Примерно в половине случаев причиной бесплодных браков, представляющих серьзную медико-социальную проблему, является мужское бесплодие [1, 2], развивающееся вследствие воздействия на репродуктивные органы мужчины различных факторов [3], одним из которых являются инфекционно-воспалительные процессы различных отделов урогенитального тракта [4, 5].

Данные о влиянии инфекций урогенитального тракта на фертильность довольно противоречивы. Микроорганизмы могут вызывать как манифестные (эпидидимит, простатит), так и субклинические формы инфекции репродуктивного тракта. К возможным патофизиологическим механизмам развития бесплодия, связанным с инфекцией мужской репродуктивной системы, относят прямое влияние на фертильные свойства спермы через уменьшение количества сперматозоидов, угнетение их подвижности, изменение морфологии сперматозоидов и оплодотворяющей способности; непрямое влияние через угнетение сперматогенеза, вызванное повреждением тестикул, аутоиммунными процессами, индуцированными воспалением, секреторной дисфункцией мужских дополнительных половых желез, связанной с инфекцией органов репродуктивного тракта, лейкоцитоспермией с вторичным влиянием на параметры эякулята и т.п. [5, 6].

Хламидийная инфекция – одна из причин субфертильности у мужчин и женщин [7]. Chlamydia trachomatis считается наиболее распространенным возбудителем бактериальных инфекций, передаваемых половым путем [8, 9]. Частота встречаемости C. trachomatis в сперме бесплодных мужчин составляет 1,02–1,6% (по фертильным мужчинам данные отсутствуют) [5].

Хламидийная инфекция вызывает у мужчин эпидидимит и/или простатит, которые могут приводить к стенозу капиллярной системы, орхиту или ухудшению функций дополнительных желез [9, 10]. С. Н. Калинина и соавт. [9] при обследовании 306 пациентов в возрасте от 23 до 45 лет с хроническим простатитом, обусловленным хламидийной и уреаплазменной инфекцией, у 50% пациентов выявили нарушения сперматогенеза разной степени выраженности (снижение подвижности и концентрации сперматозоидов), а у 11,4% пациентов обнаружили обструкцию семявыносящих протоков. Авторами также выявлено у половины обследованных пациентов изменение Т-клеточного и гуморального иммунитета, а также снижение интерферонового статуса, а у 38% пациентов – изменения в эхоструктуре предстательной железы.

Однако некоторые исследователи считают, что C. trachomatis непосредственно повреждает гаметы и таким образом приводит к бесплодию независимо от повреждений репродуктивного эпителия [11].

Если в отношении этиологической роли хламидий в развитии обструктивной формы бесплодия сомнений не возникает, то единого взгляда на изменение параметров эякулята не существует до сих пор. Невелико число исследований, посвященных изучению влияния хламидийной инфекции на показатели спермограммы [12–14].

Так, А. С. Есиповым проведена оценка параметров спермограммы 243 пациентов (средний возраст – 34±1 год) и установлено, что у мужчин с хламидийной и микоплазменной инфекциями параметры спермограммы были хуже, чем у лиц группы сравнения. Однако выявленные различия оказались статистически недостоверными (р>0,05). Кроме того, отсутствовала какая-либо закономерность ухудшения эякулята в зависимости от вида генитальной инфекции [12].

В литературе имеются данные об изменении качества спермы при инфекциях половых органов. Так, при микоплазменной инфекции увеличено число сперматозоидов с патологическими изменениями жгутика [15], а при уреаплазменной инфекции снижены концентрация сперматозоидов, их подвижность и выживаемость [16, 17].

Выявлено изменение объема семенной жидкости при инфекциях половых органов [17]. S. Hosseinzadeh и соавт. [13] обнаружили, что объем эякулята у пациентов с хламидийной инфекцией был больше, чем у здоровых мужчин. Это противоречило результатам, полученным H. Wolff и соавт. [18].

А.С. Есипов определил, что у мужчин с генитальными инфекциями и у пациентов контрольной группы (здоровых лиц) средние значения объема эякулята находились в пределах нормы и были фактически одинаковыми. Однако при хламидийной инфекции с лейкоцитоспермией объем эякулята все же был больше, чем при хламидийной инфекции без воспалительной реакции [12].

Прямое негативное воздействие хламидий и микоплазм на подвижность сперматозоидов было продемонстрировано некоторыми исследователями в экспериментах in vitro [19]. В попытке подтвердить свои экспериментальные результаты авторы [13] исследовали нативный эякулят 642 пациентов. Однако ухудшения подвижности сперматозоидов выявить не удалось. Объяснением стало то, что контакт хламидий со сперматозоидами был непродолжительным по сравнению с экспериментом. При этом без внимания был оставлен тот факт, что в эксперименте сперматозоиды находились в растворе Эрла [19], а не в семенной плазме. Аналогичная ситуация сложилась в исследовании, выполненном M. Reichart и соавт. [20], в котором был использован буфер Hams F-10. Незначительность изменений параметров спермограмм прежде всего может быть связана с защитными свойствами нативной семенной плазмы и в меньшей степени – с продолжительностью контакта герминативных клеток с возбудителями [12].

Еще одним важным моментом являлось то, что в противоположность хламидийной инфекции пролонгированная инкубация сперматозоидов с U. urealyticum не приводила к угнетению подвижности сперматозоидов [20]. Это косвенно могло свидетельствовать о большей токсичности хламидий по сравнению с уреаплазмами в отношении сперматогенеза [12].

Доля морфологически нормальных сперматозоидов в исследовании [12] была в пределах нормы в каждой группе. Сравнительная оценка морфологии сперматозоидов, основанная на 14%-ном барьере доли нормальных герминативных клеток, предложенном T. Kruger и соавт. [21] для прогноза эффективности преодоления бесплодия путем экстракорпорального оплодотворения, показала, что при хламидийной и микоплазменной инфекциях половых органов пациенты с выраженным нарушением морфологии спермиев составили соответственно 6 (1/18) и 8% (1/12) против 3% (2/73) в группе сравнения (р>0,05) [12].

Хламидийная и микоплазменная инфекции нередко сочетаются. Известно, что в виде моноинфекций они выявляются только в 2–20 и 12–18% случаев соответственно [12, 17, 22]. Однако в результате хламидийной и микоплазменной моноинфекций поражения половых органов большинства пациентов развиваются на фоне сопутствующей условно-патогенной микрофлоры, выявляемой, например, в секрете предстательной железы. Это создает конкретные сложности в определении степени патогенного воздействия хламидий и микоплазм на репродуктивную функцию мужчин [12].

Как показало исследование, воздействие условно-патогенных бактерий на параметры спермограммы было менее выражено, чем патогенный эффект хламидийной инфекции. Возможно, это было обусловлено тем, что хламидийный липополисахарид (ЛПС) обладал большей активностью, чем ЛПС обычных бактерий [12]. Известно, что токсичность ЛПС C. trachomatis в 500 раз выше таковой ЛПС E. coli [23].

Действительно, по некоторым данным, присутствие условно-патогенной микрофлоры и анаэробов в семенной жидкости не сопровождается ухудшением параметров спермограммы [24]. Однако позднее появились сообщения [17, 25], будто наличие в генитальном тракте E. coli и S. aureus ведет к изменению объема эякулята, концентрации сперматозоидов, их подвижности и выживаемости.

По данным А. С. Есипова [12], ухудшение параметров эякулята у подавляющего большинства инфицированных лиц сочеталось с локальной воспалительной реакцией в предстательной железе. Известно, что секрет предстательной железы в норме составляет 12–25% объема эякулята. Вероятно, лейкоцитоспермия стала следствием воспаления в предстательной железе, а не результатом хронического орхиэпидидимита. Однако нельзя исключить, что при генитальных инфекциях хронический воспалительный процесс мог развиваться и бессимптомно сохраняться не только в простате, но и в семявыносящих протоках и даже придатках яичек. Таким образом, результаты, полученные А. С. Есиповым, позволили считать, что C. trachomatis, M. hominis и U. urealyticum (каждые в отдельности) могут вызывать воспаление в репродуктивном тракте мужчин и обусловливать ухудшение качества эякулята.

Хламидии как облигатные внутриклеточные паразиты способны к длительной персистенции в организме хозяина. Особенностью хламидийной инфекции является тенденция к хронизации процесса, характеризующегося распространением и сохранением возбудителя в различных тканях и органах. При электронно-микроскопическом исследовании образцов тканей урогенитального тракта инфертильных мужчин в цитоплазматических включениях сперматозоидов, в стереоцилии эпидидимиса и слущенном эпителии простаты были обнаружены внутриклеточные включения C. trachomatis. При этом элементарные тельца хламидий выявлялись в соединительной ткани семенников и клетках Лейдига [5, 8, 26]. Однако еще до конца не понятно, каковы механизмы патогенного действия хламидий. Остается неясным, почему инфицированные хламидиями клетки не элиминируются в условиях иммунокомпетентногo организма.

Регуляция C. trachomatis апоптоза клеток хозяина

Благодаря исследованиям последних лет стало очевидным, что контроль клеточной гибели хламидиями является одним из ведущих механизмов их ухода от атаки защитных факторов макроорганизма. Известно, что при инфекционных процессах апоптоз – это протективная реакция организма, направленная на предотвращение распространения инфекции [27]. Хламидии являются теми патогенами, которые обладают эффективными механизмами модуляции апоптоза. На разных этапах жизненного цикла хламидии реализуют различную тактику: подавление апоптоза на первых этапах для обеспечения внутриклеточного размножения и активация апоптоза на этапе выхода инфекционных элементарных телец и дальнейшего распространения инфекции [8, 28, 29].

В литературе встречаются противоречивые мнения относительно анти- и проапоптотической активности хламидий [30–36]. В попытке разрешить имеющиеся разногласия W. Greene и соавт. [37] выполнили серию экспериментов и пришли к заключению, что апоптоз не происходит в инфицированных клетках хозяина. Однако авторы предположили, что токсичные продукты типа ЛПС, выделяемые хламидиями, могут играть некоторую роль в осуществлении апоптоза.

В экспериментах in vitro на различных клеточных моделях несколькими группами исследователей было показано, что хламидии защищают эпителиальные клетки, моноциты/макрофаги от апоптоза, индуцированного как внешними, так и внутренними сигналами, например ФНОα, стауроспорином, этопозидом, гранзимом В/перфорином, УФ-облучением [8].

Так, П. А. Борцов и соавт. [8], изучая влияние C. trachomatis биовара LGV (серовар L2) на апоптоз клеток двух линий – НСТ-116 (эпителиальные клетки кишечника) и МсСоу (мышиные фибробласты), индуцированный стауроспорином, выявили ингибирование клеточной гибели. Однако антиапоптозная активность C. trachomatis имела место на средних сроках инфекции (20 ч), тогда как на более поздних сроках (48 ч) отсутствовала. Для изучения влияния секретируемых C. trachomatis факторов на апоптоз авторы использовали надосадки инфицированных культур и фильтраты осветленных лизатов. Было выявлено, что надосадки инфицированных культур, а также различные структурные компоненты C. trachomatis (например, ЛПС) не защищают клетки МсСоу от стауроспорининдуцированного апоптоза. Напротив, лизаты 20-часовой культуры C. trachomatis, свободные от хламидийных клеток в результате фильтрования, продемонстрировали воспроизводимый эффект защиты от апоптоза при его индукции стауроспорином. Фильтрат лизата 48-часовой культуры не обладал защитным эффектом. Эти данные коррелируют с результатами исследования по выявлению защиты от апоптоза в ходе развития инфекции, при которой C. trасhоmаtis проявляет выраженный антиапоптозный эффект на тех же сроках – на средней стадии жизненного цикла, через 20 ч после заражения. В это время в составе хламидийных включений преобладают ретикyлярные тельца, метаболически активные клетки хламидий, приспособленные к внутриклеточному существованию. Для этих форм показана наибольшая активность секреторного аппарата, что предполагает участие секретируемых молекул хламидий в наблюдаемом феномене защиты от апоптоза [8].

Факторы патогенности C. trachomatis, ассоциированные с инфертильностью

Уровень современных знаний о факторах патогенности C. trachomatis позволяет оценить разнообразное их влияния на физиологию репродуктивных процессов у мужчин и описать основные пути развития мужского бесплодия, связанного с инфекционно-воспалительными процессами урогенитального тракта мужчин. Так, персистенция хламидий в клетках урогенитального тракта сопровождается развитием выраженного воспалительного процесса, экскрецией эластазы гранулоцитами и снижением содержания цитрата в эякуляте, что отрицательно влияет на подвижность сперматозоидов, приводит к агглютинации сперматозоидов и повышению вязкости эякулята [5].

На экспериментальных моделях выявлена корреляция между иммунным ответом на белки хламидий hsp60 и развитием заболевания. Установлено, что при инфекции урогени-тального тракта, вызванной C. trachomatis, бактериальный hsp60 индуцирует развитие перекрестного иммунного ответа к аутобелкам того же семейства, сопровождающегося синтезом антиспермальных антител и формированием аутоиммунного бесплодия [5, 6, 38, 39].

ЛПС и липотейхоевые кислоты оказывают цитотоксическое действие на сперматогенный эпителий, приводят к развитию лейкоцитоспермии и угнетают функции сперматозоидов.

В опытах in vitro показано, что очищенный ЛПС C. trachomatis даже в низких концентрациях (0,1 мкг/мл) оказывает быстрое токсическое действие на сперматозоиды [5, 23].

Апоптоз сперматозоидов, индуцированный ЛПС C. trachomatis

Известно, что бактериальные компоненты типа ЛПС индуцируют апоптоз в различных клетках [40, 41]. Так, Н. М. Гюлазян и соавт. [42] в течение 4 ч инкубации цельной крови в присутствии ЛПС S. enterydis в дозах 100 и 1000 нг/мл наблюдали дозозависимое повышение содержания ранних и поздних апоптотических гранулоцитов, а также повышение интенсивности апоптоза (относительное содержание апоптотических фрагментов ДНК) на единичную клетку в большинстве (70%) образцов крови здоровых доноров. ЛПС-индуцированный апоптоз гранулоцитов больных сальмонеллезом всех исследуемых групп (с тяжелым, среднетяжелым и легким течением заболевания) не отличался дозозависимостью. У больных сальмонеллезом на стадии реконвалесценции наблюдалось повышение чувствительности гранулоцитов к апоптотическому воздействию низких, субоптимальных доз ЛПС S. enterydis, что коррелировало с тяжестью клинического течения заболевания и подавлением чувствительности апоптоза к воздействию оптимальных доз ЛПС [42].

Также известно, что компоненты клеточной стенки грамотрицательных бактерий – ЛПС, освобождающиеся из погибших бактерий, оказывают праймирующее действие на нейтрофилы человека и, кроме того, значительно ингибируют их апоптоз. Так, М. Г. Винокуров и соавт. [43] изучали совместное действие ЛПС и УФ-облучения диапазона С (УФС) на динамику развития апоптоза культивируемых нейтрофилов, выделенных из периферической крови здоровых доноров. Авторами выявлено, что ЛПС в концентрации 1 мкг/мл (серотип 055:В5, «Sigma»), изначально добавленный к культивируемым клеткам (4,5 ч культивирования), значительно ингибировал как спонтанный апоптоз нейтрофилов, так и УФС-индуцированный апоптоз. Действие УФС после предварительной инкубации нейтрофилов с ЛПС (9 ч культивирования) приводило к резкому увеличению доли апоптозных клеток по сравнению с контролем. Добавление ЛПС к нейтрофилам после действия УФС обусловливало лишь незначительное ингибирование УФС-индуцированного апоптоза культивируемых клеток. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ЛПС и УФС по-разному влияют на динамику апоптоза культивируемых нейтрофилов. При первичном действии УФС последующее добавление ЛПС существенно не изменяет долю апоптозных клеток на протяжении всего времени культивирования. Увеличение апоптоза подвергнутых УФС-облучению клеток (после предварительной обработки нейтрофилов ЛПС) наблюдается только при более продолжительном культивировании клеток (9 ч). Передача внутриклеточных сигналов, направленных на ускорение апоптоза, при действии УФС происходит быстрее, чем при действии ЛПС, и практически отменяет последующее действие ЛПС [43].

S. Hosseinzadeh и соавт. показали, что соинкубация человеческой спермы с C. trachomatis серовара E и в меньшей степени – с сероваром венерической лимфогранулемы вызывает существенное снижение количества подвижных сперматозоидов и заканчивается их преждевременной смертью [19, 44]. Авторы доказали, что смерть сперматозоидов обусловлена прежде всего ЛПС хламидий [23].

F. Gorga и соавт. [45], используя для определения апоптоза TUNEL-метод, установили, что ЛПС от Salmonella и Pasteurella могут индуцировать апоптоз в сперме.

A. Eley и соавт. [11] изучали способ гибели сперматозоидов у пациентов с нормозооспермией после воздействия на них ЛПС, экстрагированных из C. trachomatis сероваров E и венерической лимфогранулемы, а также оценивали роль каспаз в этом процессе. С помощью методов определения апоптоза (аннексиновый метод и метод измерения моно- и олигонуклеосомных фрагментов ДНК) показано, что ЛПС C. trachomatis в концентрации 0,1 мкг/мл индуцируют апоптоз в сперме после 6 ч соинкубации, причем наибольшая степень апоптоза выявлена при соинкубации с C. trachomatis сероваром E по сравнению с сероваром венерической лимфогранулемы, ЛПС которого вызывали большее увеличение доли некротических клеток. Показано, что апоптоз сперматозоидов, индуцированный как ЛПС C. trachomatis, так и стауроспорином, может быть блокирован ингибиторами каспаз и особенно ингибитором каспазы-3. Авторами также отмечено повышение активности каспаз в сперме после инкубации как со стауроспорином, так и с ЛПС C. trachomatis обоих сероваров по сравнению с контролем и со спермой, подвергнутой действию высокой температуры. Однако эта активность значительно уменьшалась в присутствии ингибитора каспазы-3 (C3I) [11], что согласуется с данными, полученными U. Paasch и соавт., согласно которым каспазе-3 принадлежит центральная роль в апоптотическом процессе сперматозоидов [46]. Более ранние работы других авторов [47–49] также демонстрировали, что активность каспаз проявляется в эякулированной сперме, подверженной апоптозу. Кроме того, T. Kawahara и соавт. показали, что ЛПС Helicobacter pylori индуцируют каспаззависимый апоптоз в других типах клеток [50].

Результаты работы А. Eley и соавт. [11] подтверждают предположение W. Greene и соавт. [37] о том, что ЛПС являются токсическим продуктом, выделяемым хламидиями, и инициируют апоптоз в клетке. Тем не менее остается открытым вопрос: почему ЛПС от двух разных сероваров C. trachomatis по-разному воздействуют на сперму, хотя структуры молекул этих ЛПС очень схожа [51], однако детальные исследования структуры ЛПС венерической лимфогрануле еще не были выполнены.

С учетом результатов работы A. Eley и соавт. [11], а также важной роли ЛПС в нарушении репродуктивной функции [52] целью будущих исследований должно стать изучение молекулярной структуры ЛПС применительно к ее спермицидным свойствам.

Вопрос, почему сперматозоиды подвергаются апоптозу в присутствии C. trachomatis, возможно, имеет отношение к фертильности. По всей видимости, воздействие хламидий на сперму в мужском, женском или и в том и в другом половом тракте может приводить к нарушению фертильности сперматозоидов. Кроме того, можно предположить, что апоптоз сперматозоидов запускается для предотвращения передачи генетических дефектов, поскольку инфицирование C. trachomatis может повлиять на нормальное развитие эмбрионов, если оплодотворение было успешным. Поэтому необходимо проведение дальнейших исследований, чтобы подтвердить: могут ли данные, полученные in vitro, наблюдаться среди инфицированных хламидиями индивидуумов, у которых это приводит к ухудшению качества спермы?

Таким образом, знания о влиянии ЛПС как одном из факторов патогенности C. trachomatis на апоптоз сперматозоидов и развитие мужского бесплодия открывают перспективы разработки методических подходов к его ранней диагностике, этиотропной и патогенетической терапии.