В статье обобщены и проанализированы данные литературы, касающиеся особенностей процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у мужчин при инфекционно-воспалительных заболеваниях различного генеза. Эти изменения выражаются не только в ухудшении сперматогенеза, но и в возникновении оксидативного стресса в крови и семенной жидкости мужчин репродуктивного возраста. Анализ отечественной и зарубежной литературы последних лет свидетельствует о том, что окислительный стресс сопровождает и/или является одним из патогенетических звеньев развития многих видов патологии инфекционной природы.
Ключевые слова: мужчины, инфекционные заболевания, перекисное окисление липидов, антиоксидантная защита
Проблема мужского репродуктивного здоровья находится в центре внимания многих исследователей и остается актуальной в современной медицине. На сегодняшний день от 14 до 20% супружеских пар репродуктивного возраста страдают бесплодием [1–3]. На долю мужского фактора как причины бесплодного брака приходится до 40% [4–8]. Существенную роль в нарушении репродуктивного здоровья играют воспалительные и инфекционные заболевания урогенитального тракта [9–12]. За последние 5 лет их частота выросла в 1,5 раза, причем вклад этих заболеваний в ухудшение репродуктивного здоровья мужского населения составляет более 50% [13]. Согласно современным представлениям, основным патогенетическим фактором многих заболеваний и патологических состояний, сопровождающихся нарушением биологических барьеров клеточных мембран, является активация свободнорадикальных окислительных реакций. Изменение активности этого процесса приводит к нарушению функции клетки и как следствие – к развитию патологии [14]. Классическим примером свободнорадикальных процессов в организме является перекисное окисление липидов (ПОЛ), протекающее преимущественно в биологических мембранах. Образующиеся в процессе ПОЛ ненасыщенные альдегиды являются мутагенами и обладают выраженной цитотоксичностью: подавляют активность гликолиза и окислительного фосфорилирования, ингибируют синтез белка и нуклеиновых кислот, различных цитозольных и мембраносвязанных ферментов, окисляют белковые SH-группы. Интермедиаты ПОЛ – гидроксильный и алкоксильный радикалы, индуцируют фрагментацию или поперечные сшивки белковых молекул. Окисление липидных молекул под действием активных форм кислорода (АФК) приводит к необратимому изменению или повреждению мембранных структур, нарушению их проницаемости для ионов [15]. Процессам ПОЛ принадлежит существенная роль в регуляции метаболизма мембранных липидов, изменении физико-химических свойств и в проницаемости биологических мембран в физиологических условиях. Известно, что активность процессов липопероксидации зависит от соотношения активности прооксидантных и антиоксидантных систем. Избыточная интенсивность ПОЛ может быть результатом как повышения активности прооксидантных систем или антиоксидантной недостаточности, так и сочетания этих факторов. Таким образом, при чрезмерном накоплении продуктов ПОЛ в организме развивается синдром липидной пероксидации, который включает такие патологические составляющие, как повреждение липопротеидов и белков, инактивация ферментов, нарушение клеточного деления и фагоцитоза, и может оказаться одной из причин формирования различных патологических состояний – воспаления, дистрофии, функциональных нарушений и заболеваний инфекционной природы [16].
При инфекциях усиливаются процессы ПОЛ практически во всех тканях мужской мочеполовой системы, что приводит к повреждению клеточных мембран, снижению рецепции местных тканевых гормонов, нарушению экспрессии рецепторов андрогенов в тестикулах, снижению обеспеченности тканей кислородом и активности антиоксидантных систем [17]. Результаты изучения механизма повреждения сперматозоидов при инфекционном процессе свидетельствуют о том, что активный кислород под влиянием инфекций оказывает негативное воздействие на подвижность сперматозоидов [18]. Доказано, что спермальный оксидативный стресс приводит к пероксидантному повреждению плазматической мембраны и потере целостности ДНК сперматозоидов [19, 20].
В структуре урогенитальных инфекций ведущее место принадлежит хламидиозу, доля которого составляет от 15 до 60% от общего числа заболеваний. Урогенитальным хламидиозом в мире страдают до 90 млн человек, что в свою очередь ведет к колоссальным экономическим потерям [21]. Широкое распространение хламидийной инфекции, недостаточная изученность патогенеза заболевания, трудности терапии, возникающие осложнения обусловливают возрастающий интерес исследователей к этой проблеме [22]. Особенности жизненного цикла и низкая иммуногенность С. trachomatis, сложные ассоциации микроорганизмов, наблюдаемые у большинства больных, часто затрудняют интерпретацию полученных результатов лабораторных исследований и носят разноречивый характер. Воспалительный процесс при хламидиозе характеризуется не только иммунным сдвигом, но и активностью ПОЛ и компонентов антиоксидантной системы. В ответ на хламидийную инфекцию происходит активация процесса ПОЛ продуктами распада тканей и угнетение антиоксидантной защиты. Данные изменения существенно зависят от выраженности патологических изменений в мочеполовом тракте, что характерно для любого хронического процесса [23]. Показано достоверное повышение концентрации одного из маркеров ПОЛ – малонового диальдегида (МДА) – и снижение содержания природного антиокислителя α-токоферола и расчетного показателя антиоксидантной защиты – антиоксидантного коэффициента (АОК), что характерно для хронизации воспалительного процесса и подтверждает факт участия продуктов пероксидации в распространении воспалительного процесса в мочеполовом тракте [23]. Эффект повреждения АФК, в том числе и перекисью водорода, в большей степени зависит не от активации ПОЛ, а от уровня антиоксидантной защиты. Проведенные исследования [17, 19, 21, 23] подтверждают необходимость комплексного подхода к оценке характеристик «оксидантного взрыва», которые не только отражают хронизацию протекающего процесса, но и являются критерием периодов обострений хламидиоза.
Особое место среди инфекционных причин воспалительных процессов в мужских репродуктивных органах занимает трихомонадная инфекция. Урогенитальный трихомоноз имеет высокий удельный вес среди инфекций, передаваемых половым путем (ИППП), и составляет 40–42% [24]. Актуальность изучения трихомоноза обусловлена не только широким распространением, опасностью для здоровья заболевшего человека, но и тяжелыми последствиями в виде осложнений, которые могут быть причиной бесплодия, патологии беременности, родов, новорожденного, детской смертности, неполноценности потомства и др. [24–26].
В ходе ряда исследований установлено, что воспалительные заболевания урогенитального тракта, обусловленные трихомонадной инфекцией, сопровождаются активацией ПОЛ уже на самых ранних стадиях заболевания независимо от локализации воспалительного процесса, способствуя дисбалансу про- и антиоксидантных систем. Избыточная продукция АФК на фоне трихомонадной инфекции приводит к повреждению мембраны сперматозоидов, снижению их подвижности и нарушению оплодотворяющей способности [25]. Исследования Е.А. Кириленко и соавт. [26] свидетельствуют о том, что в эякуляте мужчин с инфекционными заболеваниями урогенитального тракта и патоспермией происходят изменения процессов ПОЛ, которые характеризуются нарушением баланса между уровнем продуктов процессов липопероксидации и активностью компонентов антиоксидантной системы. Эти изменения соответствуют состоянию окислительного стресса и возникают в тех случаях, когда скорость образования свободных радикалов превышает нейтрализующую способность компонентов системы АОЗ (антиоксидантной защиты) организма.
Одной из наиболее распространенных и плохо контролируемых вирусных инфекций человека является герпесвирусная инфекция. Свыше 90% населения мира инфицировано вирусами герпеса и у 20–35% из них развиваются полиморфные клинические проявления [27]. В ходе динамических исследований установлено, что степень повышения уровня МДА в сыворотке крови больных герпесвирусной инфекцией зависит от тяжести патологического процесса. Показано закономерное возрастание содержания МДА у пациентов с максимальным значением концентрации данного продукта липопероксидации в период обострения генитального герпеса. В период клинической ремиссии наблюдается достоверное снижение концентрации МДА. Наиболее выраженные изменения изучаемого показателя отмечаются у пациентов с тяжелым и среднетяжелым течением заболевания. При этом у больных рецидивирующим генитальным герпесом отмечается достоверное снижение активности внутриклеточного антиоксиданта супероксидисмутазы (СОД). По мере стихания клинических проявлений одновременно с улучшением общего состояния на фоне лечения происходит повышение активности СОД [27].
Признаки оксидативного стресса также выявлены в сперме пациентов с простатитом, когда происходит накопление АФК с активацией свободнорадикального окисления, и у мужчин с инфекцией вторичных половых органов, которая обусловлена, с одной стороны, повышением уровня свободных радикалов, с другой – подавлением общей антиоксидантной способности [28]. Известно, что при хронических воспалительных заболеваниях предстательной железы происходит накопление АФК с активацией свободнорадикального окисления биополимеров и как следствие – повреждение сперматозоидов, снижение их функциональной активности [29–32]. В эякуляте больных хроническим абактериальным простатитом установлено снижение числа живых сперматозоидов, активноподвижных сперматозоидов, а также увеличение количества разнообразных дефектных форм сперматозоидов. При этом концентрация продуктов липопероксидации у таких пациентов выше, чем в контрольной группе, а активность антиоксидантных ферментов, напротив, снижена. Предполагают, что усиление процессов перекисного окисления биополимеров на фоне сниженной антиоксидантной защиты в эякуляте является одной из причин изменений спермограммы [33].
У пациентов, страдающих хронической сочетанной протозойно-урогенитально-вирусной инфекцией, отмечены интенсификация показателей ПОЛ и угнетение общей антиокислительной активности (АОА). Это свидетельствует о том, что при данных видах микстинфекции разрушается фосфолипидный слой клеточных мембран с ускоренным окислением липидов и нарастанием интоксикации. Значимое повышение содержания диеновых конъюгатов (ДК) – первичных продуктов ПОЛ у этой категории пациентов сопровождается существенным снижением МДА, по-видимому, за счет его нейтрализации в реакции с молекулами, составляющими клеточные структуры. Образующиеся при этом соединения не способны выполнять необходимые клетке функции и подлежат удалению. Данный эффект обусловлен, вероятно, интенсивным процессом шиффообразования: уровень шиффовых оснований (ШО) значительно возрастает, а индекс ШО/МДА при этом увеличивается почти в 3 раза по сравнению с нормой. Таким образом, активация процессов ПОЛ в плазме крови у больных хронической микстинфекцией с накоплением продуктов деградации клеточных структур сочетается со снижением у них общей АОА плазмы [34].
Резюмируя вышеизложенное, важно отметить, что в зависимости от патологического состояния процессы липопероксидации имеют свои особенности. Анализ данных литературы свидетельствует об изменении показателей системы ПОЛ–АОЗ у мужчин при различных воспалительных и инфекционных заболеваниях и подтверждает наличие у них окислительного стресса. При инфекциях усиливаются процессы ПОЛ практически во всех тканях мужской мочеполовой системы, что приводит к разрушению клеточных мембран, снижению рецепции местных тканевых гормонов, нарушению экспрессии рецепторов андрогенов, снижению обеспеченности тканей кислородом и активности антиоксидантных систем, кроме того, могут образовываться перекиси нуклеиновых оснований ДНК, что служит причиной разрывов цепи ДНК и изменения структуры хроматина. Необходимо отметить, что коррекция процессов ПОЛ при инфекционных заболеваниях должна быть направлена на устранение нарушений кислородного метаболизма в фагоцитах и защиту тканей организма от повреждающего действия АФК. При этом необходимо учитывать состояние системы ПОЛ как макро,- так и микроорганизмов, набор факторов патогенности возбудителя, а также стадию инфекционного процесса.
2. Zagarskih E.Ju., Labygina A.V., Kurashova N.A. Experience ofnormogonadotropic treatment of infertility in men Urologija. 2014;5:87–89. Russian (Загарских Е.Ю., Лабыгина А.В., Курашова Н.А. Опыт лечения нормогонадотропного бесплодия у мужчин. Урология. 2014;5:87–89).
3. Nashivochnikova N.A., Krupin V.N., Selivanova S.A. Antioxidant therapy for infertile marriage. Urologija. 2015;3:71–4. Russian (Нашивочникова Н.А., Крупин В.Н., Селиванова С.А. Антиоксидантная терапия бесплодного брака. Урология. 2015;3:71–74).
4. Bozhedomov V.A., Gromenko D.S., Ushakova I.V. Toropceva M.V., Galimov Sh.N., Aleksandrova L.A., Teodorovich O.V., Suhih G.T. Oxidative stress of spermatozoa in pathogenesis of male infertility. Urologija. 2009;2:51–56. Russian (Божедомов В.А., Громенко Д.С., Ушакова И.В. Торопцева М.В., Галимов Ш.Н., Александрова Л.А., Теодорович О.В., Сухих Г.Т. Оксидативный стресс сперматозоидов в патогенезе мужского бесплодия. Урология. 2009;2:51–56).
5. Khyshiktuyev B.S., Koshmelev A.A. Specific features of changes in the phospholipid composition of seminal fluid in male infertility. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2010;7:27–30. Russian (Хышиктуев Б.С., Кошмелев А.А. Особенности изменений фосфолипидного состава семенной жидкости у мужчин с нарушением фертильности. Клиническая лабораторная диагностика. 2010;7:27–30).
6. Gamidov S.I., Ovchinnikov R.I., Popova A.Ju. Male infertility and erectile dysfunction: effect of inhibitors of phosphodiesterase 5-th type on spermatogenesis. Russkij medicinskij zhurnal. 2015;11(23):626–629. Russian (Гамидов С.И., Овчинников Р.И., Попова А.Ю. Мужское бесплодие и эректильная дисфункция: влияние ингибиторов фосфодиэстеразы 5-го типа на сперматогенез. Русский медицинский журнал. 2015;11(23):626–629).
7. Kolesnikova L.I., Kolesnikov S.I., Kurashova N.A., Bairova T.A. Causes and Factors of Male Infertility. Vestnik RAMN. 2015;5:579–584. Russian (Колесникова Л.И., Колесников С.И., Курашова Н.А., Баирова Т.А. Причины и факторы риска мужской инфертильности. Вестник РАМН. 2015;5:579–584. Doi: 10.15690/vramn.v70.i5.1445).
8. Agarwal A. A., Mulgund A. Hamada M. Chyatte unique view on male infertility around the globe. Reprod. Biol. Endocrinol. 2015;13:37.
9. Suturina L.V., Neronova N.A., Kirilenko E.A., Ataljan A.V., Nikiforova T.I. The results of a survey of infertile couples with infections of the urogenital tract. Sibirskij medicinskij zhurnal (Irkutsk). 2008;5(80):69–72. Russian (Сутурина Л.В., Неронова Н.А., Кириленко Е.А., Аталян А.В., Никифорова Т.И. Результаты обследования бесплодных пар с инфекциями урогенитального тракта. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2008;5(80):69–72).
10. Onopko V.F., Chemezov A.P., Argunov A.V. The influence of nonspecific inflammatory processes of the urogenital tract in men on their fertility. Bjulleten’ VSNC SO RAMN. 2013;5(93):69–71. Russian (Онопко В.Ф., Чемезов А.П., Аргунов А.В. Влияние неспецифических воспалительных процессов урогенитального тракта у мужчин на их фертильность. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2013;5(93):69–71).
11. Pozdnjakova O.N., Dolgih M.Ju. The analysis of the current incidence of sexually transmitted infections in Novosibirsk. Medicina i obrazovanie v Sibiri. 2015;3:32. Russian (Позднякова О.Н., Долгих М.Ю. Анализ современной заболеваемости инфекциями, передаваемыми половым путем, в г. Новосибирске. Медицина и образование в Сибири. 2015;3:32).
12. Chereshnev V.A., Pichugova S.V., Tulakina L.G., Rozanova S.M., Sbitneva N.N., Rybina I.V., Bejkin Ja.B. Morphological and functional changes of spermatozoa in the urogenital infection. Vestnik Ural’skoj medicinskoj akademicheskoj nauki. 2013;2(44):88–92. Russian (Черешнев В.А., Пичугова С.В., Тулакина Л.Г., Розанова С.М., Сбитнева Н.Н., Рыбина И.В., Бейкин Я.Б. Морфофункциональные изменения сперматозоидов при урогенитальной инфекции. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2013;2(44):88–92).
13. Kaprin A.D., Apolihin O.I., Sivkov A.V. Analysis of uronephrological morbidity and mortality in Russian Federation for 2003–2013. Jeksperimental’naja i klinicheskaja urologija. 2015;2:4–13. Russian. (Каприн А.Д., Аполихин О.И., Сивков А.В. Анализ уронефрологической заболеваемости и смертности в Российской Федерации за 2003–2013 гг. Экспериментальная и клиническая урология. 2015;2:4–13).
14. Bartz R.R., Piantadosi C.A. Clinical review: oxygen as a signaling molecule. Crit Care. 2010;14(5):234.
15. Burton, G.J., Jauniaux E. Oxidative stress. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2011;25(3):287–299.
16. Kolesnikova L.I., Kurashova N.A., Grebenkina L.A., Labygina A.V., Suturina L.V., Dashiev B.G., Darzhaev Z.Ju., Vlasov B.Ja. Metabolic aspects of reproductive health disorders in men.. V sbornike: Muzhskoe zdorov’e sbornik nauchnyh trudov VII Rossijskogo kongressa s mezhdunarodnym uchastiem. 2011:277–278. Russian (Колесникова Л.И., Курашова Н.А., Гребенкина Л.А., Лабыгина А.В., Сутурина Л.В., Дашиев Б.Г., Даржаев З.Ю., Власов Б.Я. Метаболические аспекты нарушения репродуктивного здоровья у мужчин. В сборнике: Мужское здоровье сборник научных трудов VII Российского конгресса с международным участием. 2011:277–278).
17. Aitken R., Iuliis G. De, Finnie J. Analysis of the relationships between oxidative stress, DNA damage and sperm vitality in a patient population: development of diagnostic criteria. Hum. Reprod. 2010;10(25):2415–2426.
19. Gharagozloo P., Aitken R. The role of sperm oxidative stress in male infertility and the significance of oral antioxidant therapy. Hum. Reprod. 2011;7(26):1628–1640.
20. Clyne M. Male factor infertility: effects of ROS and vitamin E on sperm. Nat. Rev. Urol. 2012;2(9):62.
21. Golden M.R., Schillinger J.A., Miller W.C. Epidemiology of chlamydial infection: are we losing ground? Sex Transm. Infect. 2008;84:82–86.
22. Gullette D.L., Rooker J.L., Kennedy R.L. Factors associated with sexually transmitted infections in men and women. Commun. Hlth. Nurs. 2009;26(30):121–130.
23. Shebzuhova F.K., Bondar’ T.P. Alteration of immune status and antioxidant protection in women with urogenital chlamydiosis. Saratovskij nauchno-medicinskij zhurnal. 2010;1(6):111–113. Russian (Шебзухова Ф.К., Бондарь Т.П. Изменение иммунного статуса и антиоксидантной защиты у женщин с урогенитальным хламидиозом. Саратовский научно-медицинский журнал. 2010;1(6):111–113).
24. Kolesnikova L.I., Vlasov B.Ja., Neronova N.A., Kirilenko E.A., Ataljan A.V., Kurashova N.A., Batunova E.V., Bardaeva Ju.M., Tonkoshkurova T.Ju. Condition reproductive function and processes of lipid peroxidation-antioxidant protection in men with chronic monotrichomoniasis infection. Fundamental’nye issledovanija. 2011;1:76–81. Russian (Колесникова Л.И., Власов Б.Я., Неронова Н.А., Кириленко Е.А., Аталян А.В., Курашова Н.А., Батунова Е.В., Бардаева Ю.М., Тонкошкурова Т.Ю. Состояние репродуктивной функции, процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у мужчин с хронической монотрихомонадной инфекцией. Фундаментальные исследования. 2011;1:76–81).
25. Tihomirov A.L. Urogenital trichomoniasis. Lechashhij vrach. 2003;7:10–14. Russian (Тихомиров А.Л. Урогенитальный трихомониаз. Лечащий врач. 2003;7:10–14).
26. Kolesnikovа L.I., Kurashova N.A., Dolgih M.I., Neronova N.A., Kirilenko E.A. The lipid peroxidation processes in males with chronic mono trichomonal infection against the background of intake of triethanolammonium salt of 2-methyl phenoxiacetic acid. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2015;1(60):16–19. Russian (Колесникова Л.И., Курашова Н.А., Долгих М.И., Неронова Н.А., Кириленко Е.А. Состояние процессов липопероксидации у мужчин с хронической монотрихомонадной инфекцией на фоне приема триэтаноламмониевой соли 2-метилфеноксиуксусной кислоты. Клиническая лабораторная диагностика. 2015;1(60):16–19).
27. Kambachokova Z.A. The state of processes of lipid peroxidation and antioxidant system in patients with recurrent genital herpes. Zhurnal infektologii. 2011;2(3):63–67. Russian (Камбачокова З.А. Состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы у больных с рецидивирующим генитальным герпесом. Журнал инфектологии. 2011;2(3):63–67.
28. Kurashova N.A. Features of oxidative stress in various pathological conditions in men of reproductive age. Bjulleten’ SO RAMN. 2012;2–2(84):164–167. Russian (Курашова Н.А. Особенности окислительного стресса при различных патологических состояниях у мужчин репродуктивного возраста. Бюллетень СО РАМН. 2012;2–2(84):164–167).
29. Osadchuk L.V., Popova A.V., Voroshilova N.A. Infuence of prostatitis and varicocele on reproductive function of young men. Jeksperimental’naja i klinicheskaja urologija. 2014;2:77–81. Russian (Осадчук Л.В., Попова А.В., Ворошилова Н.А. Влияние простатита и варикоцеле на репродуктивные показатели молодых мужчин. Экспериментальная и клиническая урология. 2014;2:77–81).
30. Bozhedomov V.A., Semenov A.V., Konyshev A.V., Lipatova N.A., Pacanovskaja G.M., Bozhedomova G.E., Tret’jakov A.V. Reproductive function in men with chronic prostatitis: clinical, disease history and microbiological risk aspects. Urologija. 2015;1:70–78. Russian (Божедомов В.А., Семенов А.В., Конышев А.В., Липатова Н.А.,Пацановская Г.М., Божедомова Г.Е., Третьяков А.В. Репродуктивная функция мужчин при хроническом простатите: клинико-анамнестические и микробиологические аспекты. Урология. 2015;1:70–78).
31. Alshahrani S., McGill J., Agarwal A. Prostatitis and male infertility. J Reprod Immunol.2013;pii: S0165-0378(13)00074-0.
32. Agarwal A., Sharma R.К., Sharma R., Assidi M, Abuzenadah AM, Alshahrani S, Durairajanayagam D, Sabanegh E. Characterizing semen parameters and their association with reactive oxygen species in infertile men. Reprod. Biol. Endocrinol. 2014;12:33.
33. El’chaninova S.A., Popovceva A.V., Zolovkina A.G., Aliev R.T., Nozdrachev N.A., Krajnichenko S.V., Nejmark A.I. Characteristics of a spermogram and metabolic parameters of active oxygen forms in the ejaculate of patients with chronic abacterial prostatitis. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2009;7:21. Russian (Ельчанинова С.А., Поповцева А.В., Золовкина А.Г., Алиев Р.Т., Ноздрачев Н.А., Крайниченко С.В., Неймарк А.И. Особенности спермограммы и показателей метаболизма активных форм кислорода в эякуляте больных хроническим абактериальным простатитом. Клиническая лабораторная диагностика. 2009;7:21).
34. Luk’janov I. Je., Kozin Ju. I., Belovol A. N. The features of processes of lipid peroxidation and antioxidant protection in patients with concomitant protozoal-urogenital mixed infection with ozone therapy. Mezhdunarodnyj medicinskij zhurnal. 2013:3:56–61. Russian (Лукьянов И.Э., Козин Ю.И., Беловол А.Н. Особенности процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у больных с сочетанной протозойно-урогенитальной микст-инфекцией при озонотерапии. Международный медицинский журнал. 2013:3:56–61).