооспермией, а в ряде исследований [32, 33] было показано, что в большинстве случаев тератозооспермия, ранее диагностированная как идиопатическая, на самом деле является следствием имеющихся генетических дефектов. При наличии генетических дефектов метаболическая терапия может оказаться явно недостаточной, а ОС – не причина, а сопутствующий диагноз или даже следствие генетически детерминированного апоптоза мужских гамет.

Следует отметить, что полученные нами данные хорошо согласуются с результатами описанных выше зарубежных исследований, но гораздо менее оптимистичны, чем выводы отечественных исследователей по применению различных БАДов, в т.ч. «АндроДоза». Согласно многоцентровым исследованиям, выполненным несколько лет назад под руководством А. А. Камалова, улучшение показателей спермограммы при назначении «АндроДоза» происходило в 87,6% наблюдений [34], что ближе всего к результатам, полученным нами позже и представленным в этой статье. Однако выполненное тогда исследование основано на небольшой выборке пациентов, что может объяснить имеющиеся различия. М. Алчинбаев и соавт. [35] пишут о положительном эффекте лечения «АндроДозом» в 92% случаев, Е. Дендеберов и И. Виноградов [36] указывают, что применение «АндроДоза» через 3 мес. привело к увеличению объема эякулята на 45,7%, концентрации сперматозоидов на 18,5%, общей подвижности на 33,7%, активной подвижности на 38,4% и количества морфологически нормальных форм на 50% [36]. Данные А. Проскурина и соавт. [37] еще более оптимистичны: увеличение объема в 1,95 раза, подвижности в 7,43, концентрации в 1,53 и процента нормальных форм в 6,75 (?!) раза от исходных значений. Мы допускаем, что на результаты лечения в этих случаях могли оказать влияние некие, неясные из публикаций, факторы: иные критерии включения/невключения, различия нозологии, периоды наблюдения, неточности статистического анализа и другие объективные и субъективные факторы. Но в любом случае, данные последних работ вызывают большие сомнения: на сегодняшний день не существует способов лечения, способных увеличить долю нормальных форм на 50–675% [3–9].

Представленные результаты пока не позволяют делать какие-либо окончательные выводы, поскольку, несмотря на, казалось бы, достаточную выборку (n=102), статистическая мощность выполненного исследования оказалась весьма низкой (0,4). Для минимально необходимой рекомендуемой мощности в 80% (0,8) и минимального уровня значимости в 0,05 при максимально достигнутой в нашем исследовании Es=0,27 необходимый объем выборки должен составить не менее 350 человек; для подгруппы с умеренными уровнями АФК, наиболее чувствительной к подобной терапии, объем выборки должен составлять 130 человек.

Кроме того, исследование являлось открытым и неконтролируемым, период наблюдения составил всего 3–3,5 мес. и данные о беременностях получены не были, что существенно снижает его научную значимость.

Тем не менее проведенная работа позволяет сформулировать несколько предварительных выводов, поскольку уточняет показания к терапии нутриентами мужского идиопатического бесплодия в форме астено-, и/или тератозооспермий.

Выводы

  1. Комплекс нутриентов в суточной дозе L-аргинин – 720 мг, L-карнитин – 240 мг, L-карнозин – 92 мг, коэнзим Q10 – 10 мг, глицирризиновая кислота – 6 мг, цинк – 4,8 мг, витамин Е – 3,2 мг, витамин А – 0,36 мг, селен – 0,034 мг (БАД «АндроДоз») через 3 мес. лечения повышает процент прогрессиво подвижных сперматозоидов и подвижных категории А у 59% мужчин с идиопатическим бесплодием в форме астено- и/или тератозооспермии в среднем на 4%; концентрация и морфология сперматозоидов при этом значимо не меняются.
  2. Улучшение чаще наблюдается при сниженной подвижности и выраженной тератозооспермии, но показатели спермограммы не обладают предсказательной способностью.
  3. Улучшение подвижности сперматозоидов на фоне лечения фазно зависит от уровня ОС и наиболее значимо при умеренно повышенных уровнях АФК; стандартизованный эффект с ростом АФК для подвижных сперматозоидов категории А составил 0,16; 0,47; 0,34 и 0,22 соответственно (т.е. отличался при разных уровнях АФК до 3 раз), но при этом во всех случаях остается статистически слабым.
  4. Требуется продолжение контролируемых исследований большей статистической мощности.

About the Authors

Corresponding author: V.A. Bozhedomov – Dr.Med.Sci, professor, professor of Department of Urology and Andrology, Moscow Lomonosov State University, chief researcher at the Department of National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov, Research Supervisor on Andrology and Reproduction at the Polyclinic №3 of the ADP of the RF, Moscow, Russia; e-mail: vbojedomov@mail.ru