Качество спермы

Кратко остановимся на показателях качества спермы по современным научным данным. Ни у одного мужчины не может быть диагностировано бесплодие исключительно на основе анализа спермы, если только у него не все сперматозоиды неподвижны. До тех пор пока у мужчины есть пара подвижных сперматозоидов, независимо от их морфологии, он может стать отцом ребенка либо естественным путем, либо с помощью вспомогательных репродуктивных технологий. Фрагментация ДНК – это артефакт, которого нет в живых сперматозоидах. Он индуцируется методами, используемыми для измерения фрагментации ДНК. Количество фактора-активатора ооцитов, который связан со сперматозоидами, может играть важную роль в качестве эмбриона.

Мой друг, доктор Джоэл Геслевич, репродуктивный эндокринолог, принимал пациента, который несколько лет назад посетил всемирно известного профессора андрологии. Профессор исследовала сперму этого мужчины и сказала паре, что нет никакой возможности, что у них когда-либо будут дети, и они должны рассмотреть вариант использования донора спермы. Пара отправилась домой, и, к их удивлению, вскоре после этого женщина забеременела. Муж угрожал убить ее, если ребенок не будет его, и просил проверить отцовство, которое показало, что он действительно является биологическим отцом. Причиной ее визита к доктору Геслевичу стала перевязка маточных труб, потому что после четырех детей она решила, что не будет больше рожать.

Этот случай иллюстрирует проблему с анализом спермы. В отличие от подавляющего большинства клинических тестов, которые имеют четко определенные диагностические отсечки, аномальный анализ спермы не может быть интерпретирован сам по себе как диагноз мужского бесплодия (за некоторыми исключениями). Только если у мужчины нет движущихся сперматозоидов в эякуляте, можно ставить диагноз мужского бесплодия. Спешка с диагностикой мужского бесплодия на основе анализа спермы очень распространена и очень последовательна. Это может легко стать ловушкой, отправляя бесплодные пары по неправильному пути обследования.

Все о сперматозоидах, их идеальном количестве в эякуляте, морфологии, подвижности, фрагментации ДНК является предметом жарких споров. Вы можете найти исследование, подтверждающее любую точку зрения, касательную анализа спермы.

Всемирная организация здравоохранения, основываясь на исследованиях, выбранных ее специалистами в соответствии со своими критериями, рекомендует следующие значения нормального референсного диапазона:

На мой взгляд исследования, которые изучают качество спермы до вазэктомии, наименее предвзяты, и они предполагают очень разные диапазоны для нормальных сперматозоидов. Участниками таких исследований являются проверенные фертильные мужчины. Согласно одному из таких исследований, ошеломляющие 87% доказанных фертильных мужчин имели параметры спермы ниже того, что считалось бы «нормальным» диапазоном, и почти никто не имел нормальной морфологии. Любопытно, что никакие привычки образа жизни, такие как курение или употребление алкоголя, не имели никакой корреляции с параметрами спермы. Другой пример весьма достойных похвал исследований демонстрирует диапазоны нормальных параметров сперматозоидов: объем от 0,6 до 11 мл, концентрация от 4 до 318 млн/мл и подвижность от 10 до 95%.

Прежде чем погрузиться глубже в предмет, давайте установим, что такое сперматозоид на самом деле. Это небольшая движущаяся клетка с упакованной ДНК. Упаковка ДНК необходима только для доставки ее в яйцеклетку. Так же как и парашют, упакованная ДНК должна распаковываться (деконденсироваться) попав внутрь ооцита, иначе она не имеет никакой пользы. Наряду с этой ДНК, сперматозоид также доставляет активирующий фактор, который приводит развитие в движение. Этот активирующий фактор представляет собой белок, который мы обнаружили первыми, и который впоследствии был идентифицирован как pLC Zeta.

Сперматозоид (слева внизу) и его деконденсированная ДНК после доставки в сперматозоид

Парашют

Морфология сперматозоидов

Бывают случаи, когда мы можем увидеть морфологическую (изменение формы) аномалию до измененной функции. Например, деформированные эритроциты уменьшают площадь поверхности, уменьшая способность клетки транспортировать кислород и вызывая симптомы талассемии. В то же время мы не можем придать четкое физиологическое значение форме головки сперматозоида, размеру акросомы или так называемых «вакуолей» в ядре сперматозоида. Просто неясно, как эти особенности будут мешать функции сперматозоидов доставлять мужскую ДНК в яйцеклетку. На самом деле, сперматозоиды варьируются от мужчины к мужчине по своим формам и другим параметрам так же, как и головы людей. На них можно даже использовать биометрию.

Чтобы с уверенностью сказать, является ли конкретная морфология сперматозоида ненормальной, нам нужно будет использовать этот самый сперматозоид для оплодотворения яйцеклетки in vivo и посмотреть, родится ли ребенок. Этого никогда не делали и никогда не сделают: технически невозможно соскоблить сперму с предметного стекла после анализа и использовать ее для естественного оплодотворения.

Есть только три исследования, которые оценивали хромосомный набор сперматозоидов в зависимости от их морфологии: Rybouchkin et al и Lee et al. Эти исследования настолько редки из-за очень высокого уровня знаний и ресурсов, необходимых для их проведения. Они показывают, например, что частота хромосомных ошибок в морфологически аномальных (глобозооспермия) образцах такая же, как и в сперме донора.

Если посмотреть на сумки с набитыми парашютами, то каждый из них выглядит немного по-разному – у них разная «морфология». Можете ли вы использовать эту «морфологию», чтобы сказать, какой из них содержит парашют, который имеет более высокий шанс потерпеть неудачу? Нет. В этом и заключается проблема с морфологией сперматозоидов: мы не знаем, имеют ли значение какие-либо особенности.

Фрагментация ДНК сперматозоидов

Существуют буквально тысячи публикаций, описывающих связь между фрагментацией ДНК в сперматозоидах и фертильностью. Многие инсайдеры репродуктивной медицины считают, что фрагментация ДНК сперматозоидов не только важна для диагностики мужского бесплодия, но и является наиболее важным параметром сперматозоидов, который необходимо исследовать. Обоснование этого беспокойства заключается в том, что свободные радикалы или некоторые другие агенты, присутствующие в плазме спермы (или, возможно, внутри сперматозоидов), могут нарушать ДНК, делая сперматозоиды некомпетентными. Тем не менее, никто никогда не доказывал, что у живых сперматозоидов есть какие-либо внутренние повреждения ДНК. Чтобы продемонстрировать фрагментацию ДНК, сперматозоид должен пройти пробоподготовку, которая сама по себе вызывает повреждение ДНК .

Это означает, что когда такая техника применяется к сперматозоиду, она измеряет не ранее существовавшие (внутренние или естественные) повреждения, а повреждения, искусственно вызванные самой техникой! По сути, эти тесты измеряют, насколько устойчива ДНК сперматозоидов к ряду физических и химических агентов, с которыми сперматозоиды не имеют абсолютно никаких шансов встретиться в мужском или женском репродуктивном тракте. 

Представьте, что вы покупаете парашют, и в его сертификате указано: «Проверено на устойчивость к кислотам, растворителям и электрическому току». Какое значение имеет тест для подтверждения раскрытия парашюта?

Поскольку фрагментация ДНК сперматозоидов имеет сильную корреляцию с жизнеспособностью сперматозоидов, мы можем сделать вывод, что ДНК мертвых сперматозоидов более уязвима для методов тестирования. Другими словами, тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов – это просто дорогостоящий метод измерения процента мертвых сперматозоидов, который можно легко заменить другими методами .   

Еще одно важное соображение заключается в том, что по мере того, как сперматозоид медленно перемещается от яичка к семеннику, он продолжает «созревать», приобретая все больше дисульфидных связей, которые все более плотно упаковывают ДНК. В результате этого процесса ДНК становится более “прочной”. Поскольку сперматозоид может семеизвергаться с разными интервалами, иногда дни, иногда недели, он еще больше «затвердевает». Поскольку процесс образования дисульфидных связей очень неточен (как и старение), невозможно установить нормальные значения.

Следовательно, меньшая фрагментация ДНК не означает, что сперма лучше. Это просто означает, что он состарился или произошли другие изменения, из-за которых его сложнее сломать. «Повреждение» ДНК в тестикулярных сперматозоидах хорошо иллюстрирует этот момент. Согласно тестам на повреждение ДНК сперматозоидов, тестикулярные сперматозоиды более незрелые и имеют больше разрывов ДНК. Однако исследования показывают, что сперматозоиды из яичка дают эмбрионы более высокого качества, чем сперматозоиды из придатка яичка .

На изображении ниже показан оплодотворенный человеческий ооцит с одним пронуклеусом. При анализе сперматозоид, который не смог образовать пронуклеус (ДНК не удалось деконденсироваться), был обнаружен рядом с нормальным женским пронуклеусом. Возможно, этот парашют был упакован слишком плотно и не раскрылся в отведенное время. 

Методика измерения повреждений ДНК была первоначально разработана для сельскохозяйственных животных. Было показано, что она позволяет прогнозировать наступление беременности. Однако сельскохозяйственных животных разводят так, чтобы они были похожи друг на друга и легко сопоставимы.

С другой стороны, люди обладают невероятным генетическим разнообразием и живут в различных условиях. Наши «морфологии» очень разные, но кто может сказать, что некоторые из них лучше подходят для выполнения нашей человеческой миссии? 

Время от времени у нас появляются пары, которые просят оплодотворить половину своих ооцитов донорской спермой, потому что у партнера-мужчины в тесте был высокий индекс фрагментации ДНК. Тем не менее, к удивлению пары, эмбрионы, которые развиваются после оплодотворения спермой мужа, обычно такие же или лучше. Но не всегда! По моему мнению есть какой-то неизвестный фактор, который отсутствует в наших текущих тестах, и это не ДНК-фрагментация.     

Фактор активации ооцитов – недостающий параметр качества спермы

Есть один параметр качества спермы, который никогда не оценивается – количество активирующего фактора, который мы определили как ответственный за активацию ооцитов и впоследствии охарактеризовали как pLC дзета . Уже давно известно, что активация ооцитов, одна из важнейших функций сперматозоидов, не имеет четких границ конечного результата. Способ активации ооцитов оказывает сильное влияние на развитие эмбриона. Следовательно, можно предположить, что количество pLC zeta в сперматозоидах теоретически может влиять на развитие эмбриона. Можно представить, что если количество PLC дзета недостаточное, это может отрицательно повлиять на развитие эмбриона, даже если сперматозоид является нормальным по хромосомному набору, а ооцит – превосходного качества. Теоретически это можно рассматривать, когда исключены все другие объяснения неожиданно плохого развития эмбриона. 

Продолжительность воздержания и качество спермы 

Никто не знает оптимальной продолжительности воздержания для оптимального шанса на зачатие. Рекомендуемая продолжительность воздержания для анализа спермы составляет 3-5 дней, но это только в качестве стандарта для тестирования. Это не означает, что это даст наиболее эффективный образец спермы для оплодотворения и беременности. Исторические свидетельства из Торы указывают на то, что оптимальным является около 14 дней. В то же время, есть публикации, которые согласуются с моими наблюдениями за развитием эмбрионов, что очень короткое воздержание менее суток дает образец с меньшим количеством сперматозоидов, но с лучшей подвижностью. Эмбрионы из таких сперматозоидов развиваются лучше.

Leave a Reply