.

Порушення антиоксидантної та іон-транспортувальних систем сперматозоїдів при чоловічій неплідності та їх корекція (автореферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
108 2576
Скачать документ

ІНСТИТУТ УРОЛОГІЇ АМН УКРАЇНИ

ВОРОБЕЦЬ ДМИТРО ЗІНОВІЙОВИЧ

УДК 616.697-02:616.69-007.5

Порушення антиоксидантної та іон-транспортувальних систем сперматозоїдів
при чоловічій неплідності та їх корекція

14.01.06 – УРОЛОГІЯ

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

КИЇВ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на базі відділення сексопатології та андрології
Інституту урології АМН України та кафедри урології Львівського
національного медичного університету імені Данила Галицького МОЗ України

Науковий керівник:

доктор медичних наук, старший науковий співробітник Бойко Микола
Іванович

Інститут урології АМН України, головний науковий співробітник

відділення сексопатології та андрології

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Щербак Олександр Юрійович,

Київська медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Щупика МОЗ
України,

професор кафедри урології

доктор медичних наук, професор Лісовий Володимир Миколайович,

Харківська державний медичний університет МОЗ України

завідувач кафедри урології та андрології

Провідна установа: Одеський державний медичний університет імені М.І.
Пирогова

МОЗ України, кафедра урології та нефрології

Захист дисертації відбудеться 18.10.2005 р. о 15 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.615.01 в Інституті
урології АМН України за адресою: 04053, м. Київ, вул. Ю. Коцюбинського,
9а.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту
урології АМН України за адресою: 04053, м. Київ, вул. Ю. Коцюбинського,
9а.

Автореферат розісланий 16.09.2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат медичних наук, старший науковий співробітник Л.М. Старцева

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. За інформацією ВООЗ (WHO, 1987, 1992, 1999) в кінці
ХХ століття кількість бездітних сімей у світі досягла 10-15%. Але, якщо
дотепер безплідний шлюб, головним чином, пов’язували з патологічними
процесами в органах статевої системи жінок, причиною яких переважно є
ендогенні чинники, то постійно зростаюча дія на організм екзогенних
чинників фізичної, хімічної та біологічної природи, а також негативного
впливу стресових навантажень обумовили появу у чоловіків патоспермії. Як
наслідок, чисельність безплідних шлюбів з їх вини зросла до 24-61%
(Возианов А.Ф., Горпинченко И.И., 1998; Бойко Н.И., Добровольская Л.И.,
2003; Haidl G., 2002).

До найбільш поширених захворювань, які викликають чоловічу
субфертильність або неплідність належать: хронічний простатит – 39-46%;
варикоцелє – 8-27%; епідидиміт – 9-12%; обтураційна аспермія – 6-10% і
крипторхізм – 4-5% (Козловський І.В., 2000; Юнда И.Ф., 1990; Shaeffer
A.J., 2003).

Патологічні процеси, які відбуваються у сім’яниках і придаткових
залозах, змінюють структуру і форму сперматозоїдів, що знижує їх
рухливість і запліднюючу здатність (Бойко Н.И., 2005; Aitken R.J., 1995,
1999; Storey B.T., 1997). Загальноприйняті методи діагностики
неплідності, а саме: клініко-морфологічні, цитологічні, бактеріологічні
тощо не завжди вказують на причину зниження життєздатності і біологічної
повноцінності сперматозоїдів, не розкривають механізму змін, а також
недостатньо точно і повно його відображають (Горпинченко І.І., Гула
Н.М.,

Маргітіч В.М., 2001; Leijonhufvud K.G., 1997).

У цьому зв’язку відомо, що пероксидна оксидація ліпідів – універсальний
механізм ушкодження клітинних мембран при різних патологіях (Agarwal A.,
2002; Aitken R.J., Buckingham D.W., 1992). У знешкодженні вторинних
продуктів пероксидації та інших окиснених речовин головну роль відіграє
глутатіонова антипероксидна система (Dandekar, G.D., 2002; Garrido N.,
2004; Raijmakers M.T., 2004).

Na+,K+-АТФаза та Ca2+,Mg2+-АТФаза належать до основних систем, що
здійснюють первинний активний транспорт іонів та формують на мембрані
електрохімічні градієнти, енергія яких використовується для забезпечення
життєдіяльності клітини і підтримання гомеостазу Са2+ (Болдырев А.А.,
2001; Carafoli E., 1991).

Іонізований кальцій, як відомо, є одним з основних внутрішньоклітинних
месенджерів, який регулює десятки клітинних функцій (Костюк П.Г., 1986;
Guerin D., 1998). Ймовірно, активність транспортувальних АТФаз у
підтриманні гомеостазу Са2+ повинна корелювати з активністю інших
метаболічних систем, зокрема з комплексом глутатіонзалежних
ферментів, які є основою антиоксидантної системи (Wennemuth G., Babcock
D.F., 2003). Зважаючи на це, можна припустити, що Са2+ бере безпосередню
чи опосередковану участь у регуляції активності глутатіонової
антиоксидантної системи. До того ж іони кальцію, як внутрішньоклітинні
месенджери, регулюють процеси, які ініціюють рухливість, капацитацію і
акросомну реакцію сперматозоїдів (Breitbart H., Rubinstein S., 2000;
Dorval V., Dufour M., 2002; Williams K.M., Ford W.C. 2003). Тому
дослідження, спрямовані на вивчення антиоксидантної системи та
механізмів енергозалежного та енергонезалежного трансмембранного
переміщення іонів, повинні призвести до встановлення закономірностей,
які лежать в основі рухливості, акросомної реакції і запліднювальної
здатності сперматозоїдів і розробки методів корекції якості сперми.

З огляду на важливу роль структурно-функціональної повноцінності
сперматозоїдів у репродукції людини, проведені нами дослідження
спрямовані на вивчення активності глутатіонової антиоксидантної системи
і спроби її корекції, а також іонного гомеостазу та активності АТФаз при
різних формах неплідності чоловіків, що має як теоретичне, так і
практичне значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну
роботу виконано в рамках трьох тем: “Роль іонів кальцію, калію, натрію і
транспортних АТФаз у збереженні біологічної повноцінності
сперматозоїдів” (шифр державної реєстрації № 0196И024411), “Вивчити
механізми регуляції обмінних процесів у репродуктивних органах, ооцитах
і ембріонах та розробити способи стимуляції процесів відтворення.
Удосконалити склад інкубаційних середовищ для запліднення in vitro”
(шифр державної реєстрації № 198U009013) та “Регуляторна роль іонів
кальцію у функціонуванні глутатіонової антиоксидантної системи клітин”
(шифр державної реєстрації № ІН 07.00.0001.04).

Мета та задачі дослідження. Підвищення ефективності діагностики та
лікування чоловічої неплідності шляхом встановлення критеріїв якості
сперми з врахуванням активності глутатіонової антиоксидантної системи та
іонного гомеостазу і застосування препаратів з антиоксидантними
властивостями.

Для досягнення мети були поставлені такі завдання:

Проаналізувати етіологічні фактори, які спричинили патоспермію та
розвиток неплідності чоловіків.

Встановити оптимальні умови для визначення глутатіонпероксидазної,
глутатіонредуктазної, глутатіонтрансферазної активності та
транспортувальних АТФаз сперматозоїдів.

При різних формах неплідності дослідити вміст малонового діальдегіду та
активність ферментів глутатіонової антиоксидантної системи
сперматозоїдів, та продемонструвати здатність Са2+ регулювати ці
процеси.

У здорових та неплідних чоловіків виявити корелятивні співвідношення між
показниками еякуляту та концентрацією Са2+, активністю ферментів
глутатіонової антиоксидантної системи, транспортувальних АТФаз.

Розробити метод діагностики чоловічої неплідності шляхом встановлення
комплексної ролі показників пероксидації ліпідів, активності ферментів
антиоксидантної системи, Са2+ гомеостазу та Na+,K+-, Ca2+,Mg2+-АТФаз.

Визначити співвідношення іонів Са2+ в спермі неплідних чоловіків, які
здатні забезпечити збереження максимально можливої кількості
життєздатних і функціонально повноцінних сперматозоїдів в еякулятах.

Об’єкт дослідження. Пацієнти з патоспермією при екскреторній та
секреторній формах неплідності; глутатіонова антиоксидантна система
сперматозоїдів; вміст Са2+ і активність Na+,К+-, Са2+-,Мg2+-АТФаз у
спермі чоловіків.

Предмет дослідження. Вплив препаратів з антиоксидантними властивостями
на активність глутатіонової антиоксидантної системи сперматозоїдів та їх
морфо-функціональні показники при різних формах неплідності; зміни
гомеостазу іонів та активності транспортувальнихних АТФаз при
патоспермії; взаємозв’язок глутатіонової антиоксидантної та
іон-транспортувальних систем.

Матеріали і методи дослідження. Клінічне обстеження пацієнтів в
динаміці, загальноклінічні лабораторні, мікробіологічні, бактеріологічні
культуральні методи дослідження, імуноферментні методи діагностики.
Центрифугування, виділення сперматозоїдів, пермеабілізація
сперматозоїдів сапоніном, визначення концентрації білка, визначення
активності глутатіонпероксидази, глутатіонредуктази та
глутатіонтрансферази, оцінка стану ПОЛ, визначення Са2+,Mg2+- та
Na+,К+-АТФазних активностей, полум’яна фотометрія, світлова та
електронна мікроскопія.

Наукова новизна одержаних результатів. При різних формах неплідності
отримані нові дані про стан пероксидації ліпідів та антиоксидантний
захист за участю ферментів глутатіонової системи сперматозоїдів.

Вперше у хворих з екскреторно-токсичною та секреторною неплідністю
виявлено взаємозв’язок між активністю ферментів глутатіонової
антиоксидантної системи, транспортувальних АТФаз та
морфо-функціональними характеристиками сперматозоїдів.

Отримані нові дані стосовно впливу лікарських препаратів з
антиоксидантними властивостями (вітамін Е, вітамін С) та сульфату цинку
на активність ферментів глутатіонової антиоксидантної системи і якість
сперми в процесі лікування різних форм неплідності.

Уперше доведено, що препарати з антиоксидантними властивостями
призводять до зростання кількості рухливих сперматозоїдів та зменшення
кількості патологічних форм тільки при екскреторно-токсичній формі
неплідності.

Уперше фертильну повноцінність сперми визначено за вмістом та розподілом
іонів кальцію у сперматозоїдах та спермальній плазмі.

Уперше встановлено, що збільшення концентрації Са2+ та зростання
активності транспортувальних АТФаз у сперматозоїдах свідчить про
розвиток патоспермії. Лікування хворих з екскреторно-токсичною формою
неплідності стабілізує активність АТФаз.

Практичне значення роботи Запропоновані нові додаткові методи
діагностики патологічних процесів за співвідношенням активності
ферментів глутатіонової антиоксидантної системи до активності процесів
пероксидного окиснення ліпідів, а також за концентраціями і
співвідношенням Са2+ у плазмі та сперматозоїдах еякулятів неплідних
чоловіків з патоспермією. Отримані дані можуть служити основою для
розробки методів корекції патологічних змін та клітинного гомеостазу
сперматозоїдів за допомогою антиоксидантної терапії, особливо при
лікуванні екскреторно-токсичної форми чоловічої неплідності. Матеріали
досліджень можуть бути використані як теоретичний, практичний і
демонстраційний матеріал на лекціях з урології, біохімії, патологічної
фізіології у вищих навчальних закладах.

Особистий внесок здобувача. Дисертант самостійно, за винятком
електронно-мікроскопічних досліджень, налагодив методи, виконав
експериментальну частину, провів статистичний аналіз, сформулював
основні висновки і підготував до друку матеріали роботи. При сумісному
виконанні дослідів із співробітниками лабораторії співвиконавці
приводяться як співавтори публікацій. Визначення завдань, аналіз і
обговорення результатів досліджень здійснено спільно з науковим
керівником. При виконанні електронно-мікроскопічних досліджень автор
співпрацював з лабораторією електронної мікроскопії Львівського
національного медичного університету імені Данила Галицького.

Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертаційної роботи
доповідалися та обговорювалися на International scientific conference
for students and young Physicians in Lviv State Medical University
(Львів, 1999), 61-ій загальноуніверситетській студентській науковій
конференції (Львів, 2001), 5-му Міжнародному медичному конгресі
студентів та молодих учених (Тернопіль, 2001), International Congress of
Medical Students and Young Physicians (Poznan, 2001), II
Polsko-Ukrainskie Sympozjum Urologiczne (Rzeszow, 2001),

4th Parnas Conference “Molecular Mechanisms of Cell Activation:
Biological Signals and Their Target Enzymes” (Wroc?aw, 2002), 4th
Congress of the Central European Association of Urology (?od?, 2002),
3-му Польсько-Українському симпозіумі урологів „Актуальні питання
сучасної урології” (Ужгород, 2003), Установчому з’їзді Українського
товариства клітинної біології (Львів, 2004), Першому з’їзді сексологів
та андрологів України (Київ, 2004), Міжнародній науково-практичній
конференції “Сучасний стан і проблеми експериментальної та клітинної
біохімії” (Тернопіль, 2004).

Публікації. Результати досліджень висвітлено у 15 друкованих роботах, 7
з яких опубліковані у наукових фахових виданнях (згідно з переліком ВАК
України), а 8 у тезах доповідей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду
літератури, методів і результатів досліджень, їх аналізу й обговорення,
узагальнень, висновків, а також списку використаної літератури. Матеріал
надруковано на 139 сторінках, ілюстровано 23 рисунками і 14 таблицями.
Бібліографічний показник включає 230 використаних літературних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Основу роботи склали результати
обстеження 253 чоловіків, серед яких клінічно обстежено 116 пацієнтів у
віці 20-47 років. Серед обстежених були як умовно здорові так і неплідні
чоловіки, які за період з 1998 по 2004 р. пройшли обстеження та
отримували консервативне лікування у Львівській обласній консультативній
поліклініці та клініці урології Львівського національного медичного
університету імені Данила Галицького та підлягали динамічному
спостереженню протягом року. Всього обстежено чотири групи пацієнтів:
група 1 (n=20) – контрольна – складалась з практично здорових чоловіків,
котрі звернулись в медичні установи без скарг, пов’язаних з непліддям
або інфекційними захворюваннями сечо-статевої системи. Група 2 (n=68) –
пацієнти з екскреторно-токсичною формою неплідності. Залежно від
проведеного лікування дану групу розділено на: підгрупу 2.1 (n=36) –
пацієнтам призначалось базисне лікування, що включало імуномодулюючу,
етіотропну, патогенетичну (антибактеріальну протизапальну) терапію,
протигрибкові препарати на час прийому антибіотиків, гепатопротектори,
фізіотерапевтичні процедури за показами; підгрупу 2.2 (n=32) – пацієнти
приймали окрім такого ж базисного лікування ще і препарати з
антиоксидантними властивостями (вітамін Е по 600 мг/день, вітамін С по
500 мг/день) та цинку сульфат по 250 мкг/день. Ці препарати, як
рекомендовано, пацієнти приймали перорально протягом 3 місяців. Групу 3
(n=28) складали пацієнти з секреторною формою неплідності – 17 пацієнтів
з лівобічним варикоцелє, котрі відмовились від оперативного лікування,
11 пацієнтів з одностороннім паховим крипторхізмом. Групу 4 (n=253)
становили чоловіки з нормозооспермією (n=30), та різним ступенем
олігозооспермії (n=223), еякуляти яких використовували для досліджень
АТФазних активностей і концентрацій Са2+.

Використовувався в динаміці широкий комплекс загальноклінічних,
лабораторних, спеціальних урологічних, інструментальних,
мікробіологічних, імунологічних, радіоімунних, електронно-мікроскопічних
досліджень з метою виявлення причини розвитку неплідності, топічної
діагностики патологічного процесу, встановлення його етіології, змін
спермограми, дослідження окисних процесів та стану антиоксидантної
глутатіонової системи сперматозоїдів при цьому, дисбалансу
функціонування іон-транспортувальних систем, а також оцінки ефективності
режимів лікування, що застосовувалось, у тому числі і антиоксидантної
терапії.

В роботі використовувались критерії ВООЗ для оцінки морфологічних
характеристик сперми (WHO, 1992, 1999). Для розкриття латентних
глутатіонпероксидазної, глутатіонредуктазної, глутатіонтрансферазної та
АТФазних латентних активностей сперматозоїдів використовували методику
Орлова С.Н. (1989). Активність глутатіонпероксидази визначали за
методикою Моина В.М. (1986), глутатіонредуктази – Власова С.Н. (1990),
глутатіонтрансферази -Mannervik B. (1991). Na+,K+-АТФазну активність
визначали за методикою Болдырева АА. (1985), Са2+,Мg2+–АТФазну
активність за методикою Зварича Е.І. (1991). Концентрацію Са2+ у
спермальній плазмі та сперматозоїдах розраховували за методикою Звєрєвої
Г.В. (1992). Вміст білка визначали методом Lowry O. et al. (1951).
Контроль за структурою і формою сперматозоїдів проводили за допомогою
електронного мікроскопа (Johnsen S.G., 1970).

Одержані результати досліджень обробляли за допомогою методів
математичної статистики (Эйзен С., 1982) з використанням пакета програм
Star Office 7 для персонального комп’ютера типу Intel Pentium.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

При обстеженні чоловіків з екскреторно-токсичною формою неплідності
встановлено, що 60,4% із них відповідали найбільш активному
репродуктивному віку від 20 до 30 років, що вказує на велике суспільне
значення проблеми демографії сім’ї та збереження генофонду населення
України. У більшості випадків (87,5%) захворювання виявлено при
самостійному зверненні хворих; хронічні запальні процеси статевих
органів при цьому мали характер багатовогнищевих уражень у 66,2%
пацієнтів; значна роль належала комбінованій інфекції, коли присутні
асоціації специфічних патогенів (у 36,8%), у 47,1% захворювання
протікало по типу моно інфекції; серед обстежених у 16,2% пацієнтів
інфекційний агент при комплексному обстеженні виявити все ж не вдалось,
проте виявляли лейкоцити у секреті простати, порції сечі після масажу
простати, чи спермі, їм встановлено діагноз хронічний запальний тазовий
больовий синдром, що відповідає сучасній класифікації простатитів
(Schaeffer A.J., 2003). Тривалість захворювання від 1 до 5 років у
чоловіків вікової групи 20-30 років становила 12,1%, у віковій групі
31-40 років – 48,1%. Саме на фоні тривалого перебігу запального процесу,
в умовах неефективної терапії розвиваються олігозооспермія, глибокі
порушення з боку морфофункціональних та біохімічних показників сперми,
зрушення в системі антиоксидантного захисту.

При екскреторно-токсичній неплідності спостерігалось зниження практично
всіх показників функціональної активності сперматозоїдів, особливо
концентрації та загальної кількості рухливих сперматозоїдів з нормальною
будовою, тобто тих, які здатні приймати участь в спермо-ооцитарній
реакції (табл. 1).

Таблиця 1

Морфо-функціональні характеристики еякуляту при різних формах
неплідності (M?m)

Показники спермограми Група 2

Екскреторно-токсична неплідність

(n=68) Група 3

Секреторна неплідність

Лівобічне варикоцелє (n=17)

Односторонній паховий крипторхізм (n=11)

Група 1

Контроль

(n=20)

Концентрація сперматозоїдів, млн/мл 28?1,8* 18?2,5** 9?2,1*** 63?3,5

Загальна кількість сперматозоїдів в еякуляті, млн 50?3,8* 38?3,5**
16?2,4*** 145?7,6

Відносна кількість рухливих сперматозоїдів, % 37?2,7* 37?2,6** 52?2,6***
62?2,4

Кількість патологічних форм, % 46?2,5* 26?2,9** 39?3,4*** 28?2,0

Концентрація лейкоцитів в еякуляті, х 109/л 1,82?0,414* 0,67?0,320
0,72?0,120 0,73?0,134

рН 7,5?0,25 7,4?0,2 7,2?0,2 7,4?0,25

*, **, *** різниця з контрольною групою вірогідна, Р ae ’ a ae O x x O x x O x x O x x O $Ifa$Ykd x x O x x ???????іонтрансферази залишається практично незмінною. Враховуючи стандартні відхилення по виборці наведених даних, можна зробити висновок про відсутність достовірного впливу антиоксидантної терапії на ферменти глутатіонової системи та неефективність цього методу лікування в якості монотерапії при секреторній неплідності. У проаналізованих еякулятах групи 4 концентрація Са2+ у сперматозоїдах і плазмі та їх сумарний вміст у спермі були найвищими при олігозооспермії ІІ-ІІІ ступеню, найнижчими при нормозооспермії, крім того, у плазмі оцінених еякулятів концентрація іонів була значно вищою, ніж у сперматозоїдах. Середня концентрація Са2+ у сперматозоїдах становила 1,05-1,73, у плазмі ? 3,58-8,75 мМ. Незважаючи на високі значення коефіцієнта варіації (Сv), який для Са2+ коливається у межах 24-45%, достовірність змін вмісту Са2+ була дуже високою (Р?0,001). Таким чином встановлено, що зі зростанням ступеня олігозооспермії збільшується концентрація кальцію як в цілому в спермі, так і в сперматозоїдах і спермальній плазмі, тобто ці процеси тісно взаємопов’язані. Для отримання більш чіткої картини щодо ролі Са2+ в підтриманні біологічної повноцінності сперматозоїдів, в подальшому порівняльний аналіз проводили між нормозооспермією та олігозооспермією ІІ-ІІІ ст. Аналіз показників вмісту іонів свідчить, що в еякулятах кожної дослідної групи, при наявності різної кількості сперматозоїдів, міститься майже однакова концентрація Са2+. Тобто при високих значеннях коефіцієнта варіації кількості статевих клітин в еякулятах (Сv=76%) середній вміст іонів Са2+ у сперматозоїдах і плазмі практично не змінюється (Р>0,1-0,5). Крива змін вмісту у кожній дослідній групі еякулятів є
майже прямою.

Оскільки на даний час ще остаточно не вивчено вплив іонів на
функціональний стан сперматозоїдів в еякулятах різної якості, нами було
встановлено зв’язки між вмістом Са2+ у плазмі і сперматозоїдах та їх
рухливістю. Аналіз результатів досліджень свідчить про те, що криві змін
вмісту Са2+ у плазмі та сперматозоїдах при нормозооспермії спрямовані
від вищої концентрації при низькій рухливості до нижчої при високій
(рис. 2), при патоспермії залежність між рухливістю сперматозоїдів і
концентрацією Са2+ в них і плазмі виражена менш чітко. Таким чином, як
для норми, так і для патоспермії при рухливості сперматозоїдів >30%
існує зворотня кореляція між рухливістю і концентрацією Са2+ у
сперматозоїдах. Коефіцієнт кореляції (r) становив -0,534 при
нормозооспермії (P40%) спостерігається зворотня
кореляція – зростання кількості патологічних форм сперматозоїдів
відбувається одночасно зі зменшенням концентрації Са2+. Коефіцієнт
кореляції (r) у спермальній плазмі та сперматозоїдах відповідно становив
-0,914 та –0,759 (P

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Ответить

Курсовые, Дипломы, Рефераты на заказ в кратчайшие сроки
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020