Репродуктивное здоровье: мужское бесплодие

Уровень физической активности падает, опасность ожирения растет, а загрязнение окружающей среды и глобальное потепление стали обычными проблемами, обсуждаемыми за обеденным столом. Все еще не изобретены способы предотвращения многих гормональных заболеваний, травм, мочеполовых инфекций. Во многих случаях нет и альтернативы облучению и химиотерапии. «Общими усилиями» это привело к тому, что мужское бесплодие диагностируют у одного из двадцати мужчин, а азооспермия – отсутсвие сперматозоидов при эякуляции – наблюдается уже у 1% общего населения.

Научный прогресс?

Мужская репродуктивная система устроена очень сложно, поэтому и к бесплодию может привести поломка на любом уровне. Здесь важны гормональный фон, работа предстательной железы и Куперовых желез, процесс созревания сперматозоидов – сперматогенез, качество и оплодотворяющая способность спермы и многое другое. Стандартными для оценки спермы считают три параметра: подвижность, морфология и количество мужских половых клеток. Например, в большинстве случаев бесплодия страдает качество, а не количество: сперматозоидов может быть достаточно для беременности, но их функциональные возможности оказываются нарушены.

Изумляет, что эта тема, затрагивающая за живое минимум половину научного мира, изучена мало. Это отмечают и сами ученые. «В результате нашего сравнительного равнодушия, мы очень мало знаем о молекулярных механизмах, лежащих в основе дифференциации и функции сперматозоидов, хотя такая информация напрямую приводит к истокам мужского бесплодия и разработке новых подходов в мужской контрацепции», – пишет Джон Эткин (John Aitken). Далее автор отмечает, что одна из немногих вещей, которая известна именно о человеческом сперматозоиде, – его низкое качество по сравнению с половыми клетками большинства других видов. По последним данным ВОЗ, даже у здоровых мужчин до 96% сперматозоидов формируется аномально, до 68% неподвижны и до 42% мертвы. Каких же тогда оценок достигают эти параметры у мужчин, которые не смогут стать отцами?

То, что ученым известно о сперматогенезе сегодня, довольно полно изложено в другой статье Эткина в соавторстве с Бреттом Никсоном (Brett Nixon) «Sperm capacitation: a distant landscape glimpsed but unexplored».

Тот самый момент. Фото: Shutterstock

Плата за цивилизацию

Джон Эткин рассматривает гипотезу, согласно которой низким качеством спермы человечество расплачивается за высокий уровень экономического роста. В бедных неразвитых странах – высокая младенческая смертность и много детей в семье. Показатели выживаемости в половозрелом возрасте не так велики. В таких условиях эволюционный отбор генов, связанных с рождаемостью, будет неизбежно жестким.

В развитых же странах, напротив, с легкой руки врачей, такого давления почти нет. Уже давно появился метод ИКСИ – интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида, когда с помощью микроиглы в яйцеклетку под микроскопом вводят сперматозоид, который выглядит наиболее «здоровым». С этой процедурой пациенту может потребоваться всего один сперматозоид для того, чтобы стать отцом.

Более того, если не получается выбрать подвижный сперматозоид с нормальной морфологией, можно воспользоваться технологией ROSI/ROSNI (round spermatid injection). В этом случае в ооцит вводят клетку-предшественника зрелого сперматозоида.

Тогда следующее поколение получит отнюдь не самые благоприятные в плане фертильности гены вплоть до генетического синдрома. Напрашивается вывод: широкое использование вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) в одном поколении неизбежно влечет за собой еще большее использование его у следующего.

В таком случае развитие технологий и информированность сильной половины человечества о возможных проблемах должны резко ускориться уже сейчас.

Сохранение фертильности

Сегодня для длительного сохранения спермы используется криоконсервация, или заморозка, с последующим ИКСИ или ROSI. Процедура позволяет сохранить здоровые клетки на будущее. Кроме того, из-за прорыва последних лет, более реальной и очень перспективной становится терапия стволовыми клетками.

В некоторых случая бесплодие следует не за дисфункцией самих сперматозиодов, а за неспособностью их предшественников пролиферировать и дифференцироваться и за нарушениями поддерживающих клеток. Рональд Свердлофф (Ronald S. Swerdloff) из Harbor-UCLA Medical Center и его команда на пересадили стволовые клетки костного мозга в семенники бесплодных мышей. Результаты показали, что пересаженные клетки могут стать клетками семенников и участвовать в производстве спермы. Ученые планируют усовершенствовать мышиную модель, изучив влияние гормонов и других факторов на дифференцировку стволовых клеток.

Правда, метод подойдет только для пациентов со «здоровой» ДНК.

Фертильность и онкозаболевания

Эти услуги в массовом сознании обычно связывают с онкобольными. В 2002 году только четверть мужчин с раком сохраняла сперматозиоды с помощью криоконсервации. Неосведомленность – основная причина того, что остальные этого не сделали. Количество сперматозоидов для банкинга различается для разных типов онкологий. Например, показано, что до заморозки лучшее качество спермы при раке предстательной железы и худшее – при лимфоидной лейкемии. Причем прежде всего страдает подвижность половых клеток.

Восстановление сперматогенеза после лечения зависит от многих факторов: использовалась ли химиотерапия/облучение или обе терапии вместе, конкретный препарат, дозы, количество курсов и прочие параметры. Роль играют и иммуносупрессивные препараты, используемые при пересадке костного мозга, – они тоже гонадотоксичны.

Еще более опасно: антираковая терапия может повредить сперматогонии – стволовые клетки, из которых образуются всю жизнь сперматозоиды. Это влечет за собой долгосрочные и порой необратимые последствия.

Некоторых рак застигает в совсем юном возрасте, и тогда врачи не могут собрать сперму для криоконсервации. Но это не значит, что такие пациенты никогда не смогут стать отцами, считают ученые. На высших приматах группой Кайла Орвига (Kyle Orwig) показано, что можно заморозить сперматогониальные стволовые клетки, а затем разморозить без потери функции. При их пересадке обратно в яичко продуцируется сперма, способная оплодотворить яйцеклетку. 

Искусственное оплодотворение. Фото: Shutterstock

Другие причины

Однако бесплодие наступает и без рака. Самая очевидная причина ухудшения фертильности – старение. Мужской организм продолжает производить половые клетки с возрастом, но качество спермы постепенно снижается, а уровень окислительного стресса и нарушений ДНК растет. Для потомства это чревато невынашиванием, доминирующими генетическими мутациями и комплексом неврологических заболеваний, в том числе эпилепсии, спонтанной шизофрении, биполярного расстройства и даже аутизма.

Как показывают исследования, на качество спермы значительно влияет образ жизни, например, использование мобильного телефона, курение, употребление кофе и алкоголя, экологические условия. Рацион, богатый рыбой, фруктами, овощами, бобовыми и цельными зерновыми, связывают с лучшей подвижностью сперматозоидов в отличие от диет с частым потреблением мяса (особенно красного), пиццы, сладких напитков и десертов. На фертильности сказывается даже любовь к сауне: высокие температуры изменяют сперматогенез. Поскольку яички постоянно на 2-4 градуса холоднее, чем весь организм, ученые рассматривают повышенные температуры как потенциальный фактор риска бесплодия. Например, после лихорадки нарушается подвижность и плотность спермы.

Исследователи активно изучают и связь психологического стресса с бесплодием. Как было показано, концентрация сперматозоидов и качество семенной жидкости действительно снижаются при стрессе. Ягил Баразани (Yagil Barazani) и коллеги приводят целый список ситуаций, которые могут не только повлиять на фертильность по отдельности, но и привести к кумулятивному эффекту: личные переживания, экзамены, напряженные ситуации на работе, смерть родственников, война. Стресс изменяет и гормональный фон, что также приводит к ухудшению фертильности.

Что же тогда делать?

Значит ли это, что заморозка половых клеток нужна всем мужчинам? Журналист Айан Сэмпл (Ian Sample) из британского The Guardian писал об этой проблеме еще в 2006 году. По его словам, некоторые специалисты называют наше поколение «have it all generation»: многие здоровые пары предпочитают сначала заняться карьерой, а потом заведением детей. Поэтому они заинтересованы в сохранении более здоровых половых клеток на будущее. Конечно, более актуально это для женщин, но и мужчин тоже касается. В связи с этим больше клиник должны быть готовы предоставить процедуры криоконсервации, ИКСИ, ЭКО и другие ВРТ широкому кругу желающих. Доктор Саймон Фишел (Simon Fishel) из CARE Fertility centre Park hospital в Ноттингеме уверенно сообщил The Guardian: «Конечно, [осознание этого] займет несколько лет, но смена парадигмы обязательно произойдет».