Метаболические характеристики спермальной плазмы с различным числом сперматозоидов

Авторы:

Гусякова О.А.,

Радомская В.М.,

Мурский С.И.,

Габрильчак А.И.,

Тукманов Г.В.

Журнал: Лабораторная служба. 2018;7(1):15-19.

DOI: 10.17116/labs20187115-19

Прочитано: 2959 раз

Скачать PDF

Резюме

Наблюдения последних лет говорят о том, что большинство причин мужского бесплодия носит идиопатический характер. Это свидетельствует о том, что спермограмма, являющаяся на сегодня основным лабораторным методом диагностики мужского бесплодия, не совсем информативна и требует поиска новых диагностических маркеров. Поэтому более детальное изучение метаболических характеристик спермальной плазмы позволит выявить новые, более персонализированные лабораторные показатели, которые в значительной мере повысят диагностическую ценность тестов на мужское бесплодие и помогут в более прицельном лечении данного недуга. Цель исследования. Изучить зависимость метаболических характеристик спермальной плазмы от числа сперматозоидов. Материал и методы. Исследовались физико-химические, метаболические и морфологические показатели эякулята практически здоровых лиц. Диагностический протокол включал проведение стандартного анализа спермограмм с классификацией показателей эякулята и определение биохимических показателей спермальной плазмы на автоматическом биохимическом анализаторе. Проведено изучение качественных и количественных характеристик показателей метаболизма. Полученные образцы после изучения морфологических особенностей клеточного состава были поделены на группы с дальнейшим изучением параметров белкового, углеводного, липидного и минерального обменов в каждой из них. Результаты. Нами установлена взаимосвязь содержания таких метаболитов, как альбумин, креатинин, мочевая кислота, и концентрации сперматозоидов. Выявлена зависимость между ферментами трансаминирования и концентрацией спермальных клеток. Отмечено, что показатели липидного обмена увеличиваются как при уменьшении концентрации сперматозоидов, так и при увеличении количества клеток. Наблюдается прямая взаимосвязь концентрации хлоридов и железа и концентрации сперматозоидов и обратно пропорциональная взаимосвязь концентрации спермальных клеток и уровня калия, кальция и фосфора. Выводы. Значимым фактором в клинической практике может стать выявленная положительная взаимосвязь максимальной концентрации сперматозоидов и более высокого содержания в спермоплазме альбумина, креатинина, мочевой кислоты, а также ряда ферментов, что позволит в дальнейшем выявить более информативные лабораторные маркеры.

Ключевые слова

сперматогенез
метаболизм в спермоплазме
нормозооспермия
ферменты спермоплазмы
эякулят
концентрация сперматозоидов

Дата публикации: 30.04.2020

Введение

В последние годы в число ключевых медико-биологических проблем прочно вошла проблема бесплодия. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в разных странах частота браков с диагнозом «бесплодие» колеблется от 10 до 20% [1]. В Российской Федерации аналогичный показатель достигает 17—25% [2—4]. При этом установлено, что именно мужской фактор является ведущей причиной бесплодного брака, встречаемой, по разным данным, в 30—50% случаев бесплодия против 20—40% женского фактора. И это при том, что причины женского бесплодия изучены гораздо лучше, чем мужского. Это обусловлено не в последнюю очередь тем, что мужчины в отличие от женщин менее склонны обращаться к врачу и, как правило, доводят даже явные болезни до тяжелого состояния. Как следствие, изученность этиологии и патогенеза мужского бесплодия значительно уступает аналогичным проблемам женского организма. Об этом говорит и тот факт, что невыясненными (идиопатическими) остаются 25—40% случаев мужского бесплодия [5]. Для подтверждения диагноза пациенту рекомендуется пройти комплексное обследование, из которого основным является спермограмма. И так как на территории России не издано ни одного нормативного документа, регламентирующего порядок проведения и нормативные значения данного анализа, за основу при его проведении принято брать руководство ВОЗ по исследованию и обработке эякулята человека. В 2010 г. ВОЗ выпустила 5-е издание Руководства по проведению семиологических исследований. В нем был проведен пересмотр референтных значении в сторону снижения нормативных границ по ряду показателей. Уменьшилась норма объема эякулята, концентрации, общего количества и морфологии сперматозоидов. Изменена система оценивания подвижности сперматозоидов. Исключением стала только оценка жизнеспособности клеток, показатель которой вырос с 50 до 58%, однако с учетом снижения остальных показателей данный факт нельзя расценивать как положительное явление [6]. Видно, что лабораторно в репродуктивной системе мужчин метаболические характеристики спермальной плазмы, играющей немалую роль в функциональности сперматозоидов, даже не оцениваются. В литературе имеются сведения только о фрагментарных исследованиях. В связи с этим актуален поиск иных возможных причин патоспермии.

Целью нашего исследования было изучение биохимических показателей спермальной плазмы в группах с различным числом сперматозоидов.

Материал и методы

Исследование проведено на базе клиник СамГМУ. Исследовали 21 образец эякулята практически здоровых лиц с нормоспермией от 20 до 45 лет. Полученные образцы после изучения морфологических особенностей клеточного состава были поделены на три группы: <50 млн/мл, 50—100 млн/мл и >100 млн/мл, с дальнейшим изучением в каждой группе параметров липидного, углеводного белкового и минерального обменов. Проведение анализа спермограмм и классификацию показателей эякулята осуществляли в соответствии с 5-м изданием ВОЗ «Руководства по проведению семиологических исследований» 2015 г. и соблюдением всех стандартных преаналитических процедур подготовки пациента и биожидкости. Биохимические показатели спермальной плазмы после стандартной пробоподготовки определяли на автоматических биохимических анализаторах «Cobas integra 400+» с использованием реактивов и контрольных материалов фирмы «Roche». Статистическую обработку данных проводили с помощью традиционных методов описательной статистики с использованием регрессионного, дисперсионного и системного многофакторного анализа, а также с позиции доказательной медицины. Применяли табличный редактор MS Excel со встроенным модулем для статистического анализа данных AtteStat (14). Статистические гипотезы проверены при помощи t-критерия, U-критерия. Различия между исследуемыми группами считали статистически значимыми при вероятности безошибочного прогноза p≥95%, p<0,05.

Результаты и обсуждение

Анализ показателей белкового обмена (табл. 1)

Таблица 1. Показатели белкового обмена в спермальной плазме практически здоровых мужчин с различным количеством сперматозоидов Примечание. Здесь и в табл. 2—4: p≥95%, p<0,05.

показал, что при уменьшении количества сперматозоидов менее 50 млн/мл в сперме отмечается повышение концентраций ферментов трансаминирования: аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и особенно гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ). В то же время при увеличении количества клеток более 100 млн/мл в целом отмечается снижение показателей, в том числе и креатинкиназы, являющейся информативным показателем функциональной полноценности сперматозоидов [7].

Ранее было показано, что активность АсАТ коррелирует с количеством сперматозоидов и подвижностью и может быть использована как индикатор повреждения клеточных мембран при замораживании [8, 9].

Показатели азотистого обмена (табл. 2)

Таблица 2. Показатели азотистого обмена в спермальной плазме практически здоровых мужчин с различным количеством сперматозоидов

в целом имеют тенденцию к повышению с увеличением количества сперматозоидов, с особенно выраженным увеличением креатинина и чуть меньшим — мочевой кислоты. Очевидно, увеличение числа клеток сопряжено с увеличением продукции или ослаблением элиминации катаболитов азотистого обмена.

Многие авторы считают показатели углеводного обмена (табл. 3)

Таблица 3. Показатели углеводного обмена в спермальной плазме практически здоровых мужчин с различным количеством сперматозоидов

критичными для двигательной функции сперматозоидов. Наш анализ показал, что показатели глюкозы и лактата приблизительно равны в разных группах обследуемых, а вот активность ферментов, участвующих в обмене — лактатдегидрогеназа (ЛДГ) и гидроксибутиратдегидрогеназа (ГБДГ), имеет большее значение в образцах с большим количеством спермальных клеток. Вероятно, усиление ферментной активности обеспечивает субстратами функции повышенного числа клеток.

Говоря о минеральном обмене (табл. 4),

Таблица 4. Показатели минерального обмена в спермальной плазме практически здоровых мужчин с различным количеством сперматозоидов

стоит отметить, что микроэлементы играют немалую роль в биосинтезе нуклеиновых кислот, макроэргических соединений, обеспечивают поддержание осмотического давления во внеклеточной жидкости и наряду с другими факторами создают благоприятные условия для осуществления клетками своих физиологических функций. В нашем исследовании отмечено следующее: рост концентрации калия, кальция и фосфора коррелировал с уменьшением количества сперматозоидов, а увеличение концентрации хлоридов и железа происходило параллельно увеличению количества сперматозоидов.

Липиды играют значительную роль в процессах жизнедеятельности сперматозоидов, являясь составной частью клеточной оболочки, обеспечивая им нормальную форму. Выявлено, что липиды спермоплазмы способны усиливать активность движения [9]. Установлено, что одним из факторов стабильности клеточной мембраны, в том числе и мембраны сперматозоидов, является холестерин, выступающий как фактор их сохранности и адекватной подвижности. Также установлено, что основными липидами, участвующими в обменных процессах спермы, являются фосфолипиды [7]. Исследования липидного обмена (см. рисунок)

Показатели липидного обмена в спермальной плазме практически здоровых мужчин с различным количеством сперматозоидов.

продемонстрировали повышение показателей в спермальной плазме как с меньшим, так и с большим количеством сперматозоидов, в то же время при средних значениях показатели липидного обмена были значительно ниже.

Кроме того, обращает на себя внимание значительное преобладание холестерина ЛПНП над холестерином ЛПВП во всех группах. Можно предположить, что холестерин этой фракции составляет резервный фонд этих стеринов, необходимых для стабилизации мембран и реализации функций клеток.

Заключение

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

— установлена обратно пропорциональная зависимость между концентрацией сперматозоидов и ферментов трансаминирования, особенно гамма-глутамилтрасферазы;

— отмечается взаимосвязь количества сперматозоидов и содержания таких метаболитов, как альбумин, креатинин, мочевая кислота, активности лактатдегидрогеназы и гидроксибутиратдегидрогеназы;

— показатели липидного обмена повышаются как при уменьшении количества сперматозоидов менее 50 млн клеток, так и при увеличении более 100 млн клеток в 1 мл;

— отмечается прямая взаимосвязь концентрации хлоридов и железа с концентрацией сперматозоидов и обратно пропорциональная взаимосвязь концентрации спермальных клеток и уровня калия, кальция и фосфора.

Результаты проведенного исследования показали целесообразность изучения состава спермальной плазмы и роли входящих в нее компонентов как показателей функционального состояния сперматозоидов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.