Введение к работе
Актуальность проблемы. Характерной чертой демографической ситуации в России в последние 15 лет является систематическая убыль абсолютной численности населения, которая происходит вследствие суженного его воспроизводства, когда последующее поколение меньше предыдущего (Римашевская Н.М., 2004; Акопян А.С., 2008). Существенная роль в снижении рождаемости, наряду с социально-экономическими факторами, принадлежит бесплодию, которым страдает до 15 % семейных пар, при этом не менее половины всех зарегистрированных случаев связаны с нарушением репродуктивной функции мужчин (Кулаков В.И., Леонов Б.В., 2000; Танахо Э., Маканинч Д., 2005). По расчетам экспертов РАМН, мужская инфертильность явилась причиной нерождения примерно 4,0 млн. детей за последние 15-20 лет (Артюхин А.А., 2007).
Одной из самых потенциально уязвимых категорий мужского населения являются сотрудники органов МВД, служба которых сопряжена с психологическим стрессом, физическим перенапряжением, воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды, а нередко и угрозой жизни (Глумова И.В., 2006; Морозов Д.В. и др., 2008).
Немаловажным в социальном и личностном плане и практически не изученным аспектом проблемы явля,ется нарушение у этой категории мужчин репродуктивной функции, сексуального здоровья и их регуляции. Имеющиеся сведения о влиянии боевого стресса на мужскую детородную функцию носят отрывочный характер, не дают целостного представления о проблеме, неоднозначно интерпретируются различными авторами, что не позволяет придти к единому мнению о степени утраты фертильносте и механизмах репротоксического действия экстремальных факторов в условиях войны (Abou-Donia М. et al., 2003; Maconochie et al, 2004; Abu-Musa et al., 2008).
Этиология и патогенез нарушений мужской репродуктивной функции являются предметом оживленной научной дискуссии. Наиболее распространены гипотезы негативного воздействия факторов окружающей среды, профессионального маршрута мужчины, генетической предрасположенности, поведенческих и социокультурных особенностей, психоэмоциональной и физической перегрузки, стресса и т.д. (Bhasin Sh., 2007; Cavallini G. et al., 2008). В качестве общего патогенетиче-,
4 ского механизма уменьшения фертильности рассматривается изменение параметров ДНК сперматозоидов, в частности, структуры, степени и плотности укладки хроматина (Deibes G. et al., 2010). Возникать такие повреждения в половых клетках могут путем активации апоптоза, нарушения биохимических реакций, сопровождающих стадию конденсацию хроматина или атаки свободных радикалов на .фоне снижения антиоксидантной активности (Aitken R., De Iuliis G., 2010). Нарушение регуляции свободнорадикального окисления и изменение содержания свободных радикалов имеет место при различных негативных воздействиях на организм. Оно рассматривается как универсальный молекулярный механизм повреждения, ведущий к нарушению структуры и функции биологических мембран, сдвигам метаболизма, вызывающим активацию апоптоза и т.д. (Dowling D., Simmons L., 2009).
Нестабильность свободных радикалов, быстрый распад и включение в метаболизм продуктов окисления затрудняют их обнаружение в биологическом материале. Перспективным является способ исследования свободных радикалов, основанный на регистрации хемилюминесценции - свечения, возникающего при их взаимодействии. С помощью этого метода выявляются наиболее реакционноспо-собные радикалы, которые другими методами не регистрируются (Владимиров Ю.А. и др., 1992). Разработаны хемилюминесцентные методы исследования состояния свободнорадикального окисления в сперматозоидах и определения антиокислительной активности спермоплазмы (Громенко Д.С. и др., 2006), благодаря появлению которых показано патогенетическое значение активации свободнора-дикальных процессов в развитии инфертильности при действии факторов окружающей среды (Божедомов В. А. и др., 2009).
На репродуктивный статус влияет стресс, возникающий в ответ на экстремальное воздействие различного происхождения (Andersen М. et al., 2004; Maeda К., Tsukamura Н., 2006). При этом неспецифическая реакция напряжения вызывает изменения гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, сопровождается многочисленными физиологическими, патофизиологическими реакциями, нарушениями метаболизма, в том числе и свободнорадикального окисления (Hadany L. et al., 2006; Титов В.Н., 2009).
Несмотря на успехи в изучении механизмов контроля фертильности в норме и патологии, репродуктивные корреляты сложного комплекса реакций различных
5 органов и систем, сопряженные с регуляцией гонадостата, метаболическими особенностями спермоплазмы, состоянием свободнорадикальных процессов и изменениями эякулята в ответ на стресс, вызванный условиями боевой обстановки, практически не нашли отражения в научной литературе.
Не менее важны вопросы объективизации способов раннего выявления нарушения фертильности, оценка значимости молекулярных маркеров в диагностике и поиск путей профилактики мужского бесплодия. Решение этих проблем и легло в основу постановки цели и задач данного исследования.
Цель исследования: изучение молекулярных маркеров сперматогенной функции и их взаимосвязи со свободнорадикальным окислением у лиц, подвергающихся воздействию факторов боевого стресса. Задачи исследования
-
Провести исследование характеристик эякулята сотрудников спецподразделений МВД до и после пребывания в т.н. «горячих точках».
-
Охарактеризовать гипофизарно-гонадные и гипофизарно-надпочечниковые отношения на фоне боевого стресса.
-
Определить влияние стрессовых факторов на гормональные показатели оплодотворяющих свойств сперматозоидов.
-
Исследовать уровни специфических маркеров фертильности - гликоделина (альфа^-микроглобулина фертильности), ингибина В и акросомального белка акрозина в сыворотке крови и/или сперме до и после командировок в «горячие точки».
-
Изучить воздействие стресса на про- и антиоксидантные показатели эякулята.
-
Оценить влияние биофлавоноидов прополиса на процессы свободноради-кального окисления в эякуляте.
Научная новизна.
-
Осуществлен комплексный углубленный анализ молекулярных механизмов нарушения оплодотворяющих свойств эякулята и их ассоциаций с состоянием гипо-таламо-гипофизарно-гонадной оси и свободнорадикальных процессов у мужчин, подверженных воздействию боевого стресса.
-
Впервые доказано, что развивающаяся при боевом стрессе андрогенная недостаточность и патоспермия тесно сопряжена с перераспределением цитокинового
профиля сыворотки крови и семенной плазмы с повышенной секрецией ИЛ-ір, ИЛ-6 и ФНОа, а также с окислительным повреждением клеток, обусловленным угнетением антиоксидантной активности на фоне интенсификации генерации активных форм кислорода.
-
Впервые на фоне боевого стресса продемонстрировано значение дефицита молекулярных факторов фертильности - гликоделина, ингибина В, акрозина в развитии патологии эякулята.
-
Обоснована целесообразность применения хемилюминесцентных методов исследования в качестве наиболее эффективного способа экспресс-оценки состояния процессов свободнорадикального окисления в эякуляте при экстремальных воздействиях, сопровождающихся психоэмоциональным и оксидативным стрессом, а также для контроля эффективности проводимой терапии.
-
Впервые показана возможность коррекции биофлавоноидами прополиса процессов липопероксидации в модельных системах, а также в семенной жидкости экспериментальных животных на фоне физического стресса, что позволяет рекомендовать его использование для профилактики и коррекции процессов свободно-радикального окисления при нарушениях фертильности.
Практическая значимость. Определение молекулярных маркеров фертильности (гликоделина, ингибина В и акрозина) у мужчин, подвергшихся воздействию боевого стресса, можетслужить средством выявления ранних нарушений фертильности. Снижение их содержания в сыворотке крови и эякуляте предшествует изменению рутинных параметров спермрграммы и может использоваться в диагностических и прогностических целях.
В опыте на животных, подвергнутых плавательной нагрузке, сопровождающейся оксидативным стрессом, профилактическое введение препарата «про-пофлан» приводило к снижению количества патологических форм сперматозоидов, увеличению их подвижности и жизнеспособности. Одновременно повышалась антиокислительная активность и снижалась избыточная генерация активных форм кислорода в гаметах животных. Полученные результаты позволяют рекомендовать препарат «Пропофлан» в качестве протективного средства нарушения фертальности при оксидативном стрессе, вызванном психоэмоциональной и физической перегрузкой.
7 Основные положения, выносимые на защиту
-
Применение рутинного анализа спермограммы имеет низкую диагностическую и прогностическую ценность, что затрудняет выявление различных форм нарушений фертильности в условиях стресса и диктует необходимость поиска более информативных индикаторов оплодотворяющей способности.
-
Перспективными предикторами патологии фертильности при воздействии экстремальных факторов окружающей среды являются баланс про- и антиоксидант-ных систем и цитокиновый профиль спермальной плазмы, а также уровень молекулярных маркеров фертильности (гликоделина, ингибина и акрозина) в крови и эякуляте.
-
Использование комплекса биофлавоноидов прополиса позволяет улучшить характеристики эякулята, ограничить развитие оксидативного стресса в сперматозоидах, что подтверждается увеличением антиокислительной емкости эякулята и ингибированием образования активных форм кислорода.
Внедрение результатов исследования. Материалы диссертации используются в учебной и научно-исследовательской работе на кафедрах нормальной и патологической физиологии, Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ" ВПО Башкирский государственный медицинский университет Росздрава, а также в работе Башкирского республиканского перинатального центра. Апробация работы. Материалы диссертации представлены на VI Всероссийской конференции «Боевой стресс: механизмы стресса в экстремальных условиях» (2007), Всероссийском конгрессе по андрологии (Дагомыс, 2007), Российском научном форуме «Мужское здоровье и долголетие» (Москва, 2007, 2009), IV съезде Биохимического Общества РАН (Новосибирск, 2008), III Всероссийском съезде профпатологов (Новосибирск, 2008), VII Всероссийском конгрессе «Профессия и здоровье» (Москва, 2008), Проблемной комиссии «Научные основы охраны репродуктивного здоровья работников» Научного Совета РАМН «Медико-экологические проблемы здоровья работающих» (Самара, 2008), Всероссийской конференции с международным участием «Медицина труда: реализация Глобального плана действий по здоровью работающих на 2008-2017 гг.» (Москва, 2008), V Российском конгрессе «Мужское здоровье» (Кисловодск, 2009), совместном заседании кафедр патологической физиологии, нормальной физиологии, биологической и биоорганической химии, урологии, психиатрии и наркологии, скорой по-
8 мощи и медицины катастроф, лабораторной диагностики, Центральной научно-исследовательской лаборатории Башкирского государственного медицинского университета (Уфа, 8 сентября 2009 г., протокол № 24).
Личный вклад автора заключается в самостоятельной постановке и проведении экспериментального и клинического исследования, обработке материалов лабораторного и клинического обследования, а также хемилюминесцентного анализа. Самостоятельно выполнено полное общеклиническое обследование и изучение репродуктивного статуса 136 сотрудников отрядов милиции особого и специального назначения. Вся полученная информация проанализирована, систематизирована и обработана статистическими методами.
Публикация результатов исследований. Опубликовано 8 научных работ, в том числе 1 - в журнале, рецензируемом ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы. Работа иллюстрирована 13 таблицами, 17 рисунками. Библиографический список содержит 62 работы отечественных и 168 работ зарубежных авторов.
