Примерно 15% супружеских пар репродуктивного возраста страдают бесплодием, и около половины случаев бесплодия может быть связано с мужским фактором [1]. Понимание влияния мужского возраста на фертильность приобретает все большее значение в области общественного здравоохранения, поскольку все большее число мужчин предпочитают иметь детей в более позднем возрасте. В последнее время уделяется повышенное внимание возрастным изменениям гормонального статуса мужчин [2—5]. В связи с публикацией сообщений о снижении активности сперматогенеза у мужчин в разных странах в последние десятилетия в литературе [6—10] развернулась дискуссия о причинах снижения активности сперматогенеза и выявления гормональных маркеров его снижения.

Известно, что между уровнем половых гормонов, процессом сперматогенеза и фертильностью имеется динамическая взаимосвязь. ФСГ способствует митотическому делению сперматогоний и необходим для завершения спермиогенеза. ЛГ стимулирует продукцию тестостерона в клетках Лейдига. Свободные фракции тестостерона оказывают непосредственное влияние на сперматогенез, поддерживают функциональную активность половых желез и обеспечивают копулятивную функцию [11]. Относительно влияния гормонов щитовидной железы на репродуктивную функцию мужчин в постпубертатный период существуют противоречивые мнения. Одни авторы [12] отрицают такое влияние, другие [13] свидетельствуют о повышении уровня тестостерона и снижении уровня пролактина после лечения тиреоидными препаратами, а также об улучшении качества спермы.

Экспериментальные данные свидетельствуют о наличии прямого влияния тиреоидных гормонов на секрецию гонадотропинов [14], а также на секрецию пролактина [15]. Кроме того, действие йодтиронинов на секрецию гонадотропинов зависит от исходного уровня тиреоидных гормонов. Так, избыточные концентрации йодтиронинов угнетают секрецию гонадотропинов, а также образование тестостерона в гонадах и усиливают его выработку в сетчатой зоне надпочечников [16]. В то же время снижение или полное выключение тиреоидной активности, как правило, сопровождается снижением уровня гонадотропинов в гипофизе [17]. Экспериментальные исследования показали, что эффекты воздействия физиологических доз тиреоидных гормонов на сперматогенез различаются у разных видов животных — от увеличения сперматогенеза до его угнетения или отсутствия реакции на введение препарата [18]. Однако гипотиреоз у животных приводил к снижению плодовитости, полового влечения, дегенеративным изменениям в семенных канальцах, тестикулярной атрофии, которая может вызывать бесплодие [19].

Клинические исследования представлены противоречивыми данными об изменении уровня гонадотропинов у мужчин, больных гипотиреозом. Так, по одним данным [20], уровень ЛГ и ФСГ повышался, по другим [12] — оставался неизмененным или снижался [21]. При гипотиреозе было показано снижение уровня сексстероидсвязывающего глобулина (СССГ) [22], секреции тестостерона клетками Лейдига [23], чувствительности секреции гонадотропина к гонадолиберину, нарушение процесса сперматогенеза (снижение общего количества сперматозоидов, снижение подвижности сперматозоидов). Известно о гипогонадизме, связанном с гиперпролактинемией, вызванной гипотиреозом [24].

При обследовании больных с повышенной функцией щитовидной железы регистрировали снижение гормональной функции тестикул, повышение коэффициента ЛГ/тестостерон, частичное поражение клеток Лейдига, нарушение сперматогенеза, уменьшение числа сперматозоидов с нормальной подвижностью. Повышенная сперматогенная активность семенных канальцев способствует появлению сперматозоидов с низкой оплодотворяющей способностью [21]. При гипертиреозе наблюдали увеличение концентрации SHBG и тем самым уровня общего тестостерона и снижение концентрации свободного тестостерона, повышение уровня свободного эстрадиола и коэффициента эстрогены/андрогены [25], повышение чувствительности секреции гонадотропина к гонадолиберину [26].

Таким образом, тиреоидные гормоны являются одним из факторов, ответственных за репродуктивную функцию мужчин, благодаря схожести в строении ТТГ, ФСГ и ЛГ [15], а также участию в поддержании соответствующего уровня обмена веществ [27]. Есть сведения о том, что при увеличении уровня тестостерона происходит стимуляция внутриклеточного аденозин-3,5-монофосфата (цАМФ), который играет важную роль в гликолитической активности и подвижности спермиев [14]. Имеются данные о нарушении природы нормальных сперматозоидов антиспермальными антителами [28]. Однако данных о соотношении уровня гормонов системы гипофиз—гонады, гипофиз—щитовидная железа, цАМФ, а также дегидроэпиандростерона сульфата (ДГЭА-С), ингибина В и антиспермальных антител с параметрами спермограммы в возрастном аспекте, тем более у жителей высоких широт, практически нет. В связи с этим актуальным является установление взаимосвязей показателей спермограммы и уровня гормонов систем гипофиз—щитовидная железа и гипофиз—гонады в возрастном аспекте.

Обследование 96 мужчин проводилось в 2009 г. в период минимальной продолжительности светового дня (3—24 декабря). В исследовании участвовали добровольцы — жители Архангельска, не имеющие инфекционных заболеваний репродуктивной сферы, не состоящие на диспансерном учете у эндокринолога и андролога. В ходе обследования проводилось анкетирование, забор крови из локтевой вены (с 8:00 до 11:00 ч) и осмотр врача-андролога, на основании заключения которого делался вывод о состоянии здоровья испытуемых. Кровь центрифугировали в течение 15—20 мин при 1500 об/мин. Собранную сыворотку хранили при –20 °С до определения в ней гормонов. Образцы спермы добровольцы сдавали в специальном лабораторном помещении путем мастурбации в разовые стерильные пластиковые контейнеры. Время воздержания от половой жизни перед сдачей эякулята составляло 2—5 дней. Мужчины были разделены на возрастные группы: I период зрелого возраста: 22—35 лет (1-я группа, n=52), II период зрелого возраста: 36—45 лет (2-я группа, n=21), 46—60 лет (3-я группа, n=16).

Уровень гормонов определяли методом иммуноферментного анализа (ИФА) на планшетном автоанализаторе для ИФА (ELISYS Uno) фирмы «Human» (Германия). В сыворотке крови определяли уровень следующих гормонов: тиреотропного гормона (ТТГ), общего и свободного трийодтиронина (T₃), общего и свободного тироксина (T₄), лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), пролактина, прогестерона, кортизола с использованием наборов фирмы «Human GmbH», свободного тестостерона, ДГЭА-С, антиспермальных антител и СССГ— наборами фирмы DRG (Германия), ингибина B — наборами фирмы «Beckman Counter» (США). Уровень аденозин-3,5-монофосфата (цАМФ) определяли методом радиоиммунологического анализа на установке Ариан (автор-разработчик д.м.н., проф. А.С. Кауфман) наборами фирмы «Immunotech». За норму принимались предлагаемые нормативы для соответствующих тест-наборов.

Оценку собранных образцов спермы проводили согласно руководству ВОЗ (2001) [29]. Определяли объем (норма не менее 2 мл) и рН эякулята (норма 7,2—8,0), концентрацию сперматозоидов (норма 20 млн/мл и более), долю подвижных сперматозоидов (норма не менее 50% категории А+В). Концентрацию сперматозоидов в эякуляте рассчитывали с использованием камеры Горяева после их окраски трипановым синим. Долю подвижных сперматозоидов определяли с использованием спермоанализатора SFA-500 (НПФ «Биола», Москва), рН эякулята измеряли индикаторной бумагой.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. В связи с тем что для большинства показателей не наблюдалось нормального распределения значений, для статистического анализа были использованы непараметрические методы. Пороговое значение уровня значимости принято равным 0,05, тенденцией считали значения >0,05, но <0,1. Достоверность различий между выборками определяли с помощью U-критерия Манна—Уитни. Вычислены медианы и перцентили интервалом 25—75% и 10—90% с целью исключить более редкие и выпадающие из общей массы значения. Для оценки линейной связи между количественными признаками использовали коэффициент корреляции Спирмена [30].

В возрастной группе 36—45 лет установлено снижение уровня прогестерона, кортизола, свободных фракций тестостерона на фоне расширения пределов колебаний уровня СССГ к верхней границе нормы по сравнению с мужчинами 22—35 лет. В возрастной группе 46—60 лет регистрировали повышение уровня кортизола и тенденцию снижения уровня свободного T₄ при увеличении уровня ТТГ. Гипофизарная регуляция активности гонад заключалась в снижении уровня лютропина и пролактина у мужчин в возрасте 36—45 лет и повышении значений лютропина и фоллитропина в возрастной группе 46—60 лет [31]. Анализ возрастных изменений активности сперматогенеза показал тенденцию повышения доли подвижных сперматозоидов категории В в возрастной группе 36—45 лет по сравнению с возрастом 22—35 лет. В возрасте 46—60 лет по сравнению с мужчинами 36—45 лет отмечено снижение доли подвижных сперматозоидов категорий А и B. Скорость движения сперматозоидов снижалась у мужчин в возрасте 46—60 лет по сравнению с возрастными группами 22—35 и 36—45 лет [32].

Выявлено снижение уровня ДГЭА-С в возрастной группе 36—45 лет (p=0,025) и дальнейшее снижение его значений у мужчин в возрасте 46—60 лет (p=0,004). В группе мужчин в возрасте 36—45 лет регистрировали тенденцию снижения уровня ингибина (p=0,06) с последующим расширением диапазона его колебаний в сторону бóльших значений. Содержание цАМФ имело тенденцию к повышению (p=0,06) в возрастной группе 36—45 лет. Достоверных изменений уровня антиспермальных антител с возрастом не наблюдали (рис. 1).

Корреляционный анализ содержания гормонов и параметров спермы в 1-й возрастной группе (22—35 лет) (рис. 2, а)

Между концентрацией сперматозоидов и уровнем цАМФ показано наличие отрицательной корреляции (r=–0,35; p=0,04), хотя известно, что цАМФ играет важную роль в подвижности спермиев [14]. Положительная корреляция между уровнем цАМФ и pH эякулята (r=0,42; p=0,01), а также отрицательные корреляции между pH эякулята и уровнем T₃ (r=–0,25; p=0,07) и T₄ (r=–0,38; p=0,03) регистрировались на фоне отрицательной корреляции между уровнем pH и концентрацией сперматозоидов [32]. Выявление тенденций отрицательных корреляций между концентрацией сперматозоидов и содержанием пролактина (r=–0,24; p=0,09) сочетается с известными сведениями об отрицательном влиянии высокого уровня пролактина на репродуктивную функцию [38—40].

Во 2-й возрастной группе (36—45 лет) определяющим фактором в корреляционных связях является уровень T₃ (см. рис. 2, б), который отрицательно связан с pH эякулята (r=–0,48; p=0,03) и положительно — с концентрацией сперматозоидов (r=0,46; p=0,036) и долей подвижных сперматозоидов категории A (r=0,49; p=0,03). На уровне тенденции прослеживается положительная взаимосвязь содержания T₃ и доли подвижных сперматозоидов категории A+B (r=0,24; p=0,08), концентрации сперматозоидов и содержания ингибина В (r=0,41; p=0,07) и отрицательная между долей подвижных сперматозоидов категории A и уровнем ФСГ (r=–0,41; p=0,06). Известно, что ФСГ необходим для образования зрелых сперматозоидов из сперматид, а повышение уровня ФСГ отражает ослабление сперматогенеза [41]. Ингибин играет ключевую роль в регуляции выработки ФСГ по методу обратной связи [41]. Выявленные корреляционные связи между показателями спермограммы и уровнем ФСГ и ингибина В регистрировали на фоне тенденции снижения уровня ингибина В у мужчин в возрасте 36—45 лет при расширении диапазона значений ФСГ в сторону бóльших значений. Отмечена также отрицательная взаимосвязь объема эякулята и уровня СССГ (r=–0,46; p=0,042), пределы которого расширялись в сторону бóльших значений у мужчин в возрасте 36—45 лет.

В 3-й возрастной группе (46—60 лет) на фоне снижения уровня свободного T₄, доли подвижных сперматозоидов категории A и B [31, 32] наблюдали корреляционные связи уровня свободного T₄ и доли подвижных сперматозоидов категории A+B (r=0,54; p=0,03), а также доли подвижных сперматозоидов категории B (r=0,54; p=0,03). Уровень свободного T₃ положительно связан с долей подвижных сперматозоидов категории A (r=0,51; p=0,04), концентрацией сперматозоидов (r=0,43; p=0,09) и отрицательно — с показателем pH (r=–0,45; p=0,08) (см. рис. 2, в, г). Повышение концентрации ЛГ в качестве компенсаторной реакции в ответ на снижение уровня свободного тестостерона, а также снижение доли подвижных сперматозоидов категорий А и В в этой возрастной группе [31, 32] обусловливают наличие отрицательных взаимосвязей уровня ЛГ и доли подвижных сперматозоидов категории A+B (r=–0,56; p=0,02), доли подвижных сперматозоидов категории B (r=–0,62; p=0,01), доли подвижных сперматозоидов категории A (r=–0,49; p=0,05), объема эякулята (r=–0,52; p=0,04) и концентрации сперматозоидов (r=–0,43; p=0,09).

Установлена положительная взаимосвязь концентрации антиспермальных антител и объема эякулята (r=0,54; p=0,03), также как и в 1-й возрастной группе. Отрицательная взаимосвязь уровня ДГЭА-С и концентрации сперматозоидов (r=–0,53; p=0,03) регистрируется на фоне возрастного снижения уровня ДГЭА-С и свободного тестостерона. Это может быть связано с тем, что ДГЭА-С в клетках тканей-мишеней трансформируется в тестостерон, необходимый для поддержания процесса сперматогенеза [42]. На уровне тенденции прослеживаются отрицательные взаимосвязи концентрации пролактина и доли подвижных сперматозоидов категории A+B (r=–0,43; p=0,09), категории B (r=–0,44; p=0,08), а также содержания SHBG и объема эякулята (r=–0,45; p=0,09).

1. Показано снижение уровня ДГЭА-С у мужчин в возрасте 36—45 лет и его дальнейшее снижение в возрастной группе 46—60 лет. Уровень ингибина В имел тенденцию к снижению у мужчин в возрасте 36—45 лет с расширением диапазона колебаний в сторону бóльших значений в возрастной группе 46—60 лет. Уровень цАМФ имел тенденцию повышения у мужчин в возрасте 36—45 лет.

2. Во всех возрастных группах отмечена положительная связь содержания гормонов щитовидной железы с концентрацией сперматозоидов и с долей подвижных сперматозоидов и отрицательная — с уровнем pH эякулята. В возрасте 22—35 лет системообразующим фактором в корреляционных связях выступают общие фракции T₃ и T₄, в 36—45 лет — общий T₃, в 46—60 лет — свободные фракции йодтиронинов.

3. В возрасте 22—35 лет установлены положительные связи объема эякулята с содержанием ЛГ и наличие тенденций положительных взаимосвязей с уровнем ТТГ, свободного тестостерона и антиспермальных антител. Отрицательная связь между объемом эякулята и содержанием СССГ выявлена в возрастных группах 36—60 лет, а в возрастной группе 46—60 лет регистрировали отрицательную связь между объемом эякулята и уровнем ЛГ и положительную — между объемом эякулята и содержанием антиспермальных антител.

4. В возрастных группах 22—35 и 46—60 лет регистрировали отрицательные взаимосвязи содержания пролактина и показателей спермограммы (концентрация сперматозоидов в возрастной группе 22—35 лет, доля подвижных сперматозоидов категории А+В и категории В в возрастной группе 46—60 лет).

5. Уровень цАМФ был отрицательно связан с концентрацией сперматозоидов в возрастной группе 22—35 лет. Содержание фоллитропина отрицательно коррелировало с долей подвижных сперматозоидов категории A при наличии тенденции положительной связи уровня ингибина В и концентрации сперматозоидов у мужчин в возрасте 36—45 лет. В возрасте 46—60 лет регистрируются отрицательные связи между уровнем лютропина и содержанием доли подвижных сперматозоидов категории А+В, А, В, концентрацией сперматозоидов, а также отрицательная взаимосвязь уровня ДГЭА-С и концентрации сперматозоидов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН, Интеграционный проект №57 и грант №12-У-4-1021 программ инициативных фундаментальных исследований УрО РАН