Влияние цинка на мужскую фертильность

Микроэлементы служат важным фактором здоровья человека. Они необходимы для нормального роста, развития, размножения и других физиологических функций. Среди них особое внимание уделяется цинку, который относится к эссенциальным микроэлементам и принимает участие в функционировании многих систем организма. Накапливается экспериментальный материал, указывающий на значительную роль цинка в механизмах регуляции мужской репродуктивной системы, включая сперматогенез. Цинк присутствует в семенной плазме в значительно более высокой концентрации, чем в сыворотке крови и других жидкостях организма. Концентрация цинка в семенной плазме тесно связана с концентрацией сперматозоидов в эякуляте, их подвижностью и морфологией. У бесплодных мужчин при недостатке элемента добавление цинка в рацион питания увеличивает объем эякулята, долю подвижных и морфологически нормальных сперматозоидов, что значительно повышает качество спермы. Цинк, являясь структурным элементом большого числа макромолекул и ферментов, проявляет в семенниках антиоксидантные, антибактериальные и антиапоптотические свойства. Цинк можно рассматривать как микроэлемент с большим потенциалом для профилактики и лечения мужского бесплодия и субфертильности. Цель настоящего обзора – провести анализ опубликованных работ и систематизировать информацию о влиянии цинка на мужскую фертильность и о его свойствах, связанных с качеством спермы и успешным оплодотворением.

По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), бесплодие – это неспособность сексуально активной, не использующей контрацепцию пары, достичь беременность в течение одного года [1]. Наиболее часто при определении бесплодия имеется в виду бесплодие женщины-партнера, однако статистика указывает на то, что мужской фактор служит причиной бесплодия примерно в половине случаев [2, 3].

За последние несколько десятилетий в различных регионах мира наблюдается снижение фертильности мужчин и ухудшение качества спермы, что выражается в снижении концентрации сперматозоидов в эякуляте, уменьшении доли подвижных и морфологически нормальных сперматозоидов, а также в увеличении доли мужского фактора в бесплодных парах [4, 5]. Согласно данным отечественных исследователей, в Российской Федерации за 2000–2018 гг. отмечено увеличение общего количества зарегистрированных мужчин с бесплодием – с 22 348 до 47 886 (прирост в 2,1 раза). Первичная заболеваемость также увеличилась с 8993 до 16 357 (прирост в 1,8 раза), а во всех федеральных округах, кроме Дальневосточного, возросла частота регистрации мужского бесплодия [6].

Эти факты побудили многих исследователей к поиску причин, снижающих мужской репродуктивный потенциал. Определен ряд генетических и средовых факторов, негативно влияющих на мужскую фертильность [7–15]. Среди средовых факторов особое внимание уделяется ожирению, диете (полноценному питанию), антропогенному загрязнению внешней среды, курению, употреблению наркотиков и алкоголя, малоподвижному образу жизни и инфекционным заболеваниям органов репродуктивной системы. Однако около 30% случаев мужского бесплодия остаются с невыясненными причинами и относятся к идиопатическому бесплодию [16–17]. Дополнительные знания о причинах мужской субфертильности и бесплодия имеют решающее значение для получения фундаментальных знаний о механизмах регуляции мужской репродуктивной функции, а также для эффективного лечения бездетных пар.

Микроэлементы служат важным фактором поддержания здоровья человека. В качестве основного источника микроэлементов выступают продукты питания и диета, содержащая их адекватное количество. Нарушение микроэлементного гомеостаза приводит к развитию патологических состояний и заболеваний, в том числе и репродуктивной системы [18, 19]. Группа микроэлементов, которая включает Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, I, Mn, Al, Pb, Cd, B, Rb, получила название эссенциальных. Они содержатся в организме в количествах от сотен миллиграммов до нескольких граммов, участвуют в регуляции жизнедеятельности на всех этапах развития организма, являясь необходимым компонентом сложных физиологических систем. Наиболее характерной особенностью современного человека является дефицит эссенциальных микроэлементов, который возникает из-за неправильного питания, в частности из-за недостаточного содержания микроэлементов в рационе или повышенных потребностей организма. Современное определение микроэлементной эссенциальности гласит, что элемент считается эссенциальным для организма, когда снижение его содержания ниже определенного предела приводит к снижению физиологически важной функции, или, когда такой элемент является неотъемлемой частью органической структуры, предопределяющей жизненно важную функцию [19].

В последние годы значительный интерес представляют исследования, в которых изучается влияние эссенциальных микроэлементов на функционирование мужской репродуктивной системы, включая сперматогенез и гипоталамо-гипофизарно-тестикулярную функцию [19–24]. Поскольку одной из причин снижения мужского репродуктивного потенциала, наблюдаемого во многих странах мира, является нарушение структуры питания и образа жизни, часть идиопатического мужского бесплодия и субфертильности может быть объяснена дисбалансом эссенциальных микроэлементов в мужском организме. Имеется ряд исследований, указывающийх на значительное влияние эссенциального микроэлемента цинка (Zn) на сперматогенез, функциональные свойства сперматозоидов и уровень репродуктивных гормонов. Цель настоящего обзора – провести анализ опубликованных работ и систематизировать информацию о роли гомеостаза Zn в поддержании мужской фертильности и свойствах Zn, связанных с качеством спермы и успешным оплодотворением.

Биологическая роль цинка в организме

Цинк – второй микроэлемент после железа по распространенности и содержанию в тканях и органах человека.

В теле человека содержится 2–3 г Zn, а суточная потребность составляет 12–15 мг. Цинк поступает в организм с пищей, всасывается из кишечника (преимущественно в тонкой кишке) в кровь, откуда его большая часть поступает в мышцы, печень, кости и простату. В ряде тканей и органов ионы цинка содержатся в достаточно высоких концентрациях – это простата, печень, желудочно-кишечный тракт, почки, кожа, легкие, надпочечники, мозг, сердце, глаза, поджелудочная железа, однако независимо от распределения в организме Zn проявляет важные физиологические эффекты даже в тех органах и тканях, где его запасы н...

Л.В. Осадчук, А.Д. Даниленко, А.В. Осадчук