Что такое эякулят. Целенаправленная продукция афк живыми клетками Основные характеристики спермы
-- [ Страница 2 ] --
Рис.1. Наиболее частые патологические состояния у мужчин из бесплодных пар с гиперпродукцией АФК.
В целом, гиперпродукция АФК, по нашим данным, имеется у 38,2% пациентов с различными нарушениями качества спермы. Среди мужчин с гиперпродукцией АФК мы чаще всего выявляли варикоцеле (38,9% случаев) и хронический бактериальный простатит в фазе активного воспаления (25,1% случаев); у 8,9% мужчин – кисты в придатках, у 1,2% - отсутствие одного или обоих семявыносящих протоков.
В 52,2% случаев на фоне гиперпродукции АФК мы обнаруживали аутоиммунные реакции против сперматозоидов, сопровождающиеся выработкой АСАТ (рис.1).
На фоне гиперпродукции АФК нормоспермия выявлена в 19,3% случаев. Таким образом, нами установлено, что оксидативный стресс в 80,7% случаях сопровождался ухудшением качества спермы. Причем чаще всего наблюдалась астенозооспермия – 71,4% случаев, затем тератозооспермия – 36,3%, олигозооспермия - 28,3%, пиоспермия – 21,3%, иммунное бесплодие, когда антителами покрыты более половины подвижных сперматозоидов, – 10,6%; в 5% случаев – азооспермия. Следует отметить, что обычно имело место сочетание нескольких диагнозов. Нарушение акросомальной реакции на фоне оксидативного стресса отмечено более чем в половине всех случаев. Учитывая высокую частоту встречаемости отдельных патологических состояний у мужчин из бесплодных пар, актуальной задачей явилась необходимость выяснить степень риска развития оксидативного стресса на фоне различных этиопатогенетических факторов (рис.2).
Нами установлено, что инфекционно-воспалительные заболевания мужских репродуктивных органов, в частности, хронический бактериальный простатит, приводят к оксидативному стрессу сперматозоидов в 64,1% случаев, относительный риск - 2,9. На фоне иммунного бесплодия абсолютный риск оксидативного стресса составляет 40,2-71,0%, относительный - 1,5-2,9 (в зависимости от количества АСАТ). При варикоцеле абсолютный риск оксидативного стресса сперматозоидов составил 29,3-68,1%, относительный – 1,6-2,6 соответственно.
Таким образом, наиболее значимыми причинами развития оксидативного стресса явились хронический бактериальный простатит в фазе активного воспаления, аутоиммунные реакции против сперматозоидов и варикоцеле. Эти патологические состояния наиболее часто диагностировались при мужском бесплодии, и на их фоне отмечался высокий риск развития оксидативного стресса.
Мы изучили особенности оксидативного стресса в группах с различными причинами снижения фертильности. Нами установлено, что при варикоцеле (n=294) продукция АФК составила 0,48+0,40 мВ/с при индивидуальном разбросе значений от 0,01 до 66,15 мВ/с, что в 1,9 раза выше, чем у фертильных пациентов при отсутствии АСАТ и в 8 раз - при наличии аутоиммунных реакций.
Рис.2. Абсолютный риск оксидативного стресса сперматозоидов при различных этиопатогенетических факторах мужского бесплодия . Примечание: *** - различия по сравнению с группой фертильных мужчин достоверны по критерию ХИ-квадрат с p<0,001
В то же время корреляционный анализ не обнаружил взаимосвязи между выраженностью варикоцеле, с одной стороны, и уровнем АФК, в сперме - с другой (R=-0,004; gamma=-0,004; t=-0,003; р>0,05).
Нами проведен анализ особенности продукции АФК в эякуляте мужчин при различных формах варикоцеле. Получили, что гиперпродукция активных радикалов при субклинической форме расширения вен семенного канатика отмечалась в 31,2% случаях, при первой – 33,9%, при второй – 25,5%, 42,9% - при третьей. Таким образом, статистически значимых различий в частоте случаев гиперпродукции активных форм кислорода не выявлено (p>0,05).
Исходя из полученных нами данных, проведение УЗИ органов мошонки является обязательным при обследовании мужчин из бесплодных пар с целью вывления субклинических форм варикоцеле. Установленный диагноз варикоцеле является абсолютным показанием для определения уровня АФК.
На фоне гиперпродукции АФК при варикоцеле показано, по нашему мнению, оперативное лечение вне зависимости от степени варикоцеле.
При одинаковой степени расширения вен семенного канатика продукция АФК возрастала с увеличением продолжительности бесплодия (p<0,04-0,01); в среднем по группам у пациентов с варикоцеле степенью +1 при продолжительности бесплодия от 12 до 36 мес. она составляла 0,39+0,23 мВ/с, при бесплодии больше 36 мес – 0,64+0,45 мВ/с (p<0,05). Исходя из этого, прогноз оперативного лечения в раннем возрасте в плане восстановления фертильности более благоприятный, а выжидательная тактика ведения пациентов с варикоцеле не является обоснованной, учитывая высокий риск оксидативного стресса.
На фоне хронического простатита (n=130) нами установлена прямая зависимость продукции активных радикалов кислорода от количества лейкоцитов в секрете простаты (R=0,24; р=0,04). При повышении числа лейкоцитов в секрете простаты пиоспермия наблюдалась в 36,1% случаев. Зависимость продукции АФК от концентрации в сперме лейкоцитов (R=0,29; p<0,00001) сильнее, чем от содержания лейкоцитов в секрете простаты.
Пациенты с диагнозом «пиоспермия» отличались высоким содержанием АФК в сперме: в среднем по группе продукция составляла 9,81+/-25,56 мВ/с (при выбраковке значений +3S - 1,15+1,34 мВ/с) с индивидуальным разбросом от 0,07 до 153,50 мВ/с; медиана – 0,925 мВ/с, диапазон невыпадающих значений – от 0,07 до 9,52 мВ/с, что существенно больше (3,9 раз), чем у фертильных мужчин (p<0,001).
Значимая корреляция имеется между концентрацией в сперме лейкоцитов и выраженностью бактериоспермии (R=0,23; p=0,033), выраженностью бактериоспермии и продукцией АФК (r=0,35; p<0,01).
На основании полученных данных нами установлена положительная взаимосвязь между продукцией АФК и агглютинацией сперматозоидов у мужчин из бесплодных пар с патозооспермией. Причем при исключении образцов с пиоспермией коэффициент корреляции заметно снижался: R=0,13 (p>0,05), Gamma=0,30 (p=0,05).
Исключение из анализа образцов с концентрацией сперматозоидов менее 10 млн/мл и выпадающих значений (+2S) позволило более точно определять продукцию АФК и активность аутоиммунных реакций. При этих условиях у мужчин с хроническим простатитом, сопровождающимся пиоспермией, продукция АФК в 8,8 раз больше, чем у фертильных, и наблюдается более выраженная (R=0,44), чем для всей выборки, взаимосвязь между содержанием в сперме АФК и лейкоцитов.
Роль воспалительного процесса в повышении продукции АФК в сперме подтверждают результаты антибиотикотерапии хронического простатита (табл. 1). Показано, что уже через 2 недели лечения на фоне снижения количества лейкоцитов в секрете простаты на 39,1% (p<0,01) и на 35,2% в сперме (p>0,05) происходит более чем двукратное снижение продукции АФК (-58,1%; p<0,05). Одновременно происходит улучшение жизнеспособности (p<0,05) и подвижности (p<0,05), нормализация акросомальной реакции сперматозоидов в виде уменьшения доли гамет, преждевременно утративших целостность акросомальной мембраны (p<0,05), а у пациентов с АСАТ – снижение процента MAR-позитивных сперматозоидов (p<0,01).
Таким образом, анализ данных обследования мужчин из бесплодных пар с простатитом показал, что повышенное количество лейкоцитов в сперме на фоне простатита служит основным источником гиперпродукции активных форм кислорода, приводит к оксидативному стрессу и изменению функциональных свойств сперматозоидов.
У половины (51,5%) пациентов из бесплодных пар с пиоспермией обнаружены АСАТ, но только у 9,2% они покрывали более 50% подвижных сперматозоидов.
Корреляция между концентрацией лейкоцитов в сперме и процентом АСАТ-позитивных подвижных сперматозоидов отсутствует (R=0,0; p>0,05).
Нами установлено, что продукция свободных радикалов больше зависит от количества антител на сперматозоидах (R=0,81), чем от процента подвижных МАР-позитивных гамет (R=0,44), определяемого с помощью метода ПЦМ, который мы рекомендуем как более точно характеризующий активность аутоиммунных процессов в эякуляте.
Мы проанализировали особенности продукции АФК при различных формах патоспермии. Корреляционный анализ показателей спермограммы пациентов с тератозооспермией не обнаружил зависимости между процентом патологических форм и продукцией АФК. Однако имеется взаимосвязь между процентом сперматозоидов с измененной шейкой и продукцией АФК и отсутствием АСАТ: r=0,2; p<0,01. Также в этой выборке обнаружена положительная корреляция между продукцией АФК и процентом сперматозоидов, спонтанно претерпевших акросомальную реакцию: r=0,24; p<0,05 для группы пациентов с нормальной концентрацией сперматозоидов и лейкоцитов.
Повышение уровня АФК при тератозооспермии может объясняться выбросом активных радикалов с повреждением мембран сперматозоидов, задержке цитоплазмы, и, наоборот, что вероятней всего, является следствием продукции морфологически дефектными гаметами. При этом нарушается нормальное течение акросомальной реакции и происходит апоптоз гамет с повреждениями целостности их ДНК (Aitken et al., 1989; Saleh et al., 2003; Jedrzejczak et al., 2005; Deepinder F., 2008).
Морфологически измененные сперматозоиды с дефектным ДНК обладают низкой способностью оплодотворять яйцеклетку, а в случае наступления беременности высок риск генетических патологий плода.
Таблица 1
Изменения продукции активных факторов кислорода, показателей спермограммы, акросомальной реакции, процента АСАТ-позитивных сперматозоидов и секрета простаты при антибиотикотерапии хронического простатита у мужчин из бесплодных пар (М + SE)
| Показатели | Мужчины с простатитом (n=48) | |
| До лечения | После 2 нед леч е ния | |
| Активные формы кислорода, мВ/с | 22,1+6,91 | 9,28+4,63** |
| Лейкоциты спермы, х106/мл | 2,07+0,52 | 1,34+0,58 |
| Подвижные сперматозоиды категории А, % | 14,1+1,53 | 18,3+1,7* |
| Живые сперматозоиды, % | 73,0+2,7 | 77,6+2,7* |
| Лейкоциты секрета простаты, единиц в поле зрения | 27,6+4,6 | 16,8+3,8** |
| MAR IgG-позитивные сперматозоиды, % | 31,8+6,93 | 26,1+6,51** |
| Акросомальная реакция преждевременная, % | 23,3+2,57 | 18,1+2,21* |
| Акросомальная реакция индуцированная, % | 32,9+3,14 | 31,7+2,83 |
| Индуцируемость акросомальной реакции, % | 8,8+2,6 | 13,6+2,3 |
2
1 ФГБУ «Поликлиника No 1» УДП РФ, Москва; НУЗ «Дорожная клиническая больница им Н.А. Семашко», Москва; ГБОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» МЗ РФ; ФГАОУ ВО «РУДН», Москва
2 НУЗ «Дорожная клиническая больница им Н.А. Семашко», Москва
3 НУЗ «Дорожная клиническая больница им Н.А. Семашко», Москва; ГБОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» МЗ РФ
Мужской фактор имеет место в половине случаев бесплодного брака. В настоящее время принято считать, что наиболее частой причиной мужского бесплодия − 35−40% случаев − являются идиопатическая олиго-, астено- или тератозооспермия, когда нарушения в количественных и качественных показателях спермы наблюдаются при отсутствии анамнестических факторов риска, отсутствии нарушений в результатах медицинского осмотра и гормональных исследований. Антиоксиданты – популярные препараты для лечения мужского бесплодия. Однако данные об их эффективности противоречивы.
Цель исследования:
показать возможности отечественного биологически активного комплекса АндроДоз® для лечения идиопатического мужского бесплодия.
Материал и методы:
в исследовании участвовали 30 мужчин из бесплодных пар в возрасте 25−45 лет. Исследование эякулята проводили в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Определяли содержание активных форм кислорода в нативном эякуляте и отмытых сперматозоидах. Повреждение хромосом сперматозоидов характеризовали по фрагментации ДНК, оцениваемой методом дисперсии хроматина в агарозном геле. Анализ эякулята проводили до и во время лечения препаратом АндроДоз® перорально по 4 капсулы в сутки (по 2 утром и вечером).
Результаты:
через 1,5 мес. лечения у 2/3 пациентов наблюдалось уменьшение процента и степени фрагментации ДНК в среднем на 5 и 10% соответственно (р<0,01); уменьшилась выраженность оксидативного стресса в 70% случаев в среднем по группе более чем в 2 раза (p<0,05). Показатели стандартной спермограммы при этом не менялись.
Выводы:
препарат АндроДоз® может применяться при лечении идиопатического мужского бесплодия с признаками оксидативного стресса и нарушениями целостности ДНК сперматозоидов; на данную терапию позитивными изменениями качества спермы реагируют около 2/3 пациентов.
Ключевые слова: мужское бесплодие, оксидативный стресс, фрагментация ДНК, антиоксиданты.
Для цитирования: Божедомов В.А., Липатова Н.А., Божедомова Г.Е., Щербакова Е.В., Комарина Р.А. Применение комплекса нутриентов для лечения мужского бесплодия // РМЖ. 2016. №23. С. 1546-1552
Food additive for male infertility
Bozhedomov V.A. 1−4 , Lipatova N.A. 2 , Bozhedomova G.E. 2,3, Shcherbakova E.V. 2 , Komarina R.A. 2
1
Outpatient Department No. 1 of the Department for Presidential Affairs, Moscow
2
N.A. Semashko Road Clinical Hospital, Moscow
3
.M. Sechenov First Moscow State Medical University
4
Peoples" Friendship University of Russia, Moscow
Half of the barren marriage cases accounts for male infertility. The most common causes (35−40%) of male infertility are idiopathic oligospermia, asthenospermia, and/or teratospermia. In these cases, abnormal sperm quantity and quality are not associated with anamnestic risk factors, abnormal medical examinations or hormonal imbalances. Antioxidants are popular agents for male infertility, however, their efficacy is controversial.
Aim.
To analyze the efficacy of domestic bioactive additive AndroDoz® for idiopathic male infertility.
Patients and methods.
30 men from infertile couples aged 25−45 were enrolled. Ejaculate was examined according to WHO recommendations (including ROS measurement in native ejaculate and washed spermatozoa). Chromosomal aberrations in spermatozoa were assessed by DNA fragmentation evaluated with sperm chromatin dispersion test. Ejaculate was tested before and in the course of the treatment (oral AndroDoz® 2 capsules twice a day).
Results.
After 1.5 months, the percentage and the degree of DNA fragmentation reduced by 5% and 10%, respectively, in two-third of the patients (p<0.01). The severity of oxidative stress decreased more than twice in 70% of the patients (p<0.05). Standard spermogram parameters remained unchanged.
Conclusions.
AndroDoz® can be recommended for idiopathic male infertility with oxidative stress and altered DNA integrity of spermatozoa. Two-third of the patients respond to this treatment demonstrating sperm quality improvement.
Key words: male infertility, oxidative stress, DNA fragmentation, antioxidants.
For citation:
Bozhedomov V.A., Lipatova N.A., Bozhedomova G.E. et al. Food additive for male infertility // RMJ. 2016. № 23. P.1546 –1552.
В статье рассматривается применение комплекса нутриентов для лечения мужского бесплодия
Введение
Мужской фактор имеет место в половине случаев бесплодного брака . В настоящее время принято считать, что наиболее частой причиной мужского бесплодия − 35−40% случаев − являются идиопатическая олиго-, астено- или тератозооспермия, когда нарушения в количественных и качественных показателях спермы наблюдаются при отсутствии анамнестических факторов риска, отсутствии нарушений в результатах медицинского осмотра и гормональных исследований .Большое количество различных лекарственных препаратов испытывали в таких случаях в целях улучшения качества спермы . В последние годы активно используют антиоксиданты, которые представляют собой природные или синтетические биомолекулы, препятствующие повреждению клеток вследствие оксидативного стресса (ОС), вызванного действием избыточного количества активных форм кислорода (АФК) . К антиоксидантам относят витамины Е, С, А, карнитины, цинк, селен, растительные экстракты и некоторые другие препараты и вещества. Несколько рандомизированных клинических испытаний показали возможность применения антиоксидантных добавок для лечения мужской субфертильности . По результатам метаанализов M.G. Showell et al. антиоксиданты улучшают жизнеспособность, концентрацию и прогрессивную подвижность, связывание с яйцеклеткой, снижают фрагментацию ДНК сперматозоидов, повышают процент беременностей при естественном зачатии и программах вспомогательных репродуктивных технологий. Но характеризуя качество включенных в анализ исследований, авторы обзора отмечают, что уровень доказательности при этом «низкий» и «очень низкий». Авторы заключают: «Антиоксиданты, возможно, могли быть эффективны в лечении субфертильных мужчин, но представление результатов исследований было слишком непоследовательным, чтобы быть уверенными в этих результатах» . По мнению E.G. Hughes et al. , комбинация антиоксидантов более эффективна: вероятность спонтанной беременности повышается в 4,2 раза (95% ДИ 2,7−6,6), рождения детей – в 4,9 раза (95% ДИ 1,9−12,2). Невысокая стоимость и относительно низкий риск токсичности антиоксидантов являются привлекательными для пациентов и врачей, поэтому они рекомендованы Европейской ассоциацией урологов (EAU) для лечения мужского бесплодия, однако, как подчеркивается в последнем Руководстве EAU, не для идиопатических форм .
Цель настоящего исследования: показать возможности отечественного биологически активного комплекса АндроДоз® для лечения идиопатического мужского бесплодия. АндроДоз® является дополнительным источником L-карнозина, карнитина, коэнзима Q10, глицирризиновой кислоты, селена, цинка, витаминов Е и А.
Материал и методы
Исследование проходило в период с февраля по июль 2016 г. В нем участвовали 30 мужчин из бесплодных пар в возрасте 25−45 лет. Критериями включения в исследование являлись:отсутствие беременности в браке более 12 мес. половой жизни без контрацепции;
наличие сперматозоидов в эякуляте;
идиопатическая олиго-, астено- или тератозооспермия;
отсутствие инфекций репродуктивного тракта (Chlamydia trachomatis, Ureaplasma urealyticum, Mycoplasma hominis, 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 дисфункций.
Критериями исключения являлись:
установленные генетические причины бесплодия (синдром Клайнфельтера, микроделеции AZF, CFTR);
азооспермия;
пиоспермия;
гиперпродукция фолликулостимулирующего гормона;
пальпируемое варикоцеле, подтвержденное результатами УЗИ;
наличие иммунного фактора бесплодия (MAR IgG>10%);
выраженная соматическая патология;
психосексуальная и эякуляторная дисфункции.
Исследование эякулята проводили в соответствии с требованиями ВОЗ : определяли концентрацию, подвижность и долю нормальных форм, вычисляли количество прогрессивно подвижных сперматозоидов в эякуляте и интегральный индекс качества спермы (объем эякулята × концентрация сперматозоидов × доля прогрессивно подвижных форм × доля нормальных форм). Методом смешанной реакции агглютинации определяли процент подвижных сперматозоидов, покрытых АСАТ (SpermMar Kit, FertiPro, Belgium). Оценку ОС осуществляли путем определения интенсивности свободнорадикальных процессов методом люминолзависимой хемилюминесценции с использованием люминометра «LKB-Wallac 1256» (Финляндия) и «Хемилюминометра-003» (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 в Руководстве ВОЗ . Повреждение хромосом сперматозоидов характеризовали по фрагментации ДНК, оцениваемой методом дисперсии хроматина (Halosperm®; Halotech DNA, Spain) в геле инертной агарозы с визуальной оценкой под микроскопом образования ореола после кислотной денатурации ДНК и лизирования протеинов ядра . В соответствии с рекомендациями производителя тест-системы оценивали процент сперматозоидов с признаками апоптоза и степень нарушения образования ореола по 5-балльной шкале.
Анализ эякулята проводили до и во время лечения препаратом АндроДоз® перорально по 4 капсулы в сутки (по 2 утром и вечером). В нескольких отечественных публикациях уже были описаны эффекты применения данного препарата у мужчин . Особенность нашего исследования заключалась в оценке не только показателей стандартной спермограммы, но и продукции АФК и состояния хроматина, который нередко нарушен при ОС .
Обработку эмпирических данных проводили с использованием программы «Statistica» (StatSoft, USA). Средние значения по группам представляли в виде M±SD, медианы, 25−75% процентилей, диапазона «невыпадающих значений». На графиках Box-and-whisker «выпадающими» являлись точки, находящиеся далеко от центра распределения и нехарактерные для него (возможно, это результаты ошибок наблюдения или выбросы). Значимость различий между группами проверяли с помощью критерия Стьюдента для попарно связанных вариант (t), знаков (Z), Вилкоксона (W); различия считали значимыми при p<0,05.
Мы представляем данные об эффектах, наблюдаемых в ранние сроки (1,5 мес.) лечения.
Результаты
Средний возраст пациентов, включенных в исследование, составлял 34,0+6,95 года. Первичное бесплодие было у 18 человек (59%), длительность бесплодия составляла в среднем по группе 28,9±15,9 мес.Основные показатели спермограммы – объем эякулята, концентрация, процент прогрессивно подвижных и морфологически нормальных сперматозоидов через 1,5 мес. лечения существенных изменений не претерпели (табл. 1). Соответственно не изменились и интегральные расчетные величины: количество прогрессивно подвижных сперматозоидов в эякуляте и индекс качества спермы (см. табл. 1; p>0,05). В то же время отмечено статистически значимое уменьшение процента сперматозоидов со смешанной патологией: в абсолютных значениях − 8% для средней по группе и 11% для медианы (рис. 1; p<0,01); положительная динамика данного показателя имела место у 80% пациентов (p<0,01).
Через 1,5 мес. лечения наблюдалось значимое уменьшение повреждения ДНК сперматозоидов (табл. 2; рис. 2). Процент сперматозоидов с фрагментацией ДНК в абсолютных значениях снижался в среднем по группе на 4%, медиана – на 5% (относительно исходного уровня −23% для средней, p<0,01 и −28% для медианы, р=0,01); меньше стала степень выраженности таких нарушений, оцениваемых по степени дисперсии хроматина (−10% для средней, p<0,05 и −12% для медианы, p<0,01). Положительная динамика фрагментации ДНК на фоне лечения имела место у 67% мужчин (p>0,05).
На фоне лечения статистически значимо уменьшилась выраженность ОС, о чем свидетельствовало уменьшение продукции АФК отмытыми сперматозоидами в 70% случаев (табл. 3; p<0,05) в среднем по группе более чем в 2 раза; изменения медианы были еще более наглядны – −82% (рис. 3; p<0,05). При этом продукция АФК в нативном эякуляте изменялась статистически несущественно и даже имела тенденцию к повышению (см. табл. 3; p>0,05).
Обсуждение
Антиоксиданты – популярные препараты для лечения нарушений качества спермы, по данным разных публикаций . Различные фармкомпании предлагают готовые комплексы нутриентов, способных, по мнению производителей, улучшать мужскую фертильность. Наши данные подтвердили положительный эффект отечественного комплекса АндроДоз® при мужском бесплодии, связанном с ОС. Продукция АФК отмытыми сперматозоидами уменьшалась, по данным нашего исследования, в среднем в 2−5 раз по сравнению с исходным уровнем. Выраженность внутриклеточного ОС, оцениваемого по продукции АФК отмытыми сперматозоидами, имеет особое значение, поскольку непосредственная близость между сперматогенными свободными радикалами и ДНК сперматозоида обусловливает их наибольшую роль в нарушении фертильности.Одновременно происходило уменьшение процента сперматозоидов с фрагментацией ДНК и выраженность таких нарушений хроматина. Снижение индекса фрагментации составило в среднем 4−5% в абсолютных значениях, или почти четверть от исходного уровня. Поскольку взаимосвязь между количеством АФК в сперме, выраженностью ОС сперматозоидов и фрагментацией их ДНК признается большинством специалистов , такие результаты нашего исследования представляются вполне логичными.
В то же время было установлено, что положительная динамика продукции АФК и фрагментации ДНК на фоне лечения имела место только в 2/3 случаев. При этом не всегда улучшение данных показателей наблюдалось при высоких уровнях ОС и фрагментации ДНК и наоборот. Нам остается непонятным, почему уменьшилась выраженность внутриклеточного ОС, оцениваемого по продукции АФК отмытыми сперматозоидами, но не изменилась продукция АФК в нативном эякуляте, ведь антиоксиданты должны были химически связать активные радикалы и в том и в другом случае. Поскольку в данное исследование были включены пациенты без признаков инфекционно-воспалительного процесса, эффект трудно объяснить влиянием спермальных лейкоцитов. Выяснение данных закономерностей должно стать предметом дальнейших исследований.
Одновременно полученные нами данные показали, что стандартные показатели спермограммы – объем, концентрация, подвижность и морфология сперматозоидов − менялись на фоне проведенного лечении несущественно, в то время как, по данным А.А. Камалова и соавт. , увеличение показателей спермограммы происходит в 87,6%, по данным М.К. Алчинбаева и соавт. − в 92% случаев. Е.С. Дендеберов и соавт. пишут о том, 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%. Данные А.А. Проскурина и соавт. еще более оптимистичны: увеличение объема в 1,95 раза, подвижности в 7,43 раза, концентрации в 1,53 раза и процента нормальных форм в 6,75 раза от исходных значений. Однако такие данные вызывают сомнения: на сегодняшний день не существует способов лечения, способных увеличить долю нормальных форм на 50−675% .
Отсутствие значимого улучшения показателей стандартной спермограммы в нашем исследовании (за исключением уменьшения процента сперматозоидов со смешанной патологией, положительная динамика данного показателя имела место в 80% случаев), возможно, объясняется тем, что период наблюдения составил лишь 1,5 мес., в то время как продолжительность цикла сперматогенеза, включая период прохождения через придаток, составляет порядка 3-х месяцев . Возможно, улучшение других показателей стандартной спермограммы может произойти при более длительном применении препарата. Также очевидно, что имеют значение исходные показатели спермограммы: степень олиго-, астено- и тератозооспермии и их сочетания. Уточнение возможностей препарата при лечении различных форм патозооспермии станет предметом обсуждения в последующих публикациях.
Вывод о том, что применение коммерческих витаминных и антиоксидантных комплексов не всегда приводит к выраженному улучшению параметров стандартной спермограммы, согласуется с данными ряда зарубежных контролируемых исследований . Так, назначение комплекса антиоксидантов показало улучшение подвижности сперматозоидов только в 3 из 6 подобных исследований , концентрация увеличилась только в 1 из 6 .
Возможно, эффективность того или иного антиоксидантного препарата зависит от его качественного и количественного состава. Эффективные дозы монопрепаратов антиоксидантов, по данным ряда обзоров, составляют: витамин Е >300 мг/сут, витамин С >1000 мг/сут, карнитины (L- и acetyl-) >3000 мг/сут, селен – 100−225 мкг/сут, коэнзим Q10 – 60−200 мг/сут, цинк (ZnSO4) – 66−400 мг/сут, глутатион – 600 мг/сут , что значительно превышает установленные суточные верхние допустимые уровни потребления для этих веществ и делает небезопасным их длительное применение. Несбалансированные антиоксидантные комплексы могут вызвать чрезмерную элиминацию свободных радикалов кислорода, необходимых для нормального протекания акросомной реакции и капацитации сперматозоидов и индуцировать восстановительный стресс в качестве ребаунд-эффекта. Имеются данные, что при переизбытке антиоксидантов наблюдается увеличение деконденсации ядерного хроматина сперматозоидов более 20%, что, по мнению F. Absalan, Y. Menezo et al., приводит к привычному невынашиванию беременности . Изменение структуры хроматина может вызвать изменения в экспрессии генов и повлиять на процесс имплантации в результате асинхронной конденсации хромосом, а также наличия цитоплазматических фрагментов в эмбрионе. Установлено, что длительный прием такого известного антиоксиданта, как аскорбиновая кислота, или высокие ее дозировки имеют весьма неоднозначное значение для стимуляции сперматогенеза. Витамин С в гипердозах разрушает дисульфидные связи белков, способствуя их денатурации, что приводит к окислению мембран в фазе I и III сперматогенеза и неправильной упаковке ДНК .
Поэтому зачастую коммерчески выпускаемые препараты представляют собой компромисс, где низкие (безопасные для применения, на уровне физиологических) дозировки антиоксидантов компенсируются широким набором действующих веществ, в надежде на их синергизм.
Таким образом, несмотря на все преимущества антиоксидантной терапии, назначать препараты этой группы следует с определенной осторожностью, выбирая сбалансированные препараты с хорошей доказательной базой.
Кроме того, антиоксиданты могут быть эффективны только в случае избытка АФК и развития ОС. Поскольку ОС является причиной ухудшения качества спермы далеко не всегда − в 30−80% случаев, по данным M.G. Showell et al. , и около 40% по нашим данным , − назначение антиоксидантов для лечения мужского бесплодия кажется оправданным только для этих случаев.
Очевидно, поэтому Руководство EAU также не рекомендует назначать прием антиоксидантов всем мужчинам подряд с идиопатическим бесплодием. В настоящее время имеются убедительные данные об эффективности приема мужчинами оральных антиоксидантов лишь при подготовке пары к последующему экстракорпоральному оплодотворению, в то время как роль антиоксидантов в процессе естественного зачатия пока нуждается в дальнейшем изучении .
Исходя из последнего, посвященного настоящей теме Кохрановского обзора M.G. Showell et al. , включающего 48 исследований, в которых сравнивали монокомпонентные и комбинированные антиоксиданты с плацебо, отсутствием лечения или другим антиоксидантом в популяции из 4179 субфертильных мужчин, антиоксиданты, по всей вероятности, все же являются эффективными в качестве прегравидарной подготовки у субфертильных мужчин. Ожидаемая частота наступления клинической беременности для субфертильных мужчин, которые не принимали каких-либо антиоксидантов, составила 6 случаев из 100 по сравнению с 11−28 случаями из 100 мужчин, принимавших антиоксиданты. Также результаты обзора показали, что ожидаемый уровень живорождений для субфертильных мужчин в группе плацебо или без терапии составляет 5 из 100 по сравнению с мужчинами, принимавшими антиоксиданты, – от 10 до 31 из 100.
Таким образом, нами показано, что применение отечественного комплекса АндроДоз® в дозе 4 капсулы в сутки уже через 1,5 мес. лечения приводит к улучшению качества сперматозоидов − значимому уменьшению процента сперматозоидов со смешанной патологией и/или фрагментацией ДНК на фоне уменьшения продукции АФК отмытыми сперматозоидами, что связано с уменьшением выраженности ОС мужских гамет.
Целостность мужской ДНК имеет жизненно важное значение для взаимодействия сперматозоида и яйцеклетки, оплодотворения и раннего эмбрионального развития, в связи с чем полученные результаты представляют несомненный практический интерес.
Выводы
1. Препарат АндроДоз® может применяться при лечении идиопатического мужского бесплодия с признаками ОС и нарушениями целостности ДНК сперматозоидов; на данную терапию позитивными изменениями качества спермы реагируют около 2/3 пациентов.2. На фоне данного лечения статистически значимо уменьшается продукция АФК отмытыми сперматозоидами, что свидетельствует об уменьшении выраженности ОС мужских гамет.
3. На фоне данного лечения происходит значимое улучшение структуры ДНК сперматозоидов у 67% мужчин.
4. Отмечено статистически значимое уменьшение процента сперматозоидов со смешанной патологией в спермограмме в 80% случаев.
5. За 1,5 мес. лечения препаратом АндроДоз® значимого улучшения остальных показателей спермограммы (объем, концентрация, доля прогрессивно подвижных и морфологически нормальных форм) не наблюдалось, изменения этих показателей имели разнонаправленный характер.
6. Существенно ограничивали исследование отсутствие контрольной группы, непродолжительность наблюдения и отсутствие учета наступивших беременностей. Соответственно требуются дополнительные исследования.
Литература
1. WHO Manual for the Standardized Investigation, Diagnosis and Management of the Infertile Male. Cambridge: Cambridge University Press, 2000; 91.
2. Andrology: Male Reproductive Health and Disfunction. 3rd. E.Nieschlag., H.M. Behre, S. Nieschlag (Ed.), 2010; 629.
3. Male infertility / S.J. Parekattil, A. Agarwal (Ed.), 2012, Springer; 518.
4. Jungwirth A. (Ed.), Diemer T., Dohle G.R. et al. Guidelines on Male Infertility. © European Association of Urology. 2016; 42.
5. Сухих Г.Т., Божедомов В.А. Мужское бесплодие. Практическое руководство для урологов и гинекологов, М.: Эксмо, 2009. 240 с.: ил. Медицинская практика .
6. Божедомов В.А. Мужской фактор бездетного брака – пути решения проблемы. Урология. 2016. № 1 (Приложение 1). С. 28–34 .
7. Mirone V. (Ed.). Clinical Uro-Andrology. Springer; 2015. P. 197–205.
8. Hughes E.G., Grantmyre J., Zini A. An integrated approach to male-factor subfertility: bridging the gap between fertility specialists trained in urology and gynaecology // J Obstet Gynaecol Can. 2015 Mar. Vol. 37(3). P. 258–265.
9. Jae Hung Jung, Ju Tae Seo. Empirical medical therapy in idiopathic male infertility: Promise or panacea? // Clin Exp Reprod Med. 2014. Vol. 41(3). P. 108–114.
10. Singh A., Jahan N., Radhakrishnan G. et al. To Evaluate the Efficacy of Combination Antioxidant Therapy on Oxidative Stress Parameters in Seminal Plasma in the Male Infertility // J Clin Diagn Res. 2016. Vol. 10(7). P. 14–17.
11. Garolla A., Ghezzi M., Cosci I. et al. FSH treatment in infertile males candidate to assisted reproduction improved sperm DNA fragmentation and pregnancy rate. Endocrine. 2016 Jul 27. .
12. Simoni M., Santi D., Negri L. et al. Treatment with human, recombinant FSH improves sperm DNA fragmentation in idiopathic infertile men depending on the FSH receptor polymorphism p.N680S: a pharmacogenetic study // Hum Reprod. 2016 Sep. Vol. 31(9). P. 1960–1969.
13. Божедомов В.А., Торопцева М.В. Ушакова И.В. и соавт. Активные формы кислорода и репродуктивная функция мужчин: фундаментальные и клинические аспекты (обзор литературы) // Андрология и генитальная хирургия. 2011. №. 3. С. 26–33 .
14. Zini A., Fischer M.A., Nam R.K. et al. Use of alternative and hormonal therapies in male infertility. Urology 2004. Vol. 63. P. 141–143.
15. Tremellen K. Oxidative stress and male infertility – a clinical perspective. Hum.Reprod.Update. 2008. Vol. 14(3). P. 243–258.
16. Agarwal A., Sekhon L.H. Oxidative stress and antioxidants for idiopathic oligoasthenoteratospermia: Is it justified? // Indian J Urol 2011. Vol. 27. P. 74.
17. Sabeti P., Pourmasumi S., Rahiminia T. et al. Etiologies of sperm oxidative stress. Int J Reprod BioMed 2016. Vol. 14. P. 231–240.
18. Akmal M., Qadri J.Q., Al-Waili N.S. et al. Improvement in human semen quality after oral supplementation of vitamin C // J Med Food. 2006 Fall. Vol. 9(3). P. 440–442.
19. Ross C., Morriss A., Khairy M. et al. A systematic review of the effect of oral antioxidants on male infertility // Reprod Biomed Online. 2010. Vol. 20(6). P. 711–123.
20. Zini A., Al-Hathal N. Antioxidant therapy in male infertility: fact or fiction? // Asian J Androl. 2011. Vol. 13(3). P. 374–381.
21. Showell M.G., Mackenzie-Proctor R., Brown J. et al. Antioxidants for male subfertility. Cochrane Database Syst Rev. 2014. (12):CD007411. doi: 10.1002/14651858.CD007411.pub3. Epub 2014 Dec 15.
22. WHO (2010) WHO Laboratory Manual for the Examination and Processing of Human Semen, 5th edn. WHO, Geneva.
23. Agarwal A., Deepinder F. Determination of seminal oxidants (reactive oxygen species) // Infertility in the Male, 4th edn (eds L.I. Lipshults, S.S. Howards & C.S. Niederberger), 2009. P. 618–632.
24. Gosalvez J., Lopez-Fernandez C., Fernandez J.L.Sperm chromatindispersion test: technical aspects and clinical applications // Sperm Chromatin. Biological and Clinical Applications in MaleInfertility and Assisted Reproduction. Zini A., Agarwal A. (Eds.), Springer. 2011. P. 151–170.
25. Камалов А.А., Абоян И.А., Ситдыкова М.Э. и соавт. Применение биологически активного комплекса Андродоз® у пациентов с патоспермией и иммунолгическим фактором инфертильности. Результаты мультицентрового клинического исследования // Фарматека. 2014. № 4. С. 29–40 .
26. Алчинбаев М.К., Медеубеков У.Ш., Хусаинов Т.Э. и соавт. Новые подходы к лечению патоспермии // Урология. 2013. № 2. С. 46–49 .
27. Дендеберов Е.С., Виноградов И.В. Опыт применения биокомплекса АндроДоз для фертилизации больных с идиопатической патоспермией // Эффективная фармакотерапия. № 2014. Т. 47 (Урология и нефрология № 4). С. 2–3 .
28. Проскурин А.А., Голубкин Е.А., Поливин П.А., Казарян Э.Э. Сравнительная оценка эффективности комплексной терапии идиопатического бесплодия // Проблемы репродукции. 2013. № 6. С. 65– 66 .
29. Неймарк А.И., Клепикова И.И., Неймарк Б.А. и соавт. Применение препарата АндроДоз у мужчин с нарушением фертильности // Андрология и генитальная хирургия. 2013. № 4. С. 44–52 .
30. Aitken J.R., De Iuliis G.N. Role of oxidative stress in the etiology of sperm DNA damage // Sperm chromatin: biological and clinical application in male infertility and assisted reproduction / A.Zini, A.Agarwal (Ed.). 2011. Springer. Р. 277–294.
31. Agarwal A., Durairajanayagam D., du Plessis D.S. Utility of antioxidants during assisted reproductive techniques: an evidence based review // Reproductive Biology and Endocrinology 2014. Vol. 12. P. 112.
32. Yao D.F., Mills J.N. Male infertility: lifestyle factors and holistic, complementary, and alternative therapies // Asian Journal of Andrology. 2016. Vol. 18. P. 410–418.
33. Scott R., MacPherson A., Yates R.W., Hussain B., Dixon J. The effect of oral selenium supplementation on human sperm motility // Br J Urol. 1998. Vol. 82. P. 76–80.
34. Keskes-Ammar L., Feki-Chakroun N., Rebai T., Sahnoun Z., Ghozzi H., Hammami S. et al. Sperm oxidative stress and the effect of an oral vitamin E and selenium supplement on semen quality in infertile men // Syst Biol Reprod Med. 2003. Vol. 49. P. 83–94.
35. Omu A., Al-Azemi M., Kehinde E., Anim J., Oriowo M., Mathew T. Indications of the mechanisms involved in improved sperm parameters by zinc therapy // Med Princ Pract. 2008. Vol. 17. P. 108–116.
36. Galatioto G.P., Gravina G.L., Angelozzi G. et al. May antioxidant therapy improve sperm parameters of men with persistent oligospermia after retrograde embolization for varicocele? // World Journal of Urology. 2008. Vol. 26. P. 97–102.
37. Lombardo F., Sansone A., Romanelli F. et al. The role of antioxidant therapy in the treatment of male infertility: an overview // Asian Journal of Andrology. 2011. Vol. 13. P. 690–697.
38. Menezo Y.J., Hazout A., Panteix G., Robert F., Rollet J., Cohen-Bacrie P., Chapuis F., Clement P., Benkhalifa M. Antioxidants to reduce sperm DNA fragmentation: an unexpected adverse effect .// Reprod Biomed Online 2007. Vol. 14. P. 418– 421.
39. Absalan F., Ghannadi A. Value of sperm chromatin dispersion test in couples with unexplained recurrent abortion. J Assist Reprod Genet. 2012. Vol. 29. P. 11–14.
40. Gharagozloo P., Aitken R.J. The role of sperm oxidative stress in male infertility and the significance of oral antioxidant therapy // Hum Reprod. 2011. Vol. 26(7). P. 1628–1640.
41. Lombardo F., Sansone A., Romanelli F., Paoli D., Gandini L., Lenzi A. The role of antioxidant therapy in the treatment of male infertility: an overview // Asian J Androl. 2011. Vol. 13. P. 690–737.
42. Giustarini D., Dalle-Donne I., Colombo R., Milzani A., Rossi R. Is ascorbate able to reduce disulfide bridges? // A cautionary note. Nitric Oxide 2008. Vol. 19. P. 252–258.
43. Menezo Y., Evenson D., Cohen M., Dale B. Effect of antioxidants on sperm genetic damage // Adv Exp Med Biol. 2014. Vol. 791. P. 173– 89. doi: 10.1007/978-1-4614-7783-9_11. Review. PubMed PMID: 23955679.
1 Системная красная волчанка (СКВ) является классическим аутоиммунным заболеванием, в патогенезе которого ведущую роль играют гиперпродукция цитотоксических аутоантител к ДНК, формирование иммунных комплексов с их последующей фиксацией под базальной мембраной эпидермиса и в стенках мелких сосудов, а также процессы апоптоза. В развитии органных поражений при этом заболевании особое значение имеет увеличение продукции фагоцитами активных форм кислорода (АФК), обладающих высоким гистодеструктивным действием. В доступной литературе мы не нашли работ относительно особенностей продукции активных форм кислорода (АФК) ключевыми клетками острого и хронического воспалительного процесса - циркулирующими нейтрофилами и моноцитами при суставном синдроме у больных СКВ.
Нами исследована продукция АФК нейтрофилами (Нф) и моноцитами(Мн) с помощью тестов люминолзависимой и люцигенинзависимой (спонтанной и индуцированной убитым стафилококком) хемилюминесценции (ХЛ), отражающих соответственно продукцию высокотоксичных активных форм кислорода (АФК) в системе миелопероксидазы и супероксиданиона у 66 больных СКВ, а также у 22 здоровых доноров. Средний возраст больных СКВ составлял 41,4±10,9 года, длительность процесса соответственно 11±4 года. Минимальная степень активности воспалительного процесса (А1) диагностирована у 41 больного (62,1%), умеренная (АII) - у 25 (37,9%). Острое течение заболевания встречалось у единичных больных (данные их обследования не включены в настоящую работу), подострое течение - у 38 (57,6%), хроническое - у 28 (42,4%). Суставной синдром при СКВ встречался у 49 больных (74,2%).
У больных СКВ, как при наличии, так и при отсутствии поражения суставов, продукция АФК, как Нф, так и Мн, по данным тестов спонтанной люцигенин- и люминолзависимой ХЛ была увеличена по сравнению с показателями группы контроля, характеризуясь выработкой широкого спектра АФК, в том числе высокотоксичных, с мощным гистодеструктивным действием. Индуцированные тесты ХЛ характеризовались вариабельностью, а коэффициенты активации фагоцитов при обеих формах красной волчанки, как правило, были уменьшены, указывая на снижение резервных функций циркулирующих фагоцитов.
При сравнении исследуемых показателей у больных СКВ в зависимости от наличия или отсутствия у них суставного синдрома констатировано снижение индуцированной люцигенинзависимой ХЛ Нф и спонтанной люминолзависимой ХЛ Нф у пациентов с поражениями суставов по сравнению с аналогичными данными в группе больных СКВ с отсутствием суставных поражений.
Проведенные исследования свидетельствуют о повышенной продукции АФК циркулирующими фагоцитами при СКВ, независимо от того, имеются или отсутствуют поражения суставов. Вместе с тем, развитие поражений суставов у больных СКВ сопровождается снижением некоторых показателей окислительного стресса нейтрофилов, что демонстрирует многоликость проявлений окислительного стресса фагоцитов в зависимости от клинических проявлений, в частности, от развития суставных поражений.
Работа представлена на II научную конференцию студентов, молодых ученых и специалистов с международным участием «Современные проблемы науки и образования», 19-26 февраля 2005г. Хургада (Египет)
Библиографическая ссылка
Романова Н.В. ПРОДУКЦИЯ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА ЦИРКУЛИРУЮЩИМИ ФАГОЦИТАМИ И СУСТАВНОЙ СИНДРОМ ПРИ СИСТЕМНОЙ КРАСНОЙ ВОЛЧАНКЕ // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 3. – С. 116-116;URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8239 (дата обращения: 30.01.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» 1
Настоящая обзорная статья рассматривает существующие в настоящее время представления о механизмах, которые лежат в основе генерации активных форм кислорода при пермеабилизации митохондриальных мембран. Рассмотрена роль ионов кальция и комплексов дыхательной цепи митохондрий. Обсуждается влияние уровня пиридиновых нуклеотидов, компонентов антиоксидантной системы, а также участие матриксных Са2+-активируемых дегидрогеназ. В литературе имеются данные, показывающие, что индукция митохондриальной Са2+-зависимой поры вызывает конформационные перестройки дыхательных комплексов I, II и III, что усиливает генерацию активных форм кислорода. Вход кальция в матрикс митохондрий может увеличивать скорости продукции активных форм кислорода за счет активации пируватдегидрогеназы и а-кетоглутаратдегидрогеназы, а также способствовать выходу цитохрома с в цитозоль при индукции митохондриальной поры. Выход глутатиона и восстановленных пиридиновых нуклеотидов через пору снижает антиоксидантную защиту матрикса митохондрий и увеличивает продукцию супероксид аниона и перекиси водорода. Явление всплеска активных форм кислорода, вызванного пермеабилизацией митохондрий, сопровождает различные патологические состояния, включая ишемию с последующей реперфузией, поэтому понимание молекулярных процессов, лежащих в его основе, необходимо для дальнейшей разработки способов его фармакологической коррекции.
активные формы кислорода
митохондриальная пора
дыхательная цепь митохондрий
1. Halestrap A.P., Richardson A.P. The mitochondrial permeability transition: a current perspective on its identity and role in ischaemia/reperfusion injury // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 2015. Vol. 78. P. 129-141.
2. Brookes P.S., Yoon Y., Robotham J.L. et al. Calcium, ATP, and ROS: a mitochondrial love-hate triangle // American Journal of Physiology. Cell Physiology. 2004. Vol. 287 (4). P. 817-833.
3. Ruiz-Ramírez A., López-Acosta O., Barrios-Maya M.A., El-Hafidi M. Cell death and heart failure in obesity: role of uncoupling proteins // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2016. Vol. 2016. P. 1-11.
4. Zorov D.B., Juhaszova M., Sollott S.J. Mitochondrial reactive oxygen species (ROS) and ROS-induced ROS release // Physiological Reviews. 2014. Vol. 94 (4). P. 909-950.
5. Andrienko T., Pasdois P., Rossbach A., Halestrap A.P. Real-time fluorescence measurements of ROS and in ischemic/reperfused rat hearts: detectable increases occur only after mitochondrial pore opening and are attenuated by ischemic preconditioning // PLoS ONE. 2016. Vol. 11 (12).
6. Korge P., John S.A., Calmettes G., Weiss J.N. Reactive oxygen species production induced by pore opening in cardiac mitochondria: the role of complex II // The Journal of Biological Chemistry. 2017. Vol. 292 (24). P. 9896-9905.
7. Korge P., Calmettes G., John S.A., Weiss J.N. Reactive oxygen species production induced by pore opening in cardiac mitochondria: The role of complex III // The Journal of Biological Chemistry. 2017. Vol. 292 (24). P. 9882-9895.
8. Batandier C., Leverve X., Fontaine E. Opening of the mitochondrial permeability transition pore induces reactive oxygen species production at the level of the respiratory chain complex I // The Journal of Biological Chemistry. 2004. Vol. 279 (17). P. 17197-17294.
9. Cadenas S. ROS and redox signaling in myocardial ischemia reperfusion injury and cardioprotection // Free Radical Biology and Medicine. 2018. Vol. 117. P. 76-89.
10. Chouchani E.T., Pell V.R., James A.M. et al. A unifying mechanism for mitochondrial superoxide production during ischemia-reperfusion injury // Cell Metabolism. 2016. Vol. 23 (2). P. 254-263.
11. Гривенникова В.Г., Виноградов А.Д. Генерация активных форм кислорода митохондриями // Успехи биологической химии. 2013. Т. 53. С. 245-296.
12. Maklashina E., Sher Y., Zhou H.Z. et al. Effect of anoxia/reperfusion on the reversible active/de-active transition of NADH-ubiquinone oxidoreductase (complex I) in rat heart // Biochimica et Biophysica Acta. 2002. Vol. 1556 (1). P. 6-12.
13. Grivennikova V.G., Kareyeva A.V., Vinogradov A.D. What are the sources of hydrogen peroxide production by heart mitochondria? // Biochimica et Biophysica Acta. 2010. Vol. 1797 (6-7). P. 939-944.
14. Chouchani E.T., Methner C., Nadtochiy S.M. et al. Cardioprotection by S-nitrosation of a cysteine switch on mitochondrial complex I // Nature Medicine. 2013. Vol. 19 (6). P. 753-759.
15. Imlay, J.A. A metabolic enzyme that rapidly produces superoxide, fumarate reductase of Escherichia coli // Journal of Biological Chemistry. 1995. Vol. 270. P. 19767-19777.
16. Siebels I., Drose S. Q-site inhibitor induced ROS production of mitochondrial complex II is attenuated by TCA cycle dicarboxylates // Biochimica et Biophysica Acta. 2013. Vol. 1827 (10). P. 1156-1164.
17. Quinlan C.L., Orr A.L., Perevoshchikova I.V. et al. Mitochondrial complex II can generate reactive oxygen species at high rates in both the forward and reverse reactions // Journal of Biological Chemistry. 2012. Vol. 287 (32). P. 27255-27264.
18. Grivennikova V.G., Kozlovsky V.S., Vinogradov A.D. Respiratory complex II: ROS production and the kinetics of ubiquinone reduction // Biochimica et Biophysica Acta. 2017. Vol. 1858 (2). P. 109-117.
19. Chouchani E.T., Pell V.R., Gaude E. et al. Ischaemic accumulation of succinate controls reperfusion injury through mitochondrial ROS // Nature. 2014. Vol. 515. P. 431-435.
20. Lemarie A., Huc L., Pazarentzos E. et al. Specific disintegration of complex II succinate:ubiquinone oxidoreductase links pH changes to oxidative stress for apoptosis induction // Cell Death and Differentiation. 2011. Vol. 18 (2). P. 338-349.
21. Huang L.S., Cobessi D., Tung E.Y., Berry E.A. Binding of the respiratory chain inhibitor antimycin to the mitochondrial bc1 complex: a new crystal structure reveals an altered intramolecular hydrogen-bonding pattern // Journal of Molecular Biology. 2005. Vol. 351 (3). P. 573-597.
22. Vercesi A.E. The participation of NADP, the transmembrane potential and the energy-linked NAD(P) transhydrogenase in the process of Ca2+ efflux from rat liver mitochondria // Archives of Biochemistry and Biophysics. 1987. Vol. 252 (1). P. 171-178.
23. Peng T.I., Jou M.J. Oxidative stress caused by mitochondrial calcium overload // Annals of the New York Academy of Sciences. 2010. Vol. 1201. P. 183-188.
24. Starkov A.A. An update on the role of mitochondrial α-ketoglutarate dehydrogenase in oxidative stress // Molecular and Cellular Neuroscience. 2013. Vol. 55. P. 13-16.
25. Nickel A.G., von Hardenberg A., Hohl M. et al. Reversal of mitochondrial transhydrogenase causes oxidative stress in heart failure // Cell Metabolism. 2015. Vol. 22 (3). P. 472-484.
26. Wei A.C., Liu T., Winslow R.L., O"Rourke B. Dynamics of matrix-free Ca2+ in cardiac mitochondria: two components of Ca2+ uptake and role of phosphate buffering // Journal of General Physiology. 2012. Vol. 139 (6). P. 465-478.
27. Denton R.M. Regulation of mitochondrial dehydrogenases by calcium ions // Biochimica et Biophysica Acta. 2009. Vol. 1787 (11). P. 1309-1316.
28. Patterson S.D., Spahr C.S., Daugas E. et al. Mass spectrometric identification of proteins released from mitochondria undergoing permeability transition // Cell Death and Differentiation. 2000. Vol. 7 (2). P. 137–144.
29. Ott M., Robertson J.D., Gogvadze V. et al. Cytochrome c release from mitochondria proceeds by a two-step process // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2002. Vol. 99 (3). P. 1259–1263.
30. Pereverzev M.O., Vygodina T.V., Konstantinov A.A., Skulachev V.P. Cytochrome c, an ideal antioxidant // Biochemical Society Transactions. 2003. Vol. 31. Pt. 6. P. 1312–1315.
Пермеабилизацию внешней мембраны митохондрий опрeделяют как резкое увеличение ее проницаемости для ионов и растворов массой менее 1,5 kDa, приводящее к потере мембранного потенциала, набуханию митохондрий, разрыву их внешней мембраны и выходу апоптогенных факторов. Этот процесс происходит после открывания мегаканала, известного как Са 2+ -зависимая неспецифическая митохондриальная пора (mPTP) . Открывание mPTP, по-видимому, является ключевым фактором, вызывающим клеточную гибель и необратимые повреждения органов при многих патологических состояниях, таких как ишемия с последующей реперфузией, нейродегенеративные заболевания, мышечная дистрофия.
Главным активатором mPTP является кальций, при этом чувствительность к катиону многократно увеличивается при окислительном стрессе . Такие условия наблюдаются при ишемии/реперфузии, и считается, что они являются главным триггером открывания mPTP. Предположение о том, что основной всплеск активных форм кислорода (АФК) происходит при открывании поры и после, долгое время ставилось под сомнение, так как известно, что ее индукция приводит к разобщению митохондрий, а это, в свою очередь, снижает продукцию АФК . Однако группой Д. Зорова было обнаружено, что аккумулирование АФК в матриксе митохондрий сердечных миоцитов при фотоактивации тетраметилродаминовых производных запускает индукцию mPTP, которая сопровождается многократно усиленной продукцией («всплеском») АФК. Данное явление авторы назвали АФК-индуцированный выход АФК («ROS - induced ROS releas» (RIRR)) . Впоследствии появилось много работ, демонстрирующих всплеск АФК, вызванный индукцией mPTP . Выход АФК в цитозоль может активировать редокс-чувствительные ферменты, а также запускать сложный сигнальный ответ и генерацию АФК в соседних митохондриях. Данный процесс имеет важное физиологическое и патологическое значение, поскольку может индуцировать гибель не только старых и поврежденных митохондрий и клеток, но и здоровых. Вопрос о путях образования АФК при индукции mPTP несет важную научную и практическую значимость, но к настоящему моменту остается открытым.
Цель исследования
Произвести обзор существующих в современной литературе данных и гипотез о сайтах и механизмах продукции АФК при пермеабилизации внешней мембраны митохондрий.
Комплекс I дыхательной цепи митохондрий
Комплекс I (НАДН-убихинон оксидоредуктаза) является одним из главных мест продукции АФК в митохондриях. Считается, что основными сайтами генерации АФК в нем выступают флавинмононуклеотид НАДН-связывающего сайта (сайт I f), и убисемихинон коэнзим Q-связывающего сайта (сайт I q) . Продукция супероксида на сайте I f происходит во время прямого транспорта электронов, когда ФМН находится в сильно восстановленном состоянии и зависит от соотношения НАДН/НАД + в матриксе. Ингибитор коэнзим Q-связывающего сайта ротенон увеличивает продукцию супероксида, так как вызывает возвращение электронов на ФМН. Продукция супероксида на комплексе I также происходит во время обратного транспорта электронов, когда пул коэнзима Q полностью восстановлен .
При патологических условиях увеличение эффективности АФК-генерирующих сайтов комплекса I могут быть связаны с его конформационными перестройками. Открывание mPTP сильно снижает ротенон-чувствительную активность НАДН-убихинон редуктазы и увеличивает продукцию Н 2 О 2 в присутствии ≥50 µМ НАДН . НАДН-убихинон оксидоредуктаза характеризуется медленным переходом из активного состояния в неактивное и наоборот. Это предполагает большие конформационные перестройки комплекса, по крайней мере той его части, которая вовлечена в ротенон-чувствительное восстановление убихинона . Было показано, что комплекс I, выделенный из сердца крыс, подвергшегося 30-минутной аноксичной перфузии, переходил в неактивное состояние и возвращался к активному после реоксигенации . Авторы предположили, что эти конформационные перестройки могут быть связаны с генерацией АФК после того, как ткани сердца, подвергшиеся коронарной окклюзии, реоксигенируются. Переход комплекса в неактивное состояние сопровождается специфическим демаскированием Cys39 субъединицы ND3 . Было показано, что нитрозирующие соединения, обратимо модифицирующие данный цистеин, могут использоваться в качестве фармакологической защиты от генерации АФК при реперфузии .
Комплекс II дыхательной цепи митохондрий
Комплекс II, или сукцинат-убихинон оксидоредуктаза, является тетрамерным, содержащим железо-серные кластеры флавопротеином внутренней мембраны митохондрий. Он одновременно участвует в работе цикла Кребса и дыхательной цепи, осуществляя превращение сукцината в фумарат и восстанавливая убихинон до убихинола.
Возможность образования АФК флавином фумаратредуктазы E. coli (сайт II f) в присутствии низких концентраций дикарбоновых кислот впервые была показана в работе . Впоследствии продукция АФК была продемонстрирована на субмитохондриальных частицах митохондрий бычьего сердца и скелетных мышц . Ингибитор комплекса II атпенин А5 и ингибитор комплекса III стигмателлин, который блокирует окисление убихинола комплексом III, стимулируют продукцию АФК комплексом II в присутствии сукцината. Малонат, напротив, ингибирует генерацию АФК комплексом II, что указывает на то, что АФК образуются на полностью восстановленном флавиновом сайте II f , хотя не исключены и другие сайты . Зависимость продукции перекиси водорода от концентрации сукцината имеет колоколообразную форму: уровень перекиси растет с увеличением концентрации субстрата до 400 μМ, затем значительно снижается при миллимолярных концентрациях, обычно используемых для энергизации митохондрий. Причиной этого явления является то, что комплекс II генерирует АФК только тогда, когда его флавиновый сайт II f не занят дикарбоновыми кислотами . Cукцинат и другие интермедиаты цикла Кребса, которые взаимодействуют с сайтом связывания дикарбоновых кислот, могут ограничивать доступ к нему кислорода и, таким образом, подавлять продукцию АФК комплексом II. Уровень сукцината и фумарата в матриксе увеличивается во время ишемии/гипоксии, однако это не предотвращает образование АФК. Напротив, было показано, что аккумулирование сукцината во время ишемии сильно коррелирует с продукцией АФК и повреждениями при реперфузии . Авторы предположили, что главным источником АФК в данных условиях является обратный поток электронов через комплекс I . Однако, в условиях длительной ишемии, когда мембраны полностью деполяризуются, данный механизм вряд ли осуществим. Альтернативный механизм генерации АФК предполагает получение доступа кислорода к восстановленному сайту II f из-за снижения содержания дикарбоновых кислот в его непосредственной близости в результате ускорения выхода сукцината и фумарата из матрикса при индукции mPTP . Данный механизм требует ингибирования комплекса II на уровне восстановления убихинона либо ингибирования окисления убихинола комплексом III.
Конформационные перестройки комплекса II также могут способствовать всплеску АФК при пермеабилизации мембран. Было показано, что при понижении внутриклеточного рН, наблюдающегося при апоптозе, происходит диссоциация комплекса II: субъединицы сукцинатдегидрогеназы SDHA и SDHB, осуществляющие окисление сукцината до фумарата и перенос электронов через железо-серные кластеры, отделяются от сайта восстановления коэнзима Q сукцинат CoQ оксидоредуктазы (SQR) . Это приводит к ингибированию активности SQR, при этом сукцинатдегидрогеназная активность остается в норме. Такая диссоциация приводит к прямому одноэлектронному восстановлению кислорода железо-серным кластером комплекса II. И хотя известно, что низкий рН является ингибитором mPTP, тем не менее данный механизм всплеска АФК может иметь место при ишемии, когда происходит падение рН. В это время могут происходить конформационные перестройки комплекса II, и впоследствии, при реперфузии, когда рН восстанавливается до исходного уровня, открывается mPTP и наблюдается всплеск АФК, образуемых на диссоциированном комплексе.
Комплекс III дыхательной цепи митохондрий
Комплекс III (убихинол-цитохром с оксидоредуктаза) - еще один возможный сайт образования АФК. Данный белок осуществляет перенос электронов от убихинона на цитохром с в процессе функционирования так называемого Q-цикла. В ходе данного процесса происходит образование нестабильного семихинона, который может передавать электрон на кислород, образуя при этом супероксидный радикал. Однако в нормальных условиях такая реакция маловероятна, так как семихинон быстро окисляется цитохромом b. Резкое возрастание уровня супероксида происходит при ингибировании комплекса антимицином А, а также при ишемии длительностью более 30 минут . Одной из причин данного явления могут быть его конформационные перестройки, вызванные связыванием ингибитора . На изолированных митохондриях сердца было показано, что комплекс III, заингибированный с помощью антимицина A, генерирует значительное количество АФК в присутствии Mg 2+ и НАД + и в отсутствии экзогенных субстратов при индукции mPTP кальцием и аламетицином. Авторы показали, что в этих условиях продукция перекиси водорода относится к Mg 2+ -зависимой генерации НАДН малатдегидрогеназой. Продукция H 2 O 2 ингибировалась стигмателлином и пирицидином, что указывает на важность НАДН-зависимого восстановления убихинона для генерации АФК в данных условиях. Эти данные подтверждают гипотезу, согласно которой во время ишемии при индукции mPTP увеличение концентрации Mg 2+ , НАД + в матриксе активирует малатдегидрогеназу, которая восстанавливает НАД + , используя малат, концентрация которого повышается вследствие увеличения уровня сукцината и фумарата. Восстановленные эквиваленты поступают на заингибированный комплекс III, в результате чего происходит всплеск АФК .
Роль пиридиновых нуклеотидов в генерации АФК
Раннее было показано, что окисление НАД(Ф)Н матрикса митохондрий предшествует открыванию mPTP . Кроме того, индукция поры приводит к утечке пиридиновых нуклеотидов в цитозоль клетки . Данное изменение баланса НАД(Ф)Н должно влиять на продукцию АФК при пермеабилизации митохондрий. Зависимость генерации АФК от концентрации НАДН была исследована группой А. Виноградова. Было показано, что максимальная продукция супероксида достигает максимума при концентрации НАДН 10-50 μМ, при миллимолярных концентрациях продукция радикала тормозится . Так как физиологические концентрации НАДН/НАД + пары матрикса находятся в миллимолярном диапазоне, то вклад комплекса I в генерацию АФК в нормальных условиях может быть незначительным. Было обнаружено, что в пермеабилизованных митохондриях происходит высокая, зависящая от отношения НАД(Ф)Н/НАД(Ф) + и стимулируемая ионами аммония продукция Н 2 О 2 . При этом выход перекиси водорода был нечувствителен к дикумаролу (ингибитору НАДН-хинон оксидоредуктазы) и НАДН-OH (ингибитору комплекса I), что указывает на матриксную локализацию H 2 O 2 -генерирующего сайта. Исследуемый белок обладал НАДН:липоамид оксидоредуктазной активностью и был идентифицирован как дигидролипоамиддегидрогеназа . Данный белок является важным компонентом (так называемым Е3 компонентом) двух ФАД-cодержащих митохондриальных ферментов: а-кетоглутаратдегидрогеназного комплекса и пируватдегидрогеназного комплекса. Согласно данным, полученным на очищенных комплексах и на изолированных митохондриях , компонент Е3 отвечает за продукцию супероксида и перекиси водорода. Было показано, что пермеабилизованные митохондрии сердца крыс, окисляющие НАДН, продуцируют около 50% перекиси водорода за счет работы комплекса I, а остальные 50% приходятся на долю дигидролипоамиддегидрогеназы .
Восстановленные формы пиридиновых нуклеотидов не только поставляют электроны в дыхательную цепь митохондрий, но также регулируют редокс-статус матрикса через про- и антиоксидантные белки. Одним из таких белков является глутатион, который, совместно с НАДФН, является субстратом антиоксидантных белков глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы . При открывании mPTP может происходит выход НАДФH и глутатиона, что вызывает накопление Н 2 О 2 . Более того, в данных условиях из-за падения мембранного потенциала никотинамиднуклеотидтрансгидрогеназа (НАДФН- трансгидрогеназа) не может поддерживать высокий уровень восстановленного НАДФ + , что способствует окислительного стрессу . В физиологических условиях данный фермент осуществляет регенерацию НАДФН в прямой реакции, используя НАДН в качестве субстрата. Эта реакция энергетически выгодна, поскольку трансгидрогенирование между НАДН и НАДФН связано с протонным градиентом вдоль внутренней мембраны. Однако в патологических условиях она может протекать в обратном направлении, регенерируя НАДН для синтеза ATP за счет утилизации НАДФН . Таким образом, антиоксидантная защита, связанная с уровнем восстановленности НАДФ + , падает, что способствует продукции H 2 O 2 .
Роль кальция в генерации АФК
Известно, что увеличение концентрации кальция в матриксе митохондрий запускает индукцию mPTP, при этом чувствительность поры к катиону увеличивается при окислительном стрессе, повышением уровня фосфата и снижением пула адениновых нуклеотидов . Концентрация ионов кальция в матриксе митохондрий находится в пределах примерно 10 nМ. При этом их кальциевая емкость очень высока, изолированные митохондрии способны секвестрировать более 1M кальция из среды, поддерживая концентрацию свободного кальция в микромолярных пределах, в которых происходит регуляция Ca 2+ -зависимых ферментов . К таким ферментам относятся пируватдегидрогеназа и а-кетоглутаратдегидрогеназа. Их активация приводит к усилению дыхания и синтеза АТФ и, вероятно, к повышению продукции АФК .
В процессе пермеабилизации митохондриальных мембран происходит выход из межмембранного пространства и матрикса примерно 100 белков, в том числе таких важных элементов антиоксидантной защиты, как глутатион и цитохром с .
Цитохром с является положительно заряженным белком, который связан с кардиолипином на внешней стороне внутренней мембраны митохондрий, а также с дыхательными комплексами III и IV. Было показано, что выход цитохрома с является двухступенчатым процессом, включающим отсоединение белка от внутримембранных связывающих сайтов и последующую его транслокацию через внешнюю мембрану . Ca 2+ может усиливать диссоциацию цитохрома с от внутренней мембраны, так как является его конкурентом за связывание с отрицательно заряженным кардиолипином. Это способствует выходу цитохрома с в цитозоль при индукции mPTP. Более того, АФК, образуемые при пермеабилизации мембран, могут вызывать окисление кардиолипина, приводящее к изменению его физических свойств, что также может усиливать выход цитохрома с из митохондрий и способствовать еще большей генерации АФК. Пониженный уровень белка замедляет транспорт электронов от комплекса III к комплексу IV и, таким образом, увеличивает продукцию АФК в Q-цикле. Кроме того, цитохром с сам по себе является эффективным антиоксидантом, способным эффективно восстанавливаться супероксид анионом . Таким образом, повышение концентрации кальция в митохондриях оказывает стимулирующее влияние на АФК-продуцирующие ферменты матрикса и приводит к падению антиоксидантной защиты, тем самым увеличивая общий уровень АФК, генерируемый митохондриями.
Заключение
Митохондрии являются одновременно потенциальным источником и мишенью действия АФК, приводящим к потере митохондриальных функций и, как следствие, к необратимому повреждению клеток при многих патологических процессах. Важную роль при этом играет mPTP, индукция которой может приводить к мощной генерации АФК, оказывающих повреждающее действие на соседние органеллы и целые клетки. В настоящее время причины данного явления слабо изучены, хотя в литературе имеется несколько гипотез. Предполагается, что в основе всплеска АФК могут лежать конформационные перестройки комплексов дыхательной цепи, активация дегидрогеназ матрикса в результате действия Са 2+ , изменение баланса НАД(Ф)Н/НАД(Ф) + матрикса и истощение антиоксидантной системы. Дальнейшее исследование механизмов и сайтов продукции АФК при индукции mPTP представляется необходимым, поскольку их точное определение позволит разработать способы их регуляции для предупреждения развития многих патологических состояний организма.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 17-75-10122.
Библиографическая ссылка
Харечкина Е.С., Никифорова А.Б. МЕХАНИЗМЫ ГЕНЕРАЦИИ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА ПРИ ПЕРМЕАБИЛИЗАЦИИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ МЕМБРАН // Современные проблемы науки и образования. – 2018. – № 4.;URL: http://сайт/ru/article/view?id=27719 (дата обращения: 30.01.2020).
Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
18.09.2014
Мужское бесплодие и окислительный стресс: роль диеты, образа жизни и пищевых добавок.
Стивен А Броуди, доктор медицины, доктор философии; директор Института передовых репродуктивных технологий; бывший клинический доцент, медицинский факультет Калифорнийского университета в Сан-Диего, Сан-Диего, Калифорния.
Абстракт
Почти каждая пятая пара страдает бесплодием или субфертильностью. По всему миру в анализах спермы наблюдается снижение численности сперматозоидов. Негативное влияние на процесс сперматогенеза могут оказывать факторы внешней среды, изменения в образе жизни и питание. У большинства пациентов мужское бесплодие и снижение числа сперматозоидов в сперме носят идиопатический характер. Общими характеристиками этих случаев, по-видимому, являются усиление окислительного стресса и нарушение метаболической функции. Они могут главным образом затрагивать незрелые сперматозоиды и лейкоциты. Высокое содержание в мембране сперматозоидов полиненасыщенных жирных кислот, связанных с фосфолипидами, делает их более чувствительными к перекисному повреждению. В результате разрыва или повреждения мембраны страдает функция сперматозоида. Этот процесс приводит к нарушению функции спермы, изменению показателей анализа спермы, фрагментации ДНК и функциональным расстройствам, влияющим на способность сперматозоидов к пенетрации и взаимодействию с ооцитом. Примечательно, что, по данным исследований, антиоксиданты и другие схожие микронутриенты способны снижать окислительный стресс, и, тем самым, улучшать функцию спермы. Оптимизированные пищевые добавки для улучшения качества спермы следует рекомендовать во всех случаях мужской субфертильности, а также бесплодия неустановленной этиологии.
Введение
В рутинной клинической практике для оценки мужской репродуктивной функции используется анализ спермы. Базовый анализ включает определение концентрации спермы, подвижности и морфологии сперматозоидов, объёма и наличия или отсутствия лейкоцитов. К сожалению, изменения в результатах анализа спермы являются лишь косвенным показателем репродуктивной функции .
Очень низкое число подвижных сперматозоидов обычно свидетельствует о снижении фертильности. Тем не менее, очевидно, что проблема заключается не только в их численности, так как даже одного сперматозоида достаточно для оплодотворения яйцеклетки, ежемесячно созревающей в организме женщины-партнёра.
Низкое число сперматозоидов и другие изменения в анализе спермы в действительности свидетельствуют о более глубоких нарушениях функции спермы. Эти нарушения включают фрагментацию ДНК, метаболические изменения, влияющие на сперматогенез, и негативное воздействие свободных радикалов .
Сперматозоиды осуществляют интенсивные движения при помощи хвоста. Из всех клеток человеческого тела они обладают самой высокой подвижностью. Продвижение сперматозоидов вперёд необходимо для преодоления ими женских половых путей. Кроме того, сперматозоиды должны обладать функциональной способностью пенетрировать ооциты. Эти процессы требуют высокого уровня окислительного метаболизма. В результате, продуцируются активные формы кислорода (АФК), одноатомные молекулы, называемые свободными радикалами. Присутствие АФК является патофизиологическим признаком окислительного стресса. Образования свободных радикалов приводит к нарушению функции спермы .
Важность снижения окислительного стресса
Низкие уровни АФК, продуцируемые внутри сперматозоидов, участвуют в регуляции приобретения спермой оплодотворяющей способности. Однако избыточное формирование свободных радикалов может приводить к повреждению сперматозоидов. При высоких уровнях АФК наблюдается снижение подвижности сперматозоидов и повреждение их ядерной ДНК. Состояние окислительного стресса возникает вследствие одной из двух причин: 1) повышенной продукции свободных радикалов или 2) недостаточной антиоксидантной активности для их нейтрализации.
Если снижения окислительного стресса не происходит, это потенциально может приводить к развитию широкого ряда нарушений, влияющих на репродуктивные процессы у мужчин. Одним из главных патофизиологических эффектов свободных радикалов является повреждение клеточной мембраны сперматозоидов путём перекисного окисления липидов.
Смысл использования антиоксидантов - предотвратить вредное влияние избыточного образования свободных радикалов на функции спермы. Применение антиоксидантов способно улучшать функции и параметры спермы, такие как численность, морфология и подвижность сперматозоидов. .
Обзор Кохрейна (Cochrane), посвящённый роли антиоксидантов в репродуктивной функции, подтверждает увеличение подвижности сперматозоидов у мужчин с субфертильностью, а также демонстрирует поразительный рост частоты наступления беременности и родов .
Было обнаружено, что, помимо антиоксидантов, другие пищевые добавки также оказывают влияние на продукцию спермы, метаболизм тестостерона, перенос энергии и подвижность клеток. Эти микронутриенты действуют совместно с антиоксидантами, улучшая функции спермы в целом и увеличивая репродуктивный потенциал . Изменение образа жизни также может способствовать снижению окислительного стресса.
Патофизиология влияния окислительного стресса на репродуктивную функцию мужчины
Окислительный метаболизм крайне важен для нормального сперматогенеза. Избыток прооксидантов может приводить к формированию свободных радикалов. Окислительный стресс возникает, если продукция свободных радикалов начинает превышать способность антиоксидантов к их нейтрализации. Приблизительно у 25% мужчин с субфертильностью в анализе спермы обнаруживается повышение уровня свободных радикалов, мерой которого служат активные формы кислорода (АФК) .
Потенциального снижения уровня активных форм кислорода и окислительного стресса можно достигнуть при помощи диеты и изменения образа жизни. Усилить антиоксидантную систему также позволяют диета и приём антиоксидантов.
Повышенная чувствительность сперматозоидов к активным формам кислорода может объясняться высоким содержанием в их мембранах жирных кислот. Окисление жирных кислот способно вызвать повреждение сперматозоидов за счёт нарушения целостности и проницаемости их мембран . Апоптоз клеток и повреждение ДНК могут возникать в сперматидах и предшественниках сперматозоидов на ранних стадиях сперматогенеза и спермиогенеза . Это может приводить к снижению в анализе спермы всех трёх показателей: численности, подвижности и морфологии.
В примордиальных половых клетках АФК способны подавлять сперматогенез и индуцировать апоптоз . В зрелых сперматозоидах АФК могут вызывать нарушение их основных функций, включая акросомальную реакцию и пенетрацию ооцита. Они также могут повреждать митохондриальную энергетическую систему клетки.
Патофизиологические эффекты окислительного стресса можно рассмотреть последовательно (рисунок):
Прооксидантный метаболизм
1) Избыток свободных радикалов и/или недостаточный антиоксидантный статус
2) Повреждение ДНК, липидов и белков примордиальных половых клеток
3) Изменение показателей анализа спермы: численности, подвижности, морфологии
4) Снижение функции спермы с нарушением акросомальной реакции и капацитации
5) Мужское бесплодие
Снижение показателя численности сперматозоидов по всему миру
Нельзя недооценивать важности изменения питания и образа жизни, а также приёма пищевых добавок для мужчин, желающих восстановить фертильность. Снижение качества и концентрации спермы в западных странах в последние несколько десятилетий носит характер эпидемии . Национальный институт экологической медицины (The National Institute of Environmental Medicine) проанализировал 62 исследования, проведённые на протяжении 52 лет до 1990 года. Было обнаружено, что в США и других западных странах показатель численности сперматозоидов в анализах спермы ежегодно снижается на 1.5 миллиона на мл. В Европе ситуация ещё более катастрофична - там снижение показателя численности сперматозоидов составляет 3 миллиона на мл в год. Эти данные были подтверждены 20-летним исследованием, окончившимся в 1995 году, и опубликованном в «New England Journal of Medicine» . Также наблюдается снижение объёма семенной жидкости.
Те же факторы, которые вызывают снижение функции спермы по всему миру, наблюдаются у мужчин с субфертильностью или бесплодием. Вот некоторые из общих причин:
Сахар и питание, вызывающее гипергликемию
Растительные масла
Транс жиры и полуфабрикаты
Ксенобиотики в продуктах питания: пестициды, гербициды и фунгициды, неферментированная соя
Ксенобиотики из окружающей среды: газы, токсины, чистящие средства, кремы
Гормоны, алкоголь и сигареты
Избыточный вес с центральным ожирением воспалительного типа
Стресс, бессонница и отсутствие физической активности
Коррекция образа жизни для улучшения репродуктивной функции у мужчин
В научной и медицинской литературе можно найти достаточно свидетельств того, что изменение образа жизни и питания способно положительно повлиять на фертильность. Вне зависимости от наличия или отсутствия изменений в анализе спермы, коррекция образа жизни может оказать огромное влияние на репродуктивный потенциал мужчины. Общий механизм, лежащий в основе этого положительного эффекта, по-видимому, заключается в снижении окислительного стресса, уменьшении воспаления и увеличении стабильности липидных мембран. Улучшение энергетического метаболизма и показателей эндогенных микронутриентов также играют определённую роль.
Стиль питания очень важен. Сбалансированная диета способна привести к снижению воспаления, образования свободных радикалов и, потенциально, генетического полиморфизма. Целью является употребление тех продуктов, которые не вызывают воспаления. Они должны иметь низкий гликемический индекс, соответствующий низким уровням инсулина. Жиры, способствующие воспалению, следует исключить . Фрукты и овощи обеспечивают нас крайне важными питательными веществами, противодействующими окислительному стрессу. Достаточное потребление воды благоприятно влияет на внутриклеточную и межклеточную среды. Кофеин следует ограничить одной чашкой кофе или двумя чашками чая в день. Зелёный чай, содержащий кофеин, может оказывать благотворное воздействие.
Физические упражнения способствуют снижению воспалительного ответа организма. Они вызывают улучшение кровотока, функции эндотелия и эластичности сосудов. Мужчина должен посвящать интервальным тренировкам хотя бы 30 минут через день, чередуя их с растяжками и силовыми нагрузками.
Курение приводит к снижению численности сперматозоидов, нарушению их подвижности и морфологии. Увеличение окислительного стресса в сперме может вызвать повреждение ДНК сперматозоидов, с её последующей фрагментацией и снижением функциональной способности .
Неумеренное употребление алкоголя распространено во многих странах мира. Общеизвестно, что избыточное потребление алкоголя нарушает функцию спермы. Этот эффект может быть пропорционален количеству потребляемого алкоголя. Если речь идёт о крепком алкоголе, допускается употребление только одной порции в день.
Сексуальную активность следует соотносить с овариальным циклом партнёрши. Есть сообщения о наступлении беременности за 5 или 6 дней до овуляции. Однако приблизительно через 16 часов после овуляции возможность оплодотворения яйцеклетки внезапно пропадает. Наиболее подходящим временем является 3 день после овуляции. С помощью простых безрецептурных наборов для прогнозирования овуляции или измерения базальной температуры можно вычислить момент выброса лютеинизирующего гормона. День этого выброса, а также один день до и после него составляют самое благоприятное для зачатия окно. Мужчине нет необходимости воздерживаться от сексуального контакта с целью увеличить численность сперматозоидов. Исследования частоты половых контактов показали, что частые сексуальные отношения не оказывают существенного влияния на фертильность. Некоторые искусственные смазки могут быть токсичны для спермы .
Вредное влияние окружающей среды часто трудно отследить и определить. К типичным вредоносным факторам относятся гербициды, фунгициды, органические газы, радиация и растворители . Способность нарушать продукцию спермы была также обнаружена у ряда лекарств . Выраженное действие оказывают тестостерон, ДГЭА и другие андрогены, включая анаболические стероиды. Хотя эти соединения увеличивают выраженность вторичных мужских половых признаков, они напрямую участвую в подавлении секреции гонадотропина. В результате этого происходит снижение сперматогенеза.
Перегревание может влиять на показатели спермы. Яички естественным образом располагаются в более прохладной среде. Такое расположение способствует продукции спермы. Следует избегать источников тепла, включая узкие сиденья велосипедов, джакузи, а также работы в зоне с высокой температурой, длительных приёмов ванны и ношения тугого или стесняющего нижнего белья .
Пищевые добавки при окислительном стрессе и нарушении функции спермы
Для улучшения функции спермы мужчины могут принимать пищевые добавки. Было обнаружено, что эти препараты положительно влияют на функцию спермы, структуру ДНК и показатели анализа спермы. Применять можно различные микронутриенты.
Существуют безрецептурные препараты, подвергающиеся лишь незначительному регулированию со стороны многочисленных органов по контролю за продуктами питания и лекарствами. Микронутриенты могут способствовать снижению воспаления, ослаблению аутоиммунных процессов, улучшению промежуточного обмена, активации ядерно-цитоплазматического транспорта и восстановлению целостности мембран сперматозоидов. Наиболее эффективным и важным классом пищевых добавок являются антиоксиданты. Это обусловлено тем, что образование свободных радикалов при окислительном стрессе играет подтверждённую роль в нарушении функции спермы.
Метаболические антиоксиданты: витамины, минералы, аминокислоты, кофакторы
Ферментные системы организма участвуют в снижении окислительного стресса. Кроме того, разнообразные витамины, минералы, аминокислоты и кофакторы оказывают на мужскую фертильность не менее значимое влияние. Научные исследования дают количественную оценку роли этих веществ в патофизиологии мужской субфертильности и мужского бесплодия. Пероральный приём пищевых добавок может играть непосредственную роль в улучшении параметров спермы, восстановлении её функции и, в действительности, увеличении частоты наступления беременности у женщин-партнёров.
«Ортомолекулярная медицина» представляет собой применение пищевых добавок с целью сохранения здоровья и преодоления болезненных процессов. Её концепция состоит в том, что болезни могут возникать из-за недостатка микронутриентов. Следовательно, приём добавок может предотвратить заболевание или, при определённых обстоятельствах, его излечить. Термин был введён Лайнусом Полингом, дважды обладателем Нобелевской премии.
Использование пищевых добавок с целью улучшения функции спермы и восстановления мужской фертильности изучалось во многих исследованиях. Некоторые из них имели ограничения в виде недостаточного числа участников, непостоянных критериев включения в исследование, неподходящей группы контроля или неопределённых результатов. Другие не были рандомизированными или проводились без плацебо-контроля, с использованием различных препаратов. Анализ Кохрейна, в котором эти ограничения были учтены, показал, что приём пищевых добавок улучшает параметры репродуктивной функции у мужчин .
Витамины играют важную роль в антиоксидантных системах организма. Витамины являются органическими соединениями; однако не все органические соединения являются витаминами. В сущности, витамины не синтезируются в количествах, достаточных для нормального функционирования организма. Например, витамин С не синтезируется в организме человека. А у большинства млекопитающих, способных его синтезировать, он не является витамином. Таким образом, особенностью витаминов является то, что их приём с пищей обязателен.
Витамин А получают из каротиноидов, обнаруживаемых в жёлтых, красных и оранжевых овощах. Каротиноиды в пищеварительном тракте превращаются в ретинал, который затем преобразуется в ретинол, основной компонент витамина. Он является антиоксидантом и участвует в регуляции роста эпителиальных клеток. Функции витамина А в мужской половой системе заключаются в стабилизации мембран сперматозоидов, участии в регуляции сперматогенеза и увеличении подвижности сперматозоидов .
Витамины группы В составляют самую обширную группу отдельных витаминов. Они выполняют роль кофакторов, участвующих в работе ферментов. Они способствуют переносу метильных, метиленовых и формильных групп в клетку. Такие витамины группы В, как фолиевая кислота, незаменимы для синтеза ДНК и, следовательно, способствуют усилению сперматогенеза и увеличению стабильности сперматозоидов, снижая фрагментацию ДНК. При низких уровнях фолиевой кислоты наблюдается снижение численности и подвижности сперматозоидов . Пиридоксин, витамин В6, оказывает синергичное действие в процессе метаболизации избыточного гомоцистеина.
Витамин С является наиболее важным водорастворимым антиоксидантом в организме человека. Как правило, высокие уровни витамина С коррелируют с улучшением подвижности сперматозоидов . Содержание витамина С в сперме, в действительности, в 10 раз превышает таковое в плазме. Он защищает ДНК сперматозоидов от повреждения свободными радикалами . Уже более десяти лет исследования демонстрируют способность витамина С увеличивать численность сперматозоидов, наряду с улучшением других параметров анализа спермы, включая подвижность и морфологию.
Витамин D является не просто витамином. Он обладает гормоноподобным действием и влияет на рост клеток, дифференцировку ткани и метаболизм минеральных веществ. Он оказывает положительный эффект на функцию мышц и укрепляет иммунную систему. Была обнаружена связь между развитием некоторых видов рака и недостаточностью витамина D. Витамин D важен для осуществления нормальных репродуктивных процессов у мужчин . Мужчины с нормальными уровнями витамина D, по результатам анализов, имели более высокую подвижность сперматозоидов, по сравнению с мужчинами, страдавшими дефицитом этого витамина .
Витамин Е является основным жирорастворимым витамином в организме человека. Учитывая, что мембрана сперматозоидов состоит из липидов, витамин Е играет ключевую роль в снижении перекисного окисления липидов под действием АФК . В некотором смысле, витамин С и витамин Е действуют в тандеме, улучшая функцию спермы. Витамин С является основным водорастворимым антиоксидантом, а витамин Е – главным жирорастворимым антиоксидантом . Исследования, проведённые у мужчин с низкими показателями оплодотворения in vitro, показали значительные улучшение после приёма добавок с витамином Е в течение 3 месяцев . Пероральный приём витамина вызывает заметное увеличение подвижности сперматозоидов за счёт снижения перекисного окисления липидов . Кроме того, имеются данные о росте общей частоты наступления беременности при приёме добавок с витамином Е .
Минералы и кофакторы
Селен является микроэлементом, способным снижать окислительный стресс. В его отсутствии процесс сперматогенеза нарушается за счёт атрофии сперматогенного эпителия. Патологические изменения сперматозоида, по-видимому, преимущественно локализуются в средней части и головке клетки. Селен необходим для созревания сперматозоидов и нормального развития яичек . Было показано, что приём добавок с селеном способствует увеличению подвижности сперматозоидов и снижению их повреждения свободными радикалами.
Цинк – ещё один микроэлемент, необходимый для формирования сперматозоидов, влияющий на их подвижность, а также метаболизм тестостерона. Он входит в состав более чем 200 ферментов, участвующих в делении клетки, синтезе белков и метаболизме нуклеиновых кислот. Его уровни в сперме коррелируют с качеством сперматозоидов . Имеются чёткие указания на способность добавок с цинком вызывать увеличение численности и подвижности сперматозоидов, а также уровней тестостерона .
Коэнзим Q10 обрёл большую популярность в неспециализированной прессе, преимущественно вследствие того наблюдения, что его показатели снижаются у пациентов, принимающих статины. Он является антиоксидантом, играющим ключевую роль в переносе энергетических субстратов и продукции энергии в клетке. В небольших количествах он содержится в некоторых продуктах питания. Максимальные уровни коэнзима обнаруживаются у человека до 20 лет, после чего начинают с возрастом снижаться. Серьёзные исследования показали, что Ко-Q10 способен улучшать все три параметра анализа спермы: концентрацию, подвижность и морфологию . В некоторых случаях для увеличения подвижности сперматозоидов требуется не менее шести месяцев приёма добавок .
Бетаин гидрохлорид или триметилглицерин, является важным кофактором и может выступать в качестве донора метильных групп. Следовательно, он способен оказывать влияние практически на любую клетку в организме человека. Он играет важную роль в репродуктивной функции. Бетаин гидрохлорид способствует увеличению процента подвижных сперматозоидов после процедур замораживания-оттаивания. При добавлении к питательной среде он благотворно влияет на развитие эмбриона in vitro. Транспорт бетаина активируется при оплодотворении. Перенос метильных групп способствует синтезу мелатонина, нейротрансмиттеров, таких как допамин и серотонин, а также коэнзима Q10.
Аминокислоты
Глутатион представляет собой трипептид. Он является одним из наиболее мощных антиоксидантов в организме человека. Его антиоксидантное действие заключается в восполнении тиольных групп, подвергшихся секвестрации под действием окислительного стресса . Глутатион стабилизирует среднюю часть сперматозоида и защищает мембрану клетки от перекисного окисления липидов . Даже у мужчин с варикоцеле при приёме добавки с глутатионом может отмечаться значительное улучшение параметров спермы.
L-карнитин , производное аминокислоты, одна из самых первых и самых эффективных пищевых добавок, использовавшихся у мужчин с изменениями в показателях спермы. Помимо того, что он играет важную роль в переносе энергии и энергетическом метаболизме, в частности, осуществляет транспорт жиров, которые затем расщепляются с выделением энергии, не вызывает сомнений тот факт, что карнитин также обладает антиоксидантными свойствами. В целом, значительные дозы карнитина способны повышать подвижность сперматозоидов, преимущественно обеспечивая увеличение энергии клеток . Ацетилкарнитин часто может быть полезен в качестве вспомогательного средства, улучшающего относительный метаболизм и биодоступность этих веществ.
L-метионин является серосодержащей незаменимой аминокислотой, активизирующей образование белка. За счёт своих промежуточных производных, он выступает в роли донора метильных групп, а также стимулятора синтеза карнитина. Он способствует синтезу фосфатидилхолина и других фосфолипидов, важных для поддержания целостности мембраны сперматозоида. При сравнении с контрольной группой, было обнаружено, что он предотвращает развитие нарушений акросомальной реакции и способствует сохранению целостности мембраны сперматозоида.
L-аргинин является очень важной аминокислотой. Он играет ключевую роль в профилактике сердечно-сосудистых событий. Он является предшественником оксида азота, сильнодействующего гормона, синтезирующегося локально и вызывающего расширение сосудов, улучшение циркуляции и, до некоторой степени, акросомальных реакций. Кроме того, аргинин обладает иммуномодулирующим действием, заключающимся в уменьшении воспалительного ответа и потенциальном снижении миграции лимфоцитов и цитокинов.
Лечении с использованием основной добавки для улучшения качества спермы (BSS – basic sperm supplement)
Некоторые микронутриенты при индивидуальном назначении в супрафизиологических дозах способны улучшать функцию спермы. Логично, что когда этот эффект был обнаружен, стали разрабатываться комбинированные добавки, обеспечивающие синергетические эффекты . Эти добавки способствуют поддержанию и улучшению показателей спермы, а также мужской фертильности в целом. Многокомпонентные препараты избавляют от необходимости принимать несколько разных таблеток и капсул.
Основные добавки для улучшения качества спермы представляют собой препараты, в состав которых входит ограниченное число витаминов, минералов и ферментов. Было показано, что они способны улучшать показатели спермы. Обычно основная добавка для улучшения качества спермы имеет в составе два витамина, три кофактора и три аминокислоты. Содержание их варьирует, однако, часто сравнимо с тем количеством, которое использовалось в исследованиях, подтверждающих эффективность добавки.
Научные исследования применения основных добавок для улучшения качества спермы показали положительные результаты. Было проанализировано 17 исследований, в которых приняло участие 665 мужчин, страдающих бесплодием, принимавших либо пероральные антиоксиданты, либо плацебо. Улучшение качества спермы наблюдалось в 14 из 17 исследований. Подвижность сперматозоидов увеличилась на 17%, а концентрация спермы – на 33% . В шести исследованиях отмечалось увеличение частоты наступления беременности. Также наблюдалось положительное влияние на целостность структуры ДНК и общие показатели окислительного стресса спермы . Наиболее значимой работой является обзор Кохрейна, в котором были проанализированы случаи 2867 пар, участвовавших в 34 исследованиях . Было обнаружено статистически значимое увеличение частоты наступления беременности и рождения живых детей у субфертильных пар.
Добавки также могут быть полезны пациентам, прибегающим к вспомогательным репродуктивным технологиям. В одном исследовании оценивалась эффективность добавки с антиоксидантами в улучшении функции спермы у пациентов, планирующих прибегнуть к ЭКО. Забор анализов производился исходно и через 12 месяцев, перед применением вспомогательных репродуктивных технологий. Образцы спермы были получены от 147 пациентов. Результаты анализа показали резкое увеличение показателей подвижности и общей численности сперматозоидов у пациентов с олигоастенотератозооспермией (ОАТ). Добавки с антиоксидантами оказывают выраженный положительный эффект у пациентов, планирующих ЭКО и имеющих изменения в показателях спермы.
Положительное влияние на сперматозоиды может оказать добавление антиоксидантов в питательную среду в процессе проведения ЭКО. Было показано, что эта процедура снижает окислительный стресс, возникающий вследствие физических манипуляций со сперматозоидами или криоконсервирования. Применение антиоксидантов может предотвратить повреждение хроматина спермы. Степень окислительного стресса в образцах спермы обратно пропорциональная частоте оплодотворения после ЭКО . Поэтому, добавление антиоксидантов к питательной среде может стать полезным приёмом .
Результаты применения запатентованной оптимизированной добавки для улучшения качества спермы (Optimized Sperm Supplement (OSS))
Оптимизированная добавка для улучшения качества спермы под названием Proceptin MX разрабатывалась для мужчин с нарушением репродуктивной функции и изменениями в показателях спермы. Это запатентованный препарат, представляющий собой нутрицевтик направленного действия. В его состав входят жиро- и водорастворимые антиоксиданты, аминокислоты и метаболические кофакторы. Целью его создания было обеспечение физиологической поддержки мужской репродуктивной функции (таблица). Эффективность этого препарата при снижении показателей наступления беременности и мужской субфертильности была оценена в научном исследовании.
В качестве контрольной группы выступали сами пациенты. Результаты, полученные после приёма OSS, сравнивались с исходными данными. В исследование вошли две группы пациентов: 1) мужчины с высокими индексами фрагментации ДНК (DFI), превышающими 30% и 2) мужчины, имеющие в анализе спермы хотя бы один измененный параметр. В группе 1 проводилось ретроспективное исследование, а в группе 2 – проспективное. В первую группу вошли 45 мужчин, а во вторую – 62. Все участники имели субфертильность неустановленной этиологии или необъяснимые изменения показателей анализа спермы. Все мужчины, у которых причины нарушения репродуктивной функции были очевидны, исключались из исследования.
В качестве референтных значений использовались нормы Всемирной организации здравоохранения. Для точного определения морфологии применялась оценка Крюгера.
Для выявления поверхностных антител использовался прямой иммуногранулотест. В качестве маркёра повреждения ДНК сперматозоида использовался индекс фрагментации ДНК (DFI), определявшийся при помощи анализа структуры хроматина сперматозоидов (SCSA - sperm chromatin structure assay).
Доза препарата составляла 1 капсулу в день при умеренных изменениях спермы и 2 капсулы – при более выраженных отклонениях от нормы. Лечение продолжалось не менее 3 месяцев. Такая продолжительность была выбрана исходя из длительности цикла сперматогенеза, периода, приблизительно равного 100 дням, требующимся для завершения этого процесса.
Результаты первой группы:
Результаты были весьма показательными. За 90 дней произошло улучшение показателя DFI на 10.2%. При последующем наблюдении было обнаружено увеличение численности сперматозоидов на 70% и подвижности – на 85%.
Во второй группе были получены следующие результаты:
1) Средний возраст составлял 38.0 лет.
2) Концентрация спермы выросла с 22.4 миллионов на мл до 38.3 миллионов на мл, что соответствует увеличению на 71%.
3) Подвижность сперматозоидов выросла с 32% до 46%, что соответствует увеличению на 43.8%.
4) Объём эякулята вырос с 2.6 мл до 4.3 мл, что соответствует увеличению на 39.5%.
5) Значимых изменений в результатах иммуногранулотеста не наблюдалось.
6) Показатели морфологии сперматозоидов выросли с 31.2% до 43.4% по критериям ВОЗ и с 6.1% до 8.6% по точным критериям Крюгера. Эти результаты не достигают статистической значимости, однако, была обнаружена закономерная связь между приёмом OSS и улучшением морфологии.
7) Клиническая беременность была диагностирована в 37% случаев, проходивших ЭКО.
8) Клиническая беременность была диагностирована в 18% случаев, в которых вспомогательные репродуктивные технологии не применялись.
Оценка результатов
Наблюдалась значимая корреляция между показателями выбранных биомаркёров в образцах спермы и приёмом добавок с микронутриентами. Полученные результаты подтверждают эффективность OSS в улучшении параметров анализа спермы и сокращении фрагментации ДНК.
Выводы
Мужская субфертильность, бесплодие и отклонение показателей спермы от нормы – довольно распространённые явления. Окислительный стресс, как было обнаружено, является значимым причинным фактором в нарушении функции спермы.
Было показано, что препарат, содержащий оптимизированные добавки для улучшения качества спермы, оказывает значимый эффект на репродуктивную функцию мужчины. При его применении наблюдалось улучшение функции спермы и снижение окислительного повреждения ДНК. Более того, клиническое исследование показало значительное улучшение показателей спермы и общей репродуктивной функции.
Использование пищевых добавок является логичным направлением в лечении, наряду с изменением диеты, образа жизни и условий внешней среды. Они не имеют побочных эффектов и противопоказаний. Комплаентность пациентов увеличивается благодаря тому, что все микронутриенты заключены в одну капсулу.
Целью разработки оптимизированной добавки для улучшения качества спермы является максимальное улучшение её функции. Приём оптимизированной добавки следует рекомендовать всем мужчинам с изменениями в показателях спермы или бесплодием неясной этиологии. Также имеет смысл использовать пищевые добавки в тех случаях, когда бесплодие предполагается у женщины. Это объясняется тем, что даже при нормальных показателях анализа спермы, в ней могут иметься невыявленные дефекты, такие как фрагментация ДНК.
Приём пищевых добавок необходимо продолжать не менее трёх месяцев, а предпочтительнее – вплоть до наступления беременности у женщины-партнёра. Оценка изменений в анализе спермы также предоставляет уникальную возможность проанализировать состояние здоровья мужчины в целом.
Продолжающие поступать клинические данные подтверждают выводы о том, что всем мужчинам, в том числе и не страдающим субфертильностью, следует принимать оптимизированную добавку для улучшения качества спермы. Такой подход позволит улучшить не только параметры репродуктивности, но и общие показатели наступления беременности и рождаемости. Для оптимизации данных по общей эффективности пищевых добавок для улучшения качества спермы требуется проведение продолжительных исследований.