Влияние мелатонина на мужскую репродуктивную функцию (показатели эякулята)

В обзоре представлены современные научные данные о роли мелатонина в мужской репродуктивной системе в норме и при воздействии различных повреждающих факторов. Освещена роль окислительного стресса как одного из ведущих патофизиологических механизмов развития дисфункции мужской репродуктивной системы. Показано, что до 80% бесплодных мужчин имеют повышенный уровень активных форм кислорода в сперме. Приведены результаты исследований, посвященных изучению влияния мелатонина на показатели эякулята при воздействии различных повреждающих факторов. Продемонстрирована безопасность и высокая цитопротекторная активность мелатонина при криоконсервации сперматозоидов, воздействии химиотерапевтических препаратов, теплового стресса, радиации, радиочастотного излучения. Применение мелатонина при нарушениях мужской репродуктивной функции является перспективным направлением, однако требует тщательного изучения в клинических исследованиях.

Бесплодие является серьезной медико-социальной проблемой, затрагивающей миллионы пар во всем мире [1, 2]. Среди лиц репродуктивного возраста распространенность бесплодия составляет 17,5% [1]. На долю мужского фактора в структуре бесплодия приходится от 20 до 70% [3]. За последние 10 лет отмечен двукратный рост числа случаев мужского бесплодия [4].

Окислительный стресс – ключевой фактор нарушений репродуктивной функции

Этиология мужского бесплодия многофакторная и включает в себя как приобретенные, так и врожденные факторы [1]. На протяжении многих лет окислительный стресс является предметом изучения в качестве причинного фактора развития нарушений мужской репродуктивной функции [5]. Сообщается, что от 30 до 80% бесплодных мужчин имеют повышенный уровень активных форм кислорода в сперме, что свидетельствует о независимой роли окислительного стресса в этиологии мужского бесплодия [5, 7, 8]. Именно окислительный стресс признан основной причиной идиопатической формы мужской инфертильности [9].

Термин «окислительный стресс» отражает состояние, при котором количество активных форм кислорода превышает антиоксидантную способность организма [10]. Активные формы кислорода представляют собой высокореактивные окислительные свободные радикалы, которые образуются в том числе и в результате нормальных физиологических процессов и играют важную роль в передаче сигналов клетками и гомеостазе тканей [11]. В физиологических условиях активные формы кислорода обеспечивают стабильность хроматина и защищают ДНК от повреждений во время развития и созревания мужских половых клеток [11]. Они также необходимы для таких процессов, как капацитация сперматозоидов, гиперактивация и акросомная реакция [12, 13]. При этом дисбаланс, возникающий в результате избыточной выработки активных форм кислорода, может привести к окислительному стрессу, негативно влияющему на потенциал мужской фертильности и репродуктивные исходы [14]. Высокие уровни активных форм кислорода способствуют развитию патоспермии главным образом за счет снижения подвижности сперматозоидов и повышения уровня окисления ДНК, окисления белков и перекисного окисления липидов [7]. Окислительный стресс может приводить к нарушению процесса капацитации, повреждению мембраны сперматозоидов и ДНК, что может снизить способность сперматозоидов к оплодо­творению яйцеклетки [5]. Сперматозоиды очень уязвимы к воздействию активных форм кислорода из-за высокого содержания в них полиненасыщенных жирных кислот и небольшого количества цитоплазматических антиоксидантов. Полиненасыщенные жирные кислоты на плазматической мембране являются прямой мишенью для активных форм кислорода. Повреждение этих субстратов при окислительном стрессе приводит к образованию генотоксичных конечных продуктов, таких как малоновый диальдегид [8].

С высоким уровнем окислительного стресса связаны многие патологические состояния, вызывающие мужское бесплодие, в том числе варикоцеле, ожирение и метаболический синдром, воспалительные заболевания мужских половых органов, лейкоцитоспермия, а также бактериальные и вирусные инфекции [15, 16]. Сильнейшему окислительному стрессу сперматозоиды подвергаются во время криоконсервации [17, 18], широко применяемой в циклах вспомогательных репродуктивных технологий [3, 19]. Накоплению активных форм кислорода может способствовать также избыток железа в организме. Переизбыток железа может нарушить сперматогенез, а также работу органелл сперматозоидов, вызывая окислительный стресс и гибель клеток [20, 21]. В процессе сперматогенеза ферроптоз выступает в качестве потенциального регуляторного механизма для поддержания физиологического количества клеток [20]. Развитию ферроптоза может способствовать влияние различных факторов окружающей среды, курение, воздействие токсичных веществ, недостаток кислорода и глюкозы [22]. С ферроптозом связаны такие заболевания, как рак яичек, варикоцеле, крипторхизм и орхит [23, 24]. Апоптоз, играющий важное значение для правильного формирования половых клеток и поддержания соотношения половых клеток и клеток Сертоли в яичках [25], также зависит от уровня активных форм

Неймарк А.И., Давыдов А.В., Яковлев А.В., Ершов А.В.