Введение

Тенденция снижения рождаемости и увеличения количества бесплодных семейных пар сохраняется, несмотря на развитие репродуктивной медицины и активные меры государственной демографической политики. Растет количество услуг по планированию беременности, лечению бесплодия, в том числе посредством вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) [1—3]. В России насчитывается более 200 клиник, оказывающих услуги с применением ВРТ при лечении бесплодия. По данным Росстата, в 2016 г. население России составляло 146 804,4 тыс. человек, а количество циклов экстракорпорального оплодотворения — 839 на 1 млн населения. Потребность населения в этом виде услуг удовлетворена не в полном объеме. Становятся актуальными вопросы оплодотворения, связанные с материнской толерантностью к антигену плода [1].

Цель обзора — систематизировать научные данные о патогенетических механизмах взаимодействия семенной жидкости и женских органов, необходимого для успешной беременности.

Теория «материнской модуляции»

Передача сперматозоидов через мужской репродуктивный тракт, восхождение по женскому репродуктивному тракту к ооциту — первостепенная роль семенной жидкости. Однако исследования, проведенные еще в 20-х годах XX века, дали основания предполагать вторичную роль семенной жидкости в репродуктивном процессе. Пионеры в области репродуктивной биологии R. Yanagimachi и M. Chang при исследовании семенной жидкости золотого хомяка заявили о появлении новых функций лейкоцитов в матке под воздействием семенной жидкости, помимо уничтожения бактерий и сперматозоидов [4, 5]. Параллельно с этим иммунологический парадокс беременности был источником дискуссий на протяжении десятилетий: как аллогенный плод выживает в иммунологически враждебной материнской среде во время беременности?

В 50-х годах XX века лауреат Нобелевской премии P. Medawar выдвинул ряд гипотез, призванных объяснить выживание афетуса в иммунологически несовместимом хозяине. Одна из гипотез P. Medawar заключалась в «иммунологической вялости или инертности матери», однако это теория предполагала уязвимость матери перед инфекциями или аутоиммунитетом. Гипотеза P. Medawar о разделении плода и матери может быть преобладающей для объяснения причин выживания плода, становятся понятными отсутствие у матери иммунологической толерантности и существование так называемой материнской модуляции иммунной системы, которая помогает в выживании концептуса. Остается вопрос, как устанавливается материнская иммунная толерантность к концептуальным антигенам для того, чтобы оставаться активными во время имплантации эмбриона? Один из возможных механизмов установления материнской толерантности к имплантации может включать помощь отца во время зачатия, а именно потенциал отцовско-материнской коммуникации, опосредованной семенной жидкостью, для оптимизации успеха беременности [6—10].

Семенная жидкость (бесклеточная фракция спермы), полученная из мужских дополнительных желез, богата простыми сахарами, буферами, антиоксидантами, гормонами и белками неизвестной функции, которые, как предполагается, необходимы для облегчения выживания и транспортировки сперматозоидов по женским репродуктивным путям. В настоящее время начались исследования, подчеркивающие важность некоторых из этих белков семенной жидкости в качестве потенциальных посредников отцовско-материнской коммуникации, обеспечиваемой во время оплодотворения.

Посткоитальная воспалительная реакция

Наблюдения, относящиеся к 60-м годам XX века, показали способность спермы модулировать клеточную среду женского репродуктивного тракта мышей, человека, крупного рогатого скота, свиней, лошадей и овец. После осеменения у грызунов в течение следующих 72 ч наблюдается резкий приток лейкоцитов. Этот приток лейкоцитов сопровождается увеличением экспрессии в эндометрии медиаторов воспаления, включая лиганд мотива C-C (CCL) 2, CCL3, CCL5 и колониестимулирующий фактор 2-го типа (CSF2). Другие исследования на грызунах показали, что семенная жидкость является активным компонентом эякулята, вызывающим эти изменения в тканях матери. Одновременно доказано, что активным веществом является трансформирующий фактор роста бета (TGF-β), происходящий из семенных пузырьков в семенной жидкости, ответственный за повышенную экспрессию медиаторов воспаления эндометрия и в конечном итоге за воспаление после осеменения.

Подобным образом посткоитальная воспалительная реакция в шейке матки после контакта со спермой наблюдалась у людей, у которых не развивалось воспаление после полового акта, защищенного презервативами. Параллельно с мышами происходящий из семенной жидкости TGF-β ответствен за индукцию повышенной экспрессии медиаторов воспаления интерлейкина-6 и CSF-2 в эпителиальных клетках шейки матки человека [11, 12].

Одно из исследований направлено на оценку влияния добавок семенной жидкости (или TGF-β) во время искусственного осеменения на частоту наступления беременности у крупного рогатого скота. Несмотря на статистические незначимые результаты, исследователи предположили, что искусственное оплодотворение с добавлением семенной жидкости или TGF-β может улучшить показатели наступления беременности, особенно в плохих стадах. Вливание семенной жидкости в матку свиньи вызывало значительное клеточное воспаление через 36 ч после инфузии, которое все еще проявлялось через 8 дней, что значительно отличается от острого воспаления, наблюдаемого у других видов. Та же группа авторов описали значительное увеличение количества полных и жизнеспособных эмбрионов, собранных у свиноматок после введения половой жидкости. У лошади и овцы также наблюдалось усиление острого воспаления эндометрия после введения семенной жидкости или спермы [11].

Остается вопрос, какое значение имеет воспалительная реакция, вызванная семенной жидкостью после оплодотворения? Предполагаемая роль заключается в профилактической очистке от патогенов, передающихся половым путем, или нежизнеспособных сперматозоидов. Следует отметить, что многие медиаторы воспаления, активируемые в эндометрии или маточной трубе семенной жидкостью, также являются эмбриотрофными по своей природе, в частности CSF-2, фактор ингибирования лейкемии и интерлейкин (IL)-6. Временная экспрессия этих так называемых эмбриокинов может частично регулироваться воздействием семенной жидкости на согласованное развитие эмбриона с оплодотворением [13—16]. Еще большее внимание исследователей к роли процесса воспаления связано с индукцией материнской иммунной модуляции, необходимой для успешной беременности у живородящих видов [17, 18].

Иммуномодулирующая способность спермы

Как упоминалось ранее, P. Medawar выдвинул гипотезу о необходимости подавления или модуляции материнского иммунитета для облегчения выживания аллогенного концептуса. Есть вероятность, что эта иммунная модуляция будет управляться яичниковыми или плацентарными гормонами или самим концептусом. Такой сценарий не допускает, чтобы потенциальная материнская иммунная адаптация была специфичной по отношению к отцовским антигенам, экспрессируемым концептусом, и/или происходила во время имплантации эмбриона (по крайней мере, у грызунов и людей). Остается предполагать, что осеменение действует как первое «прицельное» событие материнской иммунной системы к отцовскому антигену, потенциально экспрессируемому концептусом, а основными механизмами иммунной толерантности, необходимыми для беременности, являются клональная делеция, анергия и клональная невосприимчивость аллореактивных T-лимфоцитов.

Эти механизмы должны предотвращать цитотоксическое действие определенных аллореактивных лимфоцитов в периферическом кровообращении во время беременности. Во многих тканях слизистых оболочек преобладание иммунного ответа с перекосом Th2 связано с состоянием функциональной толерантности, и это, вероятно, также имеет место при беременности. Семенная жидкость усиливает изменения иммунной функции T-клеток, B-клеток, NK-клеток и макрофагов у мышей, крупного рогатого скота и человека. Очевидно, что воздействие спермы, а в действительности и семенной жидкости, вызывает острую гипертрофию селезенки и лимфатических узлов, дренирующих матку у мышей. Качество любого иммунного ответа, включая фенотипы эффекторных T-клеток и состояние цитокинового профиля, определяется во время воздействия первичного антигена и зависит от состояния активации антигенпрезентирующих клеток. Высказано предположение, что сайт активации лимфоцитов имеет большое значение для функциональности нижестоящих эффекторных клеток.

Однако большинство данных подтверждает идею о том, что антигенпредставляющие клетки играют фундаментальную роль в программировании лимфоцитов и что локальная экспрессия цитокинов является ключевым фактором в регуляции поведения антигенпредставляющих клеток. Может ли быть, что активация специфических клеток в дренирующих лимфатических узлах репродуктивного тракта может помочь «заправить» материнскую иммунную систему отцовским антигеном?

Считается, что частота воздействия антигена в сочетании с дозой способствует формированию толерантности слизистых оболочек. Показано, что однократное воздействие высоких доз или малых повторных доз антигена наиболее полезно для развития толерантности, что соответствовало воздействию на эпителий матки семенных антигенов во время полового акта. Исследования показали, что популяции лимфоцитов становятся анергическими по отношению к отцовским антигенам во время беременности, но в одном из исследований выяснилось, что эта гипореактивность достигается специфическим для отца образом. S. Robertson и соавт. отметили, что рост опухоли у самок мышей может быть индуцирован при скрещивании с самцами с гаплотипом основного комплекса гистосовместимости (MHC), совпадающим с гаплотипом введенной линии опухолевых клеток [18].

Использование перевязки матки перед спариванием в этой модели также исключало возможность того, что концептус был ответствен за наблюдаемые системные изменения иммунной толерантности. Рост опухоли у мышей-девственниц или мышей, спаренных с несравнимым гаплотипом MHC с опухолью, подавлялся. Это является прямым доказательством того, что воздействие спермы может вызвать системную иммунную толерантность к потенциальным отцовским антигенам.

Семенная жидкость богата иммунодефицитными цитокинами, такими как TGF-β и простагландин PGE-2, которые могут приводить к изменению цитокинового профиля популяции T-клеток в направлении Th2, что считается полезным для успеха беременности. В эксперименте истощение позитивных T-регуляторных клеток forkhead box P3 (FOXP3) привело к полному провалу беременности. Показано, что TGF-β активирует FOXP3-положительные T-регуляторные клетки in vitro. Исследования показали, что воздействие семенной жидкости играет важную роль в генерации и привлечении клеток FOXP3 в женских репродуктивных тканях, приводит к модуляции иммунитета и воспалительной реакции слизистой оболочки половых органов, что способствует созданию условий для зачатия и беременности. Вызванные спермой изменения в женских репродуктивных путях также могут иметь последствия для передачи вирусных инфекций половым путем, таких как вирус иммунодефицита человека 1-го типа (ВИЧ-1). Сперма является не только переносчиком ВИЧ-1, но и носителем про- и противовирусных факторов. Сперма вызывает значительные изменения слизистой оболочки, усиливающие регуляцию генов и факторов транскрипции, что обусловливает рекрутирование и активацию клеток-мишеней ВИЧ, стимуляцию репликации ВИЧ и усиление ответов Toll-подобных рецепторов [16]. По-видимому, модуляция спермой микроокружения шейно-вагинальной зоны и иммунной системы посредством многих механизмов приводит к изменениям слизистой оболочки, облегчающим проникновение и репликацию вируса, что может повышать восприимчивость к инфицированию [19—23]. Необходимы дополнительные исследования для четкого выяснения совокупного воздействия всех этих факторов.

Заключение

Очевидна более сложная функция семенной жидкости, влияющая на женскую репродуктивную физиологию. Семенная жидкость содержит растворимые сигнальные агенты, происходящие из экзосом, которые вызывают особый иммунный ответ в женском репродкутивном тракте, что имеет последствия для фертильности и исхода беременности. Эксперименты на моделях грызунов демонстрируют ключевую роль семенной жидкости в обеспечении надежной имплантации эмбриона и оптимальном развитии плаценты. Семенная жидкость способствует привлечению лейкоцитов и образованию регуляторных T-клеток, которые облегчают имплантацию эмбриона, подавляя воспаление, способствуя адаптации сосудов матки и поддерживая толерантность к антигенам плода. Доказаны сопоставимые эффекты у женщин, когда семенная жидкость вызывает адаптивный иммунный ответ в тканях шейки матки после полового контакта, а сперматозоиды, попадающие в верхние отделы тракта, оказывают непосредственное влияние на эндометрий. Эти биологические реакции могут иметь клиническое значение, объясняя, почему половой акт в циклах экстракорпорального оплодотворения повышает вероятность беременности, воспалительные расстройства беременности чаще встречаются у женщин, которые зачаты после ограниченного воздействия семенной жидкости предполагаемого отца. Продемонстрирована важность механизмов, посредством которых семенная жидкость взаимодействует с женскими репродуктивными тканями в предварительном планировании и лечении бесплодия. Рассмотрено действие дополнительных биомаркеров мужской фертильности в семенной плазме. Так, некоторые цитокины семенной жидкости могут снижать качество и функцию сперматозоидов, например IL-8, уровень которого обычно повышается при бактериальной или вирусной инфекции. Содержание IL-8 повышается в семенной жидкости мужчин с лейкоцитоспермией. В семенной плазме здоровых людей контрольной группы и мужчин в субфертильных парах, включая партнеров женщин с повторным невынашиванием беременности, выявлено снижение уровня IL-1β и повышение — ингибирующего гамма-интерферона (IFNG), несмотря на нормальные параметры сперматозоидов.

Таким образом, доказаны физиологическое значение прайминга семенной жидкости у женщин и его потенциальный вклад в необъяснимое бесплодие, развитие эмбриона и исход беременности, что может предоставить новые возможности для расширения рекомендаций парам, планирующим беременность, или в условиях вспомогательной репродукции.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.