ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

The influence of proteolytic enzymes on the antioxidant defensive system in infertile married men

A.I. Neumark, B.A. Neymark, N.A. Nozdrachev, V.M. Bryukhanov, A.Yu. Plotnikova, D.A. Podpruzhnikova, A.A. Nikulina

Department of Urology and Andrology with course of specialized surgery of FGBOU VO «Altai State Medical University» of the Ministry of Health of Russia (Head of the Department – MD, prof. A.I. Neymark), Barnaul, Russia
The causes of male infertility remain unclear in 30–75% cases and are considered idiopathic. The study of influence of free oxygen radicals on the male reproductive function is of outmost interest. Given the important role of hyaluronidase in the penetration of sperm into the egg, we decided to evaluate the drug Longidaza, which has long-acting enzymatic (proteolytic) activity. A total of 48 men with idiopathic infertility were included in the study. All patients were divided into two groups (24 men each). In Group 1 there was a recommendation to attempt to conceive for 1 year without additional treatment. In Group 2, patients were prescribed Longidaza according to the proposed scheme. During the follow-up, there was a significant improvement in the antioxidant defense system of the ejaculate in Group 2, which was accompanied by an increase in the fertilizing ability of the ejaculate and an increase in number of conceptions by 29.1%

Keywords

male infertility
acrosome reaction
Longidaza
proteolytic enzymes
ejaculate

Введение. С каждым годом прогрессирующее снижение репродуктивной способности мужчин, находящихся в бесплодном браке, приобретает все большую клиническую и социальную значимость. Частота бесплодного брака, по данным эпидемиологических исследований, представленных ВОЗ, составляет 8–29% в различных популяциях среди супружеских пар детородного возраста и имеет тенденцию к увеличению [1]. Кроме того, у 10% пар отмечается мертворождение, в 10–25% парам не удается зачать более одного ребенка [2].

Интерес к мужской инфертильности обусловлен тем, что в 40–50% случаев причиной бесплодия в браке является нарушение репродуктивной системы мужчин. Причем в последние годы отмечается тенденция к снижению сперматогенной функции [3]. В 30–75% случаев причины мужского бесплодия остаются невыясненными и считаются идиопатическими [4–6]. Между тем даже установление вероятных этиологических факторов (варикоцеле, инфекционно-воспалительные процессы, воздействие токсических веществ и др.) не дает оснований утверждать, что именно они служат причиной бесплодия.

В последние годы фактором, снижающим мужскую фертильность, стали считать гиперпродукцию активных форм кислорода (АФК): озона, свободных радикалов, перекиси водорода [7–9]. В небольших количествах АФК необходимы для нормальной регуляции функции сперматозоидов, их гиперактивации и акросомальной реакции [10, 11]. Однако избыточная продукция АФК обусловливает повреждение мембраны сперматозоидов, снижение их подвижности и нарушение оплодотворяющей способности [12–15]. Кроме того, АФК непосредственно повреждают ДНК хромосом [16–18] и инициируют апоптоз сперматозоидов [19], что в конечном счете приводит к бесплодию [20–22]. Как часто оксидативный стресс имеет место и насколько выражено повышение продукции АФК при различных этиологически значимых состояниях, потенциально снижающих фертильность мужчин, остается неясным. Изучение влияния свободных радикалов на генеративную функцию мужчин представляет значительный интерес.

В процессе взаимодействия мужской и женской половых клеток в них происходит ряд изменений. Для спермиев характерны явления капацитации и акросомальная реакция. Капацитация представляет собой процесс активации спермиев, происходящий в яйцеводе под влиянием слизистого секрета его железистых клеток. В механизмах капацитации большое значение принадлежит гормональным факторам, прежде всего прогестерону (гормон желтого тела), активизирующему секрецию железистых клеток яйцеводов. После капацитации следует акросомальная реакция, в ходе которой из сперматозоидов выделяются ферменты – гиалуронидаза и трипсин, играющие важную роль в процессе оплодотворения. Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, содержащуюся в блестящей зоне. Трипсин расщепляет белки цитолеммы яйцеклетки и клеток лучистого венца. В результате происходят диссоциация и удаление клеток лучистого венца, окружающих яйцеклетку, и растворение блестящей зоны.

Вследствие нарушения структуры плазматической мембраны изменяется ее текучесть, что ухудшает подвижность сперматозоида и негативно влияет на акросомальную реакцию, необходимую для пенетрации сперматозоидом оболочки яйцеклетки. В зрелых сперматозоидах АФК могут вызывать нарушение их основных функций, включая акросомальную реакцию и пенетрацию ооцита. Они также могут повреждать митохондриальную энергетическую систему клетки.

В акросоме сперматозоида хранятся масса гиалуронидазы и протеолитические ферменты. Прежде чем сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, он должен растворить оболочки, образуемые клетками гранулезы, а затем пенетрировать толстую оболочку яйцеклетки (zona pellucida). Для реализации этой цели из акросомы начинают выделяться хранящиеся там ферменты. Можно предположить, что среди всех этих ферментов именно гиалуронидазе отводится основная роль формирования прохода среди клеток гранулезы, необходимого сперматозоиду для того, чтобы пробраться к яйцеклетке. Когда сперматозоид достигает блестящей оболочки яйцеклетки, передняя часть мембраны сперматозоида специфически связывается с белками – рецепторами блестящей оболочки. После этого акросома быстро рассасывается и высвобождаются все акросомальные ферменты.

С учетом немаловажной роли гиалуронидазы в проникновении сперматозоида в яйцеклетку нами было принято решение оценить препарат Лонгидаза®, обладающий ферментативной протеолитической (гиалуронидазной) активностью пролонгированного действия, который представляет собой конъюгат протеолитического фермента гиалуронидазы с высокомолекулярным носителем группы производных N-оксида поли-1,4-этиленпиперазина. Лонгидаза® обладает всем спектром фармакологических свойств, присущих лекарственным средствам с гиалуронидазной активностью. Клинический эффект препарата Лонгидаза® значительно выше такового нативной гиалуронидазы. Конъюгация повышает устойчивость фермента к действию температуры и ингибиторов, увеличивает его активность и обеспечивает пролонгированное действие. Помимо этого в препарате сохраняются и фармакологические свойства носителя, обладающего хелатирующей, антиоксидантной, противовоспалительной и иммуномодулирующей активностью. Лонгидаза® способна связывать освобождающиеся при гидролизе гликозаминогликанов ионы железа – активаторы свободнорадикальных реакций. Препарат Лонгидаза® хорошо переносится и не оказывает мутагенного и канцерогенного действий.

Целью нашего исследования стала оценка влияния препарата Лонгидаза на оплодотворяющую способность эякулята у мужчин с идиопатической формой бесплодия.

Материалы и методы. В исследование были включены 48 пациентов-мужчин с нарушением фертильности идиопатического генеза в возрасте от 22 до 45 лет и длительностью заболевания не менее года. Средняя продолжительность бесплодия в браке составила 3,8±2,5 года. «Женский» фактор бесплодия в браке при обследовании половых партнерш у гинеколога был исключен.

Комплекс обследований, проведенных до начала лечения и через 90 дней после его начала, включал спермограмму (ВОЗ, 2010), оценку активности ферментов антиоксидантной защиты эякулята, оценку гормонального профиля, исследование инфекционного статуса, УЗИ органов мошонки, простаты, кровь на АСАТ, консультацию генетика. В течение года с момента включения в исследование осуществляли мониторинг зачатий в браке.

Критерии исключения:

  • наличие в анамнезе оперативных вмешательств в области простаты и мочевого пузыря;
  • органические изменения тестикул (крипторхизм, гипоплазия);
  • нарушение гормонального статуса;
  • повышение уровня АСАТ;
  • наличие мочевой инфекции;
  • неврологические и психические заболевания;
  • прием антибактериальных, противовоспалительных средств;
  • наличие лейкоспермии;
  • повышение уровня общего простатспецифического антигена (ПСА) более 4 нг/мл;
  • сопутствующие соматические заболевания в стадии декомпенсации.

Мужчины перед сдачей спермы для анализа воздерживались от половой жизни, бани, сауны, употребления алкоголя, приема лекарственных препаратов в течение 2–5 дней (в среднем 3 дня). Способом получения спермы для анализа была мастурбация. Дополнительно определяли фрагментацию ДНК сперматозоидов методом хроматиновой дисперсии.

Методом типологического отбора пациенты были разделены на 2 равные группы (по 24 человека), сопоставимые по возрасту, длительности бесплодия в браке, показателям эякулята. В связи с отсутствием изменений в эякуляте и патологии органов репродуктивной системы у половой партнерши пациентам 1-й группы рекомендовано проведение попыток зачатия в течение года без дополнительного лечения. Пациентам 2-й группы проводили следующее лечение: Лонгидаза® лиофилизат для приготовления раствора 3000 МЕ внутримышечно 1 раз в 5 дней на курс 10 инъекций; затем Лонгидаза® суппозитории 3000 МЕ ректально 1 раз в 3 дня № 15; курс лечения составил 90 дней.

Результаты исследования были обработаны общепринятыми методами. Проведен расчет числовых характеристик клинико-лабораторных показателей: среднего и его стандартной ошибки (для количественных нормально распределенных признаков). Оценку значимости различий средних значений в независимых выборках проводили с использованием t-критерия Стьюдента (для количественных признаков при нормальном распределении данных и равенстве дисперсий), непараметрического критерия Манна–Уитни, двухвыборочного критерия Колмогорова–Смирнова (для количественных показателей при распределении, отличном от нормального или различных дисперсиях), относительных частот по критерию хи-квадрат с поправкой Йетса (для качественных признаков). Разницу между средними значениями показателей считали значимой при р<0,05.

Центральные тенденции и рассеяния количественных признаков, имевших приближенно нормальное распределение, описывали средним значением (М) и средним квадратичным отклонением (s) в формате M±s [23].

Результаты. Достоверные различия по таким показателям эякулята, как число, морфология сперматозоидов, количество лейкоцитов, клеток сперматогенеза, вязкость, объем эякулята, до начала исследования и через 90 дней от начала исследования между группами отсутствовали (табл. 1).

Нарушений гормонального профиля (табл. 2), структурных изменений органов мошонки, предстательной железы в группах выявлено не было.

В обеих группах уровень фрагментации ДНК сперматозоидов исходно и через 90 дней наблюдения соответствовал нормальным показателям, составив 12,0±2,4 и 11,0±2,3% в 1-й группе и 13,0±2,1 и 11,0±3,1% во 2-й соответственно.

До начала исследования выявлено повышение уровня маланового диальдегида с одновременным снижением активности антиоксидантных ферментов. Данный факт, возможно, и стал причиной низкой оплодотворяющей способности эякулята в связи с нарушением акросомальной реакции (табл. 3).

За год наблюдения зачатие в браке в 1-й группе без включения препарата Лонгидаза® имело место в 4 (16,7%) парах, во 2-й группе с включением препарата Лонгидаза® – в 11 (45,8%) зачатиях, что расценено нами как очень хороший результат. Парам, в которых не произошло зачатия, рекомендовано рассмотреть вариант вспомогательных репродуктивных технологий.

Обсуждение. По нашему мнению, нарушение системы перекисного окисления липидов может приводить к повреждению акросомы, в которой хранится масса гиалуронидазы и протеолитических ферментов, в результате чего сперматозоидам становится сложно растворять оболочки, образуемые клетками гранулезы, а затем пенетрировать толстую оболочку яйцеклетки. Лонгидаза® обладает ферментативной гиалуронидазной активностью пролонгированного действия, а также оказывает хелатирующее антиоксидантное противовоспалительное и иммуномодулирующее действия. Влияя на систему перекисного окисления липидов, повышая гиалуронидазную активность акросомы сперматозоидов, лонгидаза способна повышать оплодотворяющую способность эякулята.

Заключение. Препарат Лонгидаза® способен положительно влиять на систему перекисного окисления липидов, тем самым повышая оплодотворяющую способность эякулята и увеличивая частоту зачатий на 29,1%.

About the Authors

Corresponding author: N.A. Nozdrachev – Ph.D., assistant professor at the Department of Urology and Andrology with course of specialized surgery of FGBOU VO "Altai State Medical University" of the Ministry of Health of Russia, Barnaul, Russia, Russia; e-mail: nozdrachevuro@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.