Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Метаболические предпосылки мужской инфертильности

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Метаболические предпосылки мужской инфертильности"

На правах рукописи Козляткин Андрей Юрьевич р р ^ д

' • з ы ш

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ МУЖСКОЙ ИНФЕРТИЛЬНОСТИ

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Уфа 2000

Работа выполнена в Самарском государственном медицинском университете Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Ф. Н. Гильмиярова Научный консультант - доктор медицинских наук,

профессор М. Б. Пряничникова Официальные онпоненты - доктор медицинских наук,

Т.В. Моругова

- доктор биологических наук, С.А. Башкатов Ведущая организация Российский государственный

медицинский университет

Защита состоится "_"_2000 года в "_" часов н;

заседании диссертационного совета Д 084.35.01 при Башкирском государст венном медицинском университете (450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Башкирского госу дарственного медицинского университета.

Автореферат разослан "_"_ч_2000 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор Х.М.Насыров

рш. еду - •/, О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Нарушение репродуктивной системы, особенно бесплодие в браке, является не только актуальной медицинской проблемой, но и социально значимой, поскольку влияет на демографическую ситуацию (Johnson М. Н., 1989; McLaren А., 1989). Сохранение генофонда нации в развитых странах выдвинуто в ранг общенациональных проблем, разрабатываются государственные документы, обеспечивающие гарантии качества медицински индуцированного зачатия, совершенствуются технологии содействия репродуктивной функции человека (Freeman Е. W., 1989; Mazure С., Green Field D., l989;Berg В. J., Wilson J. F.,1990).

В последние годы увеличивается частота бесплодных браков, особенно п индустриально развитых странах. Диагноз бесплодия создает условия для сложной психосоциальной ситуации, является источником стресса для супругов. В вопросах бесплодия наиболее изученным является женское бесплодие (Oehninger S., 1988; Karande V. С., 1990; Mori Н. et al., 1998; Kamada M., 1999)

Мужское бесплодие изучено недостаточно. Состояние репродуктивной системы мужчин, в основном, оценивается по количеству и подвижности сперматозоидов, сохранности их морфологии. Метаболические характеристики спермалышй плазмы, обеспечивающей жизнеспособность сперматозоидов, в литературе освещены фрагментарно. На наш взгляд, эти данные значимы для оценки степени полноценности репродуктивной системы мужчин и должны учитываться при лечении бесплодия.

ЦЕЛЬ НАСТОЯЩЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ заключается в оценке репродуктивного потенциала мужчин путем изучения молекулярных процессов в :пермалыюй плазме и нарушений обмена веществ при различных формах бес-

1ЛОДИЯ.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Изучить физико-химические и метаболические параметры эякулят; фертильных мужчин. ■

2. Провести корреляционный анализ между показателями обмена и фит и ко-химическими параметрами семенной жидкости мужчин контрольной груп пы.

3. Исследовать состояние белкового обмена в спермальной плазме пр! бесплодии различного генеза.

4. Определить ключевые показатели углеводного обмена в спермально: плазме мужчин, обследованных по поводу бесплодия.

5. Определить содержание кальция и фосфора, активность щелочной фос фатазы и креатннкиназы в спермальной жидкости.

6. Выяснить корреляционные связи между различными показателями ос мена в сперме в норме и при различных формах бесплодия.

7. Проанализировать характер метаболических нарушений в спермально плазме при бесплодии с учетом морфологии и двигательной способности спер матозоидов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые получены сведения об электрохимич« ском потенциале, удельной адсорбции, электропроводимости спермально плазмы в норме. Даны характеристики метаболизма семенной жидкости по 1 ключевым параметрам, в том числе по содержанию общего белка, альбумин; эффективной концентрации альбумина, мочевины, креатинина, глюкозы, кал| ция, фосфора, активности амилазы, у-глутамилтрансферазы, аланинам! нотрансферазы и аспартатаминотрансферазы, щелочной фосфатазы, холинэст( разы, креатинкиназы, лактатдегидрогеназы. Представлены ранее неизвестнь данные об общей и эффективной концентрации альбумина в спермальной пла ме у фертильных мужчин и при различных вариантах бесплодия. Впервые вь явлены факты о характере корреляционной связи между отдельными

жазателями обмена и физико-химическими и электро-физнологическими па-метрами семенной жидкости.

Всесторонне охарактеризованы свойства семенной жидкости с учетом ко-шества и функциональных способностей сперматозоидов. Выявлены ключе-•1е звенья метаболических нарушений в сперме при бесплодии.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные сведения о изико-химических и метаболических характеристиках спермы представляют ¡нность для теоретической и практической медицины.

Результаты исследований позволяют расширить спектр диагностически 1ачнмых показателей спермальной жидкости для распознавания заболеваний ¡продуктивной системы мужчин.

Данные комплексного исследования семенной жидкости углубляют наши |ания о молекулярных механизмах развития мужского бесплодия и расширяют «гностические возможности. Целесообразно, определение общей и эффективна концентрации альбумина в оценке тяжести, варианта бесплодия и прогноза, гзкое падение уровня кальция в спермальной жидкости является отчетливым шзнаком бесплодия, обусловленного снижением двигательной способности ■ерматозешдов. Данные о наиболее существенных связях между показателями Змена и интегральными физико-химическими константами гомеостаза могут |ужнть основанием для разработки алгоритмов диагностики и лечения бес-юдмя.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

Состояние белкового, углеводного, минерального обменов, показатели удельной адсорбции, электропроводимости, электрохимического потенциала и корреляционные связи между ними в спермальной плазме фертильных мужчин.

Нарушение энерго-нластических процессов и обмена кальция в спермальной плазме у мужчин с бесплодием.

3. Изменение взаимосвязей между параметрами обмена в спермальной плазм как патобиохимическое проявление бесплодия.

4. Взаимосвязь между физико-химическими и метаболическими характеристи ками спермальной плазмы с количеством и двигательной активностью спер матозоидов.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 8 работ. ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Р<

зультаты работы, полученные в ходе выполнения кандидатской диссертации н тему: «Метаболические предпосылки мужской инфертилыюсти» испольчуютс в лекционном курсе на кафедре биологической и клинической химии; в клшн ко-днагностической лаборатории Самарского областного диагностическог центра; в лекционном курсе по клинико - лабораторной диагностике в цикл усовершенствования врачей - лаборантов в рамках постдипломного образов! ния на кафедре биологической и клинической химии Самарского государсше! ного медицинского университета по теме «Биохимия спермальной плазмы».

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы были представлены на Веч российской конференции «Экология и здоровье человека» (Самара, 1998); и научно-практической конференции «Факультету постдипломной подготовк СамГМУ 15 лет» (Самара, 1998); на научно-практической конференции, поев: щенной 80-летию Самарского государственного медицинского университет (Самара, 1999); на научно-практической конференции, посвященной 75-летн дерматовенерологической службы Самарской области (Самара, 1999); на \ Международном конгрессе "Экология и здоровье человека" (Самара, 1999), > совместном заседании кафедр биологической и клинической химии и урологи Самарского государственного медицинского университета с Самарским отдел нием Всероссийского биохимического общества (Самара, 1999).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАПОТЫ. Диссертация состоит из введения, юра литературы, главы, посвященной описанию материалов и методов ис-едования, трех глав собственных данных, заключения и выводов, практиче-их рекомендаций и списка использованной литературы. Работа изложена на 1 страницах машинописного текста, иллюстрирована 15 рисунками, содержит таблицы. В работе использовано 190 источников, из них 62 отечественных и 8 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Нами было обсле-юно 150 мужчин в возрасте от 18 до 36 лет, из них 118 обратились за :дпцннской помошыо по поводу бесплодия в браке Бесплодный брак про-джался 3/» ± 1,2 года Женский фактор бесплодия был исключен

Контрольную группу составили 32 фертильных мужчины, имеющих бережных жен или детей в возрасте до года. Данные клинического исследования зиолнлн отнести их к группе практически здоровых лиц

Объектом исследования был закупят, полученный мастурбацией после е\ дневного воздержания Взятие спермы осуществляли согласно методиче-им указаниям, разработанным экспер1амм ВОЗ (1903).

всех обследованных проводилось изучение спермограимы (микроскоп фирмы коп, Япония). В сперматьной плазме исследовались фнзико - химические на-мезрьг pli и окислитслыю-восстановнт'сльный потенциал (рН-метр фирмы toller Toledo» MP 220, Швейцария), электропроводимость (Conductoineler (Ж 102/1, ВНР), удельная адсорбция (осмометр «ОМКА 1 Ц-01»), Содержание шего белка, креатинина, мочевины, глюкозы, активность у-глутамил-ансферазы, аланинаминотрансферазм, аспартатаминотрансферазы, амилп¡ы. ктатдегидрогепазы, креатинкиназы, щелочной фосфатазы, холинэстеразы. нцентрация кальция и фосфора в спермальной плазме исследовались па бно-мическом анализаторе Synchron 4 фирмы Beckmnn (США).

Общая и эффективная концентрации альбумина изучались флуорссцент ным методом на флуориметре «Квант-7» (Грызунов 10.А. с соавт., 1994). Им тенсивность флуоресценции выражалась в единицах (Ед).

Спектральный сослав спермальной плазмы изучен методом спектральной сканирования на приборе Spectrometer Lambda 20 (фирмы Perkin Elmer, Швей цария). Регистрация эксминцин содержащихся в спермальной плазме вещест проведена в диапазоне волн от 200 до 310 им, шаг луча 0,01 нм, с последующи! графическим выводом данных.

Обработку полученных результатов осуществляли с применением сред нею квадрагическою отклонения, корреляционный анализ проведен с не пользованием коэффициента корреляции Пирсона, статистическая доептер Hocib подтверждалась с применением 1 - критерия распределения Сшоденг; Материал диссертации обработан на ПЭВМ с использованием программ Mai Lab for Windows. MS Offis 97, MS Word 7.0, MS Excel 7.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ 11 IIX ОБСУЖДЕНИЕ. Бесплодие является иажнейше .медицинской проблемой, имеющей значимые социальные и экономические ас пекты. В настоящее время проблема мужской инфертильности, причины и ня тохнмнчсскис механизмы недостаточно изучены. Основном акцент исследив; ннй сделан на сперматогенезе, а спермальная плазма - многокомпонентная em тема, образующая среду м обеспечивающая функцию мужских гамет, - являете малоизученной средой.

В связи с этим нами проведено исследование снермограммы, Meiaoo.iiPR ского статуса и физико-химических параметров эякулятов у 150 фертильиых ннфертильных мужчин.

Выявлено, чго обьем чякулят мужчин конт])олы1ой группы соотвсчскн вал общепрння1ым нормам (3,41+0,9 мл) (табл. I). В группе больных с бесн.к днем отмечалось как снижение объема (1,0-1,5 мл), так и его увеличение (6,( 7,5 мл), чго составило в среднем 3,58+0,6 мл.

Сперматозоидов в эякуляте мужчин контрольной группы было в среднем 97,7+10,8 млн/мл, у больных с бесплодием на 27,8% меньше - 70,5+15,7 млн/мл. Однако, в ряде случаев, у инфертильных мужчин концентрация сперматозоидов достигала 200 млн/мл и выше. Распределение больных с бесплодием по концентрации сперматозоидов отражено на рисунке 1. У 20,8% обследованных по поводу бесплодия зарегистрирована азооспермия, у 12,5% - сниженное количество сперматозоидов (от 0 до 20 млн/мл).

'Гай пп¡а 1

Показачели сиермограммы обследованных лип

№ Показатель Контрольная группа Мужчины с бесплодием Показатели нормальной спермограммы (данные литературы)

!. Объем(мл) 3,41 ±0,9 3,58+0,61 Более 2,0 (Хейль В. С соавт., 1996; Карпищснко А.И., 1998)

1 Концентрация сперматозоидов (млн/мл) 97.7+10,8 70,5+15.7 Более 20 млн (Хейль В. С соавт.. 1996; Карпищснко АН, 1998)

3. 11одвижность (%) 523+6,2 43,2+8,7 50% и более с поступательным движением (Карпищснко А.И., 1998)

а. Морфология: - патология головки (%) - патология хвоста (%) 14,7+1,3 8,66+0,9 15,25±9,7 8,57+2,1 Более 30% сперматозоидов нормальной формы (Карпищенко А.И., 1998; Хейль В. С соавт., 1996)

5. Лейкоциты (млн/мл) 0,43±0,01 0,47±0,11 Менее 1 млн/мл (Карпищенко Л И., 1998; Хейль В. С соавт., 1996)

Подвижных сперматозоидов у мужчин контрольной группы было в среднем 52,3x6,2 %, что соответствует международным нормам. У 58,4 % больных с бесплодием подвижность мужских га мет была нормальной (свыше 40 % подвижных клеток), у 33% составляла от 20 до 40%. Реже встречалась более тяжелая картина, когда на долю подвижных сперматозоидов приходилось менее 20% (8,3% больных). Изменение морфологии сперматозоидов было нередким явлением, при этом, в основном, отмечалась патология головки в виде уменьшения или увеличения размеров, деформации. У 45,8% больных с бесплодием при световой микроскопии сперматозоиды были без морфологических изменений

I

□ Норма

13 Изменения легкой степени И Изменения тяжелой степени

Рис. 1. Характеристика сперматозоидов в эякуляте у мужчин, обследованных по поводу бесплодия

Таким образом, согласно нашим наблюдениям, количество сперматозоидов в эякуляте и его объем не всегда могут быть основными моментами, определяющими фертильность мужчин. В связи с этим мы изучили физико-химические и метаболические показатели спермальной плазмы.

Хотелось бы обратить внимание на скудность информации в литературе о свойствах этой биологической жидкости. Приводятся сведения о концентрации сперматозоидов и их подвижности, морфологических характеристиках, специфических белках (Николаев A.A. с соавт., 1998), отдельных интермедиатах (Вржесинскан O.A., 1995; Петрушин Д.Д., Тканченко О А., 1995; Карпищенко А.И., 1998).

Параметры, но которым традиционно оценивается состояние репродуктивной функции мужчин, по нашим наблюдениям не всегда дают реальную оценку оплодотворяющей способности спермы. Полученные результаты являются подтверждением этого положения Нами проведено сравнительное изучение спектра спермальной плазмы у фертильных и инфертильных мужчин (рис. 2,3).

О 69 0,6

0,4

0,0

-0,25

200,0 220 240 260 280 300 320,0

пт

Рис. 2. Спектральный анализ спермальной плазмы фертилыюго мужчины

Полученные результаты отражают многокомпонентное™ спермальной жидкости. Необходимо отметить, что для бесплодия характерен низкоамплитудный вариант спектрограммы. Особенно отчетливы изменения в интервале спектра от 280 до 295 нм, вплоть до полного исчезновения разброса колебаний в ряде случаев.

-0,29

200,0 220 240 260 280 300 320,0

П.71

Рис. 3. Спектральный анализ спермальной плазмы инфертильного мужчины С учетом того, что в данном диапазоне происходит адсорбция нуклеонь дов, нуклеиновых кислот, белка, эти изменения можно расценить как количественный дефицит информационных макромолекул и биорегуляторов при ипфер-тильности. Изучение интегральных физико-химических показателей спермальной плазмы показало, что рН у фертильных мужчин равен 7,39+0,058 с колебаниями индивидуальных значений от 7,25 до 8,32, то есть располагается в слбо-щелочной зоне. Удельная адсорбция, отражающая молярную концентрацию

растворенных в данной жидкости веществ, составляет в среднем 5!9,6±23,2 ммоль/кг с колебаниями от 496 до 532 ммоль/кг. Для сравнения с другими биологическими жидкостями можно привести данные об осмоляльности плазмы крови, равной 290 мосмоль/кг, и мочи, где показатель осмоляльности выше: от 550 до 850 мосмоль/кг, что отражает осмотически активную концентрацию компонентов жидкости (Долгов В.В. с соавт., 1997).

Электрохимический потенциал спермальной плазмы мужчин контрольной группы - величина отрицательная, равная - 33,0±8,41 mV с отклонениями от -14,0 до - 72rnV. Показатель электропроводимости составил 2,65±0,07 mS.

Таким образом, нами выявлена специфика физико-химических параметров эякулята.

При изучении показателей белкового обмена выявлено, что содержание общего белка в спермальной плазме ниже, чем в плазме крови, и составляет 46,94±6,05 г/л. При этом доля альбумина также существенно меньше и составляет всего 8,3%. Общая концентрация альбумина была равной 0,440±0,027 Ед, при этом его эффективная концентрация составила 0,226+0,009 Ед, связывающая способность 51,4%.

В спермальной плазме фертильных мужчин имеет место высокая активность ферментов, принимающих участие в обмене аминокислот. Так, активность аспартатаминотрансферазы превышает ее значения в сыворотке крови и составляет 320,1 ±16,34 Е/л. Значения активности аланинаминотрансферазы сопоставимы с сывороткой крови (61,9±7,94 Е/л и 8-40 Е/л, соответственно). Выявлено, что самые большие значения присущи у-глутамилтрансферазе -4968,8+447,7 Б/л, тогда как в сыворотке крови активность данного энзима составляет от 7 до 50 Е/л. Коэффициент де Ритиса, представляющий отношение активности аспартатаминотрансферазы к аланинаминотрансфсразе, в спермальной плазме выше, чем в сыворотке крови (5,17 и 1,33 соответственно).

В спермалъной плазме фертильных мужчин содержится значительно больше конечных продуктов белкового обмена, чем в сыворотке крови. Так, уровень креатинина составляет 761,7+10,9 мкмоль/л, мочевины 26,24+2,76 ммоль/л ( в 53-120 мкмоль/л и 2,5-8,3 ммоль/л).

Уровень глюкозы составил в среднем 2,08±0,24 ммоль/л. В ряде случаев ее содержание было менее 1,1 ммоль/л Принято считать, что основным энергетическим субстратом для сперматозоидов является фруктоза, концентрация которой в спермоплазме колеблется от 10 до 20 ммоль/л (Евсеев Л.П., 1990; Ми-хайличенко В.В., 1990). Выявлено, что активность амилазы, включающей в метаболические процессы полисахариды, в спермальной плазме низкая - 10,0±3,33 Е/л. В противоположность этому, активность лактатдегидрогеназы, завершающей анаэробный этап превращения углеводов, составляет 5060,31±790,0 Е/л (в сыворотке крови колебания активности происходят в пределах 91-180 Е/л). Высокая активность лактатдегидрогеназы свидетельствует об интенсивности анаэробных процессов у фертильных мужчин. Это отражает, очевидно, роль гликолиза для жизнедеятельности сперматозоидов. Скорость ферментативного расщепления креатин фосфата в спермальной плазме здоровых мужчин сравнительно невысока и равна 41,9+13,19 Е/л с колебаниями от 20,0 до 252,3 Е/л, тогда как в сыворотке крови активность этого фермента может иметь более высокие значения от 22 до 269 Е/л.

Содержание кальция в исследуемой биологической жидкости фертильных мужчин равно 11,47+1,03 ммоль/л, что выше, чем в крови. Концентрация фосфора также превышает содержание данного показателя в сыворотке крови.

Исследование активности щелочной фосфазазы в спермальной плазме показало, что величина данного показателя подвержена значительным индивидуальным колебаниям (176 - 1620Е/л) и составляет в среднем 745,8±311,27Е/л.

Активность фермента в сыворотке крови колеблется в меньших пределах. В то же время активность холинэстеразы в спермоплазме здоровых мужчин существенно ниже значений в крови (4659-14443 Е/л) и составляет в среднем 388,3+9,99 Е/л).

Изученные нами параметры метаболизма в спермальной плазме отражены и представлены в таблице 2.

Спермальная жидкость, как известно, является совокупным продуктом секретов предстательной железы, семенных пузырьков и яичек.

Очевидно, что химический состав, емкость метаболических процессов определяется функциональным состоянием перечисленных желез. Содержание ключевых метаболитов, активность отдельных ферментов, способность их к слаженной координированной деятельности в спермальной жидкости во многом определяет жизнеспособность сперматозоидов и возможность реализации репродуктивной функции.

Рассмотрев показатели метаболизма в спермальной плазме фертильных мужчин и изучив спермограмму, переходим к анализу результатов исследования спермы инфертильных пациентов.

Анализ полученных данных позволяет утверждать, что бесплодие возможно при нормальной концентрации и при сохраненной подвижности сперматозоидов в эякуляте. Следовательно, на наш взгляд, недостаточным является характеристика лишь указанных структурно-функциональных показателей спермы. Нами изучены метаболические, физико-химические и электрофизиологические показатели в спермальной плазме у больных с бесплодием.

Выявлено, что у инфертильных мужчин содержание общего белка, мочевины (- 19,8%), глюкозы (- 13,9%), активность лактатдегидрогеназы (- 23,9%), амилазы (- 22,7%), креатинкиназы (- 69,4%), щелочной фосфатазы (- 37,3%) имеют отчетливую тенденцию к снижению (рис. 4).

Таблица 2

Содержание метаболитов, активность ферментов и физико-химические параметры спермальной плазмы у мужчин __контрольной группы в % к референтным значениям показателей крови _

№ Показатель Референтные значения в плазме крови Содержание в спермальной плазме Отклонение содержания метаболитов в спермальной плазме к плазме крови в %

1 Общий белок (г/л) 65-85 45,3+15,07 -39,6

2 Альбумин (г/л) 35-50 12,85 + 1,Г - 69,76

3 у-глутамилтрансфераза (МЕ/л) 7-50 4982 ± 172,332* + 17380.7

4 Аланинаминотрасфераза (МЕ/л) 8-40 87,4 ± 5,54 * + 264,17

5 Аспартатаминотрансфераза (МЕ/л) 10-42 417,8 ±41,34 " + 1506,92

6 Мочевина (ммоль/л) 2.5-8,3 22,85 + 3,9"* + 323.15

7 Креагишш (мкмол ь/л) 53-120 1020 ±95,159" + 1089,6

8 Креатинкииаза (МЕ/л) 22-269 126 ±10,88" - 13,4

9 Глюкоза (ммоль/л) 3.3-5,5 1.9 + 0.46 -56,81

10 Амилаза (МЕ/л) 20-125 12.1 + 1,38" -83,31

11 Лактатдегидрогеназа (МЕ/л) 91-180 956 + 663 + 608,15

12 Щелочная фосфатаза (МЕ/л) 70-240 813 + 122,3 + 424,52

13 Кальций (ммоль/л) 2.1-3,0 8,25 ±0,88* + 223,53

14 Фосфор (ммоль/л) 0.65-1,45 18,5 ± И + 1661,91

15 Холинэстераза (МЕ/л) 4659-14443 496 ± 42,8" -94,8

16 рн 7.34-7.4 7,4 + 0,054* -1,36

17 Удельная адсорбция (мм/кг) 280-300 514 ±6,94* + 77,24

18 Электрохимический потенциал (тУ) - 34,9 + 3,276*** -

19 Электропроводимость (т5) - 2.7 ± 0,099*" -

* - Р-0,01; ** - Р=0,05; *** - Р=0,1.

Активность аланинаминотрансферазы отчетливо повышается 12,6%), отмечается тенденция к повышению у-глутамилтрансферазы (+ 6,3%), к увеличению содержания креатинина (+ 15,8%). Обращает внимание общий характер снижения уровня метаболизма в группе больных с бесплодием. Придавая значение функциональному состоянию белков для выполнения функцио-

О Обший белок

□ Гамма-глутямнлтрансфераза 5 Аланинаминотрансфераэа

О Аспарта! аминотрансфераза

□ Мочевина

□ Креатннин

ЕЭ Креатинкиназа

□ Глюкоза

□ Амилаза

□ Лактатде! идрогеназа

□ Щелочная фосфатаза

□ Кальций

□ Фосфор ШХолинэстераза

II 211 411 г>{| N11 llio 1211 %

Рис. 4. Показатели метаболизма спермальной плазмы у мужчин, обследованных по поводу бесплодия, по сравнению с контрольной группой (100%)

нального назначения сперматозоидов, мы решили оценить эффективную и общую концентрацию альбумина (рис. 5).

Особая роль альбумина семенной плазмы в поддержании подвижное^ сперматозоидов доказана экспериментально. Е. ЕИеь^Б, .1. Р. Сайт (1992) ( помощью методов иммуноэлектрофореза изучили влияние альбумина в разны; концентрациях. Повышение концентрации альбумина от 1 до 16 мг/мл увели чивапо подвижность сперматозоидов. Доказано, что в низкой концентрацш альбумин не способен поддерживать подвижность сперматозоидов.

ЕЗ Эффективная концентрация альбумина Ш Общая концентрация альбумина

Рис. 5. Общая и эффективная концентрация альбумина в спермальной плазме

Необходимо отметить уменьшение эффективной концентрации альбумина, снижается также и общее содержание альбумина. В спермальной плазме

0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Ед 0

Контрольная группа Мужчины

обследованные по поводу бесплодия

фертильных мужчин эффективная концентрация альбумина составляет около 52 % от общей. Можно высказать предположение, что резко падает содержание альбумина, обладающего связывающей способностью. Напрашивается мысль о том, что обнаруженный факт является важным патогенетическим звеном в потере оплодотворяющей способности сперматозоидов. В подтверждение хотелось бы обратить внимание, что бесплодие протекает нередко при достаточно высоком содержании сперматозоидов в эякуляте. Утрата альбумином связывающей способности, очевидно, может приводить к нарушению процессов гли-козилирования белков, столь необходимых для формирования гликопротеинов - главных компонентов в структурной организации сперматозоидов.

Можно предположить, что утрата свойств к комплексообразованию нарушает баланс между ионизированной и неиоиизированной формой микроэлементов. Очевиден факт снижения уровня кальция в спермальной плазме. Особенно резко падает количество кальция у пациентов с малоподвижными сперматозоидами. В связи с чем мы решили выделить особую фуппу больных, бесплодие у которых связано со снижением двигательной способности сперматозоидов, и проанализировать метаболическую картину спермы у этих лиц.

Оказалось, что в группе обследованных мужчин с малоподвижными сперматозоидами в спермальной плазме наметилась тенденция к повышению содержания общего белка (+ 14,4%) и креатинина (I 12,0%), общая и эффективная концентрация альбумина снижается (- 56,6% и - 43,8%, Р < 0,01, соответственно), уменьшается и уровень мочевины (- 24,3%). Особенности метаболизма белков в спермальной плазме больных с малоподвижными сперматозоидами определенным образом связаны с отклонениями активности ферментных систем и нарушением их координированной деятельности. В данной группе обследованных в большей степени происходит повышение активности у-глутамилтрансферазы 11,3%), тогда как активность аланинаминотрансфера-зы и аспартатаминотрапсферазы существенно не отличалась от средних значе-

ний показателей во всей группе больных с бесплодием. Активность креатинки-назы в подгруппе обследованных с малоподвижными сперматозоидами снижена на 52,9% (Р 0,01). Содержание глюкозы в спермальной плазме мужчин, невысокое в норме, при бесплодии в сочетании с малоподвижностью сперм йен. существенно не изменяется. Характерно достоверное снижение уровня кальция (- 46,0%, Р 0.01). Каких-либо особенностей, характерных для ферментативных систем, в данной подгруппе больных отметить не удается. Общими являются значительные отклонения индивидуальных показателей от средних значений Прослежена тенденция к повышению активности щелочной фосфат а ш (+57,3%) и лактатдегидрогеназы. Необходимо отметить, что в группе больных с малоподвижными сперматозоидами формируются новые коррелятивные шаи-мосвязи между показателями метаболизма (рис.6)

Ш Общий белок/альбумин ШАльбумин/АСТ

В Мочевина/амилаза □ Креатинин'холинэстераза

■ АСТ/ЛДГ

Рис. 6. Коэффициент корреляции между показателями метаболизма в спермальной плазме у мужчин с астенозооспермией

Азооспермия имеет свои характерные метаболические проявления. Если содержание общего белка в спермальной плазме п данной подгруппе имеет лини, тенденцию к снижению, то общая н эффективная концентрации альбумина снижаются достоверно на 47% и 48 % соответственно (Р<0,05). Столь же значительно уменьшается и концентрация мочевииы, глюкозы, кальция. Сдвиги в фонде метаболитов сопровождаются снижением активности ферментов п спермальной плазме, а именно: лактатдегидрогеназы, у-глутамилтрансферазы. аспартатаминотрансферазы. По всей видимости, указанные метаболические изменения лежат в основе отклонения физико-химических характеристик спермальной жидкости: на 32% (1> : 0,001) снижается удельная адсорбция.

Все отличия в метаболическом статусе различных групп больных, страдающих бесплодием, свидетельствуют о существенности патохимических нарушений, лежащих в основе бесплодия различного генеза. В поддержку данной гочки зрения приводим наши результаты корреляционного анализа между отдельными параметрами семенной жидкости. Из 4350 коэффициентов корреляции, рассчитанных нами, в таблице 3 представлены только статистически значим ые.

Согласно полученным данным, при бесплодии нарушаются межметаболичсскис связи, существующие в норме. Следует полагать, что связи, характерные лля нормы, обеспечивают микросреду, оптимальную ;шя функционирования сперматозоида. В патологии отмечается дисбаланс обменных процессов, значимые в норме связи утрачиваются, появляются новые, однако они в состоянии, по-видимому, поддержать измененный гомеостаз без возможности реализации способности к оплодотворению. Метаболический дисбаланс характеризуется уменьшением количества компонентов, входящих в состав спермы.

ТаГтща 3. Коэффициенты корреляции между' параметрами метаболизма спермальной плазмы мужчин контрольной группы и обследованных по погоду 6<хплодил

10

И

12 » 14 15 16 17 18 19 20

Общий белок

□

Ух

V

Ух

• X

□

□

Общая концентрация альбумина

V

Эффективная концентра ш альбумина

ГГТ

• X

АЛАТ

АСАТ

УХ

УХ

Ух

Ух

У

Мочевина

УО

Крсатинин

■ X

(ч;

с

Крсатнкмшаза

Ух

• X

• X

10

17 1Т 13" 17 ИГ Тб~ "ТГ

иг

19* 15"

Глюкоза

Ух

Амилаза

Ух

дог

ух

Ух

Щелочная фосфатаза

□

УО

• х

• х

Кальций

Фосфор

Холннэегерзза

V

V

У

У

У

• х

рн

Удельная адсорбция

У

Электрохимический потенциал _

У

УО

Электропроводимость

У

УО

3

7

2

5

6

В

X

х

□

3

X

X

X

X

X

□

«

X

X

X

х

X

X

X

X

□

X

X

X

□

• X

X

□

□

□

• X

• X

X

X

X

X

X

X

□

X

X

о

X

X

X

Положительная корреляция Отрицательная корреляция

Контрольна* «руша • V

Обследованные по повод?- бесплодия X О

спермальной плазмы. Это происходит наряду с увеличением электрохимического потенциала при варианте сохранения в пределах нормы электропроводимости и рН спермы (рис. 7). Увеличение электрохимического потенциала спермы, на наш взгляд, может свидетельствовать о накоплении заряженных частиц, что в свою очередь может способствовать превращению микросреды сперматозоида в агрессивную для него.

Электрохимический потенциал

Рис. 7. Физико-химические показатели спермальной плазмы у мужчин, обследованных по'поводу бесплодия по сравнению с контрольной группой (100%)

Таким образом, завершая обсуждение полученных результатов, необходимо отметить, что изучение метаболических параметров спермальной плазмы, очевидно, будет иметь в будущем большие перспективы. Видится, что изучение физико-химических, метаболических характеристик спермы будет играть решающую роль в диагностике различных форм бесплодия, а также в решении различных проблем андрологии и урологии.

22

ВЫВОДЫ

Охарактеризованы ранее неизвестные физико - химические свойства спермальной плазмы: удельная адсорбция, электрохимический потенциал, электропроводимость и выявлены положительная корреляционная связь между общей н эффективной концентрацией альбумина и электропроводимостью и содержанием креатишша, кальция, активностью у - глутамиятраисферазы и креатшшшазы.

Бесплодие сопровождается снижением содержания в спермальной плазме эффективной концентрации альбумина и кальция, а также тенденцией к снижению содержания мочевины, глюкозы, повышению концентрации креати-нина. Отмечена тенденция к повышению активности аланинамнотрансфера-зы и к снижению активности креатшшшазы и амилазы. Сравнительная оценка общей и эффективной концентрации альбумина, общего белка, глюкозы, креатишша, мочевины и активности ферментов в спермальной плазме мужчин с различными вариантами бесплодия позволила установить следующие характерные признаки:

при азооспермии достоверно снижено содержание общей и эффективной концентрации альбумина, мочевины, глюкозы, кальция, при этом уменьшается удельная адсорбция. Снижается активность у-глутамилтрансферазы, ас-партатаминотрансферазы и лакгатдегидрогеназы;

у больных с малоподвижными сперматозоидами в спермальной плазме снижено содержание кальция, отмечена тенденция к снижению активности креатинкиназы, повышению активности щелочной фосфатазы и лакгатдегидрогеназы.

Исследование метаболических, физико-химических показателей спермальной плазмы, наряду с традиционной спермограммой, позволяет проводить дифференциальную диагностику различных форм бесплодия, имеет

прогностическое значение. Изучение состава и свойств спермальной плазмы необходимо в оценке возможностей реализации репродуктивной функции. 5. При бесплодии наблюдается дисбаланс в метаболизме, что проявляется нарушением корреляционных взаимосвязей между содержанием метаболитов, минеральными веществами и активностью ферментов, свойственных для спермальной плазмы фертильных мужчин.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С диагностической целью рекомендуется определение содержание кальция в спермальной плазме, а также общей и эффективной концентрации альбумина.

2. Информативным методом оценки состояния спермальной жидкости в норме и патологии является определение удельной адсорбции электрохимического потенциала.

3. Оценка метаболических показателей спермы позволяет объективизировать состояние микросреды сперматозоида для совершенствования условий при экстракорпоральном оплодотворении.

4. Полученные результаты, дополнившие и расширившие наши знания о важнейшей биологической жидкости - сперме, могут быть использованы в преподавании клинической биохимии, андрологии, урологии и практической деятельности врачей.

Список работ, опубликованных пэ теме диссертации 1. О динамике заболеваемости опухолями мочевого пузыря в Самарской области // Материалы Всероссийской конференции «Экология и здоровье человека»,-Самара, 1998. - С. 78. (Соавторы: Пряничннкова М.Б.)

Рак мочевого пузыря в Самарской области // Факультету постдипломной подготовки СамГМУ 15 лет: Тезисы докладов научно-практической конференции. - Самара, 1998. - С. 171. (Соавторы: Пряничникова М. Б., Низамова Р. С.)

3. Влияние воспалительных заболеваний урогепигалыюй сферы на генетич-ский материал сперматозоидов И Научно-практическая конференция, посвященная 75-летию дерматовенерологической службы Самарской области: Тезисы докладов. - Самара, 1999. - С. 132. (Соавторы: Комарова М.В.)

4. Оценка семенной жидкости в диагностике мужского бесплодия // Самарскому государственному медицинскому университету 80 лет: Тезисы докладов. -Самара, 1999.-С. 121. (Соавторы: Комарова М.В.)

5. Рак мочевого пузыря у городского и сельского населения Самарской области // Самарскому государственному медицинскому университету 80 лет: Тезисы докладов. - Самара, 1999. - С. 216. (Соавторы: Пряничникова М.Б.)

6. Неблагоприятная экологическая ситуация в Самарской области как фактор роста заболеваемости опкоурологическои патологией //Материалы VI Международного конгресса "Экология и здоровье человека". - Самара, 1999. - С. 107.

7. Альтернативные биосреды в оценке экологически индуцированных заболеваний // Материалы VI Международного конгресса "Экология и здоровье человека". - Самара, 1999. - С. 99-100. (Соавторы: Казаков В. Ф., Серебряков В. Г., Долгова Г. Ю., Клейман М. С., Панфилов И. И., Кругликова В. В.)

8. Нарушения белкового обмена у жителей экологически неблагополучного региона // Материалы VI Международного конгресса "Экология и здоровье человека". - Самара, 1999. - С. 100-101. (Соавторы: Казаков В. Ф., Серебряков В. Г., Долгова Г. Ю., Панфилов И. И., Комарова М. В., Кругликова В. В., Пономарева Л. А.) •