Патогенетические аспекты мужской субфертильности как причины репродуктивных потерь.
|
Репродуктивные проблемы в браке, включающие бесплодие, невынашивание беременности и перинатальную патологию, являются важной составляющей демографических процессов, поэтому попытки их разрешения имеют не только медицинскую, но и социальную значимость. Действительно, последние годы характеризуются тревожным ростом числа бесплодных браков, увеличением количества семейных пар, в жизни которых были факты невынашивания беременности, а число врожденных аномалий развития не имеет тенденции к уменьшению [1, 2]. Это связано с огромным числом разнообразных факторов, значимость которых рассматривается в многочисленных руководствах и монографиях [3–5]. Ряд авторов, разделяя мнение о влиянии мужского и женского факторов на зачатие и развитие эмбриона, обращают внимание, что сочетание этих составляющих может колебаться от 40 до 80% [6, 7]. Так обстоит дело, например, с заболеваниями, передающимися половым путем, при которых, как правило, инфекционный агент определяется у обоих половых партнеров [9]. Конечно, многие подобные проблемы значительно быстрее могут быть решены в программах вспомогательной репродукции, когда оценке подвергаются именно те гаметы, которые в данный момент участвуют в процессе оплодотворения, когда есть возможность оценить состоятельность самых ранних этапов дробления зиготы и отсеять неполноценные гаметы и порочные эмбрионы [10]. Однако и в этом случае эффективность оценки результатов определяется разрешающей способностью методов оценки качества гамет, включаемых в программу оплодотворения, точно так же, как и состояния образующейся зиготы.
В то же время в ходе естественного оплодотворения приходится полагаться лишь на суммарные показатели, характеризующие состояние половой системы в момент обследования – показатели спермограмм, характеристики циклической работы яичников, уровни гормонов и т.д. В этом случае для выявления роли каждого полового партнера в возникновении внутриутробных пороков у плода клинические методы являются недостаточно информативными, что и послужило предпосылкой для разработки экспериментальной модели. Материал и методы Опыты проводились на 970 белых беспородных крысах (320 самцов и 650 самок). Для отбора животных с однородными показателями морфофункционального состояния сперматозоидов все самцы вводились в эксперимент после трехкратного получения эякулята методом стимуляции семенного бугорка [11]. Проводилась оценка количества сперматозоидов, их подвижность и жизнеспособность, цитохимически определялись уровни основных ферментов жизнеобеспечения. Для изучения морфологии гамет применялась световая и электронная микроскопия. В качестве патогенного фактора использовалась низкая температура, воздействие которой проводилось в различных режимах – умеренная гипотермия +28 °С, глубокая гипотермия +20 °С, проводимые под наркозом и без его применения. Другим воздействием была экспериментально созданная левосторонняя веногипертензия органов мошонки. В различные сроки после воздействия факторов изучалось морфологическое и ультрамикроскопическое строение органов половой системы – семенников и их придатков – в сопоставлении с находящимися в них гаметами. Фертильность сперматозоидов в разные сроки эксперимента оценивалась в ходе естественного оплодотворения при спаривании с интактными самками. Критерием функциональной полноценности половой системы самок служило наличие цикличности деятельности яичников с продолжительностью цикла 4–5 суток [12], определяемой методом вагинальных мазков [13]. Факт оплодотворения отмечался по наличию в вагинальном содержимом самки сперматозоидов, этот день считался первым днем беременности. В качестве количественных показателей фертильности использовались данные пред-, постэмбриональной и общей эмбриональной смертности. Качественно оценивались рожденные животные по внешнему виду, изменению массы и размеров при рождении, проводилось гистологическое изучение их внутренних органов с целью выявления аномалий развития. Кроме того, под наблюдением находилось 324 супружеских пары, в анамнезе которых имел место факт невынашивания. У 76 из них было прерывание беременности по поводу выявленных аномалий у плода. Все плоды подверглись гистологическому исследованию. Особенно тщательно изучалось строение половой системы мальчиков-абортусов, число которых составило 41. Оба половых партнера прошли полное клиническое обследование на выявление соматической патологии. Женщины обследованы у гинеколога по протоколу ВОЗ. Мужчинам проведена комплексная оценка состояния половой системы с оценкой основных параметров спермограмм и изучением ультраструктуры гамет. По показаниям проводилась биопсия семенников. В исследованиях использованы нормативные значения показателей по данным ВОЗ [14]. Все результаты обработаны методом вариационной статистики. Результаты исследования На первом этапе исследования проводилось экспериментальное изучение влияние экзогенного монофакторного воздействия низких температур на продукцию мужских гамет – искусственная гипотермия организма. Данные эксперимента свидетельствуют о том, что уже в ранние сроки постгипотермического периода снижается фертильность сперматозоидов, что выражается в снижении числа эффективных зачатий, нарастании показателей пред- и особенно постимплантационной смертности эмбрионов (табл. 1). Таблица 1. Оплодотворяющая способность половых клеток самцов белых крыс, перенесших глубокую гипотермию под наркозом
Наиболее значительное снижение этих показателей наблюдается в группе самцов, перенесших глубокую гипотермию без наркоза, когда половые клетки полностью утрачивают способность к оплодотворению и показатели плодовитости животных не имеют тенденции к восстановлению даже в поздние сроки постгипотермического периода. Высокий уровень постимплантационой смертности позволяет предположить значение мужской гаметы не только в поставке генетического материала к яйцеклетке и индукции формирования зиготы, но и в поддержании развития зародыша на протяжении первых этапов беременности. Единственным основанием подобного снижения показателей рождаемости в данной ситуации является нарушение организации мужских гамет, поскольку в опыт были включены только интактные самки. Действительно, микроскопическое исследование эякулятов самцов, перенесших гипотермию, выявило резкое снижение показателей подвижности мужских гамет уже к концу первого месяца постгипотермического периода (табл. 2). Таблица 2. Показатели морфофункционального состояния сперматозоидов крыс, перенесших глубокую гипотермию под наркозом
Изучение морфологических характеристик гамет выявило мозаичный характер повреждений. Наряду с гаметами, имеющими морфологические признаки деструкции, особенно выраженные после глубокого охлаждения, всегда в эякуляте присутствовали морфологически сохранные сперматозоиды, число которых не коррелировало со степенью снижения числа эффективных зачатий. Более информативными в этом плане были изменения гистохимических показателей клеток, которые проявлялись уменьшением в них активности окислительно-восстановительных ферментов, объясняющим снижение способности гамет к поступательному движению. Подробная картина морфологических изменений в гаметах была получена при ультрамикроскопическом исследовании эякулятов, которое выявило повреждение клеточной и ядерной мембран, декомпозицию митохондриальной спирали с просветлением митохондриального матрикса и сглаживанием митохондриальных крист, нарушение пространственной ориентации элементов осевого комплекса, перераспределение и неравномерную конденсацию ядерного материала и, что особенно важно, различные изменения акросомы, не видимые при использовании световой микроскопии. Период восстановления исследуемых показателей в разных группах животных занимает различное время. Так, если в эякулятах крыс после умеренной гипотермии параметры структурной и функциональной организации половых клеток, а также плодовитость самцов приближаются к исходным уже к середине второго месяца, а после глубокой гипотермии, проведенной под наркозом, – к концу четвертого месяца опыта, то в группе животных, перенесших глубокое охлажение без наркоза, изучаемые показатели не восстанавливаются на протяжении всего эксперимента (120 сут), при этом самцы полностью утрачивают способность воспроизводить потомство. Сравнительный анализ ультраструктурных и функциональных показателей сперматозоидов в постгипотермический период показал, что при разных способах охлаждения и уровнях гипотермии выявленные изменения имеют однотипный характер, различна лишь степень выраженности этих изменений и количество клеток, имеющих эти изменения. Данные об изменении оплодотворяющей способности гамет подтверждаются исследованиями морфологии органов половой системы самцов, которые свидетельствуют о сохранении структуры семявыносящих канальцев после умеренной гипотермии и грубые нарушения гаметогенеза, выявляемые при электронно-микроскопическом исследовании семенников после глубокого охлаждения животных. Снижение плодовитости животных уже в ранние сроки постгипотермического периода определяется в большей мере нарушениями структуры гамет, находящихся в момент холодового воздействия в придатке, что свидетельствует о вовлечении этого органа в патологический процесс. Поводом для воссоздания модели варикоцеле явились большая распространенность этого процесса среди мужчин репродуктивного возраста (8–35%) и отсутствие полной ясности в механизмах нарушения плодовитости мужчин при этой патологии [15, 16]. Проведенное исследование показало, что одностороннее лигирование левой яичковой вены сопровождается прогрессивным снижением плодовитости животных, что выражается в уменьшении числа беременных самок до 20% от исходного с одновременным уменьшением количества эмбрионов в расчете на одну беременную самку. При этом происходило достоверное увеличение общей эмбриональной смертности (до 40,83±5,34%), которое происходило за счет нарастания как пред-, так и постимплантационной смертности эмбрионов (28,75±1,25 и 12,08±4,88% соответственно), что свидетельствует об увеличении аномалий плода, несовместимых с последующим вынашиванием. Изучение морфофункциональных характеристик половых клеток показало, что после окклюзии вены прогрессивно уменьшается число половых клеток в эякуляте со снижением их способности к совершению активных поступательных движений. Так, к концу четвертого месяца после лигирования яичковой вены поступательно двигались только 16,3±2,2% гамет. Плотная «упаковка» органелл в гамете делает исследование на светооптическом уровне малоинформативным, поэтому было проведено ультраструктурное изучение сперматозоидов, которое выявило изменения, аналогичные описанным при гипотермии. Выявленные нами изменения структурно-функционального состояния половых клеток эякулята позволило нам предположить наличие нарушений процессов сперматогенеза и послужило основанием для проведения соответствующего исследования семенников и их придатков. Морфологическая картина сперматогенного эпителия отличалась выраженной мозаичностью, которая проявлялась в том, что наряду с канальцами, в которых фиксировался активный полноценный сперматогенез, выявлялись многочисленные участки с разными степенями поражения сперматогенного эпителия – от уменьшения числа слоев герминативных клеток до полного отторжения эпителиального слоя от базальной мембраны с последующим склерозом канальцев. Структурные изменения происходили и в гормонально активных клетках Сертоли, и в стромальных клетках Лейдига, что было выявлено более отчетливо при ультраструктурном исследовании канальцевого аппарата яичек. Цитологическое исследование тканей семенника животных с венозным застоем показало, что в постокклюзионный период прогрессивно уменьшается количество зрелых клеток сперматогенного эпителия как в левой, так и в правой, первично не поврежденной, половой железе, что свидетельствует о повреждении ключевого процесса сперматогенеза – мейоза. При этом страдают прежде всего наиболее дифференцированные формы сперматогенного эпителия – сперматозоиды и сперматиды. Структурно-функциональное исследование придатка семенника показало, что нарушение гаметогенеза не ограничивается угнетением сперматогенеза, но и сопровождается нарушением пассажа половых клеток через эпидидимис, что проявляется их накоплением и задержкой в головке этого органа. Параллельно нами выявлено нарушение секреторной функции эпителия канальца органа, сопровождающееся отсутствием характерного для интактных животных блока двигательной активности гамет и замедлением их транспорта через придаток. Последнее, как было показано, сопровождается увеличением эмбриональной смертности. Число семей, в анамнезе которых были самопроизвольные выкидыши, составило 248, причем 217 из них произошли в первом триместре, 25 – во втором, в 6 случаях были преждевременные роды в сроки 29–30 нед беременности. Высокий процент гибели зародышей в первые недели беременности указывает на причинную связь их гибели с изменениями, формирующимися в половых клетках еще до момента оплодотворения, в ходе гаметогенеза мужской и женской половой клеток. Анализируя группу мужчин, в семьях которых было прерывание беременности по рекомендации медико-генетической консультации в связи с наличием у плода аномалий развития, несовместимых с жизнью, выявлено, что 64,1% пациентов страдали варикоцеле, а ведущим признаком спермограммы была патоспермия. В этой группе мужчины имели показатели спермограмм, превосходящие по своим параметрам порог фертильности (по данным ВОЗ), но не достигающие значений, соответствующих нормоспермии, что можно идентифицировать как субфертильность. Наконец, еще одной проблемой является использование при лечении мужчин с патоспермией препаратов, обладающих антиэстрогенной активностью и, в частности, клостилбегита и тамоксифена. Нами показано, что их использование на протяжении периода, совпадающего с протяженностью цикла сперматогенеза – 2,5 мес, закономерно сопровождается увеличением числа случаев невынашивания беременности, причем независимо от того, какое лечение получала супруга пациента. Такая ситуация отмечена нами едва ли не в каждом пятом случае применения описанной выше терапии. Так, если число беременностей составляло 34,9% от 46 наблюдений, то число родов в этой группе составляло лишь 3 (18,9%). Аналогичные данные, быть может лишь в меньшей степени выраженные, были получены нами при назначении неспецифической стимулирующей терапии при идиопатической олигоастенотератозооспермии, включавшей применение адаптогенов, метилурацила, витамина Е, поливитаминов и микроэлементов в сочетании с производными пентоксифиллина: трентал, агапурин и т.п. Все это навело нас на мысль, учитывая чрезвычайное разнообразие используемых препаратов и их принадлежности к абсолютно разным фармакологическим группам и классам химических соединений, что подобный ответ половой системы на проводимое лечение обусловлен самим характером реакции гонад на лечебное, в первую очередь, стимулирующее воздействие. Интересные факты были получены нами при исследовании развития мужской половой системы у 41 мальчика—абортуса при наличии отклонений в показателях спермограмм их отцов. Выявлено нарушение формирования как сперматогенного эпителия в канальцах семенников, так и замедление созревания гормонпродуцирующих клеток. По развитию и степени дифференцировки структурных элементов семенники у плодов фетального периода отстают от соответствующих сроков беременности. Канальца такого семенника выглядят в виде плоских тяжей без просветления в центре, сперматогенный эпителий представлен редко расположенными клетками Сертоли и мономорфными первичными гоноцитами без признаков дифференцировки, строма состоит из компактно упакованных фибробластов и единичных клеток Лейдига. Такая организация семенника характерна для более ранних сроков беременности и может соответствовать лишь второму месяцу внутриутробного развития. В ряде случаев каналец содержит на базальной мембране только клетки Сертоли, причем подобную картину мы нередко видим в биопсийном материале семенников мужчин с азооспермией. Морфологическая незрелость структур семенника подтверждается и отрицательными гистохимическими пробами на гликоген, липиды и щелочную фосфатазу. Описанные изменения присутствовали у 18 эмбрионов. Характерной особенностью показателей спермограмм их отцов является высокие цифры патоспермии (у 11 мужчин число патологически измененных гамет превышало 50%) при умеренном снижении общего числа сперматозоидов в эякуляте. В 11 случаях морфологическое становление половой системы соответствовало срокам внутриутробного развития, что сочеталось с менее выраженной патоспермией у отцов (32–46%), в этой группе только у 2 мужчин количество гамет с порочной структурой составило 62 и 69%. Остальные 12 эмбрионов имели грубую патологию мочеполовой системы в сочетании с тяжелыми пороками других локализаций, в частности, у 9 плодов были дефекты организации центральной нервной системы, и выявленная у них гипоплазия семенников может быть результатом отсутствия центральных регулирующих воздействий. Проведенное клинико-экспериментальное исследование свидетельствует о том, что патология репродуктивной системы мужского организма может иметь своим результатом не полную утрату фертильности, а лишь обусловленные нарушениями гаметогенеза сдвиги морфофункциональных показателей гамет, нередко не выявляемые при стандартном исследовании эякулята, но сопровождающиеся после оплодотворения достоверно большей эмбриональной смертностью и увеличением процента аномалий внутриутробного развития. Существенно, что наряду с этим отмечается и дисгенезия гонад у потомства мужчин, страдающих патоспермией, обусловленной тем или иным патологическим процессом в репродуктивной системе. Кроме того, разнообразные стимулирующие лечебные воздействия на гаметогенез у мужчин также сопровождаются, несмотря на положительную динамику показателей спермограмм, увеличением числа спонтанных абортов. Выводы
А.А. Артифексова Кафедра патологической анатомии Государственной медицинской академии, Нижний Новгород Литература 1. Здоровье населения России и деятельность учреждений здравоохранения в 1995 году (статистические материалы Министерства здравоохранения Российской Федерации) М: 1996; 235. 2. Серов В.Н., Стрижаков А.Н., Маркин С.А. Практическое акушерство. М: Медицина 1989; 512. 3. Каган С.А. Стерильность у мужчин. Л 1974; 334. 4. Сексология и андрология. Под ред. А.Ф. Возианова, И.И. Горпинченко. Киев: Абрис 1997. 5. Руководство по андрологии. Под ред. О.Л. Тиктинского Л: Медицина 1990. 6. Кулаков В.И. и соавт. Состояние репродуктивной системы супружеских пар, включенных в программу ЭКО. Пробл репрод 1998; 3: 55–59. 7. Пшеничникова Т.Я. Бесплодие в браке. М: Медицина 1991; 318. 8. Серологическое выявление хламидий и привычный спонтанный выкидыш. Am J Obstet Gynecol 170; 3: 782–785. Тезисы докладов II Международного конгресса андрологов. Пробл репрод 1995; 4. 9. Deak J. The role of Chlamidia trachomatis infection in the development of infertility: an epidemiological study. Aipe Adria Microbiol J 1995; 4(1): 37–41. 10. Кулаков В.И. Репродуктивное здоровье: проблемы, достижения, перспективы. Пробл репрод 1999; 2: 6–10. 11. Рыжаков Д.И., Молодюк А.В., Артифексов С.Б. Функционально-морфологическое исследование половой системы самцов белых крыс с использованием метода электростимуляции. Изв. АН СССР, серия биол 1980; 1: 133–135. 12. Мурашина А.Н. Возрастные особенности эстрального цикла и чувствительность половых органов крыс к эстадиолпропионату. В кн.: Регуляция функций в различные возрастные периоды. Киев 1966; 163–166. 13. Эскин И.А. Основы физиологии эндокринных желез. М: Высшая школа 1968. 14. Руководство ВОЗ по стандартизованному обследованию и диагностике бесплодных супружеских пар. МедПресс 1977. 15. Курносов А.В. Изучение роли иммунологических факторов в нарушении сперматогенеза при варикоцеле. Клинико-экспериментальное исследование: Автореф. дис.... канд. мед. наук. М 1979. 16. Райцина С.С., Курносов А.В., Яровая И.М. Об аутоиммунной природе нарушения сперматогенеза при моделировании варикоцеле на крысах. Бюлл эксперим биол мед 1979; 87: 1: 44–48. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||