Бесплодием страдают около 10—15% супружеских пар, при этом примерно в половине наблюдений оно обусловлено нарушениями репродуктивной функции со стороны мужчины, а еще в 20% — патологией обоих супругов [1]. При этом отмечается прогрессирующее увеличение количества зарегистрированных случаев мужского бесплодия в Российской Федерации: 44,1 мужчины на 100 000 взрослого мужского населения в 2002 г. и 62,8 — в 2008 г. Примерно в 40—50% наблюдений бесплодие у мужчин может быть связано с нарушениями количественных и/или качественных характеристик эякулята. К сожалению, у ¹/₃ пациентов причину мужского бесплодия установить не удается [2]. Предполагается, что такое идиопатическое бесплодие обусловлено генетическими или иммунологическими факторами.

К сожалению, в большинстве наблюдений применение эндокринологических и генетических методов исследований не позволяет достоверно дифференцировать причину отсутствия сперматозоидов в эякуляте — нарушение сперматогенеза или нарушение проходимости семявыводящих путей.

В этой связи ведущим методом репродуктивной медицины, имеющим диагностическое и прогностическое значение при проведении вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), а также при определении риска развития опухолей яичка является биопсия яичка с последующим морфологическим исследованием препаратов.

Нами проведено морфологическое изучение 284 биоптатов яичек, полученных от 80 мужчин в возрасте от 23 до 55 лет. Основными показаниями для биопсийного исследования являлись определение вида бесплодия и степени нарушения сперматогенеза для решения вопроса о проведении ВРТ. В результате микроскопического изучения препаратов у 24 пациентов (24—55 лет) установлена обструктивная и у 56 (23—54 лет) — необструктивная форма азооспермии с разными видами нарушений сперматогенеза.

Характеризуя особенности морфологического изучения ткани яичка, следует отметить, что биоптат должен быть размером с рисовое зерно (5— 10 мм в длину) и содержать около 25—30 канальцев в поперечном сечении. Именно при таком размере результаты можно экстраполировать на весь орган [3]. Большинство исследователей рекомендуют брать несколько образцов ткани яичка для более успешного поиска сперматозоидов [4, 5] и объективного исключения/подтверждения тестикулярной интраэпителиальной неоплазии (ТИН) [6, 7]. По данным литературы [8], при изучении множественных биоптатов обоих яичек у пациентов с обструктивной азооспермией (ОА) только в 2% наблюдений выявляются различия в степени нарушений сперматогенеза между разными образцами из одного яичка, в то время как у пациентов с необструктивной азооспермией (НОА) региональные отличия в образцах одного и того же яичка в отношении нарушений сперматогенеза составляют 32%. При этом различия между правым и левым яичком достигают 7% при ОА и 13% — при НОА [9].

Среди изученного нами материала множественные биоптаты из двух яичек составили 48,8% (у 39 мужчин из 80), множественные из одного яичка — 38,8% (у 31 пациента) и одиночные — 12,5% (у 10 пациентов).

Важным моментом исследования является способ фиксации кусочков. Фиксация образцов ткани яичка в растворе формалина, наиболее часто применяемом в патологоанатомических отделениях, неприемлема, так как вызывает выраженное сжатие ткани и связанные с этим артефакты, затрудняющие гистологическое исследование. Фиксация в глутаровом альдегиде и последующее заключение в эпон-аралдитовую смолу обеспечивает оптимальное сохранение структуры семенных канальцев, выявляемой на полутонких и тонких срезах при электронно-микроскопическом исследовании, а также позволяет четко идентифицировать атипичные половые клетки по структуре ядра и большому количеству гранул гликогена в цитоплазме [8]. Однако такой материал непригоден для других методов морфологического исследования, в частности, иммуногистохимии и гибридизации in situ. Поэтому фиксацию биоптатов ткани яичка, на наш взгляд, следует проводить в жидкости Боуэна или Стива с последующей их заливкой в парафин. При такой фиксации сохраняется структура семенных канальцев и четко видны все клеточные элементы [10]. Полученные нами препараты окрашивали гематоксилином и эозином.

Анализ гистологических препаратов включает в себя оценку:

— гистологических изменений в каждом отдельно взятом семенном канальце путем раздельного подсчета количества имеющихся клеток (сперматогоний, сперматоцитов, округлых и вытянутых сперматид, клеток Сертоли);

— состояния собственной пластинки (базальной мембраны);

— состояния и состава интерстициальной ткани.

При выявлении в семенном канальце половых клеток следует определить стадию сперматогенеза. Термином «сперматогенез» обозначают период развития мужских гамет в эпителии семенных канальцев из диплоидных сперматогоний, имеющих контакт с базальной мембраной, до высвобождения дифференцированных гаплоидных половых клеток в просвет семенных канальцев. Данный процесс включает пролиферацию и дифференцировку сперматогониев, мейотическое деление первичных и вторичных сперматоцитов и трансформацию гаплоидных ранних округлых сперматид в сперматозоиды. Последний этап называется «спермиогенез». Высвобождение вытянутых (зрелых) сперматид в просвет семенных канальцев обозначают термином «спермиация». При этом гаплоидные клетки в эпителии семенных канальцев называются «сперматидами», а гаплоидные мужские гаметы после спермиации — «сперматозоидами».

Большинство исследователей выделяют 6 стадий сперматогенеза, представляющих собой несколько одновременно развивающихся волн сперматогенеза в эпителии семенных канальцев [11].

Стадия I характеризуется наличием ранних округлых сперматид с акросомальным (апикальным) пузырьком после второго мейотического деления. На этой стадии выявляются сперматогонии типа А и В, сперматоциты 1-го порядка на стадии пахитены, округлые и вытянутые сперматиды.

Стадия II представлена сперматогониями типа А и В, сперматоцитами 1-го порядка на стадии пахитены, округлыми и вытянутыми сперматидами, а также резидуальными тельцами, образовавшимися в клетках Сертоли из разрушенных сперматид.

Стадия III характеризуется началом конденсации ядер сперматид и вступлением сперматогоний типа В в мейоз (фаза прелептотена).

На стадиях IV и V отмечаются дальнейшая конденсация ядер сперматид и первичные сперматоциты на стадии пахитены. Выявление сперматоцитов 1-го порядка в фазу лептотены свидетельствует о стадии IV, а в фазу зиготены — стадии V. После стадии V первичные сперматоциты в фазу пахитены подвергаются диакенезу (последний этап профазы мейоза) и вступают в первое мейотическое деление.

Стадия VI характеризуется наличием сперматоцитов 2-го порядка. Эти сперматоциты подвергаются второму мейотическому делению после короткой (около 6 ч) интерфазы, вследствие чего стадия VI обнаруживается крайне редко.

При гистологическом изучении препаратов в эпителии даже одного семенного канальца человека обычно выявляются разные стадии сперматогенеза, поэтому в основе гистологического заключения о виде нарушения сперматогенеза лежат анализ стадий сперматогенеза и характеристика конкретных клеток.

Если в большинстве семенных канальцев определяются практически все стадии сперматогенеза, то такая гетерогенная картина расценивается как «нормальный сперматогенез», как в качественном, так и в количественном аспекте. Среди 80 обследованных заключение о нормальном сперматогенезе нами было сделано лишь в 13 (16,3%) наблюдениях (см. рисунок, а),

Наряду с этим анализ разновидностей половых клеток в семенных канальцах позволяет выделить ряд вариантов нарушения сперматогенеза. Так, если в семенных канальцах уменьшено число вытянутых сперматид или наблюдается неполный клеточный состав, то речь идет о «гипосперматогенезе» [12]. Среди изученного нами материала гипосперматогенез был диагностирован у 23 (28,8%) больных. У 11 пациентов имелись также признаки ОА в виде наличия спермы в просвете семявыносящего протока (см. рисунок, б).

Остановку сперматогенеза на какой-либо специфической стадии, характеризующуюся наличием во всех канальцах ранних округлых сперматид, первичных сперматоцитов или сперматогоний, обозначают термином «остановка созревания». Подобное заключение было нами сделано в 10 (12,5%) наблюдениях: у 9 больных установлена блокада на уровне развития первичных сперматоцитов (см. рисунок, в) и у 1 — на уровне сперматогоний.

У 20 (25%) пациентов установлено полное отсутствие половых клеток в эпителии всех имеющихся на препарате канальцев и наличие в них клеток Сертоли (см. рисунок, г), что явилось основанием для постановки диагноза «синдром наличия только клеток Сертоли». Нарушения сперматогенеза в виде остановки его развития и наличия только клеток Сертоли характерно для НОА. Практически у всех обследованных нами пациентов имелись нарушения уровня гормонов (повышение содержания фолликулостимулирующего гормона и снижение ингибина B).

Если отсутствуют и половые клетки, и клетки Сертоли, а собственная пластинка утолщена вследствие отложения в ней аморфного материала, то используют термин «гиалинизация канальцев» или «тени канальцев». Аномалии ядер в виде многоядерных сперматид указывают на нарушения спермиогенеза и сперматогоний или дефекты мейоза, проявляющиеся в виде мегалосперматоцитов [3, 13]. Подобные признаки гиалинизации канальцев выявлены нами в 5 наблюдениях см. (рисунок, д).

Если ядра клеток Сертоли имеют округлую или овальную форму вместо неровных очертаний с глубокими инвагинациями, то такие клетки должны расцениваться как незрелые. Более четко незрелые препубертатные клетки Сертоли выявляются иммуногистохимическими методами по экспрессии в них антимюллерова гормона и очень низкой пролиферативной активности [14].

Иногда при микроскопическом исследовании биоптатов яичка выявляются внутриканальцевые концентрические микролиты, образующиеся в результате инвагинации базальной мембраны. Такие микролиты, как и канальцы-тени, а также очаговый интерстициальный фиброз лежат в основе ультразвукового заключения о наличии микролитиаза [15].

Установлено, что ТИН предшествует развитию семиномных и несеминомных герминативных опухолей, за исключением сперматоцитной семиномы [6]. На препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином, признаком ТИН является наличие более крупных клеток по сравнению с нормальными сперматогониями, имеющих светлую цитоплазму и крупные ядра с неровными контурами и множественными ядрышками. Однако природа таких атипичных сперматогоний должна быть доказана иммуногистохимическим окрашиванием на мембранно-связанную плацентарную щелочную фосфатазу (PLAP) или ядерный активаторный белок AP-2γ [5]. Наличие таких атипичных клеток вне канальцев в интерстициальной ткани указывает на раннюю инвазивную стадию семиномы.

При описании межканальцевой ткани следует также оценивать состояние микроциркуляторного русла и соотношение клеток Лейдига, фибробластов, макрофагов. Утолщение интимы и склероз наружной оболочки кровеносных сосудов свидетельствуют об артериосклерозе и могут сочетаться с олигозооспермией. Повреждения и дегенерация клеток Лейдига также часто сопутствуют нарушениям сперматогенеза. В то же время у 22 больных с НОА нами выявлена диффузная (см. рисунок, е) или очаговая гиперплазия клеток Лейдига в интерстициальной ткани, которая, по опубликованным ранее данным [10], является одной из причин нарушения уровня гормонов.

Обнаружение единичных макрофагов между канальцами расценивается как вариант нормы. В то же время диффузная инфильтрация или очаговые скопления лимфоцитов вблизи кровеносных сосудов в сочетании с признаками остановки сперматогенеза на уровне сперматогоний достаточно часто встречаются при ТИН. Иммуногистохимическими методами в инфильтратах выявляются, как правило, CD4⁺ и СВ8⁺/Т-лимфоциты, а также CD68⁺-макрофаги [16]. При гистологическом изучении препаратов в одном наблюдении нами диагностирован орхит. Большое количество тучных клеток отмечается в ткани яичек у пациентов с бесплодием, особенно при синдроме только клеток Сертоли [17].

При выявлении разных морфологических форм нарушения сперматогенеза в одном и том же яичке следует говорить о «смешанной атрофии», признаки которой были нами выявлены у 6 (7,5%) больных. При этом наряду с семенными канальцами, в которых отмечалась картина сохранного сперматогенеза, как в качественном, так и в количественном аспектах, наблюдались канальцы с признаками остановки сперматогенеза на разных стадиях, а также канальцы, содержащие только клетки Сертоли и/или канальцы-тени.

Важным этапом микроскопического изучения биоптата яичка является, на наш взгляд, количественная оценка степени нарушений сперматогенеза. Впервые такая балльная система для оценки качества сперматогенеза была предложена в 1970 г. S. Johnsen [18]. Позже она была модифицирована D. De Kretser и A. Holstein [19]. Согласно последней, на гистологических препаратах должен быть оценен каждый семенной каналец. Такая система наиболее значима для пациентов с олигозооспермией, поскольку имеется сильная зависимость между балльной оценкой сперматогенеза при гистологическом исследовании и количеством обнаруженных сперматозоидов. Однако в настоящее время олигозооспермия не является показанием для проведения биопсии яичка. Более того, при НОА балльная оценка указывает лишь на среднее число канальцев без учета количества канальцев с вытянутыми сперматидами.

В этой связи наиболее приемлемой, на наш взгляд, является балльная шкала оценки, предложенная в 1998 г. M. Bergmann и S. Kliesch [20], по которой на гистологических препаратах подсчитывают долю (в процентах) канальцев, содержащих вытянутые сперматиды. На основании полученных значений (процента) определяют степень выраженности атрофии эпителия семенных канальцев яичка (см. таблицу).

Таким образом, морфологическое изучение ткани яичек позволяет установить вид, стадию и степень нарушения сперматогенеза, выяснить причину мужского бесплодия и назначить этиопатогенетическое лечение.