По статистике 8% мужчин с нормальной спермой имеют проблемы с фертильностью. Одной из причин мужской несостоятельности может оказаться фрагментация ДНК сперматозоидов. Цена теста на выявление этого генетического отклонения высока, но промедление с диагностикой может стоить неизмеримо дороже. Упущенный шанс на отцовское счастье никто не вернет.
Информативность обычной спермограммы, дающей представление о внешних проявлениях жизнеспособности спермиев (форме, концентрации, моторике), не всегда оказывается достаточной. Здоровая с виду клетка таит иногда в себе скрытые изъяны в виде разрывов ДНК-цепочек и нарушенного в связи с этим генокода. Подобные микродефекты могут не помешать оплодотворению, но ставят под угрозу развитие эмбриона.
Поэтому в арсенал диагностических инструментов современного андролога входит анализ “фрагментация ДНК сперматозоидов”. В отдельных случаях он может представлять исключительную прогностическую ценность.
Этиология ДНК-повреждений
Физиологический механизм фрагментирования (разрыва структуры) ДНК до конца не изучен. Вероятными причинами дефектов в ключевом компоненте мужской гаметы считают:
Ряд внешних факторов может провоцировать внутриклеточные нарушения:
- Инфекции половых путей. Заражение репродуктивных органов мужчины болезнетворными бактериями приводит к воспалению и вызывает повышенное производство лейкоцитов. Этот процесс сопровождается окислением ДНК клеток, нарушающим их целостность.
- Отсутствие регулярных эякуляций. Существует распространенное заблуждение, что если “сохранять семя” и не эякулировать, то спермы будет больше, что увеличит шансы на оплодотворение. Это определенно не так. При сдерживаемых эякуляциях сперма будет подвергаться дольше оксидативному стрессу, и, как следствие, иметь более высокое количество ДНК-повреждений. Лучше эякулировать каждые 2-3 дня, чтобы сохранить последовательность ДНК-звеньев.
- Перегрев. Семенники недаром расположены на внешней стороне тела: высокая температура не способствует оптимальному продуцированию спермы. . Нежелательная гипертермия может быть вызвана неудобной позой, тесной одеждой, некоторыми профессиональными занятиями (хлебопечением, газосваркой, автовождением), горячими спа-процедурами, привычкой держать ноутбук на коленях. Повышенная тестикулярная температура наблюдается при некоторых заболеваниях (неопущение яичка, варикоцеле).
- Кофеиномания. Исследования показали: ежедневное употребление до 300 мг кофеина (3 и более чашек кофе) чревато нарушением целостности ДНК сперматозоидов. Как выяснилось, кофеин является мощным ингибитором процесса восстановления ДНК.
- Употребление наркотиков и некоторых медикаментов. Доказана связь мужского бесплодия с применением марихуаны, кокаина, метамфетаминов, опиоидов, анаболических стероидов. Даже краткосрочный прием этих веществ может привести к снижению качества спермы и либидо. Хроническое использование наркотиков увеличивает шансы повреждения спермиев на молекулярном уровне. В случае кокаиновой зависимости остаточные эффекты могут наблюдаться в течение двух лет с момента последнего употребления. Немалую опасность для сперматогенеза представляют фармацевтические средства, применяемые в химиотерапии, при лечении гипертонии, подагры, повышенной желудочной кислотности, воспалений мочевыводящих путей. В группу вредных для мужской фертильности медикаментов входят некоторые типы антибиотиков, противосудорожные препараты, удерживающие жидкость средства, метадон.
- Злоупотребление табаком и алкоголем. Хотя в ряде исследований обнаружилось, что некоторые виды спиртосодержащих напитков (к примеру, красное вино) оказывают антиоксидантный эффект, доказано также, что потребление двух или более рюмок алкоголя в день неблагоприятно влияет на генетический материал спермы. Не менее губителен для ДНК мужских гамет никотин.
- Нерациональные диеты. Поддерживать здоровую физическую форму должны помогать регулярные тренировки, а не истощающие ограничения в питании. Нормальный спермогенез нуждается в адекватном восполнении питательных веществ.
- Экологические загрязнители. Воздействие на окружающую среду таких токсичных веществ, как диоксин, пестициды, гербициды, вызывает повреждение ДНК сперматозоидов. Профессиональное воздействие металлов, красок, растворителей, обезжиривателей, клеев на водной основе также может ухудшить качество ДНК.
- Пожилой возраст. Анализы спермы пациентов после 40 лет свидетельствуют о тенденции к росту ДНК-фрагментации, а также возрастании генетических мутаций и хромосомных аномалий.
- Электромагнитное излучение. Использование в обиходе электронных гаджетов, особенно мобильных телефонов, – серьезная угроза для репродуктивной системы мужчины.
Большинство из перечисленных риск-факторов способствует интенсивному окислению мужских гамет. Это приводит к оксидативному стрессу – состоянию, когда уровня защитного потенциала клеток недостаточно для противостояния вредоносным свободным радикалам.
Последствия дефектов генетического компонента
Разрывы ДНК-цепочек сперматозоидов чреваты серьезными угрозами фертильности:
Иногда женские яйцеклетки проявляют способность к восстановлению сперматозоидов с фрагментированными ДНК. Однако подобная “реконструкция” невозможна при обширной картине фрагментации либо невысоком качестве ооцита.
Сперматологическое обследование на молекулярном уровне
Развитие микробиологии и геномики позволило разработать ряд методов изучения молекулярного состояния мужских гамет. Каждый лабораторный тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов (из приведенных ниже) нашел широкое применение в андрологии и репродуктологии:
- TUNEL – изучение спермиев под микроскопом с использованием светооптического эффекта. В образец спермы добавляют промаркированные нуклеотиды. Те безошибочно выявляют места ДНК-разрывов и вклиниваются в них, вследствие чего измененные клетки обнаруживают себя свечением. Их содержание в эякуляте выясняется путем подсчета и выражается в процентах.
- SCD – анализ деконденсации (разрыхления) хроматина в клеточных ядрах. Внутри здоровой клетки это вещество находится ближе к центру ядра, у поврежденной – дальше. В качестве определяющего маркера используются энзимы. Благодаря им, головки сперматозоидов, имеющих ДНК-разрывы, “засвечиваются”, тем самым визуализируя картину повреждений.
- SCSA – исследование структуры хроматина с помощью флуоресцентного ДНК-маркера. Окрашенные им сперматозоиды пропускают сквозь лазерный луч, который заставляет клетки светиться разными цветами, в зависимости от степени повреждения ДНК: зеленый – норма, желтый – умеренные дефекты, красный – критические изменения.
Результат генетического анализа спермы известен как индекс фрагментации ДНК сперматозоидов. Его пороговое значение у здорового мужчины 15 – 20 %.
Показывая уровень сперматозоидов с фрагментированными ДНК, молекулярные тесты позволяют объективно оценить потенциал фертильности пациента:
Показания для ДНК-теста
Высокотехнологичный генетический анализ гамет является полезным источником информации при некоторых мужских патологиях: наследственных (муковисцидозе) или приобретенных (варикоцеле). Но главным образом ДНК-тест назначается при череде неудач в лечении бесплодия:
Как показывает практика, среди кандидатов на ДНК-тестирование чаще всего оказываются мужчины:
Способы корректировки фрагментации ДНК
В зависимости от того, что вызвало прерывистость ДНК-цепочек, выбираются методы восстановления их целостности. Терапевтический курс разрабатывается индивидуально для каждого пациента.
Возможные варианты лечения:
Учитывая, что воспроизводство новой спермы происходит периодически (раз в квартал), судить о результативности терапевтического курса можно лишь через 3 месяца после начала лечения.
Заключение
Отцовский вклад в оплодотворение, развитие эмбриона и появление здорового потомства имеет принципиальное значение. Поэтому для реализации фертильной функции некоторым пациентам настоятельно рекомендуется пройти спермообследование на ДНК-уровне.
Молекулярное тестирование может предоставить ценную информацию о статусе гамет мужчины. Главное – доверить этот важный диагностический инструмент и последующее лечение врачу-профессионалу.
