У мужчин обнаружили связь между микробиомом кишечника и производством сперматозоидов

Мужское бесплодие в половине случаев остается без четко установленной причины, а при некоторых его формах врачи не могут обнаружить сперматозоиды даже в эякуляте. Новое исследование указало на во многом неожиданную связь с кишечником: состав его микробиома различался у мужчин в зависимости от того, сохранялось ли производство сперматозоидов в яичках.

Неспособность зачать ребенка затрагивает до 15% пар репродуктивного возраста, причем мужской фактор отвечает примерно за 40-50% случаев. Одной из тяжелейших форм мужского бесплодия считается необструктивная азооспермия — состояние, при котором сперматозоидов нет в эякуляте из-за нарушений их образования в яичках.

Иногда отдельные участки ткани все же сохраняют способность производить сперматозоиды. Чтобы их найти, врачи проводят микрохирургическую операцию mTESE и затем могут использовать обнаруженные клетки для оплодотворения. Успешно извлечь сперматозоиды удается в 40-60% случаев.

На этот раз внимание исследователей привлекла кишечная микробиота — совокупность бактерий в пищеварительном тракте. Она участвует не только в переваривании пищи и работе иммунной системы. Как показали предыдущие научные работы, вещества, производящие кишечные бактерии, могут попадать в кровь и воздействовать на другие органы. Возможную связь между кишечником и яичками называют осью «кишечник — яички»: через нее микробиота потенциально влияет на воспаление, обмен гормонов и состояние защитного барьера яичек.

Чтобы проверить эту гипотезу, урологи из Тайбэйского госпиталя ветеранов и Национального университета Ян-Мин Цзяодуна (Тайвань, КНР) сравнили микробиом 39 мужчин. У 14 из них была обструктивная азооспермия, то есть сперматозоиды производятся, но не могут попасть в эякулят из-за механической преграды. Еще 25 мужчин имели необструктивную форму. В этой группе у 13 пациентов удалось обнаружить сперматозоиды в яичках во время mTESE, но у 12 микрооперация не помогла их найти. Возраст, индекс массы тела и уровни тестостерона, пролактина и эстрадиола у двух подгрупп с необструктивной азооспермией существенно не различались.

Состав бактерий, однако, оказался разным не только у мужчин с разными видами азооспермии, но и внутри группы с нарушенным производством сперматозоидов. У пациентов с необструктивной формой доля бактерий типа Bacteroidota составляла 23,47% против 28,47% при обструктивной, а Proteobacteria — 9,72% против 3,76%. Результаты исследования описали в статье для журнала Journal of Assisted Reproduction and Genetics.

Еще значительнее различался микробиом мужчин с необструктивной азооспермией в зависимости от результата операции. Из 5762 выявленных разновидностей бактериальных последовательностей только 330, или 5,7%, встречались в обеих группах. Еще 2653 были характерны для участников, у которых сперматозоиды не удалось найти, а 2779 — для тех, у кого это получилась. То есть состав кишечных бактерий у двух групп был разным.

Особенно заметным оказалось соотношение двух крупных групп бактерий — Firmicutes и Bacteroidota. У мужчин, которым удалось извлечь сперматозоиды, Firmicutes составляли в среднем 72% против примерно 59% у остальных. Доля Bacteroidota, напротив, была ниже — около 18% против 30%. В результате соотношение Firmicutes к Bacteroidota у пациентов с успешным извлечением сперматозоидов было значительно выше.

Авторы исследования выявили и конкретную бактерию, которая выделялась на этом фоне. У мужчин с успешным извлечением сперматозоидов было больше представителей родов Finegoldia, Anaerococcus и Peptoniphilus, а на уровне отдельных видов заметнее всего различалось количество Finegoldia magna. Это грамположительная анаэробная
бактерия типа Firmicutes, она относится к нормальной микробиоте человека и может обитать в кишечнике, дыхательных путях и половых путях.

Затем урологи проверили, можно ли учитывать особенности микробиома в прогнозировании результата операции. Соотношение Firmicutes и Bacteroidota показало чувствительность 76,9% и специфичность 75% при пороговом значении 2,20. Если же бактерия Finegoldia magna составляла не менее 8,7% микробиома, специфичность достигала 100%: такой уровень не встретился ни у одного из 12 мужчин, у которых не удалось извлечь сперматозоиды. Однако чувствительность была всего 46,2%.

Почему кишечные бактерии вообще могут быть связаны с работой яичек, пока остается вопросом. Одно из возможных объяснений — короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся при переработке клетчатки кишечными бактериями. Например, бутират — масляная кислота, питающая клетки толстой кишки — способен влиять на кишечный барьер и воспалительные процессы.

Эксперименты на мышах ранее показали, что бактерии, производящие это полезное вещество, могут поддерживать защитный барьер яичек и повышать уровень тестостерона в них. Другой возможный механизм связан с Proteobacteria: представители этой группы производят липополисахариды, а они при попадании в кровь способны запускать воспаление и окислительный стресс. 

Все это не означает, что кишечные бактерии вызывают бесплодие либо, наоборот, помогают яичкам производить сперматозоиды. Новое исследование было наблюдательным, а образец кала для анализа микробиома брали только раз. Урологи указали на необходимость провести более крупные исследования. Тем не менее это первый систематический анализ микробиома кишечника у мужчин с необструктивной азооспермией.