Антиоксидантная терапия при мужском бесплодии

Содержание

Антиоксидантная терапия при мужском бесплодии
Что такое оксидативный стресс
Лечение антиоксидантами при мужском бесплодии
Антиоксидантная терапия мужского бесплодия как возможность улучшить исходы вспомогательных репродуктивных технологий

Антиоксидантная терапия при мужском бесплодии

Один из основных критериев успешного зачатия — высокая подвижность сперматозоидов. Этот показатель могут снизить свободные радикалы, которые образовываются в организме из-за нарушения обмена веществ. Слишком много свободных радикалов не только связывают мужские половые клетки, но и разрушают их ядерную ДНК. Для нормализации восстановительно-окислительных процессов мужчинам назначают антиоксидантную терапию.

Что такое оксидативный стресс

При метаболизме в живом организме происходят окислительные процессы. При них образуются молекулы с активными формами кислорода. Из-за того, что они имеют лишний или недостающий электрон, молекулы обладают выдающимися химическими свойствами и высокой реакционной способностью. Они пытаются отнять или отдать электрон, тем самым нарушая нейтральность других клеток. Если обмен веществ нарушается, свободных радикалов становится больше.

Повышенное содержание свободных радикалов и активных форм кислорода называют оксидативным стрессом. Он является одной из причин преждевременного старения, развития болезни Альцгеймера, атеросклероза.

Оксидативный стресс наблюдается у каждого второго бесплодного мужчины.

Если антиоксидантная система не справляется, свободные радикалы нарушают сперматогенез на первых этапах и разрушают ДНК сперматозоидов. Из-за неправильного созревания мужские половые клетки хуже передвигаются и не могут оплодотворить яйцеклетку. Если это всё же случилось, может развиться замершая беременность.

Причины оксидативного стресса:

Воспалительные процессы;
Ожирение и другие нарушения обмена веществ;
Инфекции;
Ионизирующее излучение;
Некоторые медикаменты;
Неправильный рацион питания.

В организме существуют антиоксидантные системы из ферментов и молекул, которые нивелируют действие свободных радикалов и активных форм кислорода. Главная из систем — супероксиддисмутаза. Это фермент, который ускоряет превращение вредных супероксидов в молекулярный кислород. Церулоплазмин повышает стабильность клеточных мембран, глутатионпероксидаза расщепляет перекись водорода, селен повышает активность антиоксидантных ферментов.

Лечение антиоксидантами при мужском бесплодии

Чтобы оценить, насколько нарушены восстановительно-окислительные процессы, бесплодному мужчине могут назначить анализ крови на антиоксидантный статус. При исследовании подсчитывается следующие элементы антиоксидативной системы:

Супероксиддисмутаза;
Глутатион;
Глютатинопероксидаза;
Свободные жирные кислоты;
Коэнзим Q10;
8ОН-дезоксигуанозин и другие.

Чтобы восстановить нормальное образование и строение сперматозоидов, нарушенные из-за свободных радикалов, при мужском бесплодии назначают антиоксидантную терапию.

Она сводится к курсу лекарств и биологически активных добавок, которые содержат антиоксиданты. Большинство из них поступают в организм с пищей.

Наиболее эффективные антиоксиданты:

Витамин С;
Витамин E;
Витамин P;
Бета-каротин;
Коэнзим Q10;
Ликопин;
Цинк;
Селен.

Есть исследования, по которым у 25% мужчин, страдающих бесплодием неясного генеза, после курса антиоксидантной терапии улучшались показатели спермограммы. Наиболее эффективно принимать антиоксиданты дополнительно к основному курсу лечения от первопричины бесплодия.

Курс лечения и медикаменты подбирает только врач в зависимости от имеющихся основных и сопутствующих заболеваний, аллергических реакций, симптоматики.

источник

Антиоксидантная терапия мужского бесплодия как возможность улучшить исходы вспомогательных репродуктивных технологий

В статье рассматривается роль окислительного стресса в патогенезе мужского бесплодия и неудачных исходов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Обнаружена связь между окислительным повреждением, качеством спермы и исходами ВРТ. Среди последствий окислительного стресса также отмечаются перекисное окисление липидов, аномальные параметры эякулята и увеличение количества митохондриальных и ядерных повреждений ДНК сперматозоидов. Прием антиоксидантов может улучшить исходы ВРТ. Терапия антиоксидантами относительно безопасна, эффективна и легкодоступна, поэтому можно рекомендовать ее каждой паре при планировании беременности и подготовке к методам ВРТ.

В настоящее время бесплодие остается глобальной проблемой, затрагивающей от 8 до 15% пар репродуктивного возраста по всему миру [1]. Иначе говоря, около 140 млн человек в репродуктивном возрасте не могут иметь детей или нуждаются в применении методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) для зачатия [2].

По некоторым данным, 8% мужчин в репродуктивном возрасте обращаются за медицинской помощью в связи с бесплодием в браке [3]. Данные о распространенности мужского бесплодия разнятся. Однако очевидна необходимость повышения эффективности диагностики и лечения мужского бесплодия, а также обеспечения более персонализированных методов и подходов к ведению больных.

ВРТ, изначально разработанные для преодоления трубного фактора бесплодия, с успехом используются почти 40 лет (первый ВРТ-ребенок родился в 1978 г.), но по-прежнему недоступны или слишком дороги для большинства бесплодных пар. Клиническое применение ВРТ значительно расширилось с течением времени. Наиболее распространенным методом ВРТ стала интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида (ИКСИ), которая в основном выполняется при тяжелом мужском бесплодии [4]. По данным Международного комитета по мониторингу ВРТ – международной некоммерческой организации, которая собирает данные по ВРТ и контролирует около 2/3 всех случаев лечения по всему миру, количество циклов постоянно увеличивается. Так, доля от общего числа рождений в результате ВРТ выросла с 0,37% в 1996 г. до чуть более 1% в 2009 г. в промышленно развитых странах, таких как США [4–6].

Несмотря на увеличение числа ВРТ-клиник, сохраняется высокий неудовлетворенный спрос на ВРТ-услуги по всему миру [7]. В начале нового тысячелетия, по оценкам рабочей группы Европейского общества репродукции человека и эмбриологии (European Society of Human Reproduction and Embryology – ESHRE), ежегодно в методах ВРТ нуждались 1500 пар на миллион населения. Однако это самые скромные подсчеты с учетом того, что многим парам придется пройти несколько циклов за один год [8]. Кроме того, даже в развитых и развивающихся странах за медицинской помощью по поводу бесплодия обратится всего половина нуждающихся и только около четверти бесплодных пар (22%) на самом деле получат помощь [9]. Например, по состоянию на 2009 г. в Северной Америке и Великобритании от оптимального количества циклов ВРТ выполнялось только 25 и 40% соответственно [7, 10].

Несмотря на большие научные достижения и прорывы в области ВРТ, исход часто безуспешен: в соответствии с европейскими данными (ESHRE, 2008) из 36 стран клинические показатели беременности после переноса эмбриона составили 33% для экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) и 32% для ИКСИ [11]. ВРТ повышают вероятность пары стать родителями, но методы имеют риски: многоплодная беременность и преждевременные роды с повышенной вероятностью краткосрочных и долгосрочных послеродовых осложнений. Открытым остается вопрос здоровья детей, рожденных после ИКСИ в случаях тяжелого мужского бесплодия [12].

Частая причина неудачных исходов ВРТ – низкое качество половых клеток или эмбрионов. Еще одна возможная причина – окислительный стресс, вызванный активными формами кислорода (АФК) [13–15]. Термин «окислительный стресс» популяризировал Хельмут Сис, который также дал его первоначальное определение: «нарушение в прооксидантно-антиоксидантном балансе в пользу первого, ведущее к потенциальному ущербу» [16].

АФК, или свободные радикалы, – короткоживущие промежуточные химические соединения, которые обладают высокой реактивной способностью и окисляют липиды, аминокислоты и углеводы, а также вызывают мутации ДНК. Следовательно, АФК могут быть вовлечены в качестве этиологического фактора в развитие широкого спектра заболеваний [17].

Митохондриальное дыхание – основной биологический источник АФК в физиологических условиях. При низких концентрациях реактивные окислители имеют биопозитивный эффект и действуют избирательно [18]. Они влияют на метаболизм простагландинов, участвуют в регуляции генов и клеточного роста, процессах внутриклеточной сигнализации и других типах сигнальной трансдукции. Кроме того, свободные радикалы кислорода играют важную роль в регуляции вазотонуса и антимикробной защиты [19].

Баланс между АФК и антиоксидантами также имеет значение для таких репродуктивных процессов, как фолликулогенез, стероидогенез яичников, созревание ооцитов, овуляция, образование желтого тела, лютеолиз. Окислительный стресс воздействует на качество ооцитов, оплодотворение, раннее развитие эмбриона, имплантацию и показатели беременности, а потому рассматривается как один из факторов женского бесплодия [20–23].

В исследованиях была продемонстрирована связь высокой интенсивности перекисного окисления липидов, повреждения ДНК и эндометриоза [24]. Уровень окислительных повреждений ДНК был выше у женщин с инфекционными заболеваниями половых путей, в частности бактериальным вагинозом и кандидозом, сальпингоофоритом и миомой матки, по сравнению с группой контроля [25, 26]. Кроме того, сообщалось об участии окислительного стресса родительских гамет в патофизиологии преэклампсии, пузырного заноса и врожденных дефектов [27–30]. Отсутствие достаточной антиоксидантной защиты у женщин в случаях тяжелой патологии спермы (олигоастенотератозооспермии) также может привести к дисплазии шейки матки [31].

Что касается мужчин, в настоящее время предполагается, что в 25–40% случаев идиопатического бесплодия причиной нарушений фертильной функции является окислительный стресс, образующийся в результате дисбаланса между АФК и антиоксидантной способностью эякулята. У мужчин с идиопатическим бесплодием по сравнению с фертильными мужчинами выше значения АФК и слабее антиоксидантная защита [32]. АФК могут вызвать истощение энергетического буфера половых клеток и изменения в основных регуляторных молекулах, таких как белки, ДНК, липиды [33]. Высокие уровни АФК способствуют снижению митохондриального мембранного потенциала, активируя пути передачи сигналов апоптоза в сперматозоидах, и повреждению ДНК. Некоторые последствия окислительного стресса, такие как перекисное окисление липидов, могут уменьшить текучесть плазматической мембраны, что приводит к снижению или, возможно, даже полной потере подвижности. Окислительный стресс и последующее повреждение ДНК сперматозоидов могут привести к увеличению сроков достижения беременности, нарушению эмбрионального развития, выкидышам, хроническим болезням у потомства, в том числе детским онкологическим заболеваниям [34, 35].

Высокие семенные уровни АФК связаны с патологией параметров эякулята и более низкими показателями беременности, как естественной, так и наступившей с помощью методов ВРТ. Основных повреждающих механизма при этом два [15, 36, 37]. Первый – повреждение мембран сперматозоидов, что уменьшает подвижность сперматозоидов и их способность к слиянию с ооцитом. Второй – АФК непосредственно повреждают ДНК сперматозоидов, ставя под угрозу вклад отцовского генома в эмбрион и его развитие. Кроме того, наблюдается отрицательная связь с развитием эмбриона на стадии бластоцисты. Окислительное повреждение ДНК может вызвать нарушения развития эмбриона, невынашивание и врожденные дефекты у потомства. При этом окислительный стресс может быть обусловлен как общим состоянием организма, так и патологией репродуктивного тракта [38].

Липидный состав плазматической мембраны сперматозоидов у млекопитающих заметно отличается от соматических клеток. Сперматозоиды имеют высокие уровни фосфолипидов, стеринов, насыщенных и полиненасыщенных жирных кислот, поэтому они особенно восприимчивы к повреждениям, вызванным избыточным высвобождением АФК [39, 40]. В целом, все липидные компоненты, расположенные в мембранах сперматозоида, участвуют в регуляции их созревания, сперматогенезе, капацитации, акросомной реакции и, в конечном итоге, слиянии мембран. Очевидно, что перекисное окисление липидов сперматозоида может также нарушить все его упомянутые функции, а в крайних случаях даже полностью подавить сперматогенез [40].

Содержание липидов в сперматозоидах изменяется во время их прохождения через придаток. Так, уровень докозагексаеновой кислоты значительно выше в незрелых сперматозоидах, чем в зрелых формах. Следовательно, уменьшение содержания докозагексаеновой кислоты происходит в процессе созревания сперматозоидов [41]. В частности, особое место отводится функции придатка и экспозиции в нем сперматозоидов. Некоторые авторы предполагают, что липидная мембрана сперматозоидов наиболее уязвима для АФК во время транзита и хранения в придатке яичка [42, 43]. Исследования показали повышенные уровни повреждений ДНК сперматозоидов у мужчин с более длительными периодами воздержания, а также более высокие уровни повреждений ДНК в эякулированных сперматозоидах по сравнению с тестикулярными клетками [44–46]. На этих данных основаны рекомендации по ежедневной или частой эякуляции в качестве лечения в случаях мужского бесплодия, связанного с окислительным стрессом и фрагментацией ДНК сперматозоидов. Эффект достигается за счет уменьшения времени прохождения через эпидидимис и снижения экспозиции АФК [47–49], что, впрочем, оспаривается в других исследованиях [50].

Один из известных и изученных последствий окислительного стресса – уже упоминавшаяся фрагментация ДНК сперматозоидов, которая возникает вследствие потери целостности мембраны. Увеличивается клеточная проницаемость, инактивируются ферменты, возникают структурные повреждения ДНК [51]. Окислительная агрессия влияет на структуру хроматина и эпигенетическое регулирование половых клеток по меньшей мере по двум направлениям, изменяя, во-первых, пропорции протаминов в сперматозоиде, а во-вторых, паттерны метилирования ДНК [52, 53]. Окисление оснований ДНК и приводит к образованию различных типов аддуктов ДНК. Эти аддукты ДНК изменяют функцию генома сперматозоида, в конечном счете влияя на зачатие и в естественных условиях, и in vitro, а также на последующее раннее развитие эмбриона [51, 54]. P.K. Mishra и соавт. продемонстрировали непосредственную роль митохондриального окислительного стресса, вызванного аберрантной регуляцией хроматина как основополагающего механизма, нарушающего геномную целостность в тестикулярной среде [55]. Было высказано предположение, что фрагментация ДНК может использоваться в качестве маркера спонтанной беременности у пар с идиопатической субфертильностью. Вероятность спонтанного зачатия снижается при значениях индекса фрагментации ДНК сперматозоидов выше 20% и приближается к нулю для значений более 30–40%. Низкая фрагментация ДНК спермы, однако, не гарантирует нормальной мужской фертильности [56–58].

Окислительный стресс и вспомогательные репродуктивные технологии

АФК, присутствующие в эякуляте в естественных условиях, ведут к дальнейшему окислительному стрессу при применении методов ВРТ. Повышенное образование АФК наблюдается при процедурах криоконсервации и оттаивания эякулята, воздействии факторов внешней и культуральной среды. Инкубационный период также способствует накоплению свободных радикалов. При выполнении процедуры ИКСИ инкубационный период короче, что несколько уменьшает скорость продукции АФК. Образцы спермы часто центрифугируют, и этот процесс может усугублять окислительный стресс, поскольку при центрифугировании элиминируются защитные антиоксидантные вещества, содержащиеся в семенной плазме [59]. Кроме того, широко используемая в ВРТ криоконсервация спермы связана с перепроизводством АФК вследствие механических повреждений, температурных воздействий и атмосферного кислорода, что в свою очередь повышает восприимчивость к перекисному окислению липидов [60]. Контакт сперматозоида с окружающей средой значительно увеличивает шансы для генерации АФК и развития окислительного стресса. In vitro практически невозможно имитировать естественные условия репродуктивного тракта. Это особенно верно в отношении концентрации кислорода и светового режима. Концентрация кислорода в культуральной среде до 20 раз выше таковой в женском репродуктивном тракте. Сообщается, что повышенные уровни АФК в культуральной среде коррелируют с нарушениями развития бластоцисты и частотой оплодотворений [61].

Влияние окислительного стресса семенной плазмы и фрагментации ДНК сперматозоидов на исходы различных методов ВРТ достаточно широко освещено в литературе. Однако имеет место разброс данных, отчасти обусловленный разнообразием применяемых для оценки окислительного стресса и фрагментации ДНК методов и их интерпретаций.

Индекс фрагментации ДНК более 30% (структурный анализ хроматина сперматозоидов) – предиктор снижения частоты достижения беременности и родов после внутриматочной инсеминации с отношением шансов (ОШ) 9,9 (95% доверительный интервал (ДИ) 2,37–41,51). Так, в парах, где у мужчины был индекс фрагментации > 30% (387 циклов внутриматочной инсеминации), был значительно ниже уровень достижения биохимической беременности (3 против 24%), клинической беременности (3 против 23,7%) и родов (1 против 19%) [62]. В другом исследовании ни один из образцов с уровнем фрагментации выше 12% (TUNEL) не привел к достижению клинической беременности при внутриматочной инсеминации [63].

E.B. Pasqualotto и соавт. предложили использовать уровень АФК в качестве прогностического фактора успеха ЭКО [64]. В исследовании M.A. Baker и соавт. выявлена отрицательная связь между повышенным уровнем АФК в сперме и частотой оплодотворений, качеством эмбрионов и достижением клинических беременностей [65]. В другом исследовании наблюдали снижение темпов деления бластоцисты в присутствии АФК с высоким индексом фрагментации ДНК эмбриона, что приводило к низкой частоте достижения клинической беременности у женщин [66].

Z. Li и соавт., выполнив метаанализ, пришли к выводу, что повреждение ДНК спермы оказывает существенное влияние на частоту достижения клинической беременности при ЭКО, но не ИКСИ [67]. А метаанализ A. Zini и соавт. показал, что высокий индекс фрагментации ДНК ассоциировался с высоким риском потери беременности после программ ВРТ вне зависимости от выбранного метода (ЭКО или ИКСИ) [68]. В метаанализ вошли 11 исследований, всего 1549 циклов (808 ЭКО и 741 ИКСИ), отношение шансов для потери беременности при высоком уровне фрагментации составило 2,48 (95% ДИ 1,52–4,04).

Следует отметить, что наиболее значимый исход ВРТ – показатель живорождений – рассматривается в исследованиях не так часто. A. Osman и соавт. в 2015 г. провели метаанализ шести исследований (998 циклов) и пришли к выводу, что в парах, где партнеры-мужчины имели низкий уровень фрагментации, коэффициент живорождений был выше как для ЭКО (ОШ 1,27, 95% ДИ 1,05–1,52), так и для ИКСИ (ОШ 1,11, 95% ДИ 1,00–1,23) [69].

В обновленный систематический метаанализ L. Simon и соавт. 2017 г. вошли в общей сложности 56 исследований (16 ЭКО + 24 ИКСИ + 16 смешанных ЭКО + ИКСИ). Авторы обнаружили умеренное, но статистически значимое отрицательное влияние повреждения ДНК сперматозоидов на частоту достижения клинических беременностей для всех рассмотренных методов ВРТ. Обобщенное ОШ составило 1,68 (95% ДИ 1,49–1,89, p 96% патологических форм). Кроме того, на фоне приема АндроДоза достоверно повысился уровень ингибина B. По завершении курса 87,6% пациентов расценили эффект от проведенной терапии как хороший и выраженный [97].

По данным другого российского открытого сравнительного исследования с участием пациентов с идиопатической патоспермией, прием АндроДоза в течение трех месяцев приводил к увеличению объема эякулята на 45,7%, концентрации сперматозоидов – на 18,5%, общей их подвижности – на 33,7%, активной подвижности – на 38,4% и количества морфологически нормальных форм – на 50% [98].

В недавнем исследовании А.Ю. Цуканова (2016) применение комплекса АндроДоз у здоровых мужчин оказывало значимый положительный эффект на показатели эякулята, повышая вероятность зачатия. В сравнении с контрольной группой были выявлены статистически значимые различия по следующим показателям: объем эякулята, концентрация сперматозоидов, доли жизнеспособных сперматозоидов и сперматозоидов с поступательным движением, а также патологических форм сперматозоидов [99].

В исследовании В.А. Божедомова и соавт. (2016) через полтора месяца приема комплекса АндроДоз у 2/3 пациентов наблюдалось значимое уменьшение повреждения ДНК сперматозоидов. Статистически значимо уменьшилась выраженность окислительного стресса, о чем свидетельствовало уменьшение продукции АФК отмытыми сперматозоидами в 70% случаев (p

источник