Заболевания репродуктивной системы у детей и подростков (андрологические аспекты). Глава 2. ЭМБРИОГЕНЕЗ И НЕЙРОЭНДОКРИННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РЕПРОДУКТИВНО-ПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ У ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ (В. Е. Мирский, 2011)

2.1. Эмбриогенез и дифференцировка органов репродуктивно-половой системы

Прежде чем коснуться аспектов эмбриогенеза, следует напомнить некоторые постулаты и принципы функционирования генетического аппарата человека (см. цв. вкл., рис. 2.1; 2.2 и 2.3).

Первый уровень построения генома предполагает организацию дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) с гистоновыми белками – образование нуклеосом. Две молекулы специальных нуклеосомных белков образуют октамер в виде «катушки», на которую наматывается нить ДНК. На одной нуклеосоме размещается около 200 пар оснований. Между нуклеосомами остается фрагмент ДНК размером до 60 пар оснований, называемый линкером. Этот уровень укладки позволяет уменьшить линейные размеры ДНК в 6 – 7 раз (см. цв. вкл., рис. 2.4).

На следующем уровне нуклеосомы укладываются в фибриллу (соленоид). Каждый виток составляет 6 – 7 нуклеосом, при этом линейные размеры ДНК уменьшаются до 1 мм, то есть в 25 – 30 раз.

Третий уровень компактизации – петельная укладка фибрилл – образование петельных доменов, которые под углом отходят от основной оси хромосомы. Их можно увидеть в световой микроскоп как интерфазные хромосомы типа «ламповых щеток». Поперечная исчерченность, характерная для митотических хромосом, отражает в какой-то степени порядок расположения генов в молекуле ДНК.

Если у прокариот линейные размеры гена согласуются с размерами структурного белка, то у эукариот размеры ДНК намного превосходят суммарные размеры значимых генов. Это объясняется, во-первых, мозаичным, или экзон-интронным, строением гена: экзоны – фрагменты, подлежащие транскрипции, – чередуются с интронами – незначащими участками (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Гаплоидный набор хромосом у мужчины

Последовательность генов сначала полностью транскрибируется синтезирующейся молекулой РНК, из которой затем вырезаются интроны. Экзоны сшиваются, и в таком виде информация с молекулы иРНК считывается на рибосоме. Второй причиной колоссальных размеров ДНК является большое количество повторяющихся генов. Некоторые гены повторяются десятки или сотни раз, а есть и такие, у которых встречается до 1 млн повторов на геном. Например, ген, кодирующий рибосомальную РНК (рРНК), повторяется около 2 тыс. раз (см. цв. вкл., рис. 2.6; 2.7).

Развитие половых желез в эмбриогенезе (Балаболкин М. И., 2002) обусловлено набором половых хромосом, образующихся после оплодотворения яйцеклетки. Кариотип 46XX определяет развитие яичников, а 46XY – яичек.

Мужские и женские гонады развиваются из трех различных компонентов: целомического эпителия, мезенхимы и примордиальных герминальных клеток. Первичная половая дифференцировка – это процесс развития половых гонад, который начинается на 6 – 7-й неделе эмбрионального развития. Почки, надпочечники и половые железы развиваются в тесном взаимодействии, имеют общее происхождение и являются производными одной и той же области примитивной мезодермы. Под влиянием транскриптационных факторов, в частности фактора WT1 (туморосупрессор опухоли Вилмса), клетки мезодермы трансформируются в почечный примордиум и адреногенитальный примордиум. Последний под влиянием двух транскриптационных факторов – SF1 (ген стероидогенного фактора 1, СФ1) и DAX1 – в последующем развивается в кору надпочечника и первичную гонаду. Для развития и функционирования коры надпочечников и первичной гонады требуется нормальная экспрессия SF1. Принято считать, что его действие заключается не в инициации, а в поддержании развития и образования первичной гонады и ранней фазы развития репродуктивного тракта. Следует отметить, что за развитие коры надпочечников отвечает фактор транскрипции DAX1.

Ген SF1 у человека локализуется на хромосоме 9q33 и содержит семь экзонов, включая два некодирующих. SF1 является ядерно-рецепторным транскрипционным фактором и регулирует экспрессию многих генов, в том числе генов, кодирующих стероидогенез кортикостероидов. Исключительная важность SF1 в эмбриогенезе гонад подтверждается работой J. J. Acherman (1999), в которой доказано, что мутация гена SF1 сопровождается нарушением половой дифференцировки. У больного с женским фенотипом сразу после рождения отмечалась надпочечниковая недостаточность. Однако при обследовании был установлен мужской кариотип 46XY. Кроме того, в области живота определялись структуры протоков Мюллера и маленькие тестисподобные образования.

Кроме SF1, первичная роль в развитии примордиальной гонады бипотенциальных протоков принадлежит опухольсупрессорному фактору Вилмса (WT1, или ВО1). Локус гена WT1 у человека локализуется на хромосоме 11p13 и фактически состоит из двух генов – WT1 и WIT1. Экспрессия этого гена у эмбриона человека выявляется, начиная с 28-го дня беременности, в тканях производных мезодермы – почках, гонаде (клетки Сертоли), мезотелии, а также в спинном и головном мозге. Мутации гена WT1 идентифицированы у больных с Дэнис – Дрэш синдромом (DDS). Указанный синдром характеризуется триадой:

1) гонадальный дисгенез с нарушенной маскулинизацией у эмбриона мужского пола;

2) нефропатия;

3) предрасположенность к опухоли Вилмса.

Как показали исследования S. Barbaux (1997), при синдроме Фрейзера (FS) также имеется мутация гена WT1. Клиническая картина синдрома Фрейзера незначительно отличается от триады Дэнис – Дрэш синдрома и включает:

1) гонадальный дисгенез;

2) нарушенную маскулинизацию плода мужского пола;

3) прогрессивную гломерулопатию;

4) гонадобластому.

Описан также синдром, по клинической картине близкий синдрому Фрейзера, при котором имеет место гонадальный дисгенез.

Таким образом, на самых ранних стадиях развития примордиальной гонады и бипотенциальных протоков большое значение имеют гены SF1 и WT1, а для развития бипотенциальных протоков еще и ген Wnt4. Зародыш гонад (примордиальная гонада) бипотенциален и состоит из двух частей: кортикальной и медуллярной. При двух функционально нормальных Х-хромосомах кортикальная часть индифферентной гонады развивается в яичник. Гены, расположенные в перицентромерной области Y-хромосомы, определяют развитие медуллярной части в яичко. Однако процесс половой дифференцировки более специфичен и помимо указанных хромосом контролируется дополнительно несколькими генами. Этот процесс является растянутым во времени и одновременно координируется экспрессией одних генов и регрессом других.

Длительное время считалось, что гены, определяющие развитие бипотенциальной гонады в яичко, идентичны генам, которые кодируют H-Y-антиген, являющийся клеточно-поверхностным белком. Он способен оказывать непосредственное действие на дифференцировку первичной гонады в яичко. Однако тщательный анализ больных с различными нарушениями половой дифференцировки показал, что H-Y-антиген не идентичен Y-гену, контролирующему дифференцировку яичка. Еще W. K. Silvers установил, что H-Y-антиген локализуется на длинном плече Y-хромосомы и достаточно далеко от гена, определяющего развитие пола эмбриона. При детальном изучении карты хромосом у лиц с набором 46ХХ-половых хромосом при наличии яичек и мужского фенотипа установлено, что у них имеются участки последовательности Y-хромосомы на Х-хромосоме. На основании этого было высказано предположение, что на Y-хромосоме имеется участок последовательности, названный фактором, определяющим развитие яичка, который локализовался у этих больных в псевдоаутосомальной области. Ген, ответственный за развитие яичка, был идентифицирован D. C. Page [et al.] (1987), а клонированный ими участок хромосомы был назван ZFY. Указанная последовательность (ген ZFY) выявлялась у 46ХХ-фенотипичных мужчин, но отсутствовала у 46XY-фенотипичных женщин. Проведенные исследования позволяют считать, что ZFY является небольшой частью Y-хромосомы, сочетающейся с дифференцировкой плода. Однако у некоторых больных ZFY обнаруживали на аутосомах. Исследователи описали четырех мужчин с 46ХХ-набором половых хромосом, у которых наследуемый участок Y-хромосомы не включал ZFY (Palmer M. S. [at al.], 1990). Было установлено, что ZFY не является фактором, ответственным за развитие яичка. Почти одновременно другие ученые опубликовали уточняющие данные о локализации гена в области рY53.3, ответственного за пол эмбриона, назвав его SRY (Sinclair A. H. [et al.], 1990). По их мнению, SRY – истинный фактор, определяющий развитие яичка.

Он экспрессируется только в яичках и отсутствует в легких и почках взрослого мужчины. Область ДНК, в которой локализуется SRY, ответственна также за кодирование двух ключевых ферментов, участвующих в дифференцировке первичной гонады по мужскому типу: 1) ароматазы Р450, контролирующей конверсию тестостерона в эстрадиол; 2) фактора или гормона, ингибирующего развитие протоков Мюллера, который вызывает регресс указанных протоков и способствует дифференцировке тестикул.

Тем не менее, SRY участвует в процессах половой дифференцировки в тесном взаимодействии с геном Z (McElreavey K. [et al.], 1993). Его функция в норме заключается в угнетении специфических мужских генов. В случае нормального мужского генотипа 46XY ген SRY продуцирует белок, угнетающий ген Z, и специфические мужские гены активируются. При нормальном женском генотипе 46ХХ и отсутствии SRY ген Z активируется и угнетает специфический мужской ген, что создает условия для развития по женскому типу. У 46ХХ-мужчин также отсутствует ген SRY, и это сопровождается активацией гена Z с угнетением специфического мужского гена, вызывая развитие по женскому типу. У 46ХХ-мужчин при отсутствии у них SRY должна быть мутация гена Z, сопровождающаяся невозможностью его экспрессии, что способствует осуществлению дифференцировки по мужскому типу. Эта гипотеза объясняет и генез развития женского фенотипа при 46XY. У этих лиц имеется интактный ген SRY и, вероятно, мутация гена Z.

Ген SRY локализуется на коротком плече 6-й хромосомы (центромерно к псевдоаутосомальной области Yp 11.3), а продукт этого гена комплексуется с различными участками ДНК. Ген SRY выполняет основную роль в половой дифференцировке и способен вызвать развитие обратного пола. Он экспрессируется в половой полоске только в определенное время эмбрионального развития, когда происходит образование тестикулярных зачатков. Мутация и делеция этого гена имеется у XY-женщин.

Кроме того, ген SRY на уровне ДНК непосредственно регулирует активность других факторов транскрипции промоторной области гена ароматазы Р450, конвертирующей тестостерон в эстрадиол с угнетением этого процесса у эмбрионов мужского пола, а также ген антимюллерового гормона, ответственного за регрессию протоков Мюллера.

Несмотря на то что ген SRY принимает активное облигатное участие в превращении бипотенциальной гонады в яички, имеются данные, свидетельствующие о том, что одного указанного гена недостаточно для развития яичек (Ramos E. S. [et al.], 1996; Teebi A. S. [et al.], 1998). Имеются дополнительные области на Х-хромосоме и на аутосомах, участвующие в процессах трансформации первичной гонады в яичко. Помимо гена SRY, в указанных процессах половой дифференцировки мужской гонады важная роль принадлежит гену SOX9. К группе SOX-генов (SOX – гены, комплексирующиеся с областью SRY HMG) относят несколько генов (SOX1, SOX2, SOX3 и др.), участвующих в процессах половой дифференцировки первичной гонады. У человека ген SOX9 локализуется на хромосоме 17q 24 – 25 на участке, названном участком аутосомного изменения пола (SRA1), и кодирует транскрипционный фактор, играющий важную роль в развитии яичка, в частности, отвечает за дифференцировку клеток Сертоли (Morais da Silva [et al.], 1996). Экспрессия гена SOX9 определяется в яичках в области семявыносящих канальцев на 18-й неделе эмбрионального развития вслед за экспрессией гена SRY. Исследования последних лет позволяют считать, что ген SRY активирует экспрессию гена SOX9, который прямо или опосредованно участвует в развитии клеток Сертоли, тогда как ген DAX1 репрессирует SOX9, угнетая развитие клеток Сертоли и являясь непременным условием трансформации первичной гонады в яичники.

Сравнительно недавно доказано участие гена Dhh и белка этого гена в процессах взаимодействия клеток Сертоли с герминальными клетками (Bitgood M. J. [et al.], 1996). Экспрессию гена Dhh выявляют в предшественниках клеток Сертоли вскоре после активирования гена SRY, и она продолжается во взрослом состоянии. Белок гена Dhh регулирует стадию митоза и мейоза в мужских герминальных клетках. Так, в период эмбриогенеза он контролирует пролиферацию герминальных клеток, а во взрослом состоянии – их созревание.

Об участии Х-хромосомы в дифференцировке первичной гонады свидетельствуют клинические данные не только об ингибировании развития яичек в выявлении Х-связанных рецессивных форм XY-гонадального дисгенеза, но и при удвоении так называемой DSS-области, локализованной на Х-хромосоме. Этот DSS-локус (дозочувствительный локус, ответственный за пол) локализуется в области 160 kb хромосомы (160 kilobase, или 160 тысяч пар нуклеотидов) Хp21 (Bardoni B. [et al.], 1994). При удвоении этого локуса наблюдают регресс яичек даже при наличии интактного гена SRY. Делеция этой области не влияет на образование яичка. Данные исследователей позволяют считать, что DSS-область не воздействует на состояние гена, ответственного за пол. Следует отметить, что A. Ion [et al.] (1996) идентифицировали у больного талассемией еще один сцепленный с Х-хромосомой ген – ХН2. Он участвовал в развитии яичек, мутация которых была выявлена у наблюдаемого ими пациента.

Установлено, что на хромосомах 2q (Slavotinek A. [et al.], 1999); 9p (Veitia R. [et al.], 1997), 10q (Wilkie A. O. [et al.], 1993) и 17q локализуются аутосомные гены, вовлеченные в развития тестикул. Аутосомальные факторы ответственны за агонадию или синдром рудиментарных яичек, аплазию герминальных клеток и за развитие стрековых гонад у генетических женщин (Hiort O., Holterhus P. M., 2000).

Из перечисленных выше хромосом особое значение в процессах развития яичка принадлежит хромосоме 9р, на дистальном коротком плече которой локализуются области, участвующие в функции гена, ответственного за пол. Делеция этой области выявлена у больных с 46XY-гонадальным дисгенезом и обратным полом. У одного из таких пациентов заболевание сочеталось с гонадобластомой (McDonald M. T. [et al.], 1997). В последующем в области хромосомы 9р24.3 была идентифицирована локализация двух генов, участвующих в процессах становления пола (Raymond C. S. [et al.], 1999). Эти гены получили название DMRT1 и DMRT2. Окончательная роль и значение указанных генов в процессах половой дифференцировки устанавливаются, однако показано, что ген DMRT1 экспрессируется только в яичках взрослого человека.

В норме уже к 8-й неделе эмбрионального развития яички способны секретировать половые гормоны, которые и определяют соответствующее развитие наружных половых органов. Дифференцировка наружных половых органов по мужскому типу происходит под влиянием тестостерона, который секретируется клетками Лейдига эмбриона. Последние образуются из интерстиция уже на 9-й неделе эмбрионального периода. Несколько позже эти клетки продуцируют тестостерон, уровень которого достигает максимального значения к 15 – 18-й неделе (Wilson J. D. [et al.], 1995). Уже к середине беременности содержание тестостерона в амниотической жидкости достоверно выше у плодов мужского пола. Скорость и количество секретируемого тестостерона определяется активностью 3β-гидроксистероидной дегидрогеназы, которая в тестикулах эмбриона в 50 раз выше, чем ее содержание в яичниках эмбриона женского пола. Считается, что в течение первого триместра беременности до начала секреции ЛГ передней долей гипофиза плода образование тестостерона клетками Лейдига может находиться под контролем хорионического гонадотропина человека (ХГЧ), который вырабатывается плацентой. Активаторами тестостерона в тестикулах являются инсулиноподобный фактор роста 1 (ИФР1) и ингибин, а ингибиторами – α-трансформирующий фактор роста (α-TGF), эпидермальный фактор роста (EGF), фактор роста фибробластов (FGF), активин, ИЛ1, кортиколиберин, вазопрессин, ангиотензин II. Ферменты, участвующие в биосинтезе андрогенов, приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Ферменты, участвующие в биосинтезе андрогенов

В клетках-мишенях (урогенитальный синус) должно быть достаточное количество рецепторов к тестостерону, наличием которых и объясняется чувствительность тканей к этому гормону. Гены, контролирующие синтез рецепторов к андрогенам, локализуются на Xq11 – 12-хромосоме. Ученые установили, что наличие у больных резистентности к андрогенам различной степени выраженности связано с мутациями гена рецептора к андрогенам (Lumbroso S. [et al.], 1992). Рецепторы к андрогенам, как и другие рецепторы к стероидным и тироидным гормонам, состоят из гормон-связывающего домена, ДНК-связывающего домена и N-концевого домена. Большинство мутаций при андрогенрезистентных состояниях выявлены в гормон-связывающем домене.

Следует отметить, что в клетках-мишенях (урогенитальный синус и наружные половые органы) дифференцировку урогенитального синуса в наружные половые органы по мужскому типу опосредует не сам тестостерон, а его производное – 5á-дигидротестостерон, который обладает большей биологической активностью. В цитозоле клеток-мишеней содержится фермент 5α-редуктаза (ген 5α-редуктазы расположен на 2-й хромосоме 2р13), конвертирующий тестостерон в дигидротестостерон (ДГТ), который является «чистым» андрогеном и не подвергается воздействию ароматазы и поэтому не может быть конвертирован в эстрогены. Ген 5α-редуктазы экспрессируется в период половой дифференцировки в тканях предстательной железы, урогенитального синуса и наружных половых органов. Выявляют две изоформы 5α-редуктазы. 5α-редуктаза типа 1 (экспрессируется в эпителиальных клетках и проявляет максимальную активность при рН 8,0) и 5α-редуктаза типа 2 (экспрессируется в мезенхимальных андрогенчувствительных и андрогеннечувствительных клетках и проявляет активность при рН 5,5). ДГТ комплексируется с высокоаффинным рецептором цитоплазмы, после чего гормонорецепторный комплекс перемещается в ядро и взаимодействует с местами связывания на хроматине ДНК, что активизирует определенные гены и стимулирует синтез белков. Цитозольный рецептор, связывающий андрогены, регулируется геном, расположенным на Х-хромосоме.

Наряду с тестостероном, большое значение в дифференцировке половых признаков имеет гормон, угнетающий развитие парамезонефрического протока (проток Мюллера), который секретируется клетками Сертоли эмбриона и под влиянием которого происходит инволюция протоков Мюллера, то есть ингибируется их дифференцировка в матку и маточные трубы. Антимюллеров гормон (АМГ) относится к семейству β-трансформирующего фактора роста, к которому также принадлежат активин, ингибин и другие факторы, участвующие в дифференцировке и росте клеток. У человека ген АМГ локализуется на 19-й хромосоме, и его секреция клетками Сертоли осуществляется от периода тестикулярной дифференцировки до пубертата. Примордиальные герминальные клетки являются предшественниками сперматогоний в яичке и овоцитов в яичнике. Дифференцировка бипотенциальной гонады в яичко начинается с процесса миграции примордиальных герминальных клеток на 7-й неделе развития (43 – 50-й день эмбрионального развития, когда длина плода составляет всего 13 – 20 мм). Происходит трансформация интерстициальных поддерживающих клеток в клетки Сертоли, которые затем агрегируют (начинают соединяться друг с другом) и образуют семявыносящие канальцы. Для дифференцировки первичной гонады в яичко необходима также нормальная функция клеток Сертоли, секретирующих антимюллеров гормон (АМГ), который комплексируется с соответствующими рецепторами. Ген, кодирующий синтез рецепторов к АМГ, локализуется на 12-й хромосоме. При нормальном взаимодействии АМГ с его рецептором и последующих пострецепторных воздействиях у эмбриона мужского пола ингибируется развитие протоков Мюллера, и они подвергаются обратному развитию. Клетки Лейдига дифференцируются из мезенхимы уже на 9-й неделе внутриутробного развития и способны секретировать тестостерон, содержание которого предельно возрастает на 15 – 18-й неделе. Эти клетки имеют рецепторы, связывающие как ЛГ, так и хорионический гонадотропин, под влиянием которого осуществляется биосинтез тестостерона. Секреция тестостерона в период эмбрионального развития имеет прямую корреляцию с уровнем ХГЧ. Лишь позже гипофиз плода начинает секретировать ЛГ, обеспечивая вместе с ХГЧ нормальную секрецию тестостерона, дифференцировку урогенитального синуса, рост и развитие наружных мужских половых органов.

Рис. 2.8. Влияние генетических и гормональных факторов на дифференцировку

Таким образом, для нормального мужского фенотипа (рис. 2.8) необходимы интактная Y-хромосома с локализацией на ней генов SRY и SOX9, а также нормальная функция Х-хромосомы с наличием на ней гена, ответственного за рецепторы к андрогенам. Для последующей дифференцировки организма по мужскому типу необходимы не только нормальное образование клеток Лейдига и Сертоли (адекватная экспрессия SF1), но и секреция тестостерона – гормояичек и формирование мужского фенотипа на, угнетающего развитие протока Мюллера. Кроме того, необходимо наличие в клетках-мишенях 5α-редуктазы, цитозольных рецепторов к андрогенам в протоках Вольфа, урогенитальном синусе и наружных половых органах, мембранных рецепторов, связывающих фактор, угнетающий развитие протока Мюллера и, естественно, интактного андрогенрегулируемого гена транскрипции белков. Дефект в любом звене этого механизма приведет к нарушению половой дифференцировки и развитию организма по женскому типу.

Необходимо отметить, что под влиянием АМГ к 10-й неделе происходит дегенерация мюллеровых протоков, а к 14-й из вольфовых протоков под контролем тестостерона формируются придатки яичек, семявыносящие протоки и семенные пузырьки (Шабалов Н. П., 2003).

Наружные половые органы формируются на 12 – 14-й неделе внутриутробного развития вместе с уретрой и дистальными отделами кишечника. Под влиянием ДГТ, образующегося из тестостерона в клетках полового бугорка и губно-мошоночных складок в присутствии фермента 5α-редуктазы, формируется губчатая часть мочеиспускательного канала и мошонка. Формирование полового члена и мошонки заканчивается к 16 – 17-й неделе гестации.

После 20-й недели происходит миграция яичек из забрюшинной области в мошонку, причем первый этап – опускание яичек до уровня внутреннего пахового кольца – контролирует АМГ, а второй этап – опускание яичек через паховый канал в мошонку – тестостерон. Миграция яичек завершается в основном к 35 – 36-й неделе, а к 38 – 40-й неделе у большинства новорожденных окончательно формируется паховый канал и прерывается сообщение между брюшной полостью и мошонкой.

Обобщенные данные по генетическому контролю над дифференцировкой пола представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Обобщенные данные по основным участкам генома, контролирующим дифференцировку мужского пола

2.2. Контроль секреции гормонов половых желез и сперматогенеза

Мужские половые железы (яички) – место образования и секреции тестостерона и место образования сперматогенеза, который осуществляется в извитых канальцах, выстланных клетками Сертоли, первичными половыми клетками – сперматогониями. Из сперматогоний через стадии образования сперматоцитов 1-го и 2-го порядка развиваются сперматозоиды (см. цв. вкл., рис. 2.9). Клетки Сертоли, содержащие жировые и пигментные зернышки, служат питающими сперматозоиды клетками. Помимо эндокринной, располагающиеся в канальцах клетки Сертоли выполняют трофическую, опорную и фагоцитарную функции (рис. 2.10; 2.11).

Внутриутробно в клетках Сертоли происходит синтез АМГ, в допубертатном возрасте образуется ингибин – гормон, подавляющий секрецию ФСГ и тормозящий сперматогенез. Начиная с пубертатного возраста, в клетках Сертоли синтезируется активин, стимулирующий сперматогенез и секрецию ФСГ. Кроме того, эти клетки поддерживают гематотестикулярный барьер, фагоцитируют поврежденные герминативные клетки, продуцируют белки, которые попадают в просвет канальца и кровь, секретируют эстрогены, обеспечивают реализацию многих гормональных воздействий на яички (Йен С. С. К., Джаффе Р. Б., 1998). Основной гормон семенников – тестостерон – синтезируется клетками Лейдига из холестерина под влиянием ряда ферментов. Секреция Т и промежуточных метаболитов в кровь происходит постоянно со скоростью, зависящей от скорости биосинтеза гормонов. Поскольку секреция гонадотропинов носит импульсный характер с наибольшим пиком секреции в утренние часы, то и секреция Т также имеет циркадный ритм с повышением секреции в 6 – 8 ч утра и понижением в вечерние часы (20 – 22 ч), хотя амплитуда колебаний составляет всего 10 – 25 %. Биологическое значение существования циркадного ритма секреции Т в настоящее время окончательно не установлено.

Рис. 2.10. Поперечный срез семенного канальца

Рис. 2.11. Стадии развития сперматозоида из сперматогонии

Основными эстрогенами крови мужчин являются эстрон и эстрадиол. Наиболее активным эстрогеном является эстрадиол (Е₂). За сутки в мужском организме синтезируется около 30 – 40 мкг эстрадиола. После орхидэктомии уровень обоих стероидов снижается, что позволяет считать яички источником эстрогенов. Однако определение содержания эстрогенов в семенной вене показало, что в периферической крови только 10 – 20 % эстрогенов имеют гонадное происхождение. Кроме того, проведенные исследования подтвердили, что только небольшая фракция эстрогенов крови образуется в надпочечниках.

Рис. 2.12. Схема стероидогенеза в семенниках и клетках-мишенях андрогенов

Доказано, что 80 % эстрогенов образуется из андрогенов путем их ароматизации в периферических тканях. Процесс биотрансформации тестостерона в эстрадиол происходит при участии фермента ароматазы. Ароматаза (эстрогенсинтетаза, андрогенароматаза) – фермент семейства цитохрома Р450, катализирующий превращение андрогенов в эстрогены на одном из этапов биосинтеза. В геноме человека ген ароматазы (CYP19) локализован на участке q21.1 15-й хромосомы. Ароматаза – белок, состоящий из 503 аминокислотных остатков. N-концевой участок молекулы (особенно его 10 – 20 аминокислотных остатков) важен для сохранения активной конформации фермента. Отщепление первых 10 аминокислот не влияет на активность ароматазы, однако удаление 20 аминокислот уже приводит к снижению ее активности более чем на 95 % (Simpson E. R. [et al.], 1994). Вблизи С-конца молекулы расположен гем-связывающий участок, содержащий важный и сохраняющийся в филогенетическом ряду остаток цистеина. Активность ароматазы в организме повышается с возрастом и при ожирении. Количество жировой ткани коррелирует с уровнем эстрогенов. Как и тестостерон, эстрадиол способен связываться с ССГ, но его сродство к этому белку значительно меньше, чем у тестостерона (рис. 2.12).

Причиной выяснения источника основного пула эстрогенов крови стало наблюдение за развитием гинекомастии у мужчин с гипогонадизмом, которых лечили большими дозами Т. Было показано, что введенный внутривенно Т превращается в эстрадиол, который и поступает в кровь (Siiteri P. K. [et al.], 1973). Известно, что многие неэндокринные ткани располагают цитохромной Р-450-зависимой ароматазой, необходимой для превращения андрогенов в эстрогены. Окончательно установлено, что основная часть эстрадиола и эстрона крови здорового мужчины и подростка образуется соответственно из тестостерона и андростендиона крови. Количественные аспекты экстрагландулярной продукции эстрогенов из андрогенов представлены на рис. 2.13.

СПМ – скорость продукции, определяемая по специфической активности мочевых метаболитов. Верхние прямоугольники отражают скорость продукции андростендиона и тестостерона. Стрелки дают количественное представление (%) о превращении каждого стероида в соответствующий продукт. Нижние черные прямоугольники отражают скорость продукции эстрона (60 мкг/сут) и эстрадиола (40 мкг/сут). Количество каждого эстрогена (%), происходяще го из андростендиона и тестостерона, указано рядом со стрелками. Из рис. 2.13 следует, что у здорового мужчины или подростка почти весь эстрон и эстрадиол образуются из андростендиона и тестосте рона. подростка ола (40 мкг/сут). Количество каждого эстрогена (%), происходящего из андростендиона и тестостерона, указано рядом со стрелками. Из рис. 2.13 следует, что у здорового мужчины или подростка почти весь эстрон и эстрадиол образуются из андростендиона и тестостерона.

Рис. 2.13. Анализ продукции андрогенов и эстрогенов у здорового мужчины или

Значительные трудности возникают при попытке выяснить источник эстрогенов плазмы при наличии симптомов заболевания (например, гинекомастии), свидетельствующих о доминировании эстрогенов. У некоторых больных суммарная продукция эстрогенов остается в норме, и единственным выявляемым гормональным нарушением является снижение секреции тестостерона. В этом случае феминизация связана не с абсолютным уровнем гормонов, асувеличением соотношения эстрогенов к андрогенам. В ряде случаев феминизация вызвана увеличением уровня эстрогенов плазмы вследствие их гиперсекреции или гиперсекреции таких их предшественников, как андростендион. Примером может служить синдром Клайнфелтера, который, как полагают, связан или с высокой активностью тестикулярной ароматазы, или с усиленной продукцией субстрата для этого фермента (Siiteri P. K. [et al.], 1973). Более того, имеется сообщение о больном с генерализованным усилением активности ароматазы во всех тканях. Феминизация в данном случае была вызвана усиленным превращением андрогенов в крови в эстрогены на периферии; хороший лечебный эффект при этом был получен при применении ингибитора ароматазы.

Благодаря связыванию со стероидсвязывающим глобулином (ССГ) в семенниках создается более высокая концентрация тестостерона, чем в периферической крови, где около 97 – 98 % андрогенов также связаны с ССГ, вследствие чего они становятся биологически неактивными. В крови ДГТ также связывается главным образом с глобулином. Биологически активным является свободный (не связанный с ССГ) тестостерон, способный проникать в интерстициальную и внутриклеточную среду. Только в таком виде он способен связываться рецепторами тканей-мишеней и оказывать биологическое действие. ССГ по своим свойствам более близок к тестостерону, чем к эстрогенам.

В препубертатном периоде концентрация глобулина, связывающая половые гормоны, одинакова у мальчиков и у девочек. В период полового созревания у лиц мужского пола его уровень значительно снижен. В крови женщин концентрация этого глобулина в два раза выше, чем в крови мужчин. Известно, что концентрация Т в крови мужчин в 20 раз выше по сравнению с его уровнем у женщин. Однако уровень свободного Т у мужчин выше в 40 раз. У молодых мужчин и подростков скорость образования Т составляет 6 – 7 мг/сут, концентрация в крови – 8,5 – 27 нмоль/л.

ССГ образуется в печени и имеет молекулярную массу около 100 кДа. При циррозе печени, гипертиреозе, гиперэстрогенемии и гипогонадизме у мужчин уровень глобулина, связывающего половые гормоны, в сыворотке крови повышен. Андрогены, глюкокортикоиды, состояния, связанные с потерей белка, гипотиреоз и ожирение понижают концентрацию ССГ в плазме. Если концентрация ССГ снижается, соотношение свободного Т к свободному Е₂ увеличивается, хотя при этом имеет место абсолютное повышение концентрации обоих гормонов. Если концентрация ССГ увеличивается, отношение свободного Т к свободному Е₂ уменьшается. Таким образом, результатом увеличения содержания ССГ является усиление эффектов эстрогенов. С возрастом происходит повышение секреции ССГ, что может приводить, с одной стороны, к усилению эффекта эстрогенов (в клинической картине проявляется гинекомастией и перераспределением жировой ткани по женскому типу), а с другой стороны, к поддержанию уровня общего Т в пределах нормальных показателей при снижении свободного Т. Следовательно, для оценки содержания свободного Т необходимо определение ССГ. Факторы, влияющие на содержание ССГ, представлены в табл. 2.3.

Альбумин связывает андрогены слабее, чем эстрогены. У здорового человека в свободном состоянии находится примерно 2 % Т. Связь Т с альбумином достаточно слабая, благодаря чему Т может высвобождаться, поэтому биологически активными считают свободныйТиТ,связанный с альбумином.

Таблица 2.3

Факторы, влияющие на концентрацию в плазме крови ССГ (Маршалл В. Дж., 2000)

В яичке секретируется другой транспортный белок — андрогенсвязывающий, который представляет собой гликопротеид, продуцируемый в клетках Сертоли под влиянием ФСГ гипофиза. По структуре он похож на ССГ, но отличается от него углеводными остатками. Этот белок поступает из клеток Сертоли непосредственно в половые клетки, а не в кровь, как ССГ, а также в просвет извитых семенных канальцев. Концентрация андрогенсвязывающего белка максимальна в головке придатка яичка. Функции этого белка следующие:

1) трансмембранный и внутриклеточный транспорт андрогенов в половых клетках;

2) стимуляция созревания сперматоцитов 2-го порядка;

3) депонирование андрогенов в извитых семенных канальцах;

4) транспорт андрогенов из извитых семенных канальцев в сеть яичка и придаток яичка.

Взаимодействие между клетками Сертоли, Лейдига и половыми клетками как компонентами единой анатомо-функциональной системы осуществляется путем паракринной регуляции. Клетки Сертоли вырабатывают целый ряд полипептидов, действующих на клетки Лейдига: ингибин, активин, ИФР1, усиливают экспрессию рецепторов ЛГ на клетках Лейдига и тем самым активизируют стероидогенез. Ингибин, кроме того, является ингибитором секреции ФСГ. Трансформирующие факторы роста альфа и бета подавляют стероидогенез в клетках Лейдига.

Сперматогонии стимулируют синтез ингибина и подавляют синтез эстрадиола в клетках Сертоли.

Сперматоциты 2-го порядка и сперматиды усиливают действие ФСГ на клетки Сертоли. Механизмы взаимодействия половых клеток с клетками Сертоли пока окончательно не выяснены.

Продолжительность циркуляции половых гормонов в крови невелика и носит двухфазный характер. Период полувыведения на первом этапе составляет 5 – 20 мин, а затем замедляется до 2,5 – 3 ч. Значительное снижение концентрации половых гормонов в крови происходит за счет поглощения тканями, где происходит их интенсивный метаболизм. Большое количество гормонов диффундирует из крови в жировую ткань, которая служит своего рода депо для половых гормонов.

Метаболическим превращениям подвергается как свободный, так и связанный с альбумином (но не с ССГ) тестостерон. Разрушение тестостерона под влиянием 17β-дегидрогеназы происходит в основном в печени, где его метаболиты связываются с глюкуроновой и серной кислотами и экскретируются с мочой в виде 17-кетостероидов (17-КС), которые представлены андростероном, этиохоланолоном, дегидроандростероном и эпиандростероном.

Уровень этих 17-КС в моче не позволяет судить о продукции тестостерона, поскольку аналогичным метаболическим превращениям подвергаются и слабые андрогены надпочечников. Следовательно, определение 17-КС нельзя использовать для оценки содержания тестостерона. Другим экскретируемым метаболитом тестостерона является его глюкуронид, уровень которого в моче здорового человека хорошо коррелирует с продукцией тестостерона. Метаболизм тестостерона во многом зависит от функции печени, поскольку основные метаболические превращения происходят в гепатоцитах. При нарушении функции печени андрогенные препараты (производные тестостерона) не подвергаются полному превращению в неактивные соединения, а преобразуются в эстрогены. Поскольку эндогенный тестостерон также подвергается превращению в эстрогены в любых состояниях, сопровождающихся функциональной печеночной недостаточностью, возможно появление гинекомастии.

В клетках большинства андрогенчувствительных тканей тестостерон может превращаться в более или менее активные метаболиты, и тем самым локально создается необходимая концентрация гормона с особыми свойствами (рис. 2.14). Так, под влиянием фермента 5á-редуктазы в семенниках, половых органах и коже тестостерон превращается в более активный метаболит 5α-ДГТ; в семенниках, жировой ткани и печени при участии фермента ароматазы из тестостерона образуется Е2, а под влиянием 5β-редуктазы образуются 5β-дигидротестостерон и этиохоланолон, не обладающие андрогенным эффектом, но стимулирующие эритропоэз.

Рис. 2.14. Механизм действия половых стероидов на клетки-мишен

Таким образом, можно выделить три основных пути метаболизма Т в организме.

1. Усиление биологической активности – превращение тестостерона в более активный метаболит 5á-ДГТ под действием 5á-редуктазы (в органах репродуктивной системы – предстательная железа, придаток яичка, семенные пузырьки, кожа).

2. Изменение биологической активности – превращение тестостерона под действием ароматазы в эстрадиол (молочная железа, головной мозг, мышечная ткань, жировая ткань).

3. Ослабление биологической активности – превращение тестостерона под действием 5â-редуктазы в 5â-ДГТ и этиохоланолон, а также образование неактивных сульфатов и глюкуронидов в печени.

Тестостерон, как основной мужской половой гормон, играет жизненно важную роль в поддержании многих функций мужского организма, поскольку оказывает биологическое действие практически на все органы и ткани. В табл. 2.4 представлены основные эффекты тестостерона, его основного метаболита и эстрадиола. Необходимо отметить, что физиологические эффекты тестостерона – это результат сочетанного действия самого тестостерона и его андрогенных и эстрогенных метаболитов. Таким образом, тестостерон оказывает как прямое действие на органы-мишени, так и опосредованное – через активные метаболиты, которыми являются ДГТ и эстрогены.

Физиологическая роль тестостерона во внутриутробном периоде заключается в регуляции развития половых протоков и индукции дифференцировки первичных половых клеток в сперматогонии. Кроме того, тестостерон необходим для половой дифференцировки мозга. В постнатальном периоде можно выделить следующие эффекты тестостерона:

1) андрогенный: рост и развитие половых органов, проявление вторичных половых признаков (рост волос на лице, туловище, конечностях, образование залысин и лысины), эректильная функция, эякуляция;

2) анаболический: поддержание мышечной массы (в том числе в миокардиоцитах), стимуляция синтеза органоспецифических белков в почках, печени, сальных и потовых железах, поддержание плотности костной ткани;

Таблица 2.4

Основные эффекты тестостерона, эстрадиола и ДГТ в организме мужчины и подростка

3) антигонадотропный: подавление секреции гонадотропинов;

4) репродуктивный: поддержание сперматогенеза;

5) психофизиологический: либидо, формирование стереотипа полового поведения (агрессивное, воинственное), настроение, психостимулирующий эффект (улучшение памяти, внимания и т. д.);

6) влияние на гемопоэз: стимуляция выработки эритропоэтина в почках, стимуляция эритропоэза в красном костном мозге.

Биоактивация тестостерона осуществляется с участием фермента 5á-редуктазы типов1и2, которые содержатся в мозге, печени, коже мошонки, половых органах и в простате. В результате тестостерон трансформируется в 5á-дигидротестостерон (ДГТ), в 2 – 4 раза более активный. Так образуется около 80 % ДГТ в мужском организме. Около 20 % ДГТ образуется непосредственно в яичках. Эффекты ДГТ в мужском организме представлены в табл. 2.4. ДГТ стимулирует внутриутробный рост и дифференцировку семенников, наружных половых органов, а в пубертатном возрасте – рост семенников, наружных и внутренних половых органов, развитие и сохранение вторичных и третичных половых признаков, сперматогенез.

Действие тестостерона и ДГТ осуществляется через специфические андрогеновые рецепторы. Оба гормона связываются с одними и теми же рецепторами. Однако аффинность тестостерона к ним существенно меньше, чем ДГТ. Механизм действия андрогенового рецептора связан с усилением транскрипции в клетке (активация матричной РНК (мРНК) и рРНК), что приводит к стимуляции синтеза клеточного белка, активации ферментов цикла Кребса, повышению активности дыхательных ферментов, глюкуронидазы и аргиназы. Мутации в гене андрогенового рецептора приводят к широкому спектру нарушений – от ложного мужского гермафродитизма (синдром тестикулярной феминизации) до бесплодия (в тяжелых случаях), недостаточной вирилизации и гипоспадии.

Андрогеновый рецептор относится к семейству рецепторов стероидных и тиреоидных гормонов и кодируется геном (см. рис. 2.7), расположенным около центромеры длинного плеча Х-хромосомы (Хq11 – 12). Эти рецепторы действуют однотипно – они связываются со специфической последовательностью геномной ДНК и стимулируют синтез мРНК (см. рис. 2.14). Андрогенный рецептор представляет собой полипептид, состоящий из 910 аминокислот с молекулярной массой около 98,5 кДа. Он относится к группе ядерных рецепторов и, связываясь с определенным участком ДНК, регулирует транскрипцию. Он состоит из 3 участков, имеющих различные функции: N-концевого, ДНК-связывающего и андроген-связывающего доменов. Есть данные о связи N-концевого участка последовательности рецептора с различной чувствительностью к андрогенам и предрасположенностью к раку простаты. Мутации в N-концевом участке гена могут быть ответственны за идиопатическое бесплодие у мужчин и являются факторами риска развития и метастазирования рака простаты (Tilley W. D. [et al.], 1996). Возрастное снижение уровня тестостерона в крови у мужчин с малым и средним количеством повторов CAG (15 – 20) происходит быстрее, чем при большом (25 – 30) их количестве (Krithivas K. [et al.], 1999).

Физиологическая роль эстрогенов для мужского организма не совсем понятна. Известно, что уровень эстрадиола в крови молодых мужчин сравним с таковым у женщин в ранней фолликулярной фазе менструального цикла и значительно выше, чем у женщин в постменопаузе. В организме мужчины обнаружены 2 типа эстрогеновых рецепторов: альфа и бета (Калинченко С. Ю., Тюзиков И. А., 2009). Эстрогеновые рецепторы типа альфа находятся в аденогипофизе, яичках, печени, почках, костях и головном мозге. Рецепторы типа бета обнаружены в костях, хрящах, ЖКТ, щитовидной железе, простате, коже и мочевом пузыре. В последние годы проведены исследования, позволившие открыть не только два типа эстрогеновых рецепторов, но и создать лабораторную модель мыши с неактивными рецепторами к эстрогенам типа альфа или бета.

Известно, что эстрогены обеспечивают по механизму отрицательной обратной связи снижение секреции ФСГ и ЛГ. Эстрогены снижают амплитуду и частоту пульсирующей секреции ЛГ, вызывая снижение выработки тестостерона в яичках. Парадоксально, но именно эстрогены очень важны для маскулинизации плода во время пренатального периода его развития. У взрослых мужчин эстрогены являются стимуляторами либидо и сексуальной активности. Лечение мужчин с дефицитом ароматазы препаратами эстрогенов усиливало у них либидо, частоту сексуальных фантазий, мастурбационных и половых актов. Эстрогены индуцируют рост в пубертатном периоде путем усиления пульсирующей амплитуды секреции гормона роста. Эстрогены важны и для обеспечения мужской фертильности. Рецепторы к эстрогенам находятся в яичках, придатках яичек, семявыносящих путях, а также на поверхности сперматозоидов. При патологии рецепторов типа альфа фертильность у мыши (как лабораторной модели) снижается. В то же время при патологии рецепторов типа бета подобных нарушений не наблюдается (O’Donnel L. [et al.], 2001).

Однако наиболее выраженные изменения при дефиците эстрадиола происходят в метаболизме костной ткани. Дефицит эстрадиола приводит к тяжелому остеопорозу. В остеобластах имеется ароматаза и для обеспечения нормального костного метаболизма происходит превращение тестостерона в эстрадиол. Показана зависимость плотности костной ткани у пожилых мужчин от уровня эстрадиола (Van den Beld A. W. [et al.], 2000). В настоящее время большой интерес исследователей вызывает влияние эстрогенов на липидный спектр крови и состояние сердечно-сосудистой системы у мужчин. Полученные данные свидетельствуют о том, что эстрогены каким-то образом влияют на состояние миокарда у мужчин. Причем в одном исследовании выявлен повышенный риск инфарктов миокарда у мужчин с более высоким уровнем эстрадиола (Phillips G. B., 1996). Общеизвестно, что риск тромбоэмболических и кардиоваскулярных осложнений повышается на фоне эстрогенотерапии при лечении рака простаты.

Влияние эстрадиола на простату все еще до конца не изучено. В простате имеются оба типа эстрогеновых рецепторов. Причем тип альфа идентифицирован только в клетках стромы простаты, а тип бета – в строме и железистом эпителии. В настоящее время эстрогены рассматриваются как важный фактор патогенеза гиперплазии простаты. Однако при ведении пациентов с мужским транссексуализмом, получающих большие дозы эстрогенов, было обнаружено уменьшение размеров простаты на фоне эстрогенотерапии (Калинченко С. Ю., Тюзиков И. А., 2009). Имеются данные, что эстрогеновые рецепторы типа бета могут иметь отношение к формированию андрогенонезависимых аденокарцином простаты, склонных к метастазированию. До настоящего времени окончательно не установлен характер изменения у мужчин синтеза эстрадиола с возрастом.

Все доказанные эффекты эстрадиола у подростков и мужчин изложены в табл. 2.4.

Регуляция эндокринной функции яичек (рис. 2.15) осуществляется гипоталамо-гипофизарной системой (Шабалов Н. П., 2003).

ГнРГ синтезируется и секретируется в нейронах аркуатных ядер гипоталамуса. Эти нейроны формируются за пределами гипоталамуса в области назальной пластинки вместе с обонятельными нейронами и в процессе эмбриогенеза мигрируют сначала в передние отделы мозга, где формируются обонятельные луковицы, а затем достигают места их окончательной локализации – аркуатных ядер. Нейроны секретируют ГнРГ под стимулирующим влиянием дофамина; серотонин, выделяемый эпифизом, тормозит продукцию ГнРГ.

У мужчин функционирует постоянный тонический центр секреции ГнРГ, у женщин – циклический (цирхоральный). Многочисленные биологически активные вещества ЦНС (нейропептиды, опиаты, моноамины, половые гормоны) могут менять амплитуду импульсов, но не их частоту.

ГнРГ стимулирует продукцию гонадотропных гормонов гипофиза – ЛГ и ФСГ. Вышеуказанные гормоны, а также ТТГ и плацентарный хорионический гонадотропин человека (ХГЧ) являются гликопротеинами, состоящими из общих для всех á-субъединиц и специфических â-субъединиц. Кроме того, ХГЧ и ЛГ имеют высокогомологичные â-субъединицы, что позволяет использовать для лечения больных более дешевые препараты ХГЧ. В первом триместре беременности секреция Т и АМГ осуществляется автономно, со второго триместра – под влиянием ХГЧ плаценты. В 13 недель начинается синтез ЛГ и ФСГ гипофизом и созревание нейросекреторных ГнРГ-секретирующих нейронов, а к третьему триместру беременности биосинтез и секрецию половых гормонов контролируют и плацентарный ХГЧ, и гонадотропные гормоны гипофиза. При этом концентрация Т в крови плода к 20-й неделе внутриутробного развития сопоставима с его уровнем у взрослых мужчин и постепенно уменьшается к концу беременности.

Рис. 2.15. Регуляция эндокринной функции яичек

У мужчин ЛГ и ФСГ являются стимуляторами эндокринной и сперматогенной функций яичка (см. цв. вкл., рис. 2.16). ЛГ регулирует продукцию и секрецию Т в клетках Лейдига, а ФСГ индуцирует процессы сперматогенеза.

В связи с тем что у мужчин рецепторы ЛГ находятся на клетках Лейдига, его иногда называют гормоном, стимулирующим интерстициальные клетки. ЛГ стимулирует синтез и секрецию половых стероидов клетками Лейдига, а также дифференцировку и созревание этих клеток. ФСГ способствует созреванию сперматогенного эпителия и, по всей вероятности, усиливает реактивность клеток Лейдига по отношению к ЛГ, индуцируя появление ЛГ-рецепторов на клеточных мембранах. ЛГ и ФСГ, взаимодействуя со специфическими рецепторами на мембранах клеток Лейдига и Сертоли, активируют аденилатциклазу, что ведет к повышению содержания в них цАМФ, который активирует фосфорилирование различных клеточных белков. Интенсивность образования гонадотропинов в гипофизе зависит от функционального состояния гонад (от уровня секреции андрогенов и ингибина), поскольку в регуляции тестикулярных функций важнейшее значение имеют обратные связи, замыкающиеся на различных уровнях.

Так, наблюдается четкая обратная связь уровней ЛГ и Т: Т ингибирует секрецию ЛГ. По-видимому, эта обратная связь опосредуется лишь свободным Т, а не связанным с ССГ. Существует предположение, что в механизме ингибирующего влияния Т на ЛГ учавствует не сам Т, а другие стероиды, в которые он трансформируется. В этом процессе может принимать участие и внутриклеточное превращение Т в ДГТ либо в Е₂. Известно, что экзогенный Е₂ подавляет секрецию ЛГ в гораздо меньших дозах, нежели Т или ДГТ. Ингибирующее влияние эстрогенов на секрецию ЛГ играет важную роль в снижении секреции Т при ожирении, когда за счет повышения активности ароматазы в жировой ткани возрастает содержание эстрогенов. Однако, поскольку экзогенный ДГТ также обладает ингибирующим действием и при этом сам не подвергается ароматизации, можно утверждать, что ароматизация не является необходимым процессом для проявления ингибирующего эффекта андрогенов на секрецию ЛГ. Более того, сам характер изменения импульсной секреции ЛГ под действием Е₂, с одной стороны,иТиДГТ – сдругой, различен, что может указывать на разницу в механизме действия этих стероидов (Дедов И. И., Калинченко С. Ю., 2006).

Большие дозы Т способны ингибировать и ФСГ, хотя физиологические концентрации Т и ДГТ таким эффектом не обладают. Эстрогены подавляют секрецию ФСГ даже более интенсивно, чем секрецию ЛГ.

Обратная связь между тестикулами и центрами регуляции их функций замыкается и на уровне гипоталамуса, в клетках которого найдены рецепторы Т, ДГТ и Е₂, а также имеются ферменты превращения Т в ДГТ (5α-редуктаза) и Е₂ (ароматаза).

Дополнительное значение в регуляции андрогенеза в мужском организме имеет пролактин (ПРЛ). Исследования последних лет показали, что ПРЛ является гормоном широкого спектра действия, в том числе и регулятором половой функции у мужчин. ПРЛ потенцирует действие ЛГ и ФСГ, направленное на восстановление и поддержание сперматогенеза, увеличивает массу яичек и семенных канальцев, усиливает обменные процессы в яичке. Совместное назначение ЛГ и ПРЛ значительно больше повышает содержание Т в плазме крови, чем при назначении только ЛГ. ПРЛ подавляет образование ДГТ в предстательной железе за счет торможения активности 5α-редуктазы. Изменяя таким образом обмен андрогенов, ПРЛ стимулирует секрецию предстательной железы, по сравнению с ее ростом. У мужчин отчетливо прослеживается зависимость между содержанием ПРЛ в эякуляте и числом подвижных сперматозоидов. В зависимости от степени снижения концентрации ПРЛ отмечаются низкая подвижность сперматозоидов, олиго- и азооспермия. Высокие концентрации ПРЛ также замедляют спермато- и стероидогенез. Кроме того, ПРЛ стимулирует стероидогенез в надпочечниках и чувствительность андрогензависимых тканей к тестостерону. Однако повышенный уровень ПРЛ оказывает отрицательное влияние на секреторную функцию клеток Лейдига. Отмечено тормозящее действие гиперпролактинемии и на секрецию гонадотропинов.

Процесс сперматогенеза у человека и животных прекращается после выключения гипофиза. В таких случаях сперматогенез блокируется уже на этапе сперматоцитов 1-го порядка еще до редукционного деления. Ученые считают, что ФСГ стимулирует рост семенных канальцев и функцию сустентоцитов, а также инициирует митотическую фазу сперматогенеза (от сперматогоний до сперматоцитов). Под влиянием ЛГ функционируют гландулоциты, вырабатывая Т, который обеспечивает заключительную фазу сперматогенеза (спермиогенез) – превращение сперматоцитов в сперматиды и созревание их в сперматозоиды.

Хотя гипоталамо-гипофизарная регуляция половой функции осуществляется по классической схеме, основанной на принципах прямой и обратной связи, она имеет уникальную особенность – волнообразный характер активности. Первый пик повышенной активности относится к эмбриональному периоду, и у плодов мужского пола повышенный уровень андрогенов и АМГ обеспечивает нормальную дифференцировку семенников, внутренних и наружных половых органов.

В течение первой недели жизни из организма новорожденного интенсивно выводятся гормоны плацентарного происхождения (прогестерон, эстрогены, плацентарный лактоген, ХГЧ, ПРЛ), в результате чего уровни гонадотропных гормоновиТвкрови снижаются, а затем начинают повышаться. С 12-го дня и примерно до 6-месячного возраста наблюдают 2-й период повышенной активности гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы. У мальчиков уровни ЛГ и ФСГ повышаются постепенно, достигая максимальных значений к 3-месячному возрасту, и постепенно снижаются к 6 месяцам. Уровень Т в крови в этот период достигает нижней границы нормы для взрослых мужчин. Именно в этом возрасте в результате высокой чувствительности клеток Лейдига к экзогенному ХГЧ наиболее эффективно консервативное лечение крипторхизма.

Период постнатальной активации гипоталамо-гипофизарной системы сменяется длительным периодом торможения. Со второго полугодия жизни снижается активность центров гипоталамуса, контролирующих секрецию гонадотропинов, в результате снижаются уровни ЛГ, ФСГиТвкрови. Период физиологического покоя, или ювенильной паузы, продолжается до конца препубертатного периода (примерно до 9 – 10 лет).

Период полового созревания начинается с постепенного снижения сдерживающего влияния ЦНС и чувствительности гипоталамо-гипофизарного комплекса к отрицательному влиянию половых стероидов, что сопровождается увеличением секреции ЛГ и ФСГ, формированием связанной со сном импульсной секреции ЛГ и повышением продукции андрогенов семенниками. Одновременно увеличивается секреция андрогенов корой надпочечников.

В пубертатном периоде под влиянием андрогенов происходит рост внутренних и наружных половых органов и придаточных желез, формируются вторичные и третичные половые признаки, повышается продукция СТГ, ускоряется линейный рост и развитие мышц, изменяется распределение жировой ткани. Кроме того, начинают созревать зародышевые клетки и формируются зрелые сперматозоиды.

2.3. Исследование функции гонад у мальчиков

Исследование функции гонад у мальчиков осуществляется по следующей схеме:

1. Оценка состояния тестикул, наружных половых органов, стадии полового развития, типа телосложения, роста и «костного возраста» (см. Приложения 1 – 10).

2. Исследование содержания гонадотропных и половых гормонов в крови и экскреции их метаболитов в моче с учетом суточных ритмов (см. Приложения 11 – 14).

3. Проведение функциональных проб для оценки стероидогенеза в гонадах и состояния гипоталамо-гипофизарной системы с учетом номограммы (см. Приложение 15).

4. Визуализация тестикул и простаты у мальчиков (ультрасонография). Этот метод может быть использован у мальчиков с крипторхизмом, а также у детей с недиагностированным полом.

5. Диагностическая лапароскопия или лапаротомия (должна проводиться у пациентов с подозрением на брюшную ретенцию яичка, страдающих гермафродитизмом и врожденным крипторхизмом).

6. Исследование спермы у подростков проводится по показаниям.

7. Цитогенетическое исследование (показано всем детям с аномальным строением наружных гениталий и задержкой полового развития). Определяют кариотип и (или) X- и Y-хроматин. В ряде случаев показано молекулярно-генетическое исследование половых хромосом.

8. Биопсия тестикул (проводится при подозрении на опухоль и дисгенезию яичек).

Спермограмма (гр. «óðÝñìá» – семя, «ãñÜììá» – запись) – анализ эякулята (спермы), используемый в медицине для установления фертильности мужчины и выявления возможных заболеваний половой системы. Спермограмму назначают при жалобах супружеской пары на бесплодие, также спермограмма показана донорам спермы и людям, планирующим криоконсервацию спермы. Сперма, семя, эякулят (эйякулят) – жидкость (мутная, вязкая, опалесцирующая, светло-серого цвета), выделяемая при эякуляции (семяизвержении) самцами животных. Состоит из сперматозоидов (рис. 2.17) и семенной жидкости.

Рис. 2.17. Строение сперматозоида

Образование спермы начинается в период полового созревания, достигает максимума в зрелом возрасте и уменьшается к старости. Объем спермы, выделяемой при каждой эякуляции, различен у разных видов. У человека ее образуется в среднем 2 – 4 мл.

Вещества, содержащиеся в сперме: аскорбиновая кислота, кальций, антитела, холестерин, холин, лимонная кислота, фруктоза, ДНК, витамин В₁₂, глутатион, инозит, молочная кислота, спермин, мочевина, гиалуронидаза, гиалуроновая кислота, пировиноградная кислота, пиримидин, спермидин, мочевая кислота, ионы Zn²⁺,Cl^–,Mg²⁺, NO₃ ⁻, PO₄ ³⁻,K⁺,Na⁺. Оплодотворяющее действие спермы зависит от количества и качества сперматозоидов.

Спермограмма – важнейший метод оценки функционального состояния половых желез, фертильности мужчин и подростков. Основной составляющей частью спермограммы является микроскопический анализ эякулята, при котором определяют характеристики клеточных элементов спермы, а именно: количество сперматозоидов, их подвижность, морфологические характеристики сперматозоидов, количество и типы лейкоцитов, количество и типы незрелых клеток сперматогенеза и пр. Кроме того, обязательно фиксируются макроскопические параметры эякулята: объем спермы, цвет, время разжижения и вязкость эякулята, pH. Иногда дополнительно проводят биохимический анализ эякулята, при котором исследуют содержание в сперме фруктозы, цинка, альфа-глюкозидазы, L-карнитина.

Мужчинам перед сдачей спермы для анализа рекомендовано воздержание от половой жизни и мастурбации в течение 3 – 5 дней. Этот период рекомендован для стандартизации условий проведения анализа, чтобы можно было сравнивать результаты, полученные в разных лабораториях. Также обычно рекомендуют за 3 – 5 дней избегать чрезмерного употребления крепких спиртных напитков (хотя влияние алкоголя на качество спермы в этот период не отмечено), других токсичных веществ. В течение нескольких дней до анализа следует избегать посещения саун, парных, термальных ванн с очень высокой температурой, так как высокая температура снижает подвижность сперматозоидов.

Относительно высокая стабильность показателей сперматогенеза для каждого индивидуума позволяет ограничиться одним анализом спермы при условии нормозооспермии. При патозооспермии анализ выполняют дважды с интервалом 7 – 21 дней с половым воздержанием в течение 3 – 5 дней.

Если результаты двух исследований резко отличаются друг от друга, проводят третий анализ. Сбор спермы осуществляют с помощью мастурбации в стерильный пластмассовый контейнер, проверенный фирмой-изготовителем на токсичность для сперматозоидов, или в специальный кондом (фирма «Ferti pro N.V.», Бельгия). Применение прерванного полового сношения или обычного латексного презерватива для получения эякулята недопустимо. Пробу, собранную не полностью, не анализируют. Все манипуляции с хранением и транспортировкой спермы осуществляют при температуре 20 – 36 °C. Для правильной интерпретации фертильности пациента из двух спермограмм оценке подлежит результат с более высокими показателями.

При отсутствии спермы и наличии оргазма проводят исследование осадка посторгазменной мочи, полученного при центрифугировании в течение 10 мин со скоростью 1500 об/мин для выявления в ней сперматозоидов. Их наличие свидетельствует о ретроградной эякуляции.

Нормальные значения спермограммы согласно Методическим указаниям ВОЗ 1999 г. представлены в табл. 2.5.

Хотелось бы обратить внимание на некоторые показатели спермограммы.

Время разжижения эякулята и вязкость. Нормальная сперма сразу после эякуляции представляет собой коагулят, или попросту вязкую жидкость. С течением некоторого времени сперма становится жидкой. Этот период времени называют «время разжижения». Обычно эякулят разжижается в течение 15 – 60 мин. Если эякулят не разжижается в течение 1 ч, то он не разжижается вовсе.

Таблица 2.5

Нормальные значения параметров эякулята (Методические указания ВОЗ, 1999)

Разжижение эякулята определяют по так называемой «длине нити». Стеклянной или пластиковой палочкой (пипеткой) касаются эякулята и поднимают палочку над поверхностью эякулята. Если за палочкой тянется «нить» более 2 см, то эякулят не разжижен. Для определения «длины нити» в современной медицине чаще пользуются выпусканием эякулята из 5-миллиметровой серологической пипетки. «Длина нити» характеризует параметр «вязкость». Вязкость и время разжижения – связанные параметры.

Вязкость сперме придает гликопротеин семеногелин, который образуется в семенных пузырьках. Функции семеногелина до конца не известны. Предполагается, что он связывается с лигандами на поверхности сперматозоидов и поддерживает их в неактивном состоянии. Во время эякуляции к сперматозоидам и секрету семенных пузырьков подмешивается секрет предстательной железы, который содержит так называемый «специфический антиген простаты». Этот протеолитический фермент разрушает семеногелин, что приводит к разжижению спермы и предположительно переводит сперматозоиды в активное состояние (наряду с прочими факторами). Неразжижение эякулята указывает на дисфункцию предстательной железы.

Поскольку повышенная вязкость эякулята может повлиять на достоверность микроскопического анализа, то не разжижившийся в течение 1 ч эякулят следует искусственно разжижить с помощью протеолитических ферментов (например, фармакопейного трипсина).

Объем эякулята. Объем эякулята обычно измеряют с помощью градуированной серологической пипетки (одновременно определяют вязкость). В большинстве лабораторий объем эякулята менее 2 мл считают не соответствующим норме, состояние такого эякулята характеризуют как «олигоспермия». Основной объем эякуляту придают секрет семенных пузырьков (около ²/₃ объема) и секрет предстательной железы (около ¹/₃ объема). Недостаточность объема эякулята может быть вызвана дисфункцией семенных пузырьков, дисфункцией предстательной железы, непроходимостью (полной или частичной) семявыбрасывающих протоков либо коротким периодом воздержания от половой жизни перед сдачей спермы для анализа.

Кислотность (pH) эякулята. Кислотность эякулята определяют после разжижения с помощью индикаторной бумаги или рН-метра. В качестве нормального показателя ВОЗ рекомендует значение рН не менее 7,2. Эякулят большинства мужчин имеет рН 7,8 – 8,0.

Цвет и запах эякулята. Цвет эякулята в современной медицине не имеет серьезного диагностического значения, его фиксация на бланке спермограммы – дань традиции. По традиционным представлениям нормальный эякулят имеет «беловато-сероватый» цвет, иногда его характеризуют как «опалесцирующий», «мутно-белый». Прозрачность может указывать (но не обязательно) на содержание малого количества сперматозоидов в эякуляте. Желтоватый или розоватый оттенок эякулята иногда связывают с гемоспермией. Следует отметить, что микроскопический анализ с точностью определяет количество сперматозоидов и эритроцитов в сперме, поэтому нет необходимости в фиксации цвета эякулята.

Некоторые лаборатории фиксируют запах эякулята. Его характеризуют как «специфический». В некоторых устаревших медицинских книгах (например, в Руководстве ВОЗ 1991 г.) его сравнивают с запахом цветов каштана. Запах эякуляту придает спермин, секретируемый предстательной железой. Функции спермина неизвестны. Некоторые андрологи по запаху эякулята судят о секреторной активности предстательной железы, однако диагностическая ценность такого подхода неизвестна.

Количество сперматозоидов. Количество сперматозоидов выражают в относительном значении (концентрация, или количество в 1 мл эякулята) и в абсолютном значении (общее количество в эякуляте). Как правило, для определения количества сперматозоидов используют счетные камеры – устройства, позволяющие наблюдать в микроскоп сперматозоиды в определенном объеме жидкости (это дает возможность путем арифметических действий определить количество сперматозоидов в 1 мл, то есть концентрацию). Для подсчета сперматозоидов используют либо счетные камеры для форменных элементов крови – гемацитомеры («Камера Гаряева», камера «Неубауэра»), либо специальные счетные камеры для спермы («Камера Маклера» и пр.) Также существуют быстрые методы определения концентрации, например подсчет сперматозоидов на предметном стекле. Если накрыть каплю спермы 10 мкл покровным стеклом 22 × 22, то количество сперматозоидов в поле зрения микроскопа на увеличении ×400 будет приблизительно равно количеству сперматозоидовв1млэякулята. Существуют компьютеризированные системы определения концентрации сперматозоидов – так называемые спермоанализаторы. Такой прибор представляет собой микроскоп с установленной видеокамерой и системой оценки изображения.

При всех методах определения количества сперматозоидов сначала получают данные по концентрации. Затем путем умножения концентрации на объем получают данные об общем количестве сперматозоидов в эякуляте. По предложению ВОЗ считается, что нормальный эякулят имеет не менее 20 млн сперматозоидовв1 мл объема, или не менее 40 млн во всем объеме. Состояние эякулята с меньшим количеством сперматозоидов характеризуется как «олигозооспермия».

Иногда количество сперматозоидов настолько мало, что не может быть выражено в определенной концентрации (допустим, врач увидел только несколько сперматозоидов, изучив не одну пробу эякулята). В этом случае говорят о «единичных сперматозоидах в поле зрения», «единичных сперматозоидах на препарате» или «единичных сперматозоидах в эякуляте». Иногда сперматозоиды можно обнаружить, только проведя осаждение спермы в центрифуге и исследовав с помощью микроскопа осадок.

Подвижность сперматозоидов. По подвижности сперматозоиды разделяют на 4 категории: A, B,C и D (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Критерии оценки подвижности сперматозоидов

Предполагается, что достичь яйцеклетки способны сперматозоиды категорийAиB(сперматозоиды категории B иногда могут увеличить свою скорость после капацитации, наступающей во влагалище и шейке матки).

По предложению ВОЗ, эякулят считается нормальным при выполнении одного из двух условий:

1) доля сперматозоидов категории A не менее 25 %;

2) доля сперматозоидов категорийAиBвсумме не меньше 50 %.

Состояние эякулята, не удовлетворяющего данным условиям, характеризуется как «астенозооспермия».

Анализ морфологической нормальности сперматозоидов. Сперматозоиды человека оцениваются на окрашенном мазке. Анализ морфологической нормальности сперматозоидов, или морфология сперматозоидов, выполняется с помощью микроскопа (рис. 2.18). Врач-лаборант определяет долю сперматозоидов, чей вид соответствует норме, и долю сперматозоидов с аномальной морфологией.

Для анализа используют нативную сперму либо приготовляют окрашенный на стекле мазок спермы. Окраска мазка производится гистологическими красителями, обычно гематоксилином. В более сложных случаях производят комплексную окраску по методам Шорра, Папаниколау или Романовского – Гимзы.

Рис. 2.18. Нормальные сперматозоиды

В сперме всегда содержится большое количество аномальных сперматозоидов. Аномальная морфология может касаться строения головки (аномальная форма, размер, отсутствие или уменьшенная акросома), строения шейки и средней части (искривление, аномальный размер), жгутика (искривление, отсутствие или множественное количество жгутиков, размер). ВОЗ не дает однозначных рекомендаций относительно того, какая доля аномальных сперматозоидов допустима в нормальной сперме. В издании «Руководства ВОЗ» 1992 г. (WHO Laboratory Manual… 1992) упор был сделан на рекомендации исследовать морфологию в нативном эякуляте с помощью оптики «светлого поля». При таком методе доля аномальных сперматозоидов не должна превышать 50 % в нормальном эякуляте. В издании «Руководства ВОЗ» 1999 г. (WHO Laboratory Manual… 1999) упор сделан на рекомендации исследовать морфологию в нативном эякуляте с помощью оптики «фазового контраста». При таком методе доля аномальных сперматозоидов не должна превышать 70 % в нормальном эякуляте. Но в этом же издании рекомендуется использовать так называемые «строгие критерии Крюгера» для исследования морфологии на окрашенном мазке спермы. Согласно этим критериям (применимым только для мазка) доля аномальных сперматозоидов не должна превышать 85 %. Таким образом, установление норм количества аномальных сперматозоидов зависит от метода оценки морфологии сперматозоидов. Наиболее точным методом считается исследование окрашенного мазка. Состояние эякулята, не удовлетворяющее нормам по морфологии сперматозоидов, характеризуется как «тератозооспермия».

Жизнеспособность сперматозоидов характеризуется долей живых сперматозоидов. Подвижный сперматозоид всегда живой.

Неподвижный сперматозоид может быть либо живым, но с нарушенными функциями движения, либо мертвым. ВОЗ предлагает принять в качестве нормы жизнеспособность сперматозоидов не менее 50 % живых от общего числа. Таким образом, если доля подвижных сперматозоидов (категорий A, B, C) 50 % и более, то нет необходимости в проведении специального исследования на жизнеспособность. Этот параметр имеет смысл исследовать при астенозооспермии. Наиболее распространены два метода оценки жизнеспособности сперматозоидов. Оба метода основаны на факте нарушения целостности наружной мембраны у клетки вскоре после ее гибели.

«Суправитальное окрашивание эозином» основано на неспособности этого красителя проникать через клеточные мембраны. Таким образом, эозин не может проникнуть внутрь живого сперматозоида. Эозин проникает внутрь мертвого сперматозоида (поскольку целостность его наружной мембраны нарушена) и окрашивает его в розовый цвет. Для осуществления окрашивания каплю спермы на предметном стекле смешивают с каплей 0,5 % водного раствора эозина (5 г/л эозина, 9 г/л раствора хлорида натрия) и исследуют препарат с помощью микроскопа. Мертвые сперматозоиды окрашены в розовый цвет.

«Гипоосмотический тест» основан на явлении набухания живых сперматозоидов, помещенных в гипотонический раствор. Мертвые сперматозоиды не набухают. Для осуществления теста 1 каплю спермы добавляют к 10 каплям раствора цитрата натрия (0,735 г/л) и фруктозы (1,351 г/л), смесь выдерживают 30 – 120 мин при температуре 37 °C, затем исследуют с помощью микроскопа. Живые сперматозоиды набухают, что выражается в искривлении хвостов (образуются петли), мертвые сперматозоиды не меняют своей формы.

Содержание округлых клеток. Округлыми, или круглыми, клетками называют нежгутиковые клеточные элементы спермы. Другими словами, округлые клетки – все, что не сперматозоиды. В это собирательное понятие входят две различные по происхождению группы клеток: лейкоциты и так называемые «незрелые клетки сперматогенеза». Понятие «округлые клетки» появилось, потому что невозможно средствами световой микроскопии отличить в нативном эякуляте лейкоциты от незрелых клеток сперматогенеза. Клетки, не типичные для эякулята (эритроциты, эпителиальные клетки семявыносящих путей и пр.), не относят к «округлым клеткам». Диагностическая значимость параметра «количество округлых клеток» не ясна. Ранее ВОЗ предлагала норму не более 5 млн/мл, обосновывая ее тем, что при превышении количества округлых клеток 5 млн/мл велика вероятность превышения нормы содержания лейкоцитов (не более 1 млн/мл). Впоследствии норма «не более 5 млн/мл» была отменена.

Незрелыми клетками сперматогенеза называют клетки сперматогенного ряда, то есть предшественники сперматозоидов. К ним относят сперматогонии, сперматоциты первого и второго порядков и сперматиды (см. рис. 1.1). В эякуляте всегда содержатся незрелые клетки сперматогенеза, их количество сильно варьирует (обычно 2 – 5 млн/мл, но может достигать нескольких десятков миллионов в 1 мл). По всей видимости, количество незрелых клеток сперматогенеза не имеет диагностического значения.

Содержание лейкоцитов. Согласно распространенной точке зрения, повышенное содержание лейкоцитов в сперме может свидетельствовать о наличии воспалительных процессов в придаточных половых железах (предстательная железа, семенные пузырьки). По предложению ВОЗ, нормальный эякулят имеет не более 1 млн лейкоцитов в 1 мл. Состояние эякулята с большим количеством лейкоцитов характеризуется как «лейкоцитоспермия», или «пиоспермия».

Подавляющее большинство лейкоцитов в сперме представлено нейтрофильными сегментоядерными гранулоцитами. Остальные типы лейкоцитов в нормальном эякуляте встречаются редко, поэтому методы выявления лейкоцитов направлены на выявление сегментоядерных гранулоцитов. В нативном неокрашенном эякуляте невозможно достоверно отличить гранулоциты от незрелых клеток сперматогенеза. Простейшим методом выявления гранулоцитов является микроскопия окрашенного мазка спермы (достаточно обработать мазок спермы любым красителем, окрашивающим ядро, например, гематоксилином). Округлые клетки с сегментированными ядрами определяются как гранулоциты. Существуют также методы окраски гранулоцитов с помощью так называемого «пероксидазного теста» – к сперме добавляют бесцветный субстрат, расщепляемый пероксидазой на окрашенный продукт. Гранулоциты имеют в составе пероксидазу, расщепляют субстрат и окрашиваются в желтый цвет.

Выявление лейкоцитов также имеет значение для диагностики азооспермии. Обструктивная азооспермия обусловлена непроходимостью семявыносящих путей, секреторная азооспермия обусловлена подавленным сперматогенезом. При секреторной азооспермии в эякуляте обычно присутствуют незрелые клетки сперматогенеза, при обструктивной азооспермии незрелые клетки сперматогенеза отсутствуют (из-за непроходимости половых путей). Если при азооспермии все округлые клетки эякулята определяются как лейкоциты, то велика вероятность обструктивной азооспермии.

Выявление антиспермальных антител. Антиспермальными антителами (АСАТ) называют антитела против антигенов сперматозоидов. Такие антитела может вырабатывать как организм мужчины против собственных сперматозоидов, так и организм женщины. Антиспермальные антитела могут вызывать бесплодие иммунной природы. Связываясь с антигенами на головке сперматозоидов, антиспермальные антитела могут блокировать рецепторы связывания сперматозоида и яйцеклетки (сперматозоид не может присоединиться к оболочке яйцеклетки, чтобы начать акросомную реакцию). Связываясь с антигенами на хвосте сперматозоида, АСАТ могут затруднить движения сперматозоида.

Распространенным признаком присутствия в сперме АСАТ является так называемая «спермагглютинация» – специфическое склеивание сперматозоидов, прилипание сперматозоидов друг к другу. Спермагглютинацию следует отличать от так называемой «спермагрегации» – неспецифического склеивания вследствие присутствия в сперме слизи. Спермагрегация является вариантом нормы и клинического значения не имеет. При спермагглютинации подвижные сперматозоиды образуют небольшие группы склеивания – несколько сперматозоидов склеиваются одинаковыми частями своей клетки – «головка к головке», «хвост к хвосту» или «шейка к шейке». Подобные группы склеивания иногда называют «розетки». Как правило, количество розеток невелико – одно на несколько полей зрения микроскопа, но такое склеивание может носить и массовый характер. Округлые клетки в агглютинации не участвуют и в состав «розеток» не входят. При агрегации сперматозоиды образуют большие скопления (от десятков до сотен). Такие скопления часто образуют форму «тяжа» и включают в себя округлые клетки.

Существуют иммунохимические методы определения АСАТ. Наиболее распространенным в современной лабораторной практике является метод MAR (Mixed Antiglobulin Reaction). При этом методе к капле спермы на стекле добавляют каплю суспензии силиконовых микрочастиц, связанных с антителами кролика против антител человека. Такие частицы связываются с антителами человека. Если в сперме присутствуют АСАТ, то частицы приклеиваются к сперматозоидам. В поле зрения микроскопа в этом случае наблюдают сперматозоиды с присоединенными микрочастицами. Если количество сперматозоидов, несущих микрочастицы, превышает 50 %, то делают заключение о наличии в сперме «антиспермальных антител».

Биохимическое исследование спермы проводят для изучения морфологических и физиологических свойств семенной жидкости, что важно при оценке патологии сперматогенеза. Для оценки секреторной функции предстательной железы возможно определение в сперме концентрации лимонной кислоты, кислой фосфатазы, ионов цинка, фруктозы. Однако, поскольку между этими четырьмя показателями отмечена четкая корреляция, целесообразно определять только два из них: концентрацию лимонной кислоты и содержание ионов цинка. Функцию семенных пузырьков оценивают по содержанию фруктозы. Это исследование особенно важно выполнять при азооспермии, когда низкий уровень фруктозы, рН и повышенное содержание лимонной кислоты указывают на врожденное отсутствие семенных пузырьков.

В руководстве ВОЗ (WHO Laboratory Manual… 1999) по диагностике и лечению бесплодия в браке была принята следующая терминология при оценке анализа спермы:

1) нормозооспермия – показатели спермы соответствуют нормальным;

2) олигозооспермия – концентрация сперматозоидов менее 20 млн/мл;

3) тератозооспермия – нормальных форм сперматозоидов менее 30 % при неизмененных показателях общего количества и доли подвижных форм;

4) астенозооспермия – подвижность сперматозоидов менее 25 % категории А или менее 50 % категорииА+Впринормальных показателях количества и морфологии сперматозоидов;

5) олигоастенотератозооспермия – сочетание трех вариантов патозооспермии;

6) азооспермия – сперматозоиды в сперме отсутствуют;

7) аспермия – отсутствие спермы как таковой (объем спермы 0 мл).

Кроме того, можно встретить следующие термины:

олигоспермия – объем эякулята ниже нормативного значения;

лейкоцитоспермия, лейкоспермия, пиоспермия – концентрация лейкоцитов выше нормативного значения.

акиноспермия (акинозооспермия) – полная неподвижность сперматозоидов;

некроспермия (некрозооспермия) – отсутствие живых сперматозоидов в эякуляте;

криптоспермия (криптозооспермия) – предельно малое количество сперматозоидов, которые могут быть обнаружены в эякуляте с большим трудом;

гемоспермия – присутствие крови (эритроцитов) в эякуляте.

Нормы ВОЗ 2010 г. В 2010 г. ВОЗ внесла новые изменения в референсные значения показателей эякулята, изменив методику его обработки и исследования. В 5-м издании «Руководства ВОЗ» (WHO Laboratory Manual… 2010) изменены нормы количества и подвижности сперматозоидов, количества нормальных форм сперматозоидов. Так, например, упразднена классификация подвижных спермиев: по группам A, B, C, D. Вместо этого предлагается новая классификация сперматозоидов: с прогрессивным движением, с непрогрессивным движением и неподвижные.

В табл. 2.7 приводятся нормы показателей эякулята согласно последним рекомендациям ВОЗ (2010):

Таблица 2.7

Нормальные значения параметров эякулята (Руководство ВОЗ, 2010)

Причины некоторых вариантов патоспермии:

1. Отсутствие эякулята (аспермия):

– хирургические вмешательства;

– обструкция семявыносящего протока;

– лекарственные препараты;

– ретроградная эякуляция.

2. Сниженный объем эякулята (олигоспермия):

– ретроградная эякуляция;

– отсутствие семявыносящего протока (vas deferens) и семенных пузырьков;

– обструкция семявыносящего протока;

– андрогенный дефицит;

– симпатическая денервация;

– кальцификация семявыносящего протока и семенных пузырьков (например, при сахарном диабете);

– оперативные вмешательства на шейке мочевого пузыря;

– лекарственные препараты;

– неполный оргазм;

– при мастурбации.

3. Повышенный объем эякулята (полиспермия).

Этиология недостаточно изучена, однако замечено, что полиспермия часто сопровождается олигозооспермией при нормальном общем количестве сперматозоидов в эякуляте. Иногда это может являеться фактором бесплодия.

4. Азооспермия:

– обструкция семявыносящего протока);

– склероз семенных канальцев (например, при синдроме Клайнфелтера);

– аплазия герминативного эпителия (идиопатическая форма, воздействие лекарственных препаратов, воздействие радиации, синдром Клайнфелтера (мозаицизм), ХYY-синдром, микроделеции Y-хромосомы);

– нарушение созревания сперматозоидов (идиопатическая форма, ХYY-синдром, варикоцеле, микроделеции Y-хромосомы, эндокринные заболевания: гипогонадотропный гипогонадизм, гипергонадотропный гонадизм, врожденная гиперплазия коры надпочечников).

5. Олигозооспермия:

– идиопатическая форма;

– последствие крипторхизма;

– варикоцеле;

– лекарственные воздействия;

– микроделеции Y-хромосомы;

– эндокринные заболевания (гипогонадотропный гипогонадизм, гиперпролактинемия, гипотиреоз, врожденная гиперплазия коры надпочечников, гиперкортизолизм, болезнь Аддисона аутоиммунной этиологии и при адренолейкодистрофии).

6. Астенозооспермия:

– антиспермальные антитела;

– идиопатическая форма;

– инфекции;

– длительное половое воздержание;

– структурные дефекты сперматозоидов (синдром Картангера);

– эндокринные заболевания (акромегалия, недостаточность гормона роста, гипопролактинемия, гиперпролактинемия, ожирение, гипотиреоз, тиреотоксикоз).

Биопсия тестикул. Биопсия яичка как дополнительный метод диагностики при бесплодии был предложен С. Charny (1940) и R. Hotchkiss (1942). Данное исследование считают завершающим. Его выполняют при идиопатической азооспермии, когда объем яичек не изменен, равно как и концентрация ФСГ в плазме крови, при подозрении на новообразование яичек, а также в ходе планируемого ICSI.

Применяют закрытый (пункционный, чрескожный) и открытый варианты биопсии. Последний считают более информативным за счет получения большего количества материала и выполняют гораздо чаще.

Гистологические диагнозы классифицируют следующим образом:

Нормосперматогенез – наличие нормального количества сперматозоидов (10 и более в поле зрения при микроскопии) в семявыносящих канальцах.

Гипосперматогенез – наличие сниженного количества сперматозоидов в семенных канальцах.

Асперматогенез – отсутствие сперматозоидов в семенных канальцах вследствие нарушения или наличия блока их созревания на стадии сперматогоний, сперматоцитов и сперматид.

Синдром одних клеток Сертоли. Атрофия яичка (склероз ткани).

Следует отметить, что в некоторых случаях для окончательного решения вопроса о выборе тактики лечения или применении метода ICSI тестикулярную биопсию можно выполнить при измененной концентрации гормонов крови и гипогонадизме.