Влияние гипербарической оксигенации на степень фрагментации днк сперматозоидов у мужчин с идиопатическим бесплодием Метелев Алексей Юрьевич

Введение к работе

Актуальность темы обусловлена широкой распространенностью случаев бесплодия в мире, отсутствием исследований, посвященных влиянию гипербарической оксигенации на степень фрагментации ДНК сперматозоидов. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 10-20% супружеских пар репродуктивного возраста страдают от отсутствия детей, а в половине случаев причиной бесплодия является различная патология у мужчины (Rowe P.J. et al., 2000). Считается, что мужское бесплодие может быть следствием большого количества различных нарушений и патологических изменений половой и других систем организма (Божедомов В.А. и соавт., 2013; Bachir B.G., Jarvi К., 2014; Barazani Y. et al., 2014). Однако идиопатическое бесплодие, когда не удается выявить этиологический фактор, составляет до 75% случаев мужского бесплодия (Тюзиков И.А. и соавт., 2013; Sabanegh E.J., Agarwal А., 2012; Khazaie Y., Nasr Esfahani M.H., 2014).

Перспективным представляется изучение роли повышенного уровня фрагментации дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) сперматозоидов в снижении мужской фертильности и возможности коррекции этого показателя спермы с помощью различных лечебных методов. Вероятность оплодотворения in vivo и при внутриматочной инсеминации близка к нулю при наличии фрагментации ДНК у более 25-30% сперматозоидов, а до 40% выкидышей может быть обусловлено повышенным уровнем фрагментации ДНК сперматозоидов (Божедомов В.А. и соавт., 2012; Robinson L. et al., 2012; Varshini J. et al., 2012).

Степень разработанности проблемы

Мировая литература не содержит каких-либо сведений об исследованиях, направленных на изучение взаимосвязи ГБО и фрагментации ДНК сперматозоидов. Теоретической основой для использования ГБО для улучшения свойств спермы служат данные о ее физиологических эффектах. В результате

воздействия ГБО возможно снижение или устранение хронической ишемии, гипоксии и других различных микроциркуляторных дисфункций в ткани яичка, тем самым препятствуя повышенной продукции свободных радикалов, или активных форм кислорода (АФК) в сперме, которые служат частой причиной повреждения ДНК сперматозоидов (Матье Д., 2009). В ряде работ представлены данные о положительном эффекте ГБО на различные параметры спермы. Так, исследование A. Mitrovi et al. (2011) подтвердило улучшение подвижности сперматозоидов после применения ГБО. По данным R.Q. Zheng et al. (2006), при использовании ГБО после варикоцелэктомии показатели спермограммы были лучше и частота наступления беременности были выше, чем после варикоцелэктомии без ГБО. Работа Д.Г. Коренькова (2004) также показала, что ГБО в сочетании с антиоксидантами способствует улучшению качества спермы при мужском бесплодии.

Недостаточность исследований по влиянию ГБО на степень фрагментации ДНК сперматозоидов стало обоснованием обращения к данной теме научной работы, и настоящее исследование направлено на восполнение существующего пробела в указанной научной сфере.

Цель исследования

Улучшение результатов лечения мужского идиопатического бесплодия путем использования гипербарической оксигенации для снижения уровня фрагментации ДНК сперматозоидов.

Задачи исследования

1. Изучить влияние гипербарической оксигенации на клеточные и тканевые структуры семенников экспериментальных животных.

2. Выявить характер изменений основных параметров сперматозоидов: количества, подвижности и морфологии - после проведения курса гипербарической оксигенации у мужчин с идиопатическим бесплодием, ассоциированным с повышенным уровнем фрагментации ДНК сперматозоидов.

3. Оценить возможности метода гипербарической оксигенации по преодолению повышенного уровня фрагментации ДНК сперматозоидов у мужчин с идиопатическим бесплодием.

4. Выяснить особенности динамики уровня активных форм кислорода в сперме у мужчин с идиопатическим бесплодием после применения курса лечения с помощью гипербарической оксигенации.

5. Определить вклад различных показателей спермы в вероятность наступления беременности после экстракорпорального оплодотворения и выделить наиболее значимые признаки.

Научная новизна

1. На основе экспериментальной модели животных установлена безопасность гипербарической оксигенации для клеточных и тканевых структур семенников.

2. Доказана эффективность использования гипербарической оксигенации в коррекции повышенного уровня фрагментации ДНК сперматозоидов у мужчин с идиопатическим бесплодием.

3. Показана возможность преодоления повышенного уровня активных форм кислорода в сперме с помощью метода гипербарической оксигенации при мужском идиопатическом бесплодии.

4. Определен вклад различных показателей спермы на вероятность наступления беременности после экстракорпорального оплодотворения с выделением наиболее значимых с этой точки зрения параметров спермы.

Теоретическая и практическая значимость работы Теоретическая значимость заключается в следующем: - выдвинута идея и представлены доказательства эффективного использования гипербарической оксигенации для коррекции повышенного уровня активных форм кислорода в сперме, что приводит к снижению фрагментации ДНК сперматозоидов и улучшению фертильности мужчин с идиопатическим бесплодием;

- оценена прогностическая роль различных показателей спермы относительно
вероятности наступления беременности после экстракорпорального
оплодотворения.

Практическая значимость заключается в следующем:

обоснована безопасность гипербарической оксигенации для клеточных и тканевых структур яичка;

обоснована необходимость включения в обязательный объем диагностического обследования мужчин с идиопатическим бесплодием исследования уровня фрагментации ДНК сперматозоидов и активных форм кислорода в сперме;

подтверждена целесообразность использования метода гипербарической оксигенации в лечении мужского идиопатического бесплодия при наличии повышенного уровня фрагментации ДНК сперматозоидов и активных форм кислорода в сперме;

разработана эффективная схема применения гипербарической оксигенации у мужчин с идиопатическим бесплодием в сочетании с повышенным уровнем фрагментации ДНК сперматозоидов и активных форм кислорода в сперме;

определены оптимальные сроки выполнения экстракорпорального оплодотворения у мужчин с идиопатическим бесплодием после курса гипербарической оксигенации и наиболее значимые прогностические признаки для результатов экстракорпорального оплодотворения.

Методология и методы исследования

Предмет исследования - проблема мужского бесплодия, ассоциированного с повышенным уровнем фрагментации ДНК сперматозоидов.

Объект исследования - пациенты с идиопатическим мужским бесплодием, ассоциированным с повышенной степенью фрагментации ДНК сперматозоидов.

Теоретическая база исследования: теория о снижении мужской фертильности вследствие повышения допустимой концентрации

сперматозоидов с фрагментацией ДНК; теория оксидативного стресса, объясняющая механизм возникновения фрагментации ДНК сперматозоидов за счет избыточного образования АФК в сперме; теоретические основы физиологических эффектов гипербарической оксигенации.

Методологическая база исследования: экспериментальный метод,
основанный на гистологическом и электронно-микроскопическом
исследовании ткани семенников лабораторных животных до и после курса
гипербарической оксигенации; клинический, биохимический,

инструментальный методы, основанные на физикальном и лабораторном обследовании мужчин с идиопатическим бесплодием с целью определения критериев включения/исключения; статистический метод, выполненный с помощью пакета прикладных программ «Statistica v. 17.0» («StatSoft», США).

Положения, выносимые на защиту

5. Метод гипербарической оксигенации не приводит к количественным и качественным деструктивным изменениям в клеточных и тканевых структурах семенников.

6. Применение гипербарической оксигенации у мужчин с идиопатическим бесплодием позволяет достоверно улучшить показатели основных параметров сперматозоидов: общего количества в эякуляте с 28,8±12,2*10⁶ до 30,8±11,7*10⁶, подвижности (а+Ь) с 28% до 30%, числа нормальных форм с 8% до 10%.

7. В результате использования гипербарической оксигенации происходит статистически значимое снижение среднего уровня фрагментации ДНК сперматозоидов в течение трех месяцев с 33,2±7,5% до 11,9±5,9%.

8. Эффективность метода гипербарической оксигенации по коррекции повышенного уровня активных форм кислорода в сперме подтверждается уменьшением значения этого показателя после курса гипербарической оксигенации с 0,89 мВ/с до 0,39 мВ/с.

9. Вероятность наступления беременности после экстракорпорального

оплодотворения в 8,24 раз выше при уровне фрагментации ДНК 15% (95% доверительный интервал: 5,82-11,65) по сравнению с уровнем фрагментации ДНК > 15%, а при уровне активных форм кислорода в сперме 0,64 мВ/с выше в 3,7 раза (95% доверительный интервал: 2,61-5,23) по сравнению с уровнем активных форм кислорода > 0,64 мВ/с.

Степень достоверности результатов исследования Результаты диссертационной работы основаны на применении экспериментальных методов исследования с использованием 15 лабораторных животных, достаточном числе клинических наблюдений (90 человек), использовании контрольной группы сравнения для оценки использованного метода лечения (30 человек), достоверных первичных данных, современных и соответствующих целям и задачам методах исследования, использовании валидизированных критериев оценки полученных данных, корректном применении статистических методов обработки результатов исследования, а также достаточно подробном их освещении в рецензируемых научных журналах.

Апробация работы: Работа одобрена комитетом по этике ГБОУ ДПО РМАПО МЗ РФ в 2012 году.

Основные положения работы доложены и обсуждены на:

Первом национальном форуме «Репродуктивное здоровье как фактор демографической стабилизации» (Ростов-на-Дону, 19 октября 2012);

18 Международном конгрессе гипербарической медицины. (Буэнос-Айрес, Аргентина, 3 декабря 2014);

XI конгрессе «Мужское здоровье» (Сочи, 28 апреля 2015 г.); БV Конгрессе Российского общества урологов «Урология в ББI веке» (Санкт-Петербург, 18 сентября 2015 г.);

35 Конгрессе Международного общества урологов (Мельбурн, Австралия, 17 октября 2015).

31 Конгрессе Европейской ассоциации урологов (Мюнхен, Германия, 14 марта 2016).

Личный вклад

Автору принадлежит ведущая роль в выборе направления исследования, анализе и обобщении полученных результатов. Соискателем лично проведено моделирование процессов, мониторинг основных параметров, аналитическая и статистическая обработка, научное обоснование и обобщение полученных результатов. Вклад автора является определяющим и заключается в непосредственном участии на всех этапах исследования: от постановки задач до обсуждения результатов в научных публикациях и докладах, внедрения их в практику.

Внедрение результатов работы в практику

Результаты исследования внедрены в клиническую практику урологических отделений городской клинической больницы им. СП. Боткина (125284, г. Москва, 2-й Боткинский проезд, д. 5, корп. 10) с января 2015 года. Результаты исследования используются в учебно-педагогическом процессе на кафедре урологии и хирургической андрологии Российской медицинской академии последипломного образования (125993, г. Москва, ул. Баррикадная, д. 2/1) с января 2016 года.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 3 работы - в научных рецензируемых изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией при Министерстве образования и науки Российской Федерации.

Объем и структура работы