Ejaculate and serum procalcitonin levels in healthy men and men with oligoasthenozoospermia


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/urol.2017.1.61-65

D.Yu. Sosnin, N.A. Zubareva, O.Yu. Nenasheva, A.V. Krivtsov, N.V. Karimova, N.V. Pozdin

1E.A. Vagner Perm State Medical Academy of Minzdrav of Russia, Department of Clinical Laboratory Diagnostics, Perm, Russia; 2Federal Research Center of Medical and Preventive Technologies for Public Health Risk Management, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing, Perm, Russia; 3Perm National Research Polytechnic University, Perm, Russia
Introduction Seminal plasma composition reflects the activity of reproductive organs involved in the semen production.
Aim. To study procalcitonin concentrations in serum and semen samples of healthy men and men with oligoasthenozoospermia.
Methods .The study included 88 men, who were scheduled for diagnostic evaluation to establish the cause of infertile marriages. The study group comprised 40 men with oligoasthenozoospermia, the comparison group included 48 men with normal sperm concentration. Laboratory testing of all participants revealed no abnormal findings in blood count, blood chemistry studies and urinalysis.
Results. Mean seminal plasma procalcitonin level in the study subjects (n=87) was 0,349±0,370 ng/ml being about 10 times higher than its serum level, which was 0.037±0.027 ng/ml (p<0.000001). In the study group, seminal plasma PCT concentration was significantly greater than in the control group (p=0.0095), while the serum procalcitonin levels in all participants were almost identical (p=0.605). There were no statistically significant correlations between the procalcitonin levels and spermatozoa concentration, total count and ejaculate volume.
Conclusions. The findings suggest that elevated levels of procalcitonin in seminal plasma can be regarded as an unfavorable prognostic factor, indicating the reduced ejaculate fertility. Further studies seem warranted, specifically considering the role and source of procalcitonin production in sperm.
Keywords: procalcitonin, male infertility, ejaculate, sperm

Введение. Одной из проблем современной репродуктивной медицины служит тенденция к нарушению фертильности мужского населения. Свидетельством данного процесса является, в частности, снижение нижней границы нормального содержания сперматозоидов в эякуляте [1–3].

При лабораторном исследовании спермы традиционно оценивают концентрацию и количество сперматозоидов, их подвижность и особенности морфологии [1–3]. Однако известно, что на фертильность эякулята влияет и состав спермоплазмы, результаты исследования которой характеризуют состояние органов мужской репродуктивной системы и имеют определенное диагностическое значение [3–7].

В последние годы возрос интерес к исследованию различных белковых компонентов эякулята [8–13].

Одним из лабораторных тестов, вошедших в практику клинико-диагностических лабораторий, является определение прокальцитонина в крови. Прокальцитонин представляет собой белок, состоящий из 116 аминокислот и синтезирующийся в клетках ряда органов и тканей. В парафолликулярных клетках щитовидной железы в результате ограниченного протеолиза он превращается в гормон кальцитонин. Клетками других тканей прокальцитонин секретируется в кровь без изменений. Его биологическая роль в организме окончательно не выяснена [14]. Определение прокальцитонина в сыворотке крови используется для диагностики гнойно-септических заболеваний, оценки тяжести синдрома системного воспалительного ответа и контроля за эффективностью антибактериальной терапии [15–17]. Число работ, посвященных исследованию уровня прокальцитонина в других биологических жидкостях, ограничено. Нами обнаружены единичные публикации, приводящие результаты определения прокальцитонина в эякуляте [18, 19]. В связи с этим дальнейшее изучение уровня прокальцитонина в этой биологической жидкости представляет определенный интерес.

Цель исследования: изучить концентрацию прокальцитонина в сыворотке крови и образцах эякулята здоровых мужчин и мужчин с олигозооастеноспермией.

Материалы и методы. В исследование были включены 88 мужчин среднего возраста (34,4±3,9 года), проходивших обследование с целью уточнения причины бесплодного брака, у которых отсутствовали изменения в общем и биохимическом анализах крови. Исследование выполнено с соблюдением этических принципов проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов, изложенных в Хельсинкской декларации ВОЗ. На его проведение получено одобрение этического комитета Пермского государственного медицинского университета им. акад. Е. А. Вагнера.

Образцы эякулята были собраны после 2–4 дней полового воздержания и оценены в соответствии с рекомендациями ВОЗ по показателям, характеризующим их фертильность [3]. Определяли объем и вязкость образца. Для подсчета концентрации и общего количества сперматозоидов, а также оценки их подвижности использовали анализатор спермы SQA–V (MES, Израиль). При низкой концентрации сперматозоидов (менее 1 мл/мл) их подсчет проводили в камере Горяева [3]. Кровь забирали методом венепункции кубитальной вены перед сбором эякулята. Сыворотку крови и семенную плазму отделяли центрифугированием при 3000 оборотах в 1 мин. Концентрацию прокальцитонина определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа с использованием тест-системы «Прокальцитонин–ИФА–БЕСТ» (А 9004) («Вектор-Бест», Россия). Оптическую плотность проб регистрировали на вертикальном фотометре StatFax 3200 («Awareness», США).

В зависимости от результатов лабораторного анализа спермы обследованные были разделены на две группы. Основную группу (n=40) составили мужчины со сниженной фертильностью эякулята, характеризовавшегося уменьшением концентрации сперматозоидов и/или их общего содержания. В группу сравнения (n=48) вошли мужчины с нормальными показателями концентрации общего содержания сперматозоидов (табл. 1).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ STATISTICA v. 7 (StatSoft Inc., США). Для каждого массива данных рассчитывали параметры описательной статистики: среднюю арифметическую (М), стандартное отклонение (SD), медиану (Me) и интерквартильный диапазон (25–75%), а также минимальное (min) и максимальное (max) значение. Массивы данных оценивали на наличие и степень выраженности выбросов.

Полученные результаты оценены с использованием критерия Шапиро–Уилкса. Данные анализа характеристик эякулята, представленные в табл. 1, и содержания прокальцитонина в семенной плазме пациентов основной группы позволили отвергнуть нулевую гипотезу о нормальном характере их распределения, что послужило основанием для отказа от использования параметрических критериев при выполнении дальнейшего статистического анализа.

Для сравнения двух зависимых выборок использовали критерий Вилкоксона, для сравнения двух независимых выборок – U-критерий Манна–Уитни. Количественную оценку линейной связи между двумя случайными величинами проводили с использованием коэффициента ранговой корреляции (R) Спирмена. За максимально приемлемую вероятность ошибки первого рода (р) принимали величину уровня статистической значимости, равную или меньшую 0,05.

Результаты. У всех обследованных уровень прокальцитонина в семенной плазме превышал таковой в сыворотке крови почти в 10 раз (рис. 1). Концентрация прокальцитонина в сыворотке крови (n=88) составила 0,037±0,027 (0,032 [0,018–0,052]) нг/мл и колебалась в небольшом диапазоне: от неопределяемого низкого (менее 0,002 нг/мл) до 0,106 нг/мл. Среднее содержание прокальцитонина в семенной плазме было значительно выше (p<0,000001), составило 0,349±0,37 (0,255 [0,162–0,354]) нг/мл и колебалось в более широком диапазоне: от практически нулевого (менее 0,002 нг/мл) до 2,53 нг/мл.

Результат определения концентрации прокальцитонина в эякуляте, составивший 2,53 нг/мл (одиночный результат), был расценен как экстремальный выброс, и результаты данного образца были исключены из основной группы при дальнейшей статистической обработке.

При оценке корреляции уровня прокальцитонина в семенной плазме (n=87) и сыворотке крови (n=87) статистически значимых закономерностей не обнаружено. Коэффициент корреляции Спирмена составил -0,24 и характеризовался низкой степенью значимости (p=0,0246).

Результаты определения прокальцитонина представлены в табл. 2. Установлены статистически значимые межгрупповые различия концентрации прокальцитонина в семенной плазме (p=0,0095) в отсутствие таковых в сыворотке крови (p=0,605). Корреляционный анализ внутри групп также не выявил взаимосвязи между уровнем прокальцитонина в сыворотке крови и семенной плазме. Коэффициенты ранговой корреляции составили -0,094 (p=0,567) для основной группы и 0,126 (p=0,393) для группы сравнения.

Концентрации прокальцитонина в семенной плазме не зависели от концентрации сперматозоидов (R=-0,2468) и описываются уравнением линейного регресса, приведенным на рисунке (рис. 2).

При анализе зависимости концентрации прокальцитонина в семенной плазме от общего содержания сперматозоидов и объема эякулята не выявили закономерностей как для всех образцов (n=87), так и внутри групп. Значения коэффициента корреляции Спирмена колебались в диапазоне от -0,03 до 0,024 (р>0,85).

Обсуждение. Если диагностическое значение прокальцитонина в сыворотке крови представляется определенным, ограниченное число сообщений о содержании данного белка в эякуляте не позволяет однозначно оценить диагностическое значение определения данного белка в семенной плазме [18, 19]. Нами впервые проведено сравнительное исследование содержания данного белка в семенной жидкости и сыворотке крови.

Изучение белкового состава семенной плазмы является перспективным направлением исследований, которое позволяет детально оценить патофизиологические и патохимические процессы в мужской репродуктивной системе и в перспективе разработать новые лабораторные тесты для их оценки [9–12, 20].

Нами установлено, что средний уровень прокальцитонина в семенной плазме существенно превышает таковой в сыворотке крови здоровых людей, который, по данным литературы, составляет менее 0,1 нг/мл [14]. Данное различие нельзя объяснить пассивным проникновением прокальцитонин из плазмы крови в эякулят. Скорее всего, продукция прокальцитонина в семенную плазму активна и не зависит от его содержания в сыворотке крови. Данное предположение также подтверждается отсутствием корреляции между значениями концентрации данного белка в сыворотке крови и семенной плазме.

Известно, что сперма является сложной биологической жидкостью, в формировании которой участвуют органы мужской репродуктивной системы, вырабатывающие различные компоненты эякулята [1, 3]. Полученные нами результаты позволяют предположить, что прокальцитонин вырабатывается в каком-то из органов мужской репродуктивной системы (предстательная железа, семенные пузырьки, яички и их придатки), секрет которых входит в состав эякулята.

Высокое содержание прокальцитонина в семенной плазме и широкий диапазон колебаний его уровня могут указывать на неизвестную физиологическую роль данного соединения в сперме, а его исследование служит важным диагностическим признаком, характеризующим особенности продукции данного белка в органах мужской репродуктивной системы. Так, A. Slavakis и соавт. [18] не обнаружили статистически значимых различий в уровне прокальцитонина в семенной плазме пациентов со снижением фертильности, обусловленной сосудистыми нарушениями (варикоцеле) и воспалительными заболеваниями мужских репродуктивных органов, но при этом выявили достаточно высокое содержание этого белка в семенной жидкости.

Таким образом, концентрация прокальцитонина в семенной плазме мужчин значительно превосходит содержание этого белка в сыворотке крови. Содержание прокальцитонина не коррелирует с концентрацией сперматозоидов, но в образцах спермы со сниженным содержанием сперматозоидов статистически значимо превышает его уровень в образцах фертильного эякулята. Полученные данные позволяют предположить, что повышенный уровень прокальцитонина в семенной плазме является неблагоприятным фактором, связанным с пониженной фертильностью спермы. Это обусловливает необходимость проведения исследований для уточнения диагностического значения этого белка в составе эякулята.


About the Autors


Corresponding author: D. Yu. Sosnin– Dr.Med.Sci., Associate Professor at the Department of Clinical Laboratory Diagnostics,
E.A. Vagner Perm State Medical Academy of Minzgrav of Russia, Perm, Russia; e-mail: sosnin_dm@mail.ru


Бионика Медиа