Влияние мужского фактора на репродуктивные потери

Современное состояние демографической ситуации в Республике Беларусь характеризуется естественной убылью населения, обусловленной низкой рождаемостью, высокой смертностью, ухудшением возрастной структуры, старением населения. Негативные тенденции в демографическом развитии страны отмечаются с 1978 г., когда коэффициент воспроизводства населения стал ниже минимума, необходимого для простого его воспроизводства. В 1994 г. Беларусь вступила в качественно новый этап своего демографического развития – депопуляцию, которая по прогнозам демографов будет носить долговременный и устойчивый характер.

По данным опубликованным отделом народонаселения ООН в РБ, в 2023 году в РБ родится приблизительно 110.696 детей, умрёт 133.951 человек, естественный прирост населения будет отрицательным и составит – 23.255 человек.

Учитывая сложившуюся ситуацию, бесплодие и невынашивание беременности в браке является одной из важнейших медико-социальных проблем, требующих комплексного подхода к решению. В Беларуси бесплодием страдают приблизительно 14 % супружеских пар. В настоящее время около 15–20% всех наступивших беременностей заканчивается неудачно – беременность либо не развивается, либо прерывается (выкидыш). Эти состояния входят в понятие «репродуктивные потери беременности». Свой вклад в статистику репродуктивных потерь вносят и неудачные попытки применения программ вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) – неразвивающиеся беременности после экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и/или интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ИКСИ), повторные неудачи имплантации.

Долгое время считалось, что привычное невынашивание беременности (ПНБ) – исключительно женская проблема. Полагали, что роль мужчины сводится к зачатию и ход беременности никаким образом не зависит от состояния здоровья мужчины. В супружеской паре женщина могла годами безуспешно лечиться от ПНБ, но проблема не решалась.  И тут оказалось, что не все зависит от женщины!

Половина генетического материала эмбриона – от мужчины. В последнее время появляется все больше и больше данных о влиянии качества сперматозоидов не только на сам процесс оплодотворения, но и на развитие эмбрионов, особенно на ранних сроках.

Принято считать, что в абсолютно здоровой супружеской паре может встречаться не более 2х случаев невынашивания беременности на сроках до 20 нед беременности и это не требует какого-либо лечения. Однако при превышении этого порога состояние уже называют ПНБ, или привычным выкидышем.

Какие же факторы могут неблагоприятно влиять на развитие беременности?

• Возраст. Риск репродуктивных потерь ниже у женщин в возрасте 20-35 лет и значительно повышается после 35 лет. Возраст отца старше 40 лет также ассоциирован с повышенным риском прерывания беременности.
• Число потерь беременности. Риск потери беременности после первого выкидыша составляет 13-17%, что соответствует частоте случайных выкидышей. Но уже после двух предшествующих самопроизвольных прерываний риск потери желанной беременности возрастает более чем в 2 раза и составляет 36-38%. Риски прерывания каждой последующей беременности выше в зависимости от количества потерь в анамнезе
• Ожирение (ИМТ более 30 кг/м2) негативно  влияет на состояние  здоровья матери, на возможность вынашивания, а также связано с развитием акушерских осложнений. Дефицит массы тела (ИМТ менее 18,5 кг/м2)  также  фактор риска.   Избыток кофеина  в рационе (более 100 мг /сут или более 5 чашек кофе в день)
• Употребление алкоголя, наркотиков, курение, как женщины, так и ее полового партнера, отрицательно сказывается на вероятности рождения здорового ребенка, поэтому настоятельно рекомендуется избавиться от этих вредных привычек.
• Профессиональные вредности или воздействие физических или химических факторов окружающей среды. Результаты нескольких небольших исследований свидетельствуют о влиянии экологии (тяжелые металлы, пестициды, недостаток микроэлементов и витаминов) на повышение риска самопро­извольного аборта у женщин с привычным невынашиванием беременности.
• Прием некоторых лекарственных препаратов.
• Стресс ассоциируется с привычным выки­дышем, однако не имеется достаточных доказательств о прямом влиянии стрессовой ситуации на прерывание беременности.

Различные заболевания и состояния организма женщины могут являться причинами потерь беременность (эндокринные, инфекционно-воспалительные, миома матки, пороки развития матки, иммунные (АФС)).

Мужской фактор бесплодного брака и ПНБ

В то же время остается до конца невыясненной роль мужского фактора в ПНБ. До сих пор считалось, что мужчинам необходимо только провести лечение инфекционно-воспалительных заболеваний мочеполовой системы. Следовало добиться эрадикации возбудителей инфекций, в том числе передающихся половым путем (хламидии, микоплазмы, уреаплазмы, гарднереллы и т.д.).

Однако в последнее время были выяснены новые обстоятельства. Как известно, с возрастом у женщин снижаются овариальный резерв и целостность ооцитов. У мужчин существует способность поддерживать определенный уровень фертильности в течение всей жизни, при этом эта функция снижается очень постепенно. Наблюдается снижение уровня половых гормонов, ухудшение сексуальной функции, ухудшение показателей сперматогенеза и как следствие – снижение фертильности. Кроме того, увеличивается частота неблагоприятных исходов беременности, мутаций сперматозоидов de novo (растут на 4% в год) и чаще встречаются хромосомные анеуплоидии (неправильный хромосомный набор). Все это приводит к репродуктивным потерям беременности или врожденным дефектам и заболеваниям у потомства.

Сперматозоиды – высокоспециализированные клетки, основной функцией которых является хранение и транспортировка наследственной информации. в ходе созревания и транспорта сперматозоидов в молекуле ДНК могут возникать разрывы, как одно-, так и двунитевые. Разрывы ДНК могут повлиять на дальнейшее эмбриональное развитие и наступление беременности.

Основным методом диагностики мужской репродуктивной системы к способности оплодотворить яйцеклетку и тем самым, зачать ребенка, является спермограмма. Это хороший скрининговый анализ оценки мужской фертильности. Однако этого недостаточно для полной картины, поскольку анализ не определяет молекулярную структуру ДНК сперматозоидов.

Возрастные изменения качества сперматозоидов

С возрастом изменения обычных параметров спермы проявляются в сокращении объема спермы, уменьшении общего количества сперматозоидов, ухудшении подвижности и морфологии сперматозоидов. При этом концентрация сперматозоидов достоверно не меняется. Многие изменения до настоящего времени остаются предметом дискуссии. Этиология таких изменений связана с накоплением с возрастом сопутствующих заболеваний, таких как сосудистая недостаточность (диабет, артериальная гипертензия), хронические инфекции (простатит и др.), ожирение, гормональная недостаточность. Однако до конца этиология все еще четко не определена.

L. Vagnini и соавт. оценивали влияние возраста на качество спермы. Оказалось, что с возрастом уменьшается количество и качество сперматозоидов, увеличивается количество сперматозоидов с большими ядерными вакуолями (более 50% объема ядра), значительно возрастает степень фрагментации ДНК сперматозоидов. Авторы делают следующий вывод: возраст не только матери, но и отца влияет на репродуктивные способности пары.

Репродуктивные потери – роль повреждения (фрагментации) ДНК сперматозоидов

Фрагментация ДНК сперматозоидов – нарушение целостности ДНК сперматозоидов, связанное с упаковкой патологического хроматина или дефицита протамина, оказывающее негативное влияние на репродуктивные исходы при естественном зачатии или в программах ВРТ. У бесплодных мужчин доля сперматозоидов с нарушением целостности ДНК составляет более 30%, при этом у здоровых фертильных мужчин она не превышает 15%. При фрагментации ДНК спермы более 30% вероятность наступления беременности крайне низка.

Сперматозоиды с поврежденной ДНК могут сохранять способность к оплодотворению, но в дальнейшем в эмбриональном развитии плода могут происходить нарушения, часто приводящие к прерыванию беременности. Иногда повреждения ДНК столь значительны, что эмбрион погибает на ранних этапах развития, при которых не удается даже выявить биохимические маркеры беременности. При повышении уровня фрагментации ДНК сперматозоидов снижается частота наступления беременности, увеличивается вероятность спонтанного аборта, а также снижается вероятность успеха ЭКО. Кроме того, увеличивается вероятность возникновения хромосомных нарушений у детей, врожденных дефектов и наблюдается уменьшение срока жизни потомства.

Для обнаружения повреждений ДНК сперматозоидов используют различные методы верификации фрагментации ДНК, такие как: структурный анализ хроматина сперматозоидов (SCSA), тест на дисперсию хроматина (SCD), ник-концевое мечение dUTP при помощи терминальной деоксинуклеотидил трансферазы (TUNEL) и электрофорез в геле (Comet), окрашивание анилиновым синим и хромомицином А3. Наибольшее распространение в практике получили методы COMET, TUNEL и флоуцитометрической оценки хроматина.

Сравнительный анализ трех методов оценки повреждения ДНК сперматозоидов представлен в исследовании.  Двести тридцать восемь мужчин были обследованы в Центре репродукции при помощи методов COMET, TUNEL и флоуцитометрической оценки хроматина. Методы TUNEL и COMET оказались более точными, чем флоуцитометрическая оценка хроматина, предикторами успешности ВРТ.

В недавно опубликованном мета-анализе, в основу которого были положены результаты 16 когортных и 14 проспективных исследований (n=2969), было выявлено, что фрагментация ДНК сперматозоидов увеличивает риск невынашивания беременности после ИКСИ. Оценка фрагментации ДНК сперматозоидов проводилась методами TUNEL и COMET. Риск возникновения неразвивающейся беременности после ВРТ/ИКСИ у больных с высокой степенью фрагментации ДНК сперматозоидов повышен более чем в 2 раза.

В обзоре были рассмотрены результаты использования программ ВРТ. Авторы проанализировали, почему процент рождения детей столь низок. Оказалось, что на данный показатель влияет множество факторов. Среди них: возраст родителей, хромосомные аномалии эмбриона, экологические факторы риска, непосредственно сами ВРТ-процедуры – стимуляция яичников, криоконсервация гамет/эмбрионов, ооцитов, ИКСИ, биопсии эмбриона могут вызывать эпигенетические изменения в половых клетках и/или преимплантационных эмбрионах. Влияние оказывают митохондриальные, генетические и эпигенетические свойства гамет и эмбрионов. Исследователи пришли к выводу, что индуцированные и/или унаследованные нарушения ДНК в потомстве вряд ли можно предотвратить, даже заменив всю цитоплазму яйцеклеток в программах ВРТ.

С распространением ВРТ растет осознание важности повреждения ДНК сперматозоидов. На сегодняшний день эти последствия еще в значительной степени неизвестны.

Причины повреждения ДНК сперматозоидов

Этиология нарушений хроматина и повреждения ДНК сперматозоидов очень разнообразна. В первую очередь это первичные или внутренние дефекты сперматогенеза (аномалии развития или генетические дефекты), вторичные или внешние повреждения тестикул (гонадотоксины, гипертермия, оксидативный стресс, эндокринные заболевания). Причины фрагментации ДНК сперматозоидов не до конца изучены. Считается, что основной причиной фрагментации ДНК является оксидативный стресс, а именно повышение в сперме активных форм кислорода (АФК, Reactive oxygen species, ROS). Избыточное количество активных радикалов кислорода способно разрушать фосфолипидные мембраны и генетический материал сперматозоидов. Основным источником активных форм кислорода являются лейкоциты.

Другими внутренними факторами повышения фрагментации ДНК считают неадекватное созревание сперматозоидов (нарушение конденсации хроматина), нарушение дозревания сперматозоидов в придатках яичек и апоптоз (генетически запрограммированная гибель клеток). Важная роль апоптоза состоит в устранении дефектных клеток, у которых разрушается ДНК. Поэтому чем больше отклонений в спермограмме (астенозооспермия, олигоастенозооспермия, олигоастенозооспермия), тем выше уровень фрагментации ДНК сперматозоидов вследствие апоптоза.

Кроме того, существуют и внешние факторы, которые в той или иной степени могут повышать процент фрагментации ДНК сперматозоидов:

В практическом плане к повреждению ДНК сперматозоидов приводят:

• возраст (старше 40 лет);
• ожирение;
• вредные привычки;
• высокие температуры (злоупотребление банями/саунами);
• хронические/острые воспалительные заболевания мужской мочеполовой системы;
• воздействия ионизирующего излучения (лучевая и/или химиотерапия);
• варикоцеле (варикозное расширение вен семенного канатика и яичка).

Поскольку повлиять на возраст в настоящее время медицина не может, стратегия по оптимизации фертильности предполагает устранение варикоцеле, здоровый образ жизни, использование антиоксидантов, совершенствование программ ВРТ, сокращение количества внеклеточной ДНК.

Бесплодные мужчины имеют значительно больше, чем фертильные мужчины, ДНК-повреждений сперматозоидов, и эти повреждения могут негативно влиять на репродуктивные исходы. Результаты тестов для оценки повреждения ДНК могут оказаться прогностически более значимыми, чем данные стандартной спермограммы.

 Оценка фрагментации ДНК сперматозоидов является важным прогностическим показателем. Показаниями к оценке фрагментации ДНК сперматозоидов могут являться: мужское бесплодие неясного генеза при нормозооспермии, привычное невынашивание (неразвивающиеся) беременности у супруги, неудача попыток использования ВРТ в анамнезе, поздний отцовский возраст.

Авторы: Врач акушер-гинеколог (заведующий  отделения планирования семьи) Денисевич Т.В.; врач акушер-гинеколог Матач Е.А.; врач – уролог Маркевич А. Л.  отделения планирования семьи ГУ РНПЦ « МАТЬ И ДИТЯ»