Sperm quality and features of the antioxidant defense system in men living in various regions of Siberia


L.I. Kolesnikova, N.A. Kurashova, M.I. Dolgikh, L.V. Natyaganova, B.G. Dashiyev

1Scientific Center for Family Health and Reproduction, Irkutsk; 2Republican Perinatal Center, Ulan-Ude
Aim To investigate the quality of sperm, total antioxidant activity, concentrations of α-tocopherol and lipid peroxidation in men of reproductive age living in Ulan-Ude, Irkutsk, and Novosibirsk.
Materials and methods The analysis of sperm quality included measuring the volume and pH of the ejaculate, sperm cell count, the proportion of motile sperm cells of A and B categories.
Results Healthy men living in Irkutsk were found to have 34.4 and 23.6% higher sperm count (millions per ml) compared to men living in the city of Novosibirsk and Ulan-Ude, respectively. They also had a 44 and 38% statistically significantly greater concentration of alpha-tocopherol than men living in Ulan-Ude and Novosibirsk, respectively. Men from Ulan-Ude had 16 and 11% greater counts of active spermatozoa than men from Novosibirsk, respectively, and 34 and 13% higher levels of total antioxidant activity of ejaculate, respectively.
Conclusion The findings on quality of the ejaculate and features of lipid peroxidation in men living in various Siberian cities show that the place of residence and ecological and geographical location affect functioning of the reproductive system and the heterogeneity of male infertility under anthropogenic pressure.

Введение. В настоящее время известно, что недостаточность витаминов и микроэлементов или нарушение их обмена, являющиеся следствием изменений экологии, характера питания и образа жизни современного мужчины, в значительной степени ответственны за ухудшение показателей сперматогенеза и фертильности [1–3]. Мужская субфертильность, отклонения показателей спермы от нормы, бесплодие – довольно распространенные явления в настоящее время [4–6]. Параллельно отмечается прогрессирующая тенденция к ухудшению репродуктивного здоровья детей и подростков. В частности, при обследовании более чем тысячи школьников в возрасте от 7 до 16 лет практически во всех случаях выявлено хотя бы 1 андрологическое заболевание, а в 4,5% наблюдений – 2 и более [7]. Сложность и энергоемкость процесса сперматогенеза, крайне чувствительного к нарушениям баланса многих веществ (витаминов, коферментов, микроэлементов), обусловливают необходимость определения их содержания в эякуляте. В работах [1, 3, 6] показано, что вследствие изменений среды обитания, характера питания и образа жизни у современного человека наблюдается недостаток витаминов и микроэлементов (либо нарушение их обмена), который в значительной степени ответствен за нарушения, происходящие в репродуктивной системе. Также продемонстрировано, что недостаточность витаминов и микроэлементов является одной из причин прогрессивного снижения показателей сперматогенеза [2, 6]. В настоящее время одним из факторов риска нарушений функционирования мужской репродуктивной системы является образование в клетках и тканях активных форм кислорода (АФК). Соотношение активности окислительных процессов и антиоксидантной защиты во многом определяет интенсивность метаболизма, адаптационные возможности организма и риск возникновения различных патологических состояний. Поскольку изучение региональных особенностей формирования состояния здоровья населения, проживающего на определенной территории, имеет практическое значение для сохранения здоровья популяции [1, 8–11], несомненную актуальность имеет изучение адаптивных реакций у практически здоровых мужчин, проживающих в различных регионах Сибири.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 39 мужчин, постоянно проживающих в Улан-Удэ, Республика Бурятия (средний возраст – 24,1 года), 33 мужчины, проживающих в Иркутске (средний возраст – 23,1 года), и 50 мужчин – жителей Новосибирска (средний возраст – 25,4 года). Все мужчины относились к европеоидной расе и были практически здоровы. Критериями включения в исследование служили репродуктивный возраст (19–40 лет), отсутствие нейроэндокринных нарушений, соматической патологии, урогенитальных инфекций.

Большинство мужчин работали служащими, являлись городскими жителями, состояли в браке. Группы сравнивали между собой по сперматогенным и биохимическим показателям. Исследования проведены с информированного согласия обследуемых мужчин и соответствовали этическим нормам Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (2000). Всем обследуемым проведен физикальный осмотр врачом-андрологом. Материалом для биохимических исследований служила семенная жидкость, полученная после центрифугирования эякулята при 3000 об/мин. Сбор и анализ эякулята проведены в соответствии с рекомендациями ВОЗ (2010). Исследование качества спермы включило измерение объема и pH эякулята, концентрации сперматозоидов, доли подвижных сперматозоидов категорий А и В. Интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в семенной жидкости оценивали по содержанию первичных продуктов – диеновых конъюгатов (ДК) по методу В. Б. Гаврилова и соавт. (1983) и конечных ТБК-активных продуктов – малонового диальдегида (МДА), определяемого флуориметрическим методом В. Б. Гаврилова и соавт. (1987). Систему антиоксидантной защиты (АОЗ) оценивали по следующим параметрам: общей антиокислительной активности (АОА) по методу Г. И. Клебанова и соавт. (1988), уровню α-токоферола по методу Р. Ч. Черняускене и соавт. (1984).

Статистический анализ данных проведен с применением программы Statistica 6.1 Statsoft Inc., США. Статистическую значимость сравниваемых показателей устанавливали, используя U-критерий Манна–Уитни и критерий Колмогорова–Смирнова. Данные представлены в виде М±m, где М – среднее арифметическое, m – ошибка среднего. Величина уровня статистической значимости (р) принята равной 0,05.

Результаты и обсуждение. Многочисленными эпидемиологическими исследованиями установлены региональные различия в параметрах эякулята [8–11]. Авторы отмечают, что мужчины якутской и славянской этнической принадлежности практически не различаются по ряду репродуктивных и сперматогенных параметров. Установлено, что концентрация сперматозоидов в эякуляте у мужчин Финляндии выше, чем у жителей других частей Европы; концентрация сперматозоидов, процент подвижных сперматозоидов и процент морфологически нормальных сперматозоидов в эякуляте у мужчин Шотландии и Финляндии достоверно выше, чем у мужчин Японии [10], концентрация сперматозоидов в эякуляте ниже у жителей Колумбии, чем у мужчин Нью-Йорка [11], у датчан по сравнению со шведами или финнами [3].

В ходе проведенного исследования было установлено, что в группе практически здоровых мужчин, проживающих в Иркутске, спермограмма характеризуется наличием более высокого количества сперматозоидов (млн в 1 мл), которое на 34,4 и 23,6% больше, чем у мужчин Новосибирска и Улан-Удэ соответственно (см. таблицу). При этом в группе мужчин Иркутска выявлено статистически значимое повышение концентрации α-токоферола на 44% по сравнению с мужчинами Улан-Удэ и на 38% по сравнению с мужчинами Новосибирска. Полученные данные подтверждают тезисы других исследователей относительно того, что дефицит α-токоферола, важнейшего жирорастворимого витамина, проявляющего мембранозащитную и антимутагенную активность, в первую очередь проявляется пониженным содержанием сперматозоидов [2]. Также дефицит α-токоферола приводит к уменьшению объема эякулята, что выявлено нами в группах мужчин Новосибирска и Улан-Удэ по сравнению с мужчинами Иркутска.

Поскольку мембрана сперматозоидов состоит из липидов, а α-токоферол играет ключевую роль в торможении процессов ПОЛ под действием активных форм кислорода, можно предположить, что полученные результаты указывают на надежное функционирование адаптационнозащитных механизмов организма мужчин, проживающих в Иркутске.

При исследовании спермограммы мужчин Улан-Удэ выявлено повышенное содержание активноподвижных сперматозоидов по отношению к данному показателю у мужчин Новосибирска и Иркутска – на 16 и 11% соответственно. Для мужчин Улан-Удэ также характерен более высокий уровень общей АОА – на 34 и 13% выше, чем у мужчин Новосибирска и Иркутска соответственно. Поскольку в группе мужчин Улан-Удэ установлена самая низкая концентрация α-токоферола, высокий уровень общей АОА, характеризующей суммарную активность ингибиторов радикального окисления и способность организма противодействовать развитию свободнорадикальных реакций, можно объяснить как напряжением адаптационных систем, так и надежным функционированием специализированных ферментативных и неферментативных компонентов антиоксидантной системы.

Объем эякулята и доля морфологически нормальных сперматозоидов у жителей всех исследуемых городов соответствовали нормативам ВОЗ.

Сложный процесс сперматогенеза требует оптимального сочетания различных элементов, включая витамины и микроэлементы. От качества пищи, характера и соблюдения режима питания зависит физическое, психическое и сексуальное здоровье современного мужчины [2]. В частности, данные факторы ответственны за нарушения, происходящие в репродуктивной системе мужчин, ведь если в организм своевременно не поступает достаточное количество строительного материала, клетки начинают использовать неподходящие, но похожие по химическим свойствам вещества. Итогом такой подмены может стать формирование сперматозоидов со сниженными свойствами. Снижение показателей сперматогенеза у мужчин, демонстрируемое исследованиями последних лет, может быть вызвано как увеличивающимся воздействием повреждающих факторов на организм человека, встречающихся в окружающей среде, на производстве и в быту, так и недостаточностью витаминов и микроэлементов в рационе питания современных мужчин [2, 3].

Проведенные исследования качества эякулята и особенностей процессов липопероксидации у мужчин различных городов Сибири показывают, что место проживания и экологогеографическое положение не являются основной причиной, определяющей нарушения репродуктивной функции, однако могут быть важными факторами, влияющими на функционирование репродуктивной системы и определяющими гетерогенность мужской инфертильности в условиях антропогенного пресса.


About the Autors


Corresponding author: N. A. Kurashova – PhD (bio.sci.), Researcher at the Laboratory of Reproductive Pathophysiology, Scientific Center for Family Health and Reproduction;
e-mail: nakurashova@yandex.ru


Similar Articles


Бионика Медиа