Введение к работе
Актуальность проблемы
Мужская репродуктивная система, являясь одной из наиболее чувствительных и ранимых в организме, подвергается воздействию целого ряда неблагоприятных факторов, которые, влияя на эндокринные железы, центральную нервную систему и непосредственно на гонады, вызывают дистрофические изменения в семенных канальцах и межуточной ткани яичек. Это приводит к снижению оплодотворяющей способности эякулята и, как следствие, к нарушению репродукции в супружеской паре (бесплодию, невынашиванию беременности, рождению неполноценного потомства). В литературе последнего десятилетия появляются данные, что важным патогенетическим звеном при развитии мужской инфертильности (независимо от этиологии) является наличие окислительного стресса (Sharma RK. et al, 1999; Gil-Guzman E. et al, 2001; Sikka S., 2001).
В эякуляте источниками образования АФК являются как сами сперматозоиды (при неправильной дифференциации клеток во время стадий сперматогенеза), так и лейкоциты. Генерация АФК в сперме может иметь как позитивные последствия, так как во время капацитации и акросомальной реакции АФК подготавливают спермий для связывания и оплодотворения яйцеклетки (deLamirande Е. et al, 1997; O’Flaherty CM. et al, 1999), так и негативные, приводя к снижению жизнеспособности клетки. Положительный эффект связан с умеренной продукцией АФК, тогда как гиперпродукция приводит к неблагоприятными последствиям. Кроме того, окислительный стресс в эякуляторных спермиях может быть вызван активацией синтеза АФК в комбинации с бедностью антиоксидантных компонентов в семенной плазме. Нарушение редокс-баланса может быть важной причиной мужского бесплодия (Sharma RK. et al, 1999; Gil-Guzman E. et al, 2001; Sikka S., 2001).
В то же время механизмы развития ОС, его выраженность при различных видах патоспермии, а также функциональная активность АОС в изучаемой нами литературе не имеют достаточного освещения. В немногочисленных работах, посвященных исследованию антиоксидантного статуса при мужском бесплодии, состояние АОС больных оценивается в большинстве случаев по активности СОД и ГПО либо по концентрации одного из продуктов ПОЛ, что не может дать полноценного представления о состоянии окислительно-восстановительного гомеостаза.
Комплекс лечебных мероприятий при мужском бесплодии включает как медикаментозное консервативное лечение, так и хирургическое вмешательство при тяжелых формах патологии. В последнее время в практику терапии идиопатического бесплодия внедряются методы лечения, обеспечивающие антирадикальную защиту органа и организма в целом. Чаще в качестве терапии антиоксидантами применяются витамины Е, С, карнитин и др. (Rolf C. et al, 1999; Keskes-Ammar I. et al, 2003).
Приведенные данные свидетельствуют об актуальности проблемы и целесообразности проведения исследований по изучению особенностей развития окислительного стресса и состояния АОС при различных видах нарушения сперматогенеза.
Цель исследования
Выявить закономерности изменения прооксидантного и антиоксидантного статуса сперматозоидов и семенной плазмы у мужчин с различными типами нарушения сперматогенеза.
Задачи исследования
-
Изучить интенсивность процессов перекисного окисления липидов в спермиях и семенной плазме у мужчин при нормозооспермии и при нарушении сперматогенеза.
-
Исследовать состояние антиоксидантной системы семенной плазмы и спермиев у мужчин при патоспермии и нормозооспермии.
3. Установить характер взаимосвязи между физиологическими параметрами и редокс-балансом эякулята и его изменение в зависимости от вида патоспермии.
Научная новизна и теоретическая значимость
Впервые при нарушении нормального сперматогенеза проведена оценка интенсивности ПОЛ: дифференцированно исследовано содержание диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в спермиях и семенной плазме у мужчин. Впервые у мужчин при патоспермии проведено комплексное исследование внутриклеточного и экстрацеллюлярного звена АОС по показателям супероксиддисмутазы, каталазы, восстановленного глутатиона, глутатионпероксидазы, глутатион-S-трансферазы, глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Установлено, что у мужчин при нарушении сперматогенеза по сравнению с нормозооспермией в семенной плазме и спермиях происходит интенсификация процессов перекисного окисления липидов и снижение мощности антиоксидантной защиты.
Вычленены и охарактеризованы достоверно значимые различия в состоянии редокс-баланса у мужчин с разными формами нарушений сперматогенеза. Установлено, что лимитирующим фактором при развитии разных типов патоспермии является нарушение различных звеньев антиоксидантной защиты.
Предложен коэффициент, позволяющий оценить соотношение про- и антиоксидантных процессов как в спермиях, так и в семенной плазме.
Впервые установлены взаимосвязи между физиологическими параметрами эякулята с одной стороны, содержанием продуктов ПОЛ и активностью антиоксидантной защиты с другой стороны и их изменения в зависимости от вида патоспермии.
Материалы диссертации используются при чтении курсов: «Биохимия», «Биохимия тканей» студентам Сибирского федерального университета, обучающимся по специальности «Биохимия». Методики, изложенные в диссертации, включены в разделы большого практикума по биохимии на кафедре биохимии и физиологии человека и животных СФУ, а также используются студентами при выполнении курсовых и дипломных работ.
Практическая значимость
Исследование функциональной активности антиоксидантной системы и продуктов липидной пероксидации позволяет оценить степень тяжести окислительного стресса при патоспермии. В процессе исследования установлено, что максимальная депрессия антиоксидантной способности семенной плазмы отмечена при тератоастенозооспермии, тогда как в спермиях – при тератозооспермии.
Изучение состояния антиоксидантной системы семени у мужчин при нарушении сперматогенеза позволяет своевременно принимать меры, направленные на коррекцию окислительно-восстановительного гомеостаза. Кроме того, оценка тяжести ОС как в спермиях, так и в семенной плазме у каждого конкретного мужчины имеет важное значение с точки зрения прогноза развития дальнейших осложнений, что в конечном итоге влияет на оплодотворяющую способность спермиев и развитие эмбриона из генетического материала сперматозоидов.
Результаты исследования антиоксидантного статуса семени могут быть использованы при дифференциальной диагностике мужского идиопатического бесплодия (бесплодия неясного генеза). Пациентам с выраженным ОС рекомендуется принимать антиоксидантную терапию, позволяющую предотвратить утяжеление патологии.
Результаты проведённых исследований внедрены в практику работы Центра репродуктивной медицины (г. Красноярск).
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Независимо от вида патоспермии по сравнению с нормозооспермией у мужчин происходит интенсификация процессов ПОЛ как в семенной плазме, так и в спермиях.
2. Патоспермия сопровождается снижением активности большинства антиоксидантных ферментов (каталазы, глутатионпероксидазы, глутатион-S-трансферазы) и содержания восстановленного глутатиона в спермиях и семенной плазме на фоне повышения активности супероксиддисмутазы.
3. Буферная емкость антиоксидантной системы семенной плазмы превышает таковую у сперматозоидов.
4. Для патоспермии характерна отрицательная корреляционная взаимосвязь интенсивности процессов ПОЛ с подвижностью спермиев и положительная с количеством аномальных форм сперматозоидов.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования обсуждены на: Межрегиональной научно-практической конференции "Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири" (Красноярск, 2005); Всероссийской научно-практической конференции Российской ассоциации репродукции человека (Чебоксары, 2005); Международном молодежном медицинском конгрессе "Санкт-Петербургские научные чтения" (Санкт-Петербург, 2005); научной конференции молодых ученых Ростовского государственного медицинского университета (Ростов-на-Дону, 2006); 63 ежегодном международном конгрессе американского общества по репродуктивной медицине (Вашингтон, 2007); научно-практическом симпозиуме с международным участием «Свободнорадикальная медицина и антиоксидантная терапия» (Волгоград, 2008); IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008).
Публикации: По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 3 статьи и 3 тезиса в журналах, рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских диссертационных работ.
Структура и объем диссертации: Диссертация изложена на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы», главы «Результаты и их обсуждение», заключения, выводов, списка литературы, включающего 40 отечественных и 186 иностранных источников. Работа иллюстрирована 10 рисунками и 10 таблицами.
