Проблема бесплодия в супружеской паре до сих пор является одной из наиболее актуальных проблем в акушерстве и гинекологии. Причиной бесплодия могут являться анатомические и функциональные особенности женской репродуктивной системы, мужской фактор, а также бесплодие сочетанного генеза. Даже с использованием современных диагностических мероприятий иногда не удается выявить точную причину бесплодия. Среди актуальных высокотехнологичных процедур наибольшей эффективностью в восстановлении фертильности обладают методы вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Успешность методов ВРТ зависит от ряда факторов, включающих возраст супругов, образ жизни, наличие гинекологических заболеваний в анамнезе, причину бесплодия, качество спермы, ооцитов, развивающихся в результате оплодотворения эмбрионов, и рецептивность эндометрия [1–5].
Одной из причин, обуславливающих бесплодие, является влияние факторов окружающей среды на организм человека (плохая экология, ультрафиолетовое облучение, хроническая интоксикация, курение), которые могут способствовать избыточному образованию свободных радикалов и рассматриваться как причины, приводящие к снижению фертильности [6]. Их негативное токсическое влияние на организм человека приводит к возникновению окислительного стресса, который играет огромную роль в важнейших биологических процессах репродукции человека, а также является важным компонентом различных серьезных заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, рак, сахарный диабет и множество других [7]. Оксидативный стресс – это состояние, характеризующееся нарушением баланса между продукцией клетками активных форм кислорода (АФК) и снижением компонентов системы антиоксидантной защиты организма, в дальнейшем приводящее к повреждению ДНК гамет и, как следствие, получению эмбрионов низкого качества [8].
В ряде исследований описывается влияние окислительного стресса на репродуктивную систему человека, которое приводит к нарушению процессов сперматогенеза, овуляции, созревания ооцитов, стероидогенеза в яичниках, а также оплодотворения, имплантации и эмбрионального развития, что в конечном итоге приводит к бесплодию супружеской пары [9, 10].
Ряд авторов предполагают, что оксидативный стресс ухудшает качество получаемого клеточного материала у супружеской пары, и, как следствие, снижается частота оплодотворения и формирования бластоцист хорошего качества [11]. Известно, что для нормального функционирования ооцита и сперматозоида необходим достаточный уровень АФК в фолликулярной жидкости и в эякуляте, но при их избытке или снижении антиоксидантной защиты организма происходит повреждение ядерной ДНК клеток. Одним из главных патофизиологических эффектов свободных радикалов является повреждение клеточной мембраны сперматозоида и ооцита путем перекисного окисления липидов [12].
Исходя из этого, можно предположить, что маркеры оксидативного стресса и антиоксидантной защиты организма в эякуляте и в фолликулярной жидкости, окружающей ооциты, могут являться предикторами исходов процедуры ЭКО.
Во всем мире при отборе эмбрионов хорошего качества для переноса в полость матки используется морфологическая оценка их развития с помощью световой микроскопии [13], что является недостаточно информативным методом и может быть одной из основных причин низкой частоты наступления беременности в программах ВРТ. Использование преимплантационного генетического тестирования при наличии показаний со стороны супружеской пары позволяет провести анализ полного хромосомного набора [14], что незначительно повышает частоту беременности эуплоидным эмбрионом, но при этом не всегда гарантирует ее наступление. Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что необходимы новые неинвазивные методы оценки качества эмбрионов.
Фолликулярная жидкость играет важную роль в качестве получаемых ооцитов, так как отражает метаболические и гормональные процессы, происходящие в микросреде, в которой созревает ооцит, и в последующем влияет на оплодотворение, эмбриональное развитие, а также наступление беременности [15, 16]. Известно, что низкий уровень АФК в эякуляте необходим для нормальной функции сперматозоидов, обеспечивает их капацитацию, а также последующее оплодотворение ооцитов. Несмотря на это, избыточная продукция АФК нарушает акросомальную реакцию сперматозоидов, снижает их подвижность, повреждает ДНК хромосом и инициирует апоптоз клеток, приводя к мужскому бесплодию [17–19].
В большинстве зарубежных и отечественных исследований описывается влияние антиоксидантной терапии на уровень АФК и улучшение параметров спермы [20]. Исследование фолликулярной жидкости, эякулята и периферической крови обоих супругов является легкодоступным и неинвазивным методом для определения маркеров оксидативного стресса, что может послужить в будущем предиктором для определения исходов программ ВРТ.
Влияние окислительного стресса на качество спермы изучают уже несколько десятилетий. Еще в середине ХХ в. Джон Маклеод установил быструю потерю подвижности сперматозоидов при их инкубации в среде, богатой кислородом. Он предположил, что потеря подвижности происходит из-за увеличения поглощения кислорода спермой; при этом при добавлении в среду антиоксиданта-каталазы происходит снижение перекисного окисления липидов и АФК, что в конечном итоге приводит к восстановлению подвижности сперматозоидов [21].
В 1946 г. в журнале Nature была опубликована статья, в которой говорилось, что сперматозоиды могут сами генерировать АФК. Позже было показано, что воздействие АФК мешает нормальному прохождению акросомальной реакции, без которой сперматозоид не сливается с ооцитом. В многочисленных исследованиях в 1990-е гг. сообщалось о значительном повышении продукции АФК сперматозоидами при различных типах мужского бесплодия. Данные исследования продемонстрировали, что высокая концентрация АФК ассоциирована с повреждением ДНК сперматозоидов, что, в свою очередь, приводит к низкой частоте оплодотворения, нарушениям процессов раннего эмбриогенеза и имплантации, потерям беременности в случае ее наступления, а также к врожденным аномалиям развития плода [22].
За последние 20 лет было показано, что сперматозоиды чрезвычайно уязвимы при воздействии окислительного стресса [23], а прием антиоксидантных препаратов оказывает благоприятное влияние на качество спермы [24].
В 2019 г. в работе Ganeswar B. et al. было проведено исследование с целью оценки параметров окислительного стресса в семенной плазме, а также определение влияния антиоксидантов на качество спермы при патозооспермии. Были измерены концентрации малонового диальдегида (МДА), общий уровень антиоксидантов и выраженность окислительного стресса в семенной плазме. Сообщалось, что уровни МДА, общий уровень антиоксидантов и выраженность окислительного стресса были выше у мужчин с патозооспермией, что не было статистически значимым. После 3 месяцев назначения антиоксидантной терапии у мужчин с патозооспермией отмечалось снижение МДА и выраженности окислительного стресса, в то время как общий уровень антиоксидантов увеличился. Эти данные показывают, что выраженный окислительный стресс связан с изменениями в сперматозоидах, что приводит к развитию эмбрионов более низкого качества, но при этом лечение антиоксидантами способно улучшить параметры спермы [25].
В апреле 2019 г. в России Попова А.Ю. и соавт. опубликовали данные о влиянии применения в течение 3 месяцев препарата «Андродоз», обладающего антиоксидантным действием, на результаты HBA-теста сперматозоидов у бесплодных мужчин при подготовке к программам ВРТ. В исследование были включены 80 мужчин в возрасте от 25 до 45 лет. Первую группу составили 60 мужчин, получавших препарат «Андродоз» в течение 3 месяцев без предварительного лечения, в контрольную группу включили 20 мужчин. Через 3 месяца терапии в основной группе было выявлено увеличение числа морфологически нормальных сперматозоидов в эякуляте, что было подтверждено увеличением показателей HBA-теста на 13,8%, при этом в контрольной группе положительных изменений не наблюдалось. Частота наступления беременности после первого цикла ВРТ в основной группе составила 45% по сравнению с 25% в контрольной группе. Исходя из этого, можно сделать вывод, что применение антиоксидантов улучшает параметры спермы и увеличивает вероятность наступления беременности в программах ВРТ [26].
Еще в 2006 г. Oral O. et al. опубликовали данные исследования, в котором выявили влияние окислительного стресса на частоту наступления беременности в программе ЭКО путем мониторинга уровня МДА в фолликулярной жидкости. В группе с наступившей беременностью уровень МДА был ниже, чем в группе с ее отсутствием. Таким образом, МДА может использоваться в качестве маркера окислительного стресса для прогнозирования качества эмбрионов и исходов программ ВРТ [27].
Velthut A. et al. в апреле 2013 г. опубликовали статью, в которой была изучена связь между положительным результатом программы ЭКО/ИКСИ и концентрацией маркеров окислительного стресса в плазме крови у пациенток. В исследование были включены 102 пациентки, из которых у 28 женщин наступила беременность. В группе с успешной имплантацией эмбриона значения общего уровня антиоксидантов в плазме крови были выше по сравнению с группой, где беременность не наступила. Эти данные демонстрируют, что повышенный общий антиоксидантный статус в плазме крови способствует достижению клинической беременности [28].
Pekel A. et al. в 2015 г. включили в исследование 109 пациенток, проходивших программу ЭКО/ИКСИ. Первую группу составили пациентки с такими факторами бесплодия, как синдром поликистозных яичников, трубный фактор, эндометриоз и бесплодие неясного генеза. В контрольную группу включили пациенток с мужским фактором бесплодия. Был проведен анализ уровней белка, опосредующего апоптоз, – sFas и sFas-лиганда методом иммуноанализа, а МДА, супероксиддисмутазу и общую антиоксидантную способность измеряли колориметрическим методом. В ходе исследования было выявлено, что у пациенток с женским фактором бесплодия наблюдалось снижение общей антиоксидантной способности, а также снижение концентрации sFas-лиганда в сыворотке крови и фолликулярной жидкости, что может свидетельствовать о выраженности апоптоза. Особенно выражены были изменения этих показателей в группе с бесплодием неясного генеза [29].
Takuji N. et al. в 2018 г. провели исследование, в которое были включены 117 пациенток с бесплодием различного генеза, проходивших программу ЭКО/ИКСИ. Производилось измерение общей антиоксидантной способности, общей концентрации глутатиона, витамина С и 8-гидрокси-2-дезоксигуанозина в фолликулярной жидкости. Уровень глутатиона был ниже у пациенток, у которых отмечалась низкая частота оплодотворения методом ИКСИ. Кроме того, уровень 8-гидрокси-2-дезоксигуанозина был выше у пациенток с низкой частотой оплодотворения методом ИКСИ и получения бластоцист хорошего качества. Общая активность глутатиона была ниже у женщин с эндометриозом. При этом не было отмечено существенных различий в исходах беременности. Исходя из этого, можно сделать вывод, что глутатион и 8-гидрокси-2-дезоксигуанозин могут являться потенциальными маркерами вероятности оплодотворения при проведении программ ВРТ [30].
В 2019 г. Alam F. et al. опубликовали данные исследования, в котором проводилась оценка маркеров окислительного стресса в зависимости от гормонального профиля, индекса массы тела, длительности и причины бесплодия. Показатели сывороточного лютеинизирующего гормона и кортизола были выше в группе женщин с бесплодием, в то время как уровень глутатионредуктазы был ниже в сравнении с фертильной группой женщин. Данные подтвердили, что длительный анамнез бесплодия, старший возраст женщин и высокий индекс массы тела усиливают выработку гормонов стресса и снижают антиоксидантную активность, что увеличивает риск бесплодия [31].
В мае 2020 г. вышла статья Aitken R.J., в которой сообщалось о влиянии окислительного стресса на мужские и женские половые клетки. Как говорилось ранее, низкие концентрации АФК оказывают благоприятное влияние на функцию сперматозоидов, но при их избытке подавляется антиоксидантная защита и развивается окислительный стресс, приводящий к патозооспермии. Данные о положительном влиянии АФК на ооциты отсутствовали, однако говорилось об уязвимости ооцитов при длительном или интенсивном воздействии токсических метаболитов. До сих пор нет точных данных о природе влияния и дозировке антиоксидантов для лечения оксидативного стресса. Отсутствие клинических испытаний, в которых пациенты отбираются для антиоксидантной терапии на основании доказательств того, что их бесплодие вызвано окислительным стрессом, вызывает особое беспокойство врачей [32].
Заключение
Таким образом, можно сделать вывод, что дальнейшее изучение и оценка выраженности параметров оксидативного стресса у супружеской пары с бесплодием различного генеза позволят выявить корреляцию между параметрами фолликулярной жидкости и эякулята в сравнении с периферической кровью с целью прогнозирования качества гамет и эмбрионов до вступления в программы ВРТ. Данное исследование является актуальным направлением в поиске маркеров для селективного выбора эмбрионов с высоким потенциалом к имплантации.
