[ Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение
Высшего Профессионального Образования
«Первый Московский Государственный Медицинский Университет
им. И.М. Сеченова»
НИИ Уронефрологии и репродуктивного здоровья человека
На правах рукописи
Усачёва Ольга Александровна
Оценка андрогенного статуса и качества эякулята у
мужчин после оперативного лечения варикоцеле
14.01.23. – урология Диссертация на соискание учёной степени кандидата медицинских наук
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор ЧАЛЫЙ М.Е.
Москва 2013 Оглавление Введение……………………………………………………………………. 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1.Гемодинамические аспекты патогенеза…………………………………. 1.2.Влияние варикоцеле на инкреторную и экскреторную функции гонад………………………………………………….......... 1.3.Тактика ведения пациентов с варикоцеле…………………………………. 1.4.Методы лечения варикоцеле……………………………………………..... 1.5.Исходы оперативного лечения варикоцеле…………………………......... Приоритетные направления развития андрологии в эпоху нанотехнологий 2.1. Исследования молекулярно-генетических маркёров……………………. 2.2. Элементо-органический уровень организации живого организма…… 2.3.Электролитный гомеостаз…………………………………………………. 2.4.Металл-лигандный гомеостаз ………………………………………… 2.5.Распределение неорганических соединений……………………………...ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ И ПРИМЕНЁННЫХ МЕТОДОВ
ОБСЛЕДОВАНИЯ
Клиническая характеристика участников исследования…………………….. Материалы и методы……………………………………………………………. Статистическая обработка результатов………………………………………...ГЛАВА 3. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ
Оценка качества эякулята…………………………………………………… Макроэлементы Натрий. Калий ………………………………………………………………… Кальций. Фосфор…………………………………………………………… Цинк…………………………………………………………………………. Магний ………………………………………………………………………. Селен…………………………………………………………………………….. Железо ……………………………………………………………… Марганец ------------------------------------------------------------------------------- Элементы повышенной токсичности Алюминий. Таллий…………………………………………………………… Исследование делеционных полиморфизмов в генах GSTT1, GSTM1…… Практические рекомендации------------------------------------------------------СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АОС – антиоксидантная система АФК – активные формы кислорода ВОЗ – Всемирная Организация Здравоохранения ИФА – иммуноферментный анализ КМЛГ – коэффициент металл-лигандного гомеостаза КРНС – коэффициент распределения неорганических соединений ЛГ – лютеинизирующий гормон МЛГ- металл-лигандный гомеостаз ПРЛ - пролактин ФСГ – фолликулостимулирующий гормон GSTT1 – глутатион трансфераза Т GSTM1- глутатион трансфераза М ВведениеАКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Широкое эпидемиологическое исследование, проведённое под контролем Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), показало, что частота варикоцеле составляет 11,7% во всей популяции мужчин, и достигает 25,4% в группах мужчин с бесплодием [13]. В настоящее время относительно большую частоту выявления варикоцеле у мужчин можно объяснить самим фактом бесплодия [2]. При этом врач целенаправленно выявляет варикоцеле, а если варикоцеле нет, то предпринимается диагностика субклинических форм заболевания. Иными словами, зачастую диагностика варикоцеле при бесплодии выносится на первое место, игнорируя при этом множество других причин, которые могут приводить к нарушению фертильности [4].Нарушение репродуктивной функции мужчин обусловлено увеличением частоты заболеваний половых органов, ростом аномалий развития, влиянием бесконтрольным применением лекарственных препаратов и другими факторами. Мужское бесплодие довольно распространённое явление, которое в настоящее время приобретает социальное значение, т.к. отмечается тенденция к росту удельного веса мужского фактора в бесплодном браке [64].
В течение последних 20 лет он изменился с 30 до 50% и продолжает расти, поэтому исследование репродуктивной функции мужчин является в настоящее время актуальной задачей. В опубликованных работах отечественных и зарубежных исследователей не отражена единая концепция в отношении патогенеза патозооспермии на фоне варикоцеле и после оперативного лечения. Имеющиеся данные нуждаются в дальнейшей разработке и накоплении дополнительного материала, для решения этих вопросов.
История изучения варикоцеле со времён Галена до настоящего времени отражает ход научной мысли и глубину познания каждого учёного в отдельности и научного сообщества в целом, формируя основу для современной науки. Приоритетным направлением в эпоху нанотехнологий является создание персонифицированной медицины. Накопленный отечественный и зарубежный опыт авансирует развитие репродуктивной андрологии посредством альянса урологии, молекулярной генетики и биохимии.
Исследования, направленные на изучение механизмов патозооспермии после оперативного лечения варикоцеле актуальны и будут способствовать формированию более эффективных методов лечения этого заболевания и профилактики патозооспермии.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
УЛУЧШИТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ АНДРОГЕНОДЕФИЦИТА И
ПАТОЗООСПЕРМИИ ПОСЛЕ ОПЕРАТИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ ВАРИКОЦЕЛЕ
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучить особенности гормонального фона и показателей спермограммы пациентов после оперативного лечения варикоцеле.2. Разработать персонифицированную шкалу расчёта возрастной нормы содержания общего тестостерона.
3. Определить значимость делеции в генах GSTT1 GSTM1 в развитии андрогенодефицита и патозооспермии.
распределения бионеорганических элементов в эякуляте.
5. Определить прогностическую ценность исследования генотипа GSTT1 GSTM1 и металл-лигандного гомеостаза в диагностике патозооспермии.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
1. На основании проведенного исследования интерпретация полученных значений общего тестостерона крови проводилась в соответствии с персонифицированной шкалой расчёта возрастной нормы содержания общего тестостерона в крови, разработанной совместно с кафедрой информатики Московского Физико-Технического Института (членкорр. РАН, проф., зав. кафедрой информатики И.Б. Петров).2. Впервые изучен металл-лигандный гомеостаз на основании анализа бионеорганических элементов в эякуляте здоровых добровольцев и пациентов после оперативного лечения варикоцеле.
3. Определены нормативные показатели содержания бионеорганических элементов в эякуляте.
4. Впервые изучен механизм развития патозооспермии на фоне делеции гена GSTM1 у пациентов после оперативного лечения варикоцеле.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВПЕРВЫЕ РАЗРАБОТАНО И ПРЕДЛОЖЕНО К ПРАКТИЧЕСКОМУ
ПРИМЕНЕНИЮ:1. Определение концентрации бионеорганических элементов в эякуляте;
2. Исследование металл-лигандного гомеостаза эякулята;
3. Анализ делеционных полиморфизмов в генах GSTT1 GSTM 4. Персонифицированная оценка уровня содержания общего тестостерона крови согласно разработанной шкале.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Усачёва О.А.Андрогенный статус мужчин после оперативного лечения варикоцеле //материалы первого национального форума «Репродуктивное здоровье как фактор демографической стабилизации» Ростов-на-Дону, с.155-156.
2. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г. Чалый М.Е., Усачёва О.А. Молекулярногенетические исследования в диагностике патозооспермии после оперативного лечения варикоцеле // материалы первого национального форума «Репродуктивное здоровье как фактор демографической стабилизации» Ростов-на-Дону, 2012 с.156-157.
3. Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Усачёва О.А. Гипогонадизм мужчин после оперативного лечения по поводу варикоцеле//материалы VII международного конгресса по андрологии ПААР. Сочи, 2012 с. 83-84.
4. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Усачёва О.А.
Роль полиморфизма генов глутатион трансфераз Т1 М1 в развитии патозооспермии после оперативного лечения варикоцеле // материалы конференции «Фундаментальная и практическая андрология» М., 2012.
5. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Камалов А.А., Усачёва О.А.
Роль генетических факторов в диагностике патозооспермии у мужчин с варикоцеле // материалы XII съезда Российского общества урологов.
М., 2012 с. 19-20.
6. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Усачёва О.А.
Репродуктивная функция мужчин после оперативного лечения варикоцеле // Фарматека. 2012 №12 с 46-48.
Персонифицированный подход к оценке андрогенного статуса мужчин с варикоцеле // Сеченовский вестник. 2012 №12 с 4-6.
8. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Григорян В.А., Барашков Г.К., Усачёва О.А. Роль нарушения металл-лигандного гомеостаза в развитии патозооспермии после оперативного лечения // Врач. 2013 № 9. Глыбочко П.В., Аляев Ю.Г., Чалый М.Е., Барашков Г.К., Усачёва О.А.
Бесплодие и патозооспермия после оперативного лечения варикоцеле //Фарматека. 2013 №3 35-37.
СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, четырёх глав, приложения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Библиографический указатель включает 79 отечественных и зарубежных источника.Работа изложена на 107 страницах машинописного текста. Диссертация содержит 18 таблиц, 18 графиков, 9 гистограмм, 1 схему и 3 рисунка.
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ВАРИКОЦЕЛЕ
1.1. ГЕМОДИНАМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПАТОГЕНЕЗА
Повышенный интерес урологов к варикоцеле обусловлен различными причинами. Во-первых, это довольно частое заболевание, которое встречается в общей популяции в 10-16%. Во-вторых, существует тесная связь между мужским бесплодием и варикоцеле, что представляет важную проблему в медицинском и социальном аспектах[4, 13, 25,73]. Левостороннее варикоцеле встречается в 80-90% наблюдений, правостороннее в 2.1 – 8.3% и двустороннее в 2.48 – 12.2% [4,11,19]. В ряде стран мира мужчин с варикоцеле признают негодными к военной службе, призывников до оперативного лечения, в последующем после устранения варикоцеле зачисляют в нестроевые части или резервные формирования, в том числе и в России, проводят оперативное лечение перед службой в армии [23,25,74].Варикоцеле впервые было описано Амруазом Паре в 1541 году как варикозное расширение вен лозовидного сплетения. Венозная система семенного канатика, придатка и яичка составляет широкое венозное сплетение и образует разветвлённый коллектор венозной крови. Визуальное проявление варикоцеле в виде грозди винограда определило название «гроздевидное сплетение», о котором ещё Гален упоминал в своих работах.
Вены гроздевидного сплетения образуются из венул яичка и его придатка. С хирургической позиции в диагностике варикоцеле и выборе лечения наиболее подходящим является подразделение на внутреннюю и наружную венозную сеть. Внутреннюю (глубокую) образуют вены гроздевидного сплетения и вены семявыносящего протока, располагающиеся внутри от общей влагалищной оболочки. Наружную (поверхностную) сеть составляют кремастерные венозные сплетения.
Поверхностные и глубокие венозные сплетения семенного канатика соединяются между собой коммуникантными венами, а также имеют связь с венами таза [19,70,71]. Одним из первых изучил состояние вен при их варикозном расширении - R. Virchov (1851) которое он определял, как «простое, общее и равномерное расширение поражённых сосудов». Для объяснения природы варикоцеле он предложил механическую теорию:
«Каждое расширение сосуда является следствием давления, которое производит кровь на стенку сосуда и которому эта стенка уступает. Это может быть связано либо с увеличением бокового давления, либо, если давление остаётся всё время одинаковым, вследствие первичного уменьшения сопротивляемости сосудистой стенки». D. Sistach (1863) опубликовал первую и наиболее полную работу, посвещённую варикоцеле.
Работа написана на основании тщательного изучения научной литературы того времени, а её выводы подкреплены анализом обширного военностатистического материала. Автор различал причины, вызывающие варикоцеле: наследственность, анатомические особенности поражённой области такие как отвесное положение вен семенного канатика, длина и слабость сосудистой стенки, отсутствие в них клапанов, резкие колебания кровяного давления благодаря частым переменам положений тела, обилие вен, составляющих гроздевидное сплетение и их связь с венами мошонки, тяжесть последней. R. Koher (1887) детально останавливался на анатомических особенностях семенных вен. В качестве этиологических моментов он признавал две главные причины: кровяное давление и уменьшение сопротивляемости сосудистой стенки. Несомненную роль, как он считал, играет врождённая предрасположенность, возможно вследствие ненормальной тонкости венозных стенок.
Главный механизм возникновения варикоцеле D. Englisch (1898) видел в повышении давления крови в гроздевидном сплетении.
Он считал, что это возникает во многом вследствие анатомических расслабленному состоянию кремастерной мышцы.
гроздевидного сплетения изучено Е.К. Истоминым (1908). В стенке вен он различал три оболочки: внутреннюю (интима), среднюю и наружную. С.И.
Ризваш (1940) рассматривал варикоцеле как вторичное заболевание вследствие застоя семени в семявыносящем протоке, что сопровождается вовлечением нервной системы – вегетативной иннервации стенок вен и развитием варикоцеле. Паталагоанатомические изменения при варикоцеле исследовал В.Н. Шейнис (1963), они характеризуются расширением просвета вен, которое встречается в виде флебэктазии и варикозного расширения. Флебэктазия – это равномерное расширение и удлинение вен без нарушения структуры их стенок. Данное состояние встречается в основном при 1-й степени варикоцеле. Варикозное расширение вен – это не расстройствами кровообращения в них. Особый интерес в развитии варикоцеле представляет феномен «пинцета». Левая почечная вена анатомически так расположена, что в дистальном отделе на протяжении 1.5- см она проходит между аортой и верхней брыжеечной артерией и при этом может быть сдавлена указанными сосудистыми образованиями. Сдавление принято называть аорто-мезентериальным «пинцетом». В результате компрессии левой почечной вены возникает ряд симптомов, которые требуют оперативного лечения [12,19,111]. H.U. Braedel et al. выполнили венографий для оценки идиопатического варикозного расширения вен семенного канатика слева перед склерозирующей терапией. В 484 случаях клапаны левой семенной вены не найдены, в то время как у 172 пациентов выявили клапаны и у 103 – стеноз левой почечной вены.
Авторы полагали, что эмбриогенез вторичной венозной системы может приводить к идиопатическому варикозному расширению вен семенного канатика слева. Ю. А. Пытель, В. Ким выпустили работу «О патогенезе варикозного расширения вен семенного канатика» (1987). В данной работе подробно рассмотрены гемодинамические аспекты варикоцеле, установлено, что яичковая вена может иметь до семи стволов. В качестве диагностического метода использовалась вено-тестикулография.
Н.А. Лопаткин с соавт. (1984) проводили исследования по содержанию гидропероксиэйкозтетраеновых кислот (ГЭТК) в плазме крови раздельно из каждой почки, а также в моче и в периферической крови. Содержание ГЭТК в плазме крови из левой почки больных варикоцеле значительно превышало аналогичный показатель в сравнении с правой, что свидетельствовало о выраженной селективной (левосторонней) органной гиперчувствительности.
Также установлено превышение содержания ксантиноксидазы и снижение супероксиддисмутазы в левой почке по сравнению с правой. Выявленные изменения биологически активных веществ в левой почке с учётом нарушения оттока крови из неё вследствие аортомезентериальной компрессии левой почечной вены и наличия селективной венной почечной гипертензии слева отражали «застойную» гемодинамику при варикоцеле и трактовались как следствие гипоксии левой почки. Приведённые данные характеризуют метаболические нарушения слева и их вполне можно считать взаимосвязанными с состоянием фертильности. В настоящее время в доступной литературе не в полной мере освещена роль генетической предрасположенности в развитии метаболических нарушений и патозооспермии, данный вопрос представляется весьма важным для дальнейшего изучения.
1.2 ВЛИЯНИЕ ВАРИКОЦЕЛЕ НА ИНКРЕТОРНУЮ И ЭКСКРЕТОРНУЮ ФУНКЦИИ ГОНАД
Dr. Weinbauer et al. (1997) установили, что поддержание физиологической температуры яичек обеспечивают две терморегулирующие системы:• Тонкая и с большой поверхностью кожа мошонки, которая хорошо отводит тепло.
• Гроздевидное сплетение. Тестикулярная артерия окружена несколькими извитыми венами, которые и охлаждают артериальную кровь, направляющуюся в яичко.
При варикоцеле, вследствие локальных расстройств венозного кровотока, температура кожи мошонки повышается [72,73]. H.A.Davidson (1954) предложил теорию «подогретой в забрюшинном пространстве крови».
Основой этой теории явилась гипотеза ретроградного тока крови.
Согласно этой теории, «подогретая» в забрюшинном пространстве венозная кровь ретроградно оттекает в лозовидное сплетение.
Это приводит к нарушению температурного обмена и, в дальнейшем, к угнетению сперматогенеза. Температура внутри стенки мошонки примерно на 2.4С ниже ректальной, но при варикоцеле разница температур может уменьшаться до 0.1С. Многие авторы определяли температуру мошонки у пациентов с варикоцеле. Однако температура измерялась с поверхности кожи мошонки, а не яичка. Поэтому полученные данные при варикоцеле отображали лишь температуру расширенных вен гроздевидного сплетения, в результате были получены более высокие температурные показатели. Такая разница температур характерна для пациентов с варикоцеле. Снижение температуры слева после оперативного лечения свидетельствует о резком уменьшении кровотока в гроздевидном сплетении и снижении кровотока в яичке [4,13].
Е.Б. Мазо с соавторами полагали, что нарушение сперматогенеза при варикоцеле связано с активацией стероидогенеза в корковом веществе левого надпочечника вследствие его венозной гипертензии.
C.W. Charny и S. Baum (1968), используя селективную катетеризацию яичковой вены с введением контрастного вещества, показали, что у пациентов в положении стоя может наблюдаться несостоятельность клапанов семенной вены, что может сопровождаться венозным рефлюксом в гроздевидное сплетение. На этом основании авторы предположили, что в гроздевидное сплетение из почечной вены могут попадать такие вещества, как кортикостероиды, ренин и катехоламины, которые, в свою очередь, и вызывают нарушения сперматогенеза.
Однако, C. Lindholmer et al. (1973) не обнаружили повышения концентрации гормонов и метаболитов в яичковой вене. В последние десятилетия нарастает мнение, что в патофизиологии варикоцеле существенную роль играет дисфункция гипоталамо-гипофизарногонадной оси. Поддерживается гипотеза, что гормональная дисфункция происходит на уровне клеток Лейдига [4, 59]. J.J. Sirvent et al. (1990) при оценке тестикулярной биопсии у пациентов с варикоцеле использовали гистологические и иммуногистологические методы исследования. Число клеток Лейдига было уменьшено, однако отмечалась их гиперплазия.
Авторы предположили, что нарушение функции клеток Лейдига может приводить у этих пациентов к снижению синтеза тестостерона. Однако D.
Adamopoulus et al. (1984) определили, что уровень тестостерона пациентов с варикоцеле остаётся в пределах нормы. По-видимому, снижение количества клеток Лейдига при варикоцеле компенсируется их усиленной функцией. F. Comhare и А. Vermeulen (1975), наблюдая 10 пациентов с варикоцеле и нарушением половой функции, отметили, что после операции уровень тестостерона плазмы крови поднялся с низких цифр (346.2 ng/dl) до нормы.
Прямое негативное влияние варикоцеле на морфологию яичка и его сперматогенную функцию – возможный вариант патогенеза яичковой недостаточности у инфертильных пациентов, сопряжённых с варикоцеле.
При бесплодии на фоне варикоцеле происходит увеличение числа и объёма ядер клеток Лейдига, уменьшается количество и объём ядер клеток Сертоли. Эти изменения сопровождаются гормональным дисбалансом, обусловленным структурными изменениями эндокриноцитов[53,89]. В материалах Европейской ассоциации Урологов и в работах отечественных авторов варикоцеле определяется в числе нарушений сопровождающихся гипергонадотропным гипогонадизмом.
Но это наблюдается не во всех случаях. Исследователи обращают внимание на вариабельность и несопоставимость уровней гонадотропных гормонов, в частности фолликулостимулирующего гормона в крови пациентов с варикоцеле. У пациентов с первичным бесплодием и варикоцеле высокий уровень плазменного фолликулостимулирующего гормона выявляется более часто, а нормогонадотропное состояние у пациентов с варикоцеле и нормоспермией наблюдается реже. В связи с тем, что ингибин В считается одним из маркёров функциональной активности клеток Сертоли уровень этого показателя активно исследуется [59,60,61]. Морфофункциональные изменения в яичках при варикоцеле характеризуются повреждением клеток Сертоли, где происходят дистрофические процессы, десквамация сперматогенного эпителия и атрофия извитых семенных канальцев, пусковым механизмом которых является поражение базальной мембраны. На основании исследования двусторонней тонкоигольной биопсии яичек у больных варикоцеле обнаружили перитубулярный фиброз и гиалиноз базальной мембраны семенных канальцев, менее выраженные справа[5,8,30].
При цитоморфологическом исследовании эякулята у пациентов с варикоцеле отмечается наличие молодых сперматозоидов с остатками цитоплазмы в области шейки, преобладание среди аномальных сперматозоидов форм с истончёнными суженными головками.
Повышенное слущивание незрелых половых клеток сопровождается понижением общей продукции сперматозоидов, обычно не достигающим уровня олигозооспермии, понижением их подвижности [110,117]. S. Сауаn et al. исследовали уровень ФСГ, тестостерона и свободного тестостерона, а также спермограмму у 78 инфертильных пациентов с варикоцеле до и после операции – микрохирургической паховой варикоцелеэктомии с целью выявления взаимосвязи между гормональным фоном и сперматогенезом. У большинства пациентов отмечалось повышение уровня ФСГ, снижение уровня общего тестостерона и свободного тестостерона, что коррелировало с ухудшением параметров спермограммы. В послеоперационном периоде выявлено снижение уровня ФСГ, повышение уровня тестостерона и свободного тестостерона и соответственно достоверное улучшение параметров спермограммы.
Гормональные показатели и параметры спермограммы улучшались у тех больных, у которых эти изменения были выражены. У пациентов с нормальным уровнем ФСГ после операции он незначительно повышался, отмечалось незначительное повышение концентрации сперматозоидов.
Авторы пришли к выводу, что варикоцеле угнетает функцию клеток Сертоли и Лейдига. Повышение концентрации ингибина В после оперативного лечения и параллельно улучшение показателей спермограммы также свидетельствует о функциональном состоянии клеток Сертоли [59]. В последнее время изучение гормонального фона и показателей спермограммы у больных варикоцеле является приоритетным направлением в решении этой проблемы. Однако в ранее проведённых исследованиях не применялся персонифицированный подход к оценке андрогенного статуса. Недостаточная секреция тестостерона у мужчин с варикоцеле вероятно обусловлена хроническим венозным конгестивным патологическим процессом в органах мошонки, последствие которого не всегда ликвидируются оперативным лечением.
В настоящее время в литературе нет данных о персонифицированной оценке уровня тестостерона крови. Наличие патозооспермии возможно вызвано недостаточной гормональной насыщенностью семенных канальцев. Гипогонадизм после оперативного вмешательства развивается у лиц с низким гормон-продуцирующим потенциалом (совокупность периваскулярного и перитубулярного пула клеток Лейдига). В настоящее время принято считать, что нормальный уровень тестостерона крови находится в диапазоне от 12 до 30 нмоль/л или 350-850 нг/дл [1-4]. По данным различных авторов пороговый уровень общего тестостерона крови - от 10 до 12 нмоль/л, однако речь идёт о мужчинах старшей возрастной группы, для которых данный диапазон колебаний тестостерона является адекватным. Персонифицированный подход к оценке андрогенного статуса означает расчёт уровня общего и свободного тестостерона индивидуально для каждого пациента с учётом возраста, ежегодного процента снижения и сопоставления с уровнями гипофизарных гормонов и показателями спермограммы.
Ряд авторов связывают нарушение процесса сперматогенеза и функций сперматозоидов с наличием у больных варикоцеле антиспермальных антител из-за нарушения гематотестикулярного барьера.
Антиспермальные антитела могут самостоятельно снижать подвижность зрелых сперматозоидов, блокировать их проникновение через цервикалььную слизь, нарушать капацитацию и акросомальную реакцию.
Однако доподлинно неизвестно, является ли расширение вен семенного канатика непосредственной причиной аутоиммунных реакций против сперматозоидов. По мнению В.А. Божедомова, М.А. Николаевой варикоцеле само по себе не вызывает развитие аутоиммунных реакций против сперматозоидов, но делает яичко менее устойчивым к другим повреждающим воздействиям. Поэтому при варикоцеле механические травмы органов мошонки в 4 раза чаще приводят к развитию орхита, чем без варикоцеле.
Возможно, воздействие токсических метаболитов и ксенобиотиков у генетически компрометированных лиц с варикоцеле также вызывает развитие аутоиммунных реакций. И.И. Горпинченко с соавторами (1997) установили что, застой крови в гроздевидном сплетении может вызывать гипоксию яичка и нарушать питание герминативного эпителия. С другой стороны Dr. McLeod (1969) считал, что при варикоцеле страдает функция придатка яичка, нарушение кровоснабжения которого вызывает снижение подвижности сперматозоидов.
1.3 ТАКТИКА ВЕДЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ С ВАРИКОЦЕЛЕ
Варикоцеле расценивается как причина мужской инфертильности, которая поддается оперативной коррекции. В настоящее время имеется множество противоречивых мнений относительно оперативного лечения варикоцеле, определения его субклинических типов, способа проведения операций и оценки результатов лечения [46,50,66]. В работах клиницистов встречаются диаметрально противоположные мнения:от «наличие варикоцеле не влияет на фертильность эякулята» до «при варикоцеле происходит угнетение нормального процесса созревания сперматогенного эпителия у взрослых мужчин». Разноречивые данные и об изменении репродуктивной функции у пациентов с варикоцеле. Так, по оценке различных исследователей, нарушение сперматогенеза наблюдается у 20-90% мужчин с варикоцеле [4,11,13]. В то же время Dr.
Jarow et al. cообщают о том, что варикоцеле не беспокоит большинство мужчин в течение жизни, так как до 80% из них фертильны. Несмотря на накопленный клинический опыт, единая точка зрения на происхождение бесплодия при варикоцеле отсутствует.
В частности, ставится под сомнение необходимость оперативной коррекции варикоцеле у подростков.
Дискуссионность вопроса поддерживается неудовлетворённостью многих исследователей и практикующих врачей результатами хирургических вмешательств при сохраняющейся инфертильности. D. Macomber и M.
Sanders впервые сообщили об улучшении спермограммы после хирургического лечения варикоцеле. Детальное исследование взаимосвязи варикоцеле с бесплодием провёл W.S. Tulloch (1952-1955). Он доказал возможность восстановления сперматогенеза после перевязки яичковой вены. В ходе контролируемого не рандомизированного исследования Р.
Perimenis S. Markou показали более высокий результат наступления варикоцелеэктомии по сравнению с частотой беременностей у партнёрш пациентов, получавших консервативное лечение. В последние годы «профилактической варикоцелеэктомии» у подростков и молодых мужчин. Преобладавшее ранее мнение об активном оперативном лечении всё более склоняется к тому, что хирургическое устранение варикоцеле в подростковом возрасте без чётких показаний к таковому нецелесообразно.
Авторы всё чаще подчёркивают необходимость аргументированного подхода к оперативному лечению варикоцеле в отобранных группах подростков и молодых мужчин, указывают на необходимость определения стандартизованных признаков нарушения функции яичка, высказываются о возможности только специального диспансерного наблюдения.
Спорным вопросом остаётся тактика лечения. Одни исследователи указывают, что пациентов с варикоцеле необходимо оперировать в подростковом возрасте, поскольку патологическое состояние отрицательно влияет на морфологию яичка и репродуктивный прогноз в дальнейшем. Другие не обнаруживают значимого эффекта профилактики сперматогенной недостаточности от варикоцелеэктомии и ставят под сомнение вопрос о правомочности профилактического оперирования репродуктивно сохранных пациентов в подростковом возрасте. Возможно, столь диаметрально противоположные оценки эффективности лечения кроются в отсутствии критериев отбора и наблюдения пациентов. Улучшения сперматогенеза после оперативного лечения отмечается в среднем через 2-3 месяца после операции. Причём, чем лучше анализы эякулята до операции, тем больше вероятность нормализации их в послеоперационном периоде с восстановлением фертильности. Несмотря на то, что положительные изменения в сперме имеются у 50-80% больных, зачатие имеет место только у 20-40% пар [4,50,66]. В.В.Евдокимов, А.Г. Пугачёв указывают, что неэффективность операции у некоторых групп пациентов с резким снижением подвижности сперматозоидов – менее 9% активноподвижной фракции обусловлена недостаточным периодом наблюдения, сроки которого в большинстве случаев ограничиваются одним годом, т.е. периодом, с точки зрения данных авторов, недостаточным для восстановления нормального, фертильного уровня сперматогенеза. Всё это подчёркивает важность тщательного подхода к выбору пациентов на операцию и разработки точных критериев при интерпретации результатов. Проведено множество исследований, в которых изучаются причины нарушения сперматогенеза у пациентов с варикоцеле и бесплодием. Авторам удалось показать, что проблема многофакторная. Между тем, несмотря на высокую распространённость сочетания варикоцеле и нарушения фертильности, убедительных данных в пользу какой-либо из гипотез, объясняющих измененный сперматогенез при варикоцеле, не получено.
В 2000 году Комитетом по Мужскому Бесплодию Американской Ассоциацией Урологов (Male Infertility Best Practice Committee of the American Urological Association, Inc.® Американского общества Репродуктивной Медицины (Committee of the American Society for Reproductive Medicine – ASRM) были разработаны стандартизованные схемы диагностики и лечения варикоцеле, которые позволяют выработать алгоритм лечения данной группы пациентов.
Согласно этим документам мужчине необходимо предложить лечить варикоцеле при наличии всех нижеперечисленных условий:
• Пальпируемое варикоцеле;
• Диагностированное бесплодие пары;
• Женщина фертильна или имеет потенциально излечимую проблему бесплодия;
• Мужчина имеет патологические изменения в анализах спермы Молодые мужчины, у которых выявлено варикоцеле и нормальные показатели спермы должны 1 раз в год проходить исследование эякулята. Подросткам с варикоцеле, которые имеют достоверно доказанное уменьшение в размерах яичка на стороне поражения, нужно предложить оперативное лечение варикоцеле.
Подросткам с варикоцеле и нормальными размерами яичка нужно предложить ежегодный контроль над размерами органов мошонки и/или исследование эякулята.
МЕТОДЫ ЛЕЧЕНИЯ ВАРИКОЦЕЛЕ
1. Среди методов лечения варикоцеле можно выделить консервативные и оперативные. Рекомендации консервативного лечения варикоцеле включают требования по ограничению физических нагрузок, ношению суспензория, орошению мошонки холодной водой, новокаиновые блокады семенного канатика, массаж и др. Эти мероприятия, как правило, оказываются малоэффективными, в последнее время консервативное ведение пациентов с варикоцеле уступило место оперативным методам коррекции. Разработаны и используются несколько оперативных подходов к лечению варикоцеле:забрюшинный (ретроперитонеальный); паховый (ингвинальный);
субингвинальный; трансфеморальная эмболизация яичковой вены [55];
лапароскопическое клипирование яичковой вены [1,12,53]. Многие практикующие урологи отдают предпочтение операции по Иваниссевичу, отмечая её простоту и эффективность [19,114]. Авторы указывают на её патогенетичность и считают методом выбора при оперативном лечении варикоцеле. Данный доступ позволяет лигировать, и резецировать яичковую вену выше, на уровне впадения её в почечную вену. На этом уровне обычно имеются один-два венозных ствола яичковой вены в сопровождении яичковой артерии, которая ещё не разделилась на более мелкие ветви, что позволяет выполнить перевязку вен более корректно, не захватывая артерию.
Однако, несмотря на такую привлекательность, данная методика имеет ряд недостатков: большое число рецидивов варикоцеле, формирование в послеоперационном периоде гидроцеле – в среднем у 7-10% пациентов, перевязка и пересечение яичковой артерии во время операции с исходом в некоторых случаях в атрофию яичка. По сведениям Dr.Lindholmer, после операции Иваниссевича частота рецидивов составляет около 25%.
Гватемальский уролог А.Palomo настаивал, что причиной варикоцеле является не только рефлюкс венозной крови, но и повышенный приток артериальной крови в период наибольшей половой активности. Поэтому он предлагал производить одновременную перевязку яичковой вены и артерии.
Некоторые урологи используют данную технику и остаются её сторонниками [113]. Вопрос о целесообразности лигирования яичковой артерии остаётся открытым по настоящее время, так как имеются работы доказывающие негативное действие на сперматогенез перевязки артерии, так и подтверждающие отсутствие какого-либо негативного действия данной методики на функцию яичка [19,24].
Другим направлением оперативных вмешательств на сосудах семенного канатика является использование микрохирургической техники с созданием сосудистых анастомозов [18,55].Логичность операции для разгрузки Предполагаются различные варианты создания анастомоза: между проксимальным сегментом тестикулярной вены и подвздошной веной;
тестикулярной веной и большой подкожной веной бедра; тестикулярной и глубокой веной, огибающей подвздошную кость. В то же время расчёт на функционирование анастомоза в условиях разницы гидростатического давления по обе стороны соустья не всегда оправдан, особенно в условиях малого калибра сшиваемых сосудов. Развитие в последние десятилетия эндоскопической техники позволило выполнять клипирование яичковой вены. Лапароскопическое клипирование, позволяет дифференцировать артерию, вену, крупные лимфатические сосуды, имеет минимальную операционную травму и короткий период реабилитации. Лапароскопическое клипирование яичковой вены некоторыми авторами считается эталоном для начинающих осваивать лапароскопическую технику [53,62,110].
1.5 ИСХОДЫ ОПЕРАТИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ ВАРИКОЦЕЛЕ
Имея достаточно большой арсенал оперативных вмешательств для лечения варикоцеле, многие исследователи пытались определить эффективность каждого метода, на основании частоты рецидивов, количества осложнений, восстановления показателей спермограммы и возникновения беременностей у партнерш оперированных пациентов. По данным Европейского конгресса урологов, рецидивы варикоцеле после операции Иваниссевича встречаются в 25-43.5% случаев, после операции Паломо в 4.4 – 48% случаев.Флебографические исследования и находки при повторных операциях выявили, что причинами рецидива могут быть ошибочная перевязка нижних надчревных вен, пересечение не всех стволов яичковой вены и, наконец, её реканализация. Частота случаев формирования гидроцеле широко варьирует от 3 до 39% [46,87]. По данным R. Szabo и R. Kessler частота формирования гидроцеле после операций, выполняемых из ретроперитонеального и ингвинального доступов (не использующих микроскопическую технику), в среднем составила около 7.2%. Анализируя прошлый опыт, Dr. Goldstein et al. приводят данные о том, что ингвинальные операции имеют гораздо меньше рецидивов при сравнении с операциями, выполненными из забрюшинного доступа. В то же время операции из субингвинального мини доступа с использованием микрохирургической методики имеют всего 0.5% рецидивов. Эти же авторы сообщают об улучшении параметров эякулята у 60-80% мужчин, перенесших успешное оперативное лечение. Частота беременностей варьирует от 20 до 60% (у 43% пар в течение первого года и у 69% пар в течение двух лет, при условии, если половые партнёры были гинекологически здоровы). Большинство авторов свидетельствуют об улучшении параметров эякулята не более чем у 66% пациентов, а максимальная частота беременностей – 43%. В этом же обзоре указывается частота рецидива варикоцеле в пределах 0-20% [45,76]. Результаты лечения также связываются со степенью выраженности варикоцеле и возрастом, в котором прооперирован мужчина. Так, Dr. Steckel et al. отметили, что при большей степени развития варикоцеле наблюдалось более заметное улучшение параметров эякулята, чем при небольшом его размере. Лучшие результаты наблюдались у более молодых пациентов. Также замечено, что инфертильные пациенты с варикоцеле в сочетании с гипотрофией яичка имеют худший прогноз, чем пациенты без гипотрофии. Б.Н. Жиборев выделяет ряд признаков, позволяющих предполагать позитивный репродуктивный прогноз, а именно – статус пациента, определяемый как нормогонадотропный гипогонадизм, либо гиперпролактинемический гипогонадизм дисметаболического типа. Суммарный тестикулярный объём не ниже 30.0 мл свидетельствуют о наличии у больного потенциального резерва в восстановлении сперматогенной функции. Существенной для прогноза является морфологическая характеристика половых клеток.
Степень варикоцеле не влияет на прогноз восстановления фертильности, в отличие от возраста пациента и состояния репродуктивного здоровья.
ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ АНДРОЛОГИИ
В «ЭПОХУ НАНОТЕХНОЛОГИЙ»
2.1 ИССЛЕДОВАНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЁРОВ
В последние годы в ряде стран проведены исследования по установлению роли делеционных полиморфизмов в генах глутатион трансфераз Т1 и М1(GSTT1 GSTM1) в развитии патозооспермии и мужского бесплодия.Следует отметить, что до настоящего времени в России подобные исследования не проводились. Гены семейства глутатион-S-трансфераз (GSTT1,GSTM1,GSTP1) ксенобиотиков и эндогенных генотоксичных метаболитов. Изменения функций ферментов системы детоксикации ксенобиотиков повышают восприимчивость организма к вредным воздействиям и, как следствие, к Ген GSTТ1 кодирует аминокислотную последовательность фермента тета- глутатион S-трансферазы, который содержится в эритроцитах и участвует в освобождении организма от многих ксенобиотиков (в частности, хлорметанов и других промышленных канцерогенов). В случае делеции (отсутствия) гена GSTТ1 фермент тета-1 глутатион S-трансфераза не образуется, в результате чего способность организма избавляться от некоторых вредных соединений значительно снижается. Это приводит к повышению риска развития различных форм рака, а также ишемической болезни сердца. Во всех случаях риск развития заболеваний многократно увеличивается при курении, а также воздействии некоторых химических канцерогенов. В случае делеции (отсутствия) гена GSTМ1 фермент тета- глутатион S-трансфераза не образуется, в результате чего способность организма избавляться от некоторых вредных соединений значительно снижается. Повышение частоты делеции гена глутатион-S-трансферазы М неблагоприятного исхода беременности повышен в 3 раза у женщин, гомозиготных по нулевому аллелю этого гена. Именно у таких лиц с наследственно ослабленным генотипом инактивация ксенобиотиков происходит особенно медленно, что существенно увеличивает риск привычного невынашивания беременности. B. Aydemir et al. (2001) установили, что у мужчин страдающих идиопатической олигозооспермией (42 чел.), в отличие от здоровых добровольцев (60 чел.) обнаруживается нулевой генотип GSTT1. Авторы предположили, что причиной нарушения сперматогенеза является оксидативный стресс сперматозоидов. В аналогичном исследовани Wu Q et al. (2007) изучали полиморфизм гена GSTT1 у мужчин страдающих варикоцеле и бесплодием. В исследование были включены 63 бесплодных пациента и 54 здоровых мужчин.
Установлено, что у пациентов с варикоцеле причиной бесплодия, по мнению авторов, явился «оксидативный стресс», также у всех пациентов был выявлен нулевой генотип исследуемого гена.
В конце исследования был сделан вывод о том, что нулевой генотип является предиктором оксидативного повреждения сперматозоидов бесплодных пациентов с варикоцеле. Triumala Vani G, Mukesh N et al. (2007) изучили роль полиморфизма гена GSTM1 в развитии идиопатической олигозооспермии у инфертильных мужчин. В исследование были включены 42 пациента с бесплодием и 43 здоровых добровольцев. В исследовании доказано, что частота обнаружения делеции гена GSTM1 в группе пациентов с бесплодием достигала 45.2% против 20.09% у здоровых мужчин.
Итальянские учёные M. Rossitto, L. Rigoli (2009), изучили отдалённые результаты хирургического лечения варикоцеле (восстановление сперматогенеза) у 56 пациентов имеющих генетические нарушения и 38 без таковых. В проведенном исследовании было установлено, что сперматогенез восстановился только у пациентов без генетических альтераций.
Известно что, глютатион трансферазы Т1 и М1 являются ферментами которые катализируют конъюгацию генотоксических метаболитов (ксенобиотиков, канцерогенов, липидов, продуктов свободно радикальных реакций) с глютатионом вызывая их инактивацию посредством фермента глутатионпероксидазы. Каталитическая активность обеспечивает защиту клетки от вредных веществ, благодаря поддержанию фосфолипидного состава их мембран. В ряде исследований доказано, что 49% представителей белой расы и 35% негроидной являются носителями нулевого генотипа GSTT1и/или GSTM1 [97,102]. В 2010 г. Gokce A, Davarci M et al. установили что, у пациентов с варикоцеле, родственники (отцы и братья) имели пальпируемое варикоцеле, а также нарушения сперматогенеза в 36.2 % наблюдений. Исследование включало 49 пациентов с варикоцеле и родственников мужчин. В данном исследовании доказан наследственный риск развития варикоцеле, однако остаётся до настоящего времени не изученным механизм наследования молекулярно-генетических нарушений приводящих к патозооспермии и варикоцеле. В проведённых исследованиях до конца не изучены все звенья патогенеза и механизм развития патозооспермии у генетически компрометированных лиц.
2.2 ЭЛЕМЕНТО-ОРГАНИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО ОРГАНИЗМА
В основе патогенеза ряда заболеваний лежат нарушения обмена веществ, нередко обусловленные воздействием совокупности факторов (экологических, экзогенных, эндогенных). Современная культурноисторическая эпоха развития человечества, называемая «эпохой нанотехнологий», отличается от предыдущих широким вовлечением в обиход редких и редкоземельных металлов. Их влияние на физиологические и биохимические процессы в живых организмах в основном неизвестно.Живой организм представляет собой биомодель, в котором серия клинических реакций обмена веществ определяет метаболический путь.
В нём при участии ферментов одни биологически значимые молекулы последовательно превращаются в другие. Для формирования современной бионеорганических механизмов развития патологических процессов, поэтому существенно повышается роль многоэлементных анализов. В настоящее время перспективным направлением является изучение и развитие эпигенетики как отдельной науки посредством слияния генетики и молекулярной биохимии. Наиболее полной монографией в области медицинской бионеорганики является труд большого коллектива авторов под редакцией G. Berthon (1995), подготовленный Национальным институтом медицинских исследований в Тулузе (INSERM) и Hаучным центром Франции (CNRS). Монография посвящена металлолигандному взаимодействию в биологических жидкостях. В ней собраны данные по распределению ионов разных металлов и роли отдельных ионов в развитии ряда заболеваний, в том числе наследственных.
структурных компонентов и электролитов. При этом Са, в силу многообразия выполняемых функций, считают «главным неорганическим вторичным микроэлементов являются активными центрами – кофакторами ферментов;
многие из них содержаться в белках, координируя структуру полипептидных цепочек. Кроме того, существует около 300 цинк содержащих белков. Zn считают «главным неорганическим гормоном». Необходимо принимать во внимание, что биологическое действие элементов на метаболизм напрямую не связано с общим содержанием в организме. Атомы и ионы практически всех металлов и полуметаллов в свободном виде токсичны, «свободный» в данном контексте означает, что элемент находится в виде комплекса не с биолигандами, а с водой или углекислотой. Универсальные особенности биологического действия элементов объясняется закономерностями координационная химия. Основным субъектом изучения в бионеорганике являются элементоорганические, преимущественно – оптически активные молекулы, образующие в живых организмах металл-лигандный гомеостаз.
2.3. ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ ГОМЕОСТАЗ Na является жизненно необходимым элементом, основным межклеточным катионом, регулирующим электролитный гомеостаз, деятельность натриевых насосов, перенос через биологические мембраны аминокислот, сахаров, анионов различной природы; поддерживающим осмотическое давление, рН среды, гидратацию белков, растворимость органических кислот. Избыток Na вызывает перегрузку систем электролитного гомеостаза и обезвоживание тканей организма. К жизненно необходимый внутриклеточный катион для поддержания осмотического давления, рН. Внеклеточный К стимулирует работу натриевого насоса. Na/K – 2 основных металла, обеспечивающих электролитный гомеостаз. В норме соотношение Na/K = 1.5. Изменение этого соотношения приводит к нарушению проницаемости внешней мембраны клеток либо нарушению Na/K обменивающего насоса на внутренней мембране митохондрий. Na, K поглощаются клетками с участием Mg-АТФ, эти процессы контролируются протеинами координированными Са. Пониманию механизмов электролитного гомеостаза во многом способствовали работы Нобелевских лауреатов 2003 года P. Agrea, R.
Mackinnon. Mg абсолютно необходим для нормальной жизнедеятельности в виде иона Mg. Комплекс Mg с АТФ служит субстратом почти для 300 АТФзависимых ферментов белкового синтеза, гликолиза и трансмембранного транспорта ионов. Он необходим для поддержания структуры рибосом и ряда белковых молекул. От взаимодействия Са/Mg зависят электрические свойства и проницаемость мембран. Наиболее часто недостаток Mg наблюдается при алкоголизме и сопровождается накоплением Са. Избыток Mg вызывает развитие токсических реакций. Са участвует в большинстве процессов метаболизма, поскольку является внутриклеточным медиаторам с весьма многообразными функциями. Учитывая цитотоксичность Са, размер свободной фракции строго контролируется системой гомеостаза:
кальцитриолом, паратгормоном, кальцитонином. Устойчивое повышение концентрации «свободного» Са внутри клеток предшествует их апоптозу.
Выдающаяся роль Са была подтверждена присуждением Нобелевской премии по химии в 2008 году O. Shimomura, M. Chalfie, R.Y. Tsien. Zn входит в состав большого количества ферментов и выполняет функцию главного неорганического гормона. С помощью Zn содержащих ДНК- и РНК-полимераз происходит синтез селенопротеинов. Обмен Zn контролируется медью связанной с ним антагонистическими отношениями.
У мужчин Zn участвует в синтезе тестостерона и функционировании половых желез. Ингибируя 5-альфа-редуктазу Zn регулирует уровень дигидротестостерона, также входит в структуру рецепторов эстрогенов и участвует в эстроген зависимых процессах. При различных воспалительных процессах Zn перераспределяется из плазмы в клетки, при этом увеличивается активность карбоангидразы и супероксиддисмутазы, что приводит к подавлению свободно-радикальных процессов.
В организме человека содержится 14 мг Se, у мужчин 50% - в яичках и семенных канатиках. Он входит в состав селенопротеинов, в частности глутатионпероксидазы, которая вместе с токоферолом защищает клеточные мембраны от повреждения свободными радикалами. Высоко активные свободнорадикальные соединения могут образовываться в ряде важных процессов, например активации фагоцитов или воздействие ионизирующего излучения. Активные формы кислорода образуются в результате работы дыхательной цепи, содержащей Fe и Cu.
В свою очередь, Se непосредственно подавляет усвоение F, который контролирует усвоение Fe. С одной стороны Se стимулирует синтез гема, а с другой – через F подавляет усвоение Fe. Селенопротеины также обеспечивают гомеостаз Са. Многие соединения Se токсичны, особенно H2Se. Fe – основной элемент, обеспечивающий энергетический обмен в клетках. Усвоение Fe регулируется Са, F. В организме человека 70% Fe находится в виде гемоглобина, остальное железо в белковых соединениях, цитохромах и ферментах. Замещать Fe и Mg в соединениях, в частности в железо протеинах, способен ванадий (V). Это приводит к изменению функции молекул так как координационные свойства центрального атома не соответствует норме, что сопровождается нарушением метаболических процессов связанных с переносом электрона и кислорода (разложение перекисей каталазой и пероксидазой, окисление различных функциональных групп цитохромом Р 450) [7]. При замещении Fe на Mn, утрачивается способность связывать О. Участие ионов Mn в реакциях катализируемых ДНК- и РНК-полимеразами приводит к ошибкам синтеза ДНК, РНК, поскольку нежелательные мономеры не отсеиваются.
Вероятно, потеря специфичности полимеризации нуклеиновых кислот зависит от изменяющейся координационной способности Mn, в отличие от стабильного Mg (используемого в таких случаях в физиологических условиях). Алюминий (Al) наиболее распространённый в земной коре металл. А.П. Авцын и др. (1991) относят его к токсичным элементам.
Он «недружелюбен» ко всем формам жизни [7]. Механизм вовлечения Al в биохимические реакции связан с его способностью легко формировать гидроксиалюмосиликаты с имеющимися во всех биологических средах кремниевыми кислотами. Физико-химические свойства Al позволяют его считать блокатором метаболизма фосфор содержащих соединений, что приводит к снижению уровня АТФ и как следствие тяжёлым нарушениям тканевого обмена. Al имеет не большой радиус иона и легко проникает через клеточную мембрану. В соответствии с законом замещения элементов, он вытесняет Mg из молекул специализированных белков, что приводит к образованию более прочных хелатных комплексов с высокой константой устойчивости и тем самым к блокаде активных центров ферментов. Никель в биологических средах находится в виде Ni. Он активирует некоторые ферменты, например карбоксипептидазу А при недостатке Zn. Избыток Ni блокирует ферменты и реагирует с нуклеиновыми кислотами, элемент способен замещать Fe и Mg.Лигандами для Ni являются уреаза, гидрогеназа, ацетилСоА-синтаза, никель-железные белки. В целом он является средне токсичным элементом и обладает мутагенной и канцерогенной активностью.
В 2005 г. в Научном Центре реконструктивной хирургии ВосточноСибирского Научного Центра Сибирского отделения РАМН впервые в России проведено исследование содержания свинца и ртути в эякуляте пациентов с патозооспермией методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с целью диагностики интоксикационной формы бесплодия (27.05.2013 патент на изобретение прекратил действие).
В исследование были включены мужчины, работающие на вредных производствах (профессиональные вредности), установлено, что причиной патозооспермии явилось накопление в эякуляте ртути и свинца.
Chen Wei, Han Xiaodong et al. (1996) исследовали содержание 13химических соединений, в том числе металлов в эякуляте (цинк, фосфор) мужчин страдающих бесплодием. Отмечено, что содержание цинка и фосфора было различным в группах здоровых и бесплодных мужчин фертильного возраста.
В данном исследовании не изучались металл-лигандные связи в эякуляте, в том числе на фоне молекулярно-генетических альтераций. До настоящего времени не определены нормативные показатели содержания неорганических соединений в эякуляте.
2.4. МЕТАЛЛ-ЛИГАНДНЫЙ ГОМЕОСТАЗ Авторы теории металл-лигандной патологии (Подымов с соат., 1979) описывают его следующим образом: любой живой организм отличается от не живой природы тем, что ионы металлов, особенно переходных, содержатся в нем не в свободной форме, а практически связаны с биолигандами в хелатные комплексы. Биолигандами являются витамины, аминокислоты, биогенные амины, полипептиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, медиаторы и другие метаболиты. В большинстве случаев активными биолигандами являются и лекарственные препараты. Для осуществления сложной последовательности реакций обмена веществ ферменты и субстраты должны обеспечивать при связывании в комплексы высокую специфичность этого процесса. Она достигается точным пространственным расположением их компонентов в составе хелатных комплексов. Ионы металлов, будучи активными центрами, поляризуют различные участки комплексов, изменяя их реакционную способность. Избыток или дефицит необходимых металлов или лигандов приводят к сдвигу равновесия МЛГ.
Патологические хелатные комплексы могут и не иметь токсических свойств, функционирующих комплексов. Нарушения МЛГ многообразны. Они могут быть спровоцированы разными факторами – внешними (вирусы, бактерии, лекарственные препараты, биологически активные добавки, интоксикация) или внутренними (недостаточный синтез гормонов, ферментопатии, генетические нарушения).
2.5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
В 2003 году Г.К. Барашковым с соавт. проведено исследование 26 образцов крови здоровых добровольцев методом ICP-OES (индуктивно-связанная плазменная масс-спектрометрия). Коэффициенты распределения плазме/концентрация элемента в крови.Распределение элементов между плазмой и клетками крови оказалось связано с радиусом основного иона элемента (пм). Чем больше радиус иона элементов В подгрупп всех групп таблицы Менделеева, тем выше содержание этого элемента в плазме. Распределение в крови щелочных металлов и полуметаллов оказалось противоположным распределению переходных, а именно: чем больше радиус иона щелочного металла или полуметалла, тем выше его содержание в клетках крови. Поскольку радиус иона зависит от ряда факторов, в первую очередь от состояния окисления, степени ионизации и координационного числа (Эмсли, 1993 год), важен именно «основной» - «рабочий ион». Известно, что радиус иона связан с его валентностью. Следовательно, в результате выявления закономерностей появляется возможность по коэффициенту распределения элемента судить о элементоорганического соединения или металл-лигандного комплекса.
Объяснить причины такого распределения можно исходя из физикохимических свойств элементов. Различия индивидуальной роли элементов проявляются в ходе дальнейших реакций обмена веществ, после их проникновения в клетки организма благодаря активности насоса клеточных мембран. Поскольку все элементы в организме взаимодействуют в соответствии с физико-химическими законами, антагонистически или синергично, полную информацию об элементном статусе можно получить только путём многоэлементного анализа. По рекомендации Центра США по контролю и профилактике болезней (CDC, Атланта, Джорджия, США), его следует проводить с помощью высокочастотных плазменных масс-спектрометров (ИСП-МС) с пределом чувствительности до 10-14.
Представление результатов в абсолютных величинах малоинформативно.
Больше информации можно получить по содержанию исследуемого элемента в анализируемом образце относительно реперного элемента. Таким элементом является Са. Распределение металлов между плазмой и форменными элементами связано с радиусом ионов, причём для щелочных металлов и полуметаллов эта зависимость обратная, а для переходных металлов – прямая. Факт наличия общих закономерностей распределения элементов свидетельствует о наличии фундаментальных законов взаимодействия элементов в живых организмах.
В настоящее время в мире практически отсутствуют исследования посвящённые влиянию нарушения металл-лигандного гомеостаза на развитие патозооспермии, а также о роли молекулярно-генетических альтераций приводящих к нарушению металл-лигандного гомеостаза.
Металл-лигандный гомеостаз является связующим звеном всех метаболических процессов протекающих в органах репродуктивной системы.
Изучение и коррекция МЛГ позволит определить патогенетически обоснованную терапию.
Таким образом, на основании анализа литературы можно констатировать, что взаимосвязь между варикоцеле и бесплодием очевидна. Однако нет чётких данных по многим вопросам. Так, в работах отечественных и зарубежных исследователей нет единой концепции в отношении патогенеза патозооспермии на фоне варикоцеле и обоснованной целесообразности медикаментозной терапии в послеоперационном периоде. Приведённые данные и их противоречивость нуждаются в дальнейшем изучении этой проблемы.
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА БОЛЬНЫХ И
ПРИМЕНЁННЫХ МЕТОДОВ ОБСЛЕДОВАНИЯ
КЛИНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТНИКОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
На базе НИИ Уронефрологии и репродуктивного здоровья человека ГБОУ ВПО «Первый МГМУ имени И.М. Сеченова» обследовано пациентов после оперативного лечения варикоцеле слева (лапароскопическое клипирование яичковой вены 15 чел.(37.5%), операция Мармара 15 чел. (37.5%), операция Иваниссевича 10 чел. (25%)). Средняя длительность послеоперационного периода составила 1.3±1.1 лет. Средний возраст составил 22.4±1.9. Исследование было открытое, контролируемое, не рандомизированное. Группу контроля составили 40 здоровых добровольцев от 18 до 35 лет.
КРИТЕРИИ ИСКЛЮЧЕНИЯ
1.Возраст – старше 35 лет или менее 18 лет 2.Послеоперационный период до 6 мес.3.Объём гонад менее 16 см 4.Подтверждённый УЗИ органов мошонки диагноз «варикоцеле»* 5.Рецидив варикоцеле, гидроцеле 6. Иммунологическое бесплодие 7. Острые или хронические воспалительные заболевания органов мочевыделительной системы 8. Травмы органов мошонки и промежности в анамнезе 9. Избыточная масса тела 10. Сопутствующие соматические заболевания средней или тяжёлой степени с потенциальным отрицательным влиянием на сперматогенез 11. Параметры спермограммы: концентрация сперматозоидов в эякуляте менее 15 млн/мл, подвижность сперматозоидов менее 32% (а+в), патологические формы сперматозоидов более 96% 12. Хронический алкоголизм, наркомания 13.Отсутствие согласия на участие в настоящем исследовании * для группы контроля
ПЛАН ОБСЛЕДОВАНИЯ
• УЗИ органов мошонки • Спермограмма • Определение концентрации неорганических соединений в эякуляте • Исследование металл-лигандного гомеостаза • Анализ делеционных полиморфизмов генов GSTT1, GSTМ1* • Гормональный профиль* С целью исключения дублирования зарубежных исследований здоровым добровольцам не проводилось исследование делеционных полиморфизмов генов GSTT1, GSTM1и определение уровня репродуктивных гормонов крови.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1.УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОРГАНОВ МОШОНКИ
Ультразвуковым исследованием органов мошонки был исключен рецидив варикоцеле и осложнения послеоперационного периода (гидроцеле). Для визуализации вен гроздевидного сплетения применялась методика цветной допплеровской ультрасонографии. Объём гонад вычисляли исходя из формулы: Объём = ширина х толщина х длина х коэффициент К.Коэффициент К = 0,479 стандартная величина для вычисления объёма, исходя из 3х размеров гонады. В норме объём яичек составляет 16-20 см.
Исследования проводили на аппарате «VOLUSON» 730 с наружным линейным датчиком 7 Гц.
2. СПЕРМОГРАММА Исследования проводились в клинической лаборатории НИИ Уронефрологии и репродуктивного здоровья человека. Показатели спермограммы оценивались согласно протоколу Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ, 2010). Эякулят исследовался в два этапа. На первом этапе оценивалась концентрация, подвижность, агрегация и агглютинация сперматозоидов, а также наличие других клеточных элементов. Исследование проводилось с морфологическая классификация сперматозоидов, а также оценивалась спермограммы были приняты характеристики, указанные в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1. НОРМАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СПЕРМОГРАММЫ
*показатели спермограммы не выходившие за пределы нормальных значений не включались в статистическую обработку данных.
3. ГОРМОНАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ
Исследования проводились в лаборатории иммунологии и гормональных исследований клиники акушерства и гинекологии Университетской Проводилось определение уровня репродуктивных гормонов крови:фолликулостимулирующего гормона, пролактина, эстрадиола в сыворотке венозной крови. Определение концентрации лютеинизирующего гормона («Гонадотропин ИФА-ЛГ») на планшетном ридере Anthos 2020 (Австрия) фолликулостимулирующего гормона, тестостерона, пролактина, эстрадиола проводилось также на планшетном ридере Anthos 2020 наборами для иммуноферментного анализа («Гонадотропин ИФА-ФСГ», «Стероид ИФАТестостерон – 01», «ИФА-пролактин-01»). За нормальные значения ФСГ были приняты колебания 2-13 МЕ/л, тестостерона 12-33 нмоль/л, пролактина 60-560 мМЕ/л, эстрадиола 70-200 пмоль/л. Пробы для анализа брали из вены натощак в утренние часы с 8.00 до 10.00. ЛГ, ФСГ, пролактин, тестостерон и эстрадиол определяли в день сдачи анализа. Концентрацию ингибина В определяли во всех пробах одновременно после завершения сбора материала и замораживания сыворотки при -20С, избегая повторного оттаивания-замораживания. Совместно с кафедрой информатики Московского Физико-Технического Института на базе отдела андрологии НИИ Уронефрологии и репродуктивного здоровья человека Первого МГМУ им. И.М. Сеченова разработана персонифицированная шкала расчёта возрастной нормы содержания общего тестостерона (таблица 2).
Основу шкалы составил математический анализ снижения андрогенпродуцирующей функции гонад с возрастом. По-вертикали представлен возраст, по горизонтали уровень общего тестостерона в крови (нмоль/л).
Сопоставление фактического содержания общего тестостерона и возраста позволит прогнозировать риск развития андрогенодефицита. Например, для мужчины 45 лет норма общего тестостерона составляет 15.5 нмоль/л.
При содержании общего тестостерона 13 нмоль/л, в 54 года его уровень составит 12 нмоль/л. Базальный уровень общего тестостерона для мужчин до 30 лет составляет 17 нмоль/л. Данный пороговый уровень при отсутствии причин для развития гипогонадизма (метаболический синдром, гипер-(гипо)гонадотропный гипогонадизм, гиперпролактинэмия и др.) является «гарантией» физиологической возрастной инволюции гонад без проявлений гипогонадизма. Шкала предназначена для оценки прогнозируемого риска развития андрогенодефицита у мужчин без эндокринологических заболеваний В настоящем исследовании полученные результаты содержания общего тестостерона планировалось оценивать в соответствии с разработанной шкалой.
ТАБЛИЦА ПЕРСОНИФИЦИРОВАННАЯ
2. ШКАЛА РАСЧЁТА ВОЗРАСТНОЙ НОРМЫ
СОДЕРЖАНИЯ ОБЩЕГО ТЕСТОСТЕРОНА
ИННОВАЦИОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ НАРУШЕНИЯ СИСТЕМЫ ДЕТОКСИКАЦИИ
ПЦР-АНАЛИЗ ДЕЛЕЦИОННЫХ ПОЛИМОРФИЗМОВ В ГЕНАХ GSTT1, GSTM
Гены GSTT1, GSTM1 кодируют аминокислотную последовательность фрагментов Т1 и М1 глутатион S трансфераз, которые играют существую роль в инактивации электрофильных органических веществ (ксенобиотиков, генотоксичных эндогенных метаболитов). Глутатион трансферазы катализируют взаимодействие глутатиона с главными электрофилами с образованием меркаптопуриновых кислот. Глутатион являясь кофактором ферментов, защищает SH группы белков от окисления, восстанавливает пероксиды и связывает свободные радикалы. Рисунок 1 демонстрирует химическую формулу фермента глутатион трансферазы. Молекулы состоят из двух идентичных субъединиц и имеют сходный аминокислотный состав.В случае делеции (отсутствия) гена(ов) фермент не образуется и организм теряет способность избавляться от вредных соединений. Гены кодирующие М класс ферментов организованы в генный кластер расположенный в области короткого плеча первой хромосомы. Ген GSTM1 состоит из экзонов и 7 интронов (Тимофеева 2009 г.) Образцы ДНК были выделены из лейкоцитарных фракций венозной крови стандартным методом фенолхлороформной экстракции с использованием протеинкиназы К. Выявление делеций в генах GSTT1, GSTM1 проводилось методом ПЦР в режиме реального времени (Real-time PCR). ПЦР анализ включал несколько стадий:
1. Денатурация ДНК 2. Отжиг праймеров 3. Амплификация генов.
Исследования образцов крови проводились в лаборатории иммуногистохимии и электронной микроскопии централизованного патологоанатомического отделения Перового МГМУ им. И.М. Сеченова.
Специальной подготовки пациентов к исследованию не требовалось.
rs- остаток глутатиона
РИС.1. ХИМИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА ГЛУТАТИОН ТРАНСФЕРАЗЫ
2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ БИОНЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В
ЭЯКУЛЯТЕ
Исследования проводились в центральной научно-методической ветеринарной лаборатории Министерства Сельского хозяйства Российской Федерации с использованием индуктивно-связанной плазменной массспектрометрии (ИСП-МС, ELAN, Perkin Elmer). Пробоподгатовка для многоэлементного анализа проводилась согласно методическим указаниям Федерального центра Госсанэпиднадзора РФ МУК 4.1.1483-03.Для пробоподготовки использовалась посуда из фторопласта, тщательно промытая в УЗ ванне разбавленной 1:1 HNO3 и трижды ополоснутая 1.Пробоподготовка. 0.5 мл эякулята помещали в тефлоновый сосуд концентрированной HNO2 и H2O2 2:3. Озоление по программе печи Р6.
На стадии пробоподготовки рассчитывался удельный вес сперматозоидов в каждой пробе (n=80) в зависимости от объема эякулята и количества сперматозоидов. 2.Анализ. Аналит поступал на определение элементов в масс-спектрометр ИСП-МС ELAN (Perkin Elmer). Результат рассчитывался с учётом разбавления компьютером прибора и выдавался в ppb (мкг/л). Для исследования металл-лигандного гомеостаза полученные данные из ppb переводились в ppm (ppb/1000).
Схема 1 отражает этапы исследования металл-лигандного гомеостаза.
Представлена классификация бионеорганических элементов в зависимости от вида распределения в тканях [7]. Распределение металлов зависит от диаметра ионов и валентности. Металл-лигандный гомеостаз зависит от особенностей бионеорганического состава органов и тканей. Согласно предложенным формулам рассчитаны указанные коэффициенты, интерпретация полученных данных приведена в главе 3. Рисунок демонстрирует масс-спектрометр ИСП-МС фирмы Perkin Elmer.
«