В последние годы резко возрос интерес к вопросу нарушений фертильности у мужчин. Мужское бесплодие (МБ) – это болезнь, обусловленная нарушением генеративной и копулятивной функций, классифицируемая как инфертильное состояние. По МКБ-10 МБ числится под кодом N46. Согласно определению ВОЗ, бесплодие – это отсутствие беременности при регулярной половой жизни без предохранения по крайней мере 12 месяцев. По данным ВОЗ (1997), МБ подразделяется на первичное и вторичное. Под первичным бесплодием понимается состояние, когда от данного мужчины никогда не наступало зачатия. Вторичное бесплодие подразумевает наступление зачатия от данного мужчины когда-либо ранее независимо от исхода беременности. При вторичном МБ прогноз более оптимистичен, особенно если период, в течение которого беременность не наступала, не превышает трех лет.
Этиология МБ разнообразна. Анализ данных литературы показал, что целесообразно разделять причины, приводящие к нарушению сперматогенеза, на основные, наиболее часто встречающиеся, и дополнительные, имеющие как самостоятельное значение, так и сочетающиеся с основными. Проведенный анализ причин МБ показал, что основными из них выступают инфекции гениталий (22,1 %), варикоцеле (14,9 %) и идиопатическая патозооспермия в виде различных вариантов олиго-, астено- и тератозооспермии (22,8 %). Сочетание двух и более факторов бесплодия у пациентов выявлено в 31,7 % наблюдений [1–8].
С 2001 г. в мире проводятся исследования по установлению роли полиморфизма генов глутатионтрансфераз (GST) Т1 и М1 в развитии патозооспермии и МБ. В. Aydemir и соавт. (2001) установили, что у мужчин, страдающих идиопатической олигозооспермией (52 человека), в отличие от здоровых добровольцев обнаруживается нулевой генотип GSTT1. Q. Wu и соавт. (2007) изучали полиморфизм гена GSTT1 у мужчин с варикоцеле и бесплодием. В исследование были включены 63 бесплодных пациента и 54 здоровых мужчины. По мнению авторов, у лиц с варикоцеле причиной МБ был “оксидативный стресс”, у всех пациентов был также выявлен нулевой генотип исследуемого гена. Был сделан следующий вывод: нулевой генотип GSTT1 является предиктором оксидативного повреждения сперматозоидов бесплодных пациентов с варикоцеле.
Итальянские исследователи M. Rossitto и L. Rigoli (2009) изучили отдаленные результаты хирургического лечения варикоцеле (восстановление сперматогенеза) у пациентов, имеющих генетические нарушения, и без таковых. Было установлено, что сперматогенез восстановился только у лиц без генетических альтераций.
Известно что, GSTТ1 и GSTМ1 являются ферментами, которые катализируют конъюгацию генотоксических метаболитов (канцерогенов, липидов, продуктов свободно-радикальных реакций) с глутатионом, вызывая их инактивацию. Каталитическая активность обеспечивает защиту клетки от вредных веществ благодаря поддержанию фосфолипидного состава их мембран. В ряде исследований доказано, что 49 % представителей белой расы и 35 % – негроидной являются носителями нулевого генотипа GSTТ1 и GSTМ1 [13–15].
Влияние вредных факторов окружающей среды приводит к изменению гомеостаза в органах половой системы мужчин с генетически детерминированным нарушением механизма обезвреживания ксенобиотиков и эндогенных метаболитов, что проявляется расстройствами внешнесекреторной и инкреторной функций гонад. Адекватный сперматогенез возможен в условиях облигатного и факультативного металл-лигандного гомеостаза (МЛГ). Все ионы металлов в “свободном” виде (вне связи с биолигандом органической природы) токсичны. Взаимодействие элементов подчиняется закону замещения и принципу обратной связи [3].
Облигатный МЛГ поддерживается посредством комплаентного взаимодействия главного неорганического мессенджера кальция с тестостероном. Факультативный МЛГ обеспечивает механизм обратной связи элементов с кальцием, за счет которого поддерживается каталитическая активность ферментов-металлопротеинов. Недостаточная активность тестостерона приводит к переходу ковалентной формы кальция в ионную с последующим конкурирующим вытеснением металлов из хелатных соединений. Избыток Са2+ вытесняет Mg2+, инактивируя все обменные процессы, связанные с АТФ. В первую очередь это проявляется снижением активности натриевого насоса, следовательно, мембранного потенциала и зависящих от него процессов нейтрализации свободных радикалов кислорода. В последние годы активно изучается роль оксидативного стресса сперматозоидов в развитии патозооспермии, в т. ч. среди пациентов с варикоцеле. Однако не у всех мужчин с варикоцеле наблюдается патозооспермия и регистрируется избыточная генерация активных форм кислорода (АФК). Известно, что АФК являются продуктом нормального клеточного метаболизма, необходимым для синтеза простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов и других гидроперекисей.
Металлоферменты антиоксидантной системы (АОС) контролируют образование АФК (цитохром-С-редуктаза, супероксиддисмутаза митохондриальная, глутатионтрансфераза митохондриальная) и инактивацию свободно-радикальных реакций (супероксиддисмутазы цитоплазматическая и экстрацеллюлярная, глутатионтрансферазы микросомальная и цитоплазматическая, глутатионпероксидаза и глутатионредуктаза) [3].
Из-за вытеснения из ферментов АОС ионов металлов-комплексообразователей (Fe, Cu, Se, Zn, Mn) активность этих энзимов по определению снижается. “Свободные” металлы переходной группы являются важным звеном в образовании продуктов свободно-радикальных реакций (гидроксильные радикалы), вызывающих окисление липидов, белков и ДНК. Гены, кодирующие ферменты АОС, локализуются в 21-м, 6-м и 4-м хромосомах.
Цель настоящего исследования состояла в изучении МЛГ у пациентов после оперативного лечения варикоцеле в зависимости от генотипа GSTT1/GSTM1.
Материал и методы
Клиническая характеристика участников исследования
На базе НИИ уронефрологии и репродуктивного здоровья человека Первого МГМУ им. И.М. Сеченова обследованы 20 пациентов в возрасте от 18 до 30 лет после оперативного лечения варикоцеле. В качестве контроля исследован эякулят 10 мужчин с нормозооспермией.
Критерии исключения:
1. Возраст старше 40 лет или менее 18 лет.
2. Послеоперационный период до 6 месяцев.
3. Объем гонад менее 16 см³.
4. Рецидив варикоцеле.
5. Острые или хронические воспалительные заболевания органов мочевыделительной системы.
6. Травмы органов мошонки и промежности в анамнезе.
7. Избыточная масса тела.
8. Сопутствующие соматические заболевания средней или тяжелой степени с потенциальным отрицательным влиянием на сперматогенез.
9. Хронический алкоголизм, наркомания.
10. Отсутствие согласия на участие в настоящем исследовании.
Методы исследования
1. Гормональные исследования. Для оценки инкреторной функции гонад проводилось исследование ингибина В, общего тестостерона в сыворотке венозной крови. Пробы для анализа брали натощак в утреннее время – с 8.00 до 10.00. Концентрацию ингибина В определяли во всех пробах одновременно после завершения сбора материала и замораживания сыворотки при -20 °С, избегая повторного оттаивания–замораживания.
2. Молекулярно-генетические исследования. С помощью полимеразноцепной реакции проводился анализ делеционных полиморфизмов генов GSTT1 и GSTM1 в сыворотке венозной крови натощак.
3. Спермограмма. Показатели спермограммы исследовались согласно протоколу Всемирной организации здравоохранения. После получения материала спермы нативный препарат исследовался в два этапа. На первом этапе оценивались концентрация, подвижность, агрегация и агглютинация сперматозоидов с использованием микроскопии. На втором – жизнеспособность и проводилась морфологическая классификация сперматозоидов.
4. Исследование МЛГ. Подготовка 30 проб эякулята (0,5 мл): заморозка с последующим озолением микроволновым методом. Многоэлементный анализ (масс-спектрометр ИСП-МС).
Результаты исследования и обсуждение
Обследованные пациенты были разделены на 3 группы:
• 1-я группа – GSTT1 (+), GSTM1 (+), n = 10;
• 2-я группа – GSTT1 (+), GSTM1 (-), n = 10;
• 3-я группа (контроль) – исследован эякулят на содержание неорганических соединений у мужчин с нормозооспермией в возрасте от 18 до 30 лет без варикоцеле, n = 10.
Результаты обследования представлены в табл. 1 и 2.
У пациентов после оперативного лечения варикоцеле на фоне патозооспермии, низких уровней тестостерона и ингибина В в крови отмечено низкое содержание неорганических соединений в эякуляте по сравнению с группой контроля. Выраженность патозооспермии и дефицита тестостерона превалировала во второй группе пациентов с генотипом GSTM1 (-). Указанные изменения являются показателем нарушения МЛГ: облигатного за счет низкой концентрации в сперме основного хелатного комплекса тестостерон–кальций и факультативного за счет снижения каталитической активности металлоферментов. У пациентов с GSTM1 (-) зарегистрирован критически низкий уровень цинка, необходимого для синтеза тестостерона, а также кальция, фосфора и селена.
Заключение
Трудности диагностики и лечения патозооспермии, в т. ч. у пациентов с варикоцеле, обусловлены недостаточным пониманием патогенеза указанных нарушений. МЛГ имеет генетическую детерминированность и является связующим звеном всех метаболических процессов, протекающих в органах мошонки. Его изучение и коррекция позволяют определять патогенетически обоснованную тактику лечения указанной категории больных.
