Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние физических и биологических факторов на функциональное состояниеэякулята

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние физических и биологических факторов на функциональное состояниеэякулята"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И МЕДИЦИНСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АООТ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕЕНОЕН ОБЪЕДИНЕНИЕ "ЭКРАН" ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ и ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКИ

на правах рукописи УКД: 611.631:616.69-008.3

Денисова Галина Петровна

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ

ЭЯКУЛЯТА

03.00.13 физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата биологических наук

УЛЬЯНОВСК 1995

Работа выполнена в Российском Университете Дружбы Народов.

Научный руководитель : Заслуженный деятель науки РК, д.м.н. профессор, Белозеров Е.С.

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук Т.П.Тенинг

Академик АКУ, профессор, доктор биологических наук Ю.П.Кислицын

Ведущее учреждение: НИИ урологии МЗ МП РФ

Защита состоится "_" _ 1995 г. в 14 часов на заседании

диссертационного совета К 113. 01.01 при Ульяновском государственном педагогическом университете по адресу: 432700, Ульяновск, пл. 100-летия В.И Ленина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного педагогического университета по адресу:

Автореферат разослан " " ноября 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

О.Н.Валкина

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

Бесплодие мужчин - это одна из современных социальных проблем, которая требует своего разрешения путем правильной организации диагностики и лечебно-профилактической помощи. Бесплодный брак регистрируется в 15-20% случаев среди всех браков. По наблюдениям В. Г. Горюнова, Б. И. Жиборева. В. В.Евдокимова С1993) среди больных в возрасте от 21 до 30 лет, составляющих подавляющее большинство пациентов с бесплодием, болезни мужской репродуктивной системы являются причиной инФертильнос-ти в 60% случаев. Нарушение оплодотворяшей способности мужчин оказывается причиной бесплодного брака в 40-50% наблюдений. в результате чего эта проблема с каждым годом приобретает все более острый характер СВ. Г.Горюнов. 19933. Причины мужского бесплодия многочисленны и разнообразны. На состояние репродукции влияют эндокринные генетические нарушения, ряд Физических. химических и гонадотоксических С биологических) Факторов.

Имеются работы, которые объемно и полно детализируют причины wy.cK.oro бесплодия, группируя виды по повреждамлему Фактору С В.Г. Горюнов и др.,1989). Причин, приводящих к нарушению сперматогенеза и обуславливаадих мужское бесплодие достаточно много. Поэтому следует среди них выделить основные, наиболее часто встречающиеся. Одним из основных факторов обусловлива»-ших мужское бесплодие является латентная инфекция С биологический). которая по данным ЕЦазэоп С1976) выявляется у 402 мужчин. страдащмх бесплодием. Как полагают Р.И.Абрамов (1973). С.А. Каган. 0.Л.Горьшенко. О.В.Гусев С1976). Р1зап1 С1983) воспалительные изменения могут обуславливать изменения в морфологии, подвижности и жизнеспособности сперматозоидов. По изменению числа лейкоцитов и наличия бактерия в сперме можно судить о нарушении сперматогенеза вследствие инфецирования.(Е. Мольнар, 1969: М.А. Кунин, 1970, И. Ф.Юнда, 1981). ИнФекционно--воспалительные заболевания гениталий, вызванные чаде всего наличием бактерий, микроорганизмов и т.д (И.М.Фронштейн, 1983: С. А. Каган. О. И. Горошенко, Д. И. Орбели, 1972 и др.) обуславливавшиеся воспалением с последушей облитурацией, семявыносящих путей и повреждением клеток репродукции. Почти половина из них

больны хламидийным эпидидимитом. Эта патология составляет почти 40% от веек причин инфертильности в данной возрастной группы СВ. Г.Горюнов 1993D.

Согласно сообщениям И.М.Порудоминского С1968), Г.С.Гребенщикова, И.П.Шевцова С1970Э другой наиболее частой причиной снижения оплодотворящей способности мужчин является варикозное расширение внутренней семенной вены (варикоцеле)(29,7%). Нарушение сперматогенеза при варикоцеле возникает, как последствие расширения внутренней семенной вены, приводящей к изменению температурных режимов в половых органах, обусловливакщих снижение подвижности и концентрации сперматозоидов у 50-100% больных мужчин.

Одной из важных задач современной Физиологии является выяснение механизмов изменения функционального состояния эякулята под воздействием физических и биологических факторов для определения его оплодотворяодей способности и обеспечения возможности дифференциации Физиологически нормального эякулята от измененного. Задача требует своего разрешения путем унификации лабораторных исследований эякулята, обеспечиваиоих объективизацию полученных результатов независимо от квалификации исследователя. Несмотря на некоторые достижения в области определения Физиологии эякулята, нет единым критериев при опенке его Функционального состояния. Многие авторы Y.Leichtenler^-ger u.а. (1975). Е. Eondeveld and A. Annesen, С1992) считают, что в 72% мужское бесплодие связано с патологией спермы. Учитывая. что мужское бесплодие главным образом определяется на основании изучения функционального состояния эякулята, необходимо предложить единые критерии, способные объективно оценить его оплодотворяющую способность.

Из существующего ряда показателей, характеризующих Функциональное состояние эякулята нами выбраны три основных показателя, характеризующего его Функциональное состояние - концентрация, подвижность, морфология. Так как значительный диапазон колебаний величин различных критериев, характеризующих изменение качества спермы, часто снижает объективность оценки te функционального состояния, наш рассмотрена возможность использования в Физиологических исследованиях инструментальной техники.

Применение компьютеров на разных этапах слермиологичес-

ких исследований перспективно в плане раскрытия многих неясных сегодня аспектов структуры и функции клеток и клеточных популяций, а также их нарушений при различной Форма патоспермии. Полученные показатели требуют дальнейшей интерпретации и математического согласования с известными лабораторными исследованиями, что делает исследования в этой области актуальными как в теоретическом, так и в практическом плане.

В целом, следует отметить, что несмотря на развитие аппаратурного оснащения и внедрение современных методов исследования, уровень диагностических возможностей при обследовании больных мужским бесплодием ограничен. Так в работах В. Hudson at al, (1935). И.Ф.Юндз" С1985). Л.Иегер (1986), указывается, что в 25-50% случаев причины мужского бесплодия либо неизвестны, либо полностью не понятны (идиопатическое бесплодие).

Разрешение проблемы лежит на путях разработки более тонких и чувствительных методов исследования функционального состояния эякулята, что позволит точнее следить за динамикой па-тоспермии. найти новые спорные критерии в диагностике тех или иных Форм мужского бесплодия, позводяших обеспечить более эффективную и адокватнуо коррекцию сперматогенеза.

Данная работа посвящена изучению воздействия физических и биологичесих факторов на функциональное состояние эякулята и определения возможности автоматизированных методов оценки функционального состояния сперыатозидов в эякуляте, что позволит объективизировать спермиологические исследования.

Предложенный комплекс автоматизированных устройств, принцип работы которых заключается в проведении подсчета и классификации биологических частиц с помощью направленного на эти частицы лазерного либо светового луча. Позволяет более глубоко проникнуть в природу процесса образования клеток репродукции для разрешения вопроса о возможности дифференциации физиологически нормального эякулята от эякулятов измененных под воздействием физического Фактора -измерение температуры в органах

е.*

репродукции (варикоцеле) и биологичёкого фактора - воздействие микроорганизмов (хламидийный эпидидимит).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработать критерии комплексной оценки основных показателей активности сперматозоидов в егменной жидкости и определить их роль в оценка функционального . состояния эякулята.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Установить характер изменения состава эякулята, вызванного воздействием физических и биологических факторов.

2. Разработать способ автоматического определения кинетической способности сперматозоидов в семенной жидкости.

3. Разработать критерии оценки жизнеспособности сперматозоидов в семенной жидкости в норме и при некоторых формах бесплодия.

4. Определить характер изменения оптических свойств головок сперматозоидов при воздействии Физических и биологических факторов.

5. Дать комплексную оценку автоматизированных способов исследования функционального состояния эякулята.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

- Впервые разработан комплекс автоматизированных методов оценки функционального состояния эякулята с учетом его клеточного состава, кинетических способностей и микроструктуры сперматозоидов.

- Проведено исследование' возможности автоматизированного контроля за изменением морфологического состава эякулята в норме и при воздействии температурным Фактором и микроорганизмами.

- Разработан и внедрен в практику автоматизированный метод определения появихности сперматозоидов в семенной жидкости. На основе чего разработан новый критерий оценки функционального состояния эякулята, определяющий его внутренние энергетические возможности. Установлены количественные характеристики этого критерия в норме и изучаемых Формах воздействия на функциональное состояние эякулята.

- Разработана кювета для проведения длительных исследований на биологических жидкостях.

- Проведено исследование характера изменения оптических характеристик упаковки ДНК в ядрах сперматозоидов при различных Факторах воздействия и при различной степени изменения состояния эякулята.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

- результаты проведенных исследований позволяют рекомендовать внедрение разработанного автором комплекса г- -автоматизированных методов оценки Функционального состояния эякулята в

практику урологических и андрологических отделений больниц и лабораторий, осуществляющих спермиологические исследования.

- разработан новый критерий, характеризующий суммарную энергетическую способность сперматозоидов.

- предложена кювета, являющаяся важной емкостью для исследования биологических жидкостей в заданном объеме и при заданных условиях.

- Полученные данные могут быть применены при диспансеризации большого количества мужчин для оценки влияния производственных и экологических Факторов на репродуктивные органы мужчины.

- материалы диссертации углубляют представление об изменении кинетических способностей сперматозоидов в заданных условиях.

- выявленные возможности автоматизированного контроля за изменением функционального состояния эякулята представляют сабой основу для дальнейших исследований в этой области.

ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Комплекс автоматизированных методов позволяет объективно оценить функциональное состояние эякулята с учетом его клеточного состава, кинетических свойств сперматозоидов и их микроструктуры.

2. Предложен новый критерий оценки эякулята, давдий интегральное выражение энергетических способностей сперматозоидов, названный энергетическим потенциалом.

3. Изменение оптических свойств распределения упаковки ДНК в ядрах сперматозоидов зависит как от степени тяжести изменения Функционального состояния эякулята, так и от'фактора воздействия на органы репродукции.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы диссертации доложены на 6 научных конференциях кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии с клиническим центром андрологии и пересадки эндокринных желез Российского университета Дружбы Народов С1983-85, 1994-95 гг.): на конференции молодых ученых Семипалатинского государственного медицинского института С1985): на конференции молодых ученых. посвященной 25-летию Р/ЯН.С1384): на кафедре кожвенболеэ-

ней Семипалатинского государственного медицинского института (19943: доложено и внедрено в хирургическом отделении больницы N18 г.Москвы С19873: доложено и внедрено на кафедре урологии Карагандинского мединститута С19883.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Автоматизированные методы исследования: способ лазерного проточного анализа, способ определения кинетических свойств сперматозоидов внедрены в клиническом центре андрологии и пересадки эндокринных органов при кафедре оперативной хирургии РУДН, в урологическом отделении медсанчасти N 1 (ЗИЛ) г.Москвы. в отделении хирургии медсанчасти N 11 г.Москвы, на кафедре урологии Карагандинского мединститута.

Кшета для исследования биологических жидкостей внедрена в урологическом отделении кафедры урологии Карагандинского мединститута. в клинической лаборатории медсанчасти N 1 ЗИЛа, в отделении хирургии медсанчасти N 11 и клинического центра пересадки эндокринных органов г.Москвы.

ПУБЛИКАЦИИ

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 5 работ в центральной печати.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ:

Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, трех глав собственных исследований. обсуждения результатов исследований и заключения, выводов. практических рекомендаций, списка цитируемой отечественной и иностранной литературы. Диссертация выполнена на 142 страницах машинописного текста, включая 11 таблиц и 39 рисунков, библиографический указатель (104 советских и 105 зарубежных авторов).

МАТЕРИАЛ* И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Для обеспечения высокой объективности исследования и исключения возникновения погрешности измерений за счет ошибок исследователей. были проведены лабораторные исследования 407 эя-кулятов мужчин, состоящих в бесплодном браке, а также 189 эя-кулятов мужчин, имещих детей. Бьши изучены следушие показатели эякулята: V, рН, вязкость. Ь разжижения, количество сперматозоидов и характер их движения, скорость движения спермато-

зоилов, концентрация, (кинезисграмма). разделение по размерам Сморфограмма), рэзистентность, агглютинация сперматозоидов, площадь ии ядер и изменение оптических характеристик распределения упаковки ДНК клеточного ядра в нормальных сперматозоидах и при бесплодии.

Основу настоящей работы составили исследования спермы здоровых доноров и патологически измененной спермы при некоторых формах бесплодия, обусловленных воздействием температурного Фактора л наличием микроорганизмов (варикоцеле. хламидийный эпидидимит, идиопатическое бесплодие). Были проведены лабораторные исследования эякулятов 596 мужчин» из которых 189 были получены в контрольной группе от практически здоровых доноров, и 407- от больных, обратившихся по поводу бесплодия. Из 461 изученных эякулятов - 100 эякулятов принадлежали мужчинам с идиолатическим бесплодием (бесплодие невыясненной этиологии), 204 эякулята с хлакпдийным эпидидимитом, 103 эякулята с варикоцеле. В контрольной группе отобраны доноры в возрасте до 35 лет и имешие не менее двух детей в возрасте до 3-х лет.

Все больньк были обследованы общепринятыми з клинической гидрологии методами - исследовались органы мошонки ии температурные изменения, простатическая железа, моча, кровь, мазки из уретры, проводился бакпосев эякулята и простатического сока, световая морфоспермиоскопия. Кроме того все эякуляты исследовались автоматизированными методалей, описанными ниже.

В работе использованы новый комплекс автоматизированных методов оценки функционального состояния эякулята, два из которых предложены автором. Контроль за данными, полученными с помощью автоматизированных методов, осуществлялся параллельно методами обычной световой микроскопии: морфоспермиограмма, Функциональные пробы на резистентность сперматозоидов и бактериальный посев эякулята.

Всего автором самостоятельно были проведены 3 автоматизированных и 4 общепринятых лабораторных метода.

В их числе:

1. Лазерный проточный анализ эякулята.

2. Спектроскопия оптического смещения (метод кинезометрии).

3. Сканирующая цитоФотоматрия сперматозоидов.

4. Метод световой микроскопии эякулята (морфоспермиограмма).

5. Метод определения резистентности сперматозоидов.

6. Бактериальное исследование эякулята.

7. Метод статистической обработки.

I. Для ускорения проведения морфологических сперммологических исследований нами был предложен метод лазерного проточного анализа, который позволяет в течение двух-трех минут определить клеточный состав эякулята и дать его количественные характеристики. Определение размера микрочастицы осуществляется по интенсивности малоуглового светорассеяния частицами, в зоне наблюдения.

Для определения зависимости результатов от показателя преломления частиц и их ориентации в потоке по отношению к оптическому лучу, использован "Лазерный проточный счетчик-анализатор микрочастиц" разработанный в Научно-Исследовательском и Испытательном Институте Медицинской Техники г.Москвы. Он предназначен для определения наличия микрочастиц в исследуемой жидкости и распределения их по - размерам. Автором впервые разработан экспресс метод диагностики мужского бесплодия с применением этого устройства, где распределение микрочастиц изображается экспонентами, выраженными через Формулу: у «= exp (ai+blx) + exp Са2+Ь2х), где ai, bi. а2. b2 - константы аппроксимации. Они автоматически определяются по методу наименьших квадратов. с последукциы вынесением данных на принтер в виде цифровых данных и графиков (гистограмм). Микро-ЭВМ осуществляет подсчет общего количества исследуемых частиц (TOTAL), количество частиц с заданным диапазоном размеров, например, с диаметром равным размеру головок сперматозоидов от 2,8 во 5,8 мкм СSUBTOTAL), производит поиск пиков и рассчитывает соответ-ствушие содержания частиц с размерами менее 2,8 мкм RBC и более 5.8 мкм VBC. По методу наименьших квадратов строит аппроксимирующую функцию и корректирует значения RBC и WBС:

Исключить влияние агглютинатов сперматозоидов на количественные показатели состава эякулята позволяет его разведение, до необходимого Физического состояния. Исключение электростатических свойств клеток осуществляется при помощи специальной проточной камеры, входящей в состав устройства и обеспечивающей необходимые условия для исследуемой биологической среды. Способ позволяет быстро в течение двух-трех минут определить элементный состав эякулята.

Проведенный одновременный контроль функциональн£>г<Ь состояния эякулята при помоши общепринятых световых спермиблогичес-ких методов исследования С с использованием камеры Го'ряева) свидетельствуют о хорошем соответствии результатов, что отражено в таблицах, представленных в диссертации. Проведение автоматизированных исследований и контроль за соответствием "полученных параметров осуществляли сразу же после взятия пробы после полного ее разжижения. Параллельно проводились также бактериальные исследования эякулята.

При количестве сперматозоидов в исследуемой жидкости меньше 3 млн/мл. либо их отсутствии, гистограмма не имеет максимумов и совпадает с аппроксимирующей Функцией, что говорит о необходимости исследования таких жидкостей обычными светооптичес-кими методами. С Арефьев И. М. и др, 1986). Прибор не дает максимумов также и при наличии мелких клеток с диаметром <2.8 мкм С бактериальной Флоры) менее 1*10^, и крупных клеток с диаметром > 5,8 мкм в количестве более 6«1СР, что соответствует 6-8 клеток в поле зрения согласно световым микроскопическим исследованиям.

II. Сущность метода спектроскопии оптического смещения заключается в определении наличия подвижных сперматозоидов в семенной жидкости и регистрации изменения их двигательной активности во времени посредством автоматических замеров интенсивности их малоуглового светорассеяния. Осуществление предложенного автором метода дифференцйальной диагностики мужского бесплодия проводилось с использованием устройства для определения кинетического состояния сперматозоидов в эякуляте, разработанное также во ВНИЛИМТе в лаборатории лазерной техники. Устройство позволяет оценить кинетическую активность сперматозоидов в эякуляте.

Для размецения пробы использованы одноразовые пластиковые кюветы заданного объема С 1мл), разработанные нами и позволяющие наблюдать за одной и той же популяцией сперматозоидов, находящихся в данном объеме исследуемого образца.

В качестве мэры подвижности сперматозоидов в эякуляте служит частота попадания подвижных клеток С Г) в Фиксированную область пространства которая пропорциональна концентрации подвижных клеток ССп) и их среднему модулю скорости СУп): *

f « ai * Cn * Vn, где el - коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей установки.

Через каждые 5 минут в образце неоднократно проводят измерения концентрации подвижных сперматозоидов с учетом их средней скорости до наступления полного прекращения движения спер-миев в семенной плазме. Предложенный нами параметр, характеризующий наличие подвижных сперматозоидов и скорости их движения. назван средним модулем движения -СMod) и расчитывается по

п

формуле: J. Ci Vi

Мсо. - V - .

п

Определение величины подвижности сперматозоидов в семенной жидкости основано на регистрации частоты попадания подвижных клеток в фиксированную область пространства. Она пропорциональна концентрации подвижных клеток ССп) и их среднему модулю скорости (Vn) и ее размерная величина - условная единица Су.е.).

Параметр, характеризующий среднее время движения сперматозоидов до полного их обездвиживания С Тер) измеряется в часах

п

и рассчитывается по Формуле: ■ 2 Ci Vi ti

tn- cd. «= ~ ,

2 Ci Vi

где V - объем эякулята

Ci - концентрация подвижных сперматозоидов в 1-й момент времени

Vi - средняя скорость сперматозоида в 1-й момент времени ti - время от начала исследов-я до момента 1-го измерения п - количество измерения образца до момента прекращения

движения сперматозоидов. Для обеспечения возможности оценить функциональное состояние и динамику изменения кинетических способностей сперматозоидов в семенной жидкости. Новый, предложенный автором показатель энергетической активности суспензии движущихся клеток в изучаемой жидкой среде, позволяет проникнуть в интимный процесс изменения Физиологических функций в эякуляте и следить за их течением до полного прекращения движения сперматозоидов. Новую, предложенную автором величину, отражающую суммарную кинетическую способность сперматозоидов в - эякуляте, - назвали энергетическим потенциалом эякулята и обозначили СЕ) и в ка-

чр-.ства величины измерения приняли также как и в первом случае- условную единицу (у.е.).

Полученные критерии, выраженные через Mcd, Tcd и Е проанализированы, систематизированы и сведены в таблицу по степени тяжести изменения Физиологического состояния эякулята. В таблице 1 приведены интервалы их значений, характеризующие изменение энергетического состояния сперматозоидов в семенной жидкости в течение их "жизни".

Контроль за изменением кинетических способностей сперматозоидов осуществлялся параллельно с проведением автоматизированного метода через каждые два часа до полного обездвиживания сперматозоидов.

Результаты контроля за изменением кинетической активности сперматозоидов, позволяют судить о функциональных особенностях нормальных зякулятов и измененных до состояния приводящего к бесплодию. Графическая информация, определяшая изменение функционального состояния эякулята, представлена в виде кинезис-грамм, характеризующих изменения энергетических возможностей сперматозоидов человека в семенной жидкости. Метод позволяет глубоко проникнуть в природу данного процесса и выявить ряд характерных особенностей изменения кинетических свойств сперматозоидов в семенной жидкости.

Метод регистрации энергетического потенциала оказался практически единственным и потому незаменимым средством прямого наблюдения за изменениями кинетического состояния сперматозоидов в условиях максимально приближенных к условиям организма, поэтому в физиологии системы репродукции этот метод возможно займет особое место.

III. В основе метода цитофотометрии лежит явление пропускания и поглощения света исследуемым веществом. Метод сканирования предполагает последовательное измерение и суммирование оптических плотностей всех точек объекта.

Результаты сканирования содержат информацию не только о поглощении света веществом, содержащимся в клетке, но также о распределении этого вещества в клетке, о размерах и Форш клетки и ее структуры.

п

Способ осуществлен посредством окрашивания мазка эякулята по Фельгену. что обеспечит специфическую реакцию на ДНК клеточного ядра сперматозоида с последующим его исследованием на цитоФотометре. соединенном с настольным компьютером. Морфологическая оценка цитохимической реакции позволяет выявить изменение распределения плотности упаковки ДНК в ядре Физиологически нормального сперматозоида и измененного под воздействием Физического фактора С температуры!) и биологического С микроорганизмов, в частности хламидий).

Полученное двухмерное изображение С цифровая матрица) сперматозоида. является его цифровой моделью и обеспечивает возможность визуального наблюдения за изменением Формы, размеров и микроструктуры сперматозоида. По цифровой матрице строится сканограмма распределения средней оптической плотности ССОГО упаковки ДНК в ядре сперматозоида. Проводится анализ изменения оптических свойств сперматозоидов здоровых доноров и при некоторых Формах бесплодия Сварикоцеле, хламидийный эпидиди-мит). На знании цитологии в данном случае строится понимание изменения репродуктивной функции организма и организации ее специфической деятельности.

Достоверность различий результатов исследований определяли при помощи математако-статистической обработки по методу сравнения распределений по Стыоденту С1968). Взаимосвязь между показателями функций изучали методы корреляционного анализа. При статистической обработке результатов использовался настольный компьютер с программой W/D Сб.10 С с) 1989-93. Гутников А.Е.).

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I. Изменение количественного состава эякулята изменяется в зависимости от типа внешнего воздействия. При варикоцеле приводящего к повышению температуры в семявыводящих путях, происходит только увеличение количества крупных клеток С лейкоцитов, макрофагов, и.т.д.). При хламидийном эпидидимите С воздействие микроорганизмами - хламидиями) в основном увеличивается количество клеток с размерами < 2,8,мкм, что соответствует наличию бактериальной Флоры. Хотя может несколько увеличиваться и количество крупных клеток. Для каждого физиологического состояния эякулята имеет место вполне определенная форма гистог-

раммы. Для Физиологически нормального эякулята гистограммы могут быть одновершинными с центральным пиком, соответствующим диапазону размеров головок сперматозоидов и расположенном в интервале С 2,8-5,8мкм) SUBTOTAL. Могут иметь две и три вершины с высотой дополнительных.(боковых) максимумов не выше предельно допустимых значений, RVS 1*10у и VBS 6*10э (левый пик расположен в интервале с размерами меньше 2.8 мкм и правый пик -в интервале больше 5.8мкм) соответствующих расчетным величинам. Увеличение высоты боковых пиков гистограммы на величину, превышающую предельно допустимые расчетные значения происходит при воздействии на органы репродукции изучаемыми факторами. что приводит к ухудшению функционального состояния эякулята. Снижение же высоты центрального пика соответствует снижению количества сперматозоидов, что приводит к ухудшению опло-дотворяшей способности эякулята.

Изменение количественного состава эякулята под воздействием температуры отмечалось появлением, либо возрастанием правого максимума на гистограмме, что характерно при увеличении количества лейкоцитоз и макрофагов, определяющих наличие воспалительного процесса и наблюдалось в 113 случаях. При воздействии микроорганизмов на эякулят, на гистограмме было отмечено появление, либо увеличение высота только левого' пика, соответствующего наличию малых клеток характерных для бактериальной флоры либо некоторое увеличение и правого пика, характерного для появления лейкоцитов, макрофагов (крупных клеток), что наблюдалось в 323 случаях. Нормальный эякулят иллюстрируется гистограммой с одной вершиной и был в 57 случаях, с двумя вершинами в 76, а с тремя вершинами в 103 случаях.

В процессе лечения наблюдалась положительная динамика роста количества сперматозоидов и снижение (либо полное исчезновение) количества малых клеток - С бактериальной флоры) и крупных клеток -Слейкоцитов и макрофагов), что говорило о правильно подобранном лечении, приводящем к быстрому улучшению Функционального состояния эякулята.

Предложенный способ позволяет быстро и объективно оценить количественный состав эякулята при обследовании большого количества мужчин для отбора измененных эякулятов с целью дальнейшего обследования и своевременного досимптомного- лечения.

I¡.Вопрос о возможности определения оплодотворяпцей способ-

ности сперматозоидов в эякуляте обсуждается в специальной литературе давно, однако сложность оценки его кинетического состояния заставила искать новые подходы оценки его функционального состояния в условиях близких к условиям человеческого организма.

Предложенный автором метод дифференциальной диагностики мужского бесплодия позволил получить новые критерии, характеризующие кинетические способности эякулята. Рассчитанные критерии, характеризующие кинетические свойства сперматозоидов и графическое изображение изменения кинетических свойств сперматозоидов в эякуляте позволяют судить об активности суспензии сперматозоидов процессе всей их "жизни" (движения).

В качестве основного критерия, обеспечиващего оценку кинетического состояния эякулята, принят энергетический потенциал (Е), т.к. он является интегральной характеристикой, включающей два других критерия оценки кинетического состояния эякулята и изменение одного из них Те» или Мсо не всегда говорит об изменении общего энергетического состояния эякулята (Е). Уменьшение величины одного критерия. С например Мер) может быть компенсировано за счет увеличения другого С Тер) и наоборот. Это подтверждается высказываниями многих авторов о том, что возможность к оплодотворению сохраняется и при низком количестве сперматозоидов и при небольшом количество активно подвижных, за счет высокой скорости движения сперматозоидов, либо резистентности сперматозоидов (Molnar J.. Szarvas F.,1978).

Таблица 1

Критерии, характеризушие кинетическое состояние сперматозоидов в физиологически нормальном эякуляте и при различной степени его изменения.

г

КРИТЕРИИ оценки кинетического состояния сперматозоидов

Т соСчас)

M соСу.е)

Е Су.еЭ

РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЭЯКУЛЯТА

HOFMO-СПЕР-МИЯ

> 16

>2500

>2000

ОЛИГОЗООСПЕЖИЯ

I ст.

>10

>900

>500

II ст.

>7

>400

>200

III ст.

>4

>80

>50

-|Азоо-

Icnep-gravisl мия

>2 I ед.

--

>6 У ед.

-ц-

>4 I ед.

Наличие примесей в виде бактериальной Флоры или агглютинации искажает значения величин предложенных критериев.

В таблице 1 представлен диапазон значений основных критериев (Мсю.Тсо.Е). определяющих кинетическое состояние эякулята в норме и при различной степени тяжести изменения функционального состояния эякулята.

Как видно из таблицы, для нормального эякулята значение среднего времени движения СТсо) должно быть не менее 16 часов, модуль движения СМсоЭ не менее 2500 у.е., энергетический потенциал СЕ) не менее 2000 у.е. при увеличении степени изменения эякулята, полученные критерии уменьшаются.

Динамика изменения функционального состояния эякулята до лечения, в процессе лечения и после лечения представлена в таблице 2. Где явно прослеживается тенденция к восстановлению расчетных критериев после лечения.

Таблица 2

Изменение основных критериев, характеризующих кинетическое состояние сперматозоидов в эякуляте в норме и при изучаемых

Формах бесплодия С олигозооспермия !I степени) I-!-1

РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ ИЗМЕНЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПЕРМАТОЗОИДОВ В ЭЯКУЛЯТЕ

-,-!-

КОНТРОЛЬ! ВАРИКОЦЕЛЕ IХЛАМИД. ЭЛЩЩИМИТ

1КРОТЕРИИ I оценки I кинети-I ческого I состояния Iспермато-I зоилов

Снормо- 1-1-1-1-

спер- I до I после I до I после мия) I лечения I лечения I лечения I лечения

Ч-Ь

|Мср. (у.е)

>2500»1.0|>100*0,1|>1500»0,7|>300*0,121>1000*0.4

IТер.(час)

>16*0.71 >2*0.08! >12*0.51 >3*0.19 I >10*0.42

4

|Е (у.е.) |>2000*0,8|>50*0.02|>1000*0,41 >80*0,03|>800*0.03

1-1-1_I_I_I_I

Так в эякулятах доноров с варикоцеле по данным, полученным методом спектроскопии оптического смещения, до лечения выявлено снижение среднего показателя подвижности (Мсо) до 100*0,1у.е. Однако (Мер) повысилось в конце лечения до 1500*0,7у.е. и приблизилось к норме.

Среднее время движения СТер) в сравнении с нормой, до лечения снижено до 2*0,08 (час), а после лечения оно также приблизилось к норме до 12*0,5 час.. То же произошло и сгэнергетиче-ским потенциалом СЕ). При обследовании отмечено снижение его

значения относительно нормы до 50*0,02 у.е., а после лечения практически увеличился до нормы 1000*0.4 у.е.

При хламидийном эпидидимите отмечено, что в эякулятах (Мер) до лечения было снижено до 300*0,12 у. е. а увеличение его произошло после окончания лечения, на 30-40 день и составил 1000*0,4 у. е. увеличение его происходило медленнее, чем при варикоцеле.

Показатель среднего времени движения (Tcd) также значительно понижен у доноров с хламидийным эпидидимитом в сравнении с нормальным временем движения сперматозоидов. После окончания курса лечения, (Tcd) увеличился до 10*0,42часа. Вероятно, среднее время движения при тяжелых воспалительных заболеваниях, обусловленных действием микроорганизмов, восстанавливается медленнее. чем при действии Физических Факторов (температура).

Энергетический потенциал (Е) при хламидийном эпидидимите был снижен в сравнении с варикоцеле - до 80*0, ОЗу. е. После лечения, рост величины значений энергетического потенциала (Е) происходил менее интенсивно, чем при варикоцеле и составил 800 »0.3 у.е.

Таким образом при средней степени тяжести изменения кинетического состояния эякулята, после лечения наступает улучшение функционального состояния эякулята при варикоцеле быстрее, чем при хламидийном эпидидимите.

При более тяжелой степени изменения Функционального состояния эякулята, восстановление кинетических свойств сперматозоидов в эякуляте происходит значительно медленнее.

Таким образом, средний модуль движения Мер характеризуется показателем величины средней подвижности (CV) и до лечения равен 122 от нормы при варикоцеле и 222 при хламидийном эпидидимите (спермиологический диагноз-олигоэооспермия II степени). В процессе лечения этот показатель увеличился при варикоцеле до 36%. а при хламидийном эпидидимите до 29% от нормы. После лечения эти показатели составляли 60% в группе доноров с варикоцеле и 40% в группе доноров с хламидийным эпидидимитом.

Предложенный способ спектроскопии оптического смешения позволяет проводить как массовые обследования, так и отбор эякулята для искусственного оплодотворения. Он может бьггь использован при проведении посткоитальных проб, проводимых на препарате, включашем эякулят с добавлением цервикальной слизи суп--

руги или любой донорской. Данным способом можно проводить исследования действия лекарственных препаратов непосредственно на объект.

III. Схецутии этапом работы стала проверка гипотезы о возможности перераспределения оптичесих плотностей упаковки ДНК в ядре сперматозоида в зависимости от степени изменения функционального состояния эякулята и Фактора воздействия на органы репродукции С бактериальное воздействие- хламидийный зпидиди-мит и действие температурного фактора при варикодале).

Метод сканирующей члтофотомэтрии позволил определить изменение оптических характеристик сперматозоидов в норме и при изучаемых Формах воздействия. В нормальном эякуляте распределение средней оптической плотности упаковки ДНК в ядре сперматозоида имеет одинаковую Форму в виде двухвершинной кривой. При воздействии Физическим фактором, меняется распределение упаковки ДНК в ядре сперматозоида больного варикоиеле и имеет гомогенную структуру. При действии микроорганизмов на органы репродукции, (хламидийный зпидидимит). наблюдается снижение плотности ядра и смешение распределения его упаковки в сторону с минимальной плотностью.

Анализ полученных результатов показал, что характер распределения средней оптической плотности (СОП) и интегральной оптической плотности (НОШ в одном сперматозоиде соответствует характеру распределения всей популяции аналогичных клеток, находящихся во всем объеме данного эякулята. Значения распределения оптических характеристик эякулята изменяются в зависимости от его Функционального состояния (качества).

При сканировании головок сперматозоидов было выявлено в каждом эякуляте (как измененном, так и нормальном) два типоразмера клеток: с большой и малой площадью. Проведен анализ изменения оптических характеристик в зависимости от типоразмера клетки в норме при исследуемых Формах бесплодия, обусловленных изучаемыми факторами воздействия.

Как видно из рисунка 1, интегральная оптическая плотность (ИОП) сперматозоидов от доноров с физиологически нормальным эякулятом, в множестве крупных клетках (100 и 50 клеток), больше чем в клетках с меньшими размерами на 20%, а средняя оптическая плотность (СОП) наоборот, в клетках с меньшей площадью выше на 28%.чем в клетках с большей площадью.

иоп соп

1 -«

0, 72

40 40

0, 64

35

0, 52

30 30

0, 44

25

0. 36

20 20

0, 28

15

0, 20

10 10

0, 12

5 0, 04

КОНТРОЛЬ

гЬ

"¡4

+

Рис.1 Зависимость основных оптических показателей, от типоразмера клетки Физиологически нормального эякулята и при изучаемых Формах бесплодий-

БйРККСШЕЛЕ

ХЛАМНЛИПКЫЯ

эпидидимит

5 МОП соп

0. 72

40 40 0.64

35 0, 52

30 30 0,44

25 0,36

20 20 0,2В

15 0, 20

10 10 0, 12

5 0,04

пЪ

I

А.

±1

40 35 30 25 20 15 10 5

40

30

20

10

ИОП СОП

1

0,72

0,64

О, 52

О, 44

0,36

0,28

О, 20

О, 12 О, 04

Рис. 2 Зависимость оптических характеристик от типоразмеров клеток при нозологических форм заболевания. И _ площадь крупных клеток

- площадь налых клеток И - Интегральная Оптическая Плотность (ИОП) крупных клеток О _ Интегральная Оптическая Плотность (ИОП) иалых клеток Е) - Средняя Оптическая Плотность ССОП) крупных клеток _ Средняя Оптическая Плотность ССОП) палых клеток

т