Взаимосвязь функционального и ультраструктурного статуса сперматозоидов (на основании электронной микроскопии и теста на связывание сперматозоидов с гиалуроновой кислотой)

Введение. Стандартная диагностика мужского бесплодия включает проведение спермограммы в соответствии с актуальными рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Однако базового исследования эякулята недостаточно для выявления причин неудачных попыток зачатия, прерывания беременности на ранних сроках развития, неэффективных протоколов ВРТ. Современные методы включают электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов (ЭМИС), которое позволяет визуализировать их ультраструктурные элементы и НВА-тест (Hyaluronan Binding Assay, HBA test, тест на связывание сперматозоидов с гиалуроновой кислотой), оценивает функциональную зрелость сперматозоидов. Клиническая значимость данных методов заключается в возможности выявления скрытых нарушений сперматогенеза, оценки качества ДНК сперматозоидов, определения функциональной готовности гамет к оплодотворению. Цель исследования. Установление взаимосвязи между уровнем функциональной зрелости сперматозоидов, определяемой при помощи HBA-теста, и наличием ультраструктурных изменений, выявляемых при помощи электронно-микроскопического исследования сперматозоидов. Материалы и методы. В ретроспективное исследование были включены 98 мужчины, обратившихся в клинику по причине бесплодия в браке. Средний возраст – 33,5±4,2 года, длительность бесплодия составила 2,4±1,9 года. Всем мужчинам были выполнены УЗИ органов мошонки, определение уровня тестостерона, ЛГ, ФСГ, пролактина, эстрадиола в сыворотке крови, спермограмма, НВА-тест, ЭМИС. Исследование спермы на оба теста производились из одной порции эякулята. Мужчины были стратифицированы на две группы: 1-я группа – пациенты с НВА тест <65% (n=21) и 2-я группа с НВА-тест >65% (n=77). Исследуемые группы не отличались по возрасту, антропометрическим данным, показателям гормонального профиля, частоте встречаемости варикоцеле и вредных привычек. Результаты. Анализ показателей спермограммы выявил достоверное снижение (р<0,01) основных параметров эякулята в группе с недостаточной функциональной зрелостью сперматозоидов в сравнении с группой контроля: количество сперматозоидов в 1 мл (38,8±10,3 млн/мл и 64 ±5,8 млн/мл, соответственно), общее количество сперматозоидов в эякуляте (125±32,5 млн и 229 ±23,1 млн), прогрессивная подвижность (44,8±5,4 и 60±2,5%), морфология (1,9±0,7 и 3,6±0,42%). По данным ЭМИС, присутствие акросомы на головке сперматозоидов (R=0,343, р=0,002) и наличие постакросомальной пластинки (R=0,248, р=0,024) имели слабую положительную корреляционную связь с НВА-тестом, в то время как уменьшенный размер акросомы (R=-0,227, р=0,039) и среагировавшие акросомы (R=-0,295, р=0,007) слабую отрицательную корреляцию с НВА-тестом. Нарушение конденсации хроматина (R=-0,353, р=0,001) и присутствие цитоплазматической капли на головке или шейке сперматозоида (R=- 0,427, р=0,001) имело отрицательную корреляцию с НВА-тестом. У пациентов с НВА-тестом <65% имеется положительная корреляционная связь с присутствием акросомы (R=0,759, р=0,0001), ее нормальным положением (R=0,557, р=0,009), нормальным строением аксонемы (R=0,449, р=0,041) и отрицательная корреляционная связь с уменьшенным размером акросомы (R=-0,541, р=0,011), среагировавшей акросомой (R=-0,683, р=0,001), нарушением структуры хроматина (R=-0,467, р=0,033) по данным ЭМИС. Заключение. Недостаточная способность сперматозоидов к связыванию с гиалуроновой кислотой сопровождается ультраструктурными изменениями. Оценка функциональной зрелости сперматозоидов с помощью НВА-теста является предиктором ультраструктурных нарушений в сперматозоидах и имеет большое клиническое значение.

Введение. Репродуктивные нарушения мужского генеза представляют собой наиболее актуальную проблему современной андрологии, определяющую половину всех случаев бесплодия в популяции репродуктивного возраста. Репродуктивная медицина все чаще сталкивается с необходимостью детального изучения функциональных свойств сперматозоидов. Стандартный спермиологический анализ представляет собой комплексную диагностическую методику, включающую мультипараметрическую оценку эякулята. Исследование базируется на двух основных направлениях: макроскопическое, включающее в себя: определение объема семенной жидкости, анализ реологических свойств (вязкость, консистенция), цветометрические характеристики, определение pH-показателя; микроскопическое исследование предполагает количественную оценку сперматозоидов (концентрация, общее количество), анализ кинематических характеристик (подвижность, траектория движения) и морфометрическую оценку структурных элементов [1].

Стандартные методы спермиологического исследования в соответствии с рекомендациями ВОЗ, основанные на морфологических критериях, не всегда коррелируют с оплодотворяющей функцией гамет.

Диагностическая ценность стандартного спермиологического исследования ограничена следующими факторами: отсутствием комплексной оценки, функциональной способности сперматозоидов, невозможностью прогнозирования их оплодотворяющей способности в условиях in vitro, недостаточной информативностью относительно функциональной активности в условиях in vivo, отсутствием данных о молекулярно-биологических характеристиках мужских гамет [2].

Знаковое явление представляет собой парадоксальная фертильность, при котором пациенты с нормозооспермией демонстрируют как полную фертильность, так и снижение или утрату способности к оплодотворению. Данный феномен предполагает ограниченность традиционных спермио­логических методов прогнозирования репродуктивных способностей мужчины [3].

Концепция диагностики фертилизационных возможностей эякулята должна быть пересмотрена с учетом следующих положений: необходимость комплексной оценки функционального воздействия сперматозоидов, важность определения молекулярно-генетических маркеров, значимость оценки хроматина, проксимальной центриоли, состояние акросомы и акросомальной реакции, потребность в определении окислительного стресса, оценка способности к связыванию с гиалуроновой кислотой (ГК).

Клиническая практика демонстрирует, что стандартное исследование эякулята не обеспечивает достаточной информации для точных причин бесплодия, прогнозирования исходов программ вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), выявления молекулярно-генетических нарушений, определения причин ранних репродуктивных потерь.

Современные исследования [4–6] убедительно демонстрируют необходимость расширения диагностического алгоритма в дополнение к исследованию стандартных спермиологических показателей. Особенно это актуально в случаях идиопатического бесплодия, при неудачах в имплантации в программах ВРТ, привычных выкидышах или замерших беременностей на ранних этапах развития плода, отсутствия беременности при нормальных показателях спермограммы.

Таким образом, несмотря на информативность стандартного спермиологического анализа, его результаты требуют дополнительных тестов, подтверждающих функциональные возможности сперматозоидов для адекватной оценки оплодотворяющей способности эякулята.

В современной репродуктивной медицине для более углубленного анализа сперматозоидов применяются специализированные тесты, позволяющие оценить ультраструктурные характеристики и функциональную зрелость половых клеток. Особого внимания заслуживают современные диагностические методики, такие как электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов (ЭМИС) и тест на связывание сперматозоидов с ГК (НВА-тест, Hyaluronan Binding Assay, HBA test, тест на связывание сперматозоидов с гиалуроновой кислотой).

ЭМИС представляет собой высокотехнологичный морфологический метод, позволяющий визуализировать ультраструктурные особенности сперматозоидов при 10 000–50 000-кратном увеличении. Данный метод позволяет оценить целостность клеточных структур: визуализировать ультраструктурные изменения в акросоме (размеры, правильность ее расположения, наличие постакросомальной пластинки), ядре (форма, состояние хроматина), аксонеме жгутика, митохондриях (рис. 1). ЭМИС незаменим для диагностики субмикроскопических явлений, которые не обнаруживаются при обычном спермиологическом исследовании. Изменения, выявленные при исследовании, являются морфологическим субстратом снижения подвижности, пенетрационной способности сперматозоидов и могут быть причиной нарушений на ранних этапах эмбриогенеза [7, 8]. ЭМИС, как и все другие морфологические методы исследования эякулята, показывают структурные изменения и косвенно отображают функциональные возможности сперматозоидов.

В совре...

Артамонов А.А., Боголюбов С.В., Витязева И.И., Брагина Е.Е., Мун Т.В., Дедов И.И.