В настоящей работе представлен обзор литературы на тему «Спермограмма как один из важнейших лабораторных методов исследования фертильности мужчины». Описаны основные исследуемые физические, количественные, биохимические, иммунологические и морфологические показатели эякулята мужчины, их референтные значения и наиболее частые причины отклонений.
Ключевые слова: мужское бесплодие, спермограмма, репродукция.
«Проблема репродуктивного здоровья, как и проблема демографии, неразрывно связаны. Вопросы рождаемости, смертности, демографической ситуации — одни из основных вопросов здравоохранения, государственной политики в области общественного здоровья» — этими словами профессора Олега Ивановича Аполихина был открыт Международный Форум «Новые горизонты репродуктивного здоровья». Проблемы репродуктивного здоровья регулярно обсуждаются на ведущих урологических конгрессах России и Европы: XII конгресс «Мужское здоровье» (г. Казань 2016), XVI конгресс Российского общества урологов (г. Уфа 2016), где было отмечено, что «…репродуктивное здоровье признано вопросом национальной безопасности и, соответственно, вопросом, требующим особого внимания. Одной из важнейших задач должно являться создание персонифицированной медицины, которая позволит построить индивидуальную программу профилактики и лечения. В основе этого должна лежать правильная и своевременная диагностика». На 31-м ежегодном конгрессе Европейского общества урологов (EAU), (Мюнхен 2016) тема бесплодия в браке и мужской инфертильности была одной из актуальных и обсуждаемых.
Репродуктивная система человека очень хрупкая и слабо защищённая, число бесплодных браков неуклонно растёт. Диагноз бесплодия у семейной пары ставится при условии отсутствия зачатия в течение 1 года регулярной половой жизни без контрацепции [4]. Около 25 % семейных пар не достигают беременности в течение 1 года, среди них 15 % супружеских пар лечатся по поводу бесплодия, но все же менее 5 % семейных пар так и остаются бесплодными. Примерно 40 % случаев приходится на мужское бесплодие, 40 % — на женское, еще 20 % — на смешанное [4, 8, 13].
Среди методов лабораторного исследования функционального состояния половых желёз и фертильности (способности к оплодотворению) мужчины является исследование эякулята. Эякулят представляет собой совокупность сперматозоидов, клеток сперматогенеза, лейкоцитов и семенной жидкости (спермоплазмы). Спермограмма — это результат исследования физических, количественных, биохимических, иммунологических и морфологических показателей эякулята мужчины.
Исследование эякулята обычно проводят с использованием анализатора спермы, который исследует сперму по 15 параметрам, в процессе анализа участвуют одновременно миллионы клеток, что позволяет обеспечить объективность исследования. Однако, параллельно с автоматическим исследованием, эякулят в обязательном порядке подвергается микроскопической оценке. В 1980 году впервые было опубликовано руководство Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) по лабораторному исследованию эякулята человека. В течение последних 30 лет оно считается основным стандартом. В 2010 году ВОЗ внесла новые изменения в референтные значения показателей эякулята, изменив методику его обработки и исследования, учитывая, что у мужчин из разных стран показатели эякулята различаются [3].
Показатели спермограммы
I. Физические свойства спермы
1. Объём эякулята у здорового мужчины, после 4–7 дней полового воздержания, варьирует от 2–6 мл. Верхняя граница руководством ВОЗ не обозначена, однако, по наблюдениям многих специалистов, увеличение объёма эякулята более 5 мл часто указывает на воспалительный процесс в придаточных половых железах. Референтные пределы — 1,5 мл и более.
2. Реакции среды (рН). В норме реакция эякулята щелочная или слабощелочная. Эксперты ВОЗ обозначили только нижнее значение рН-7,2, однако известно, что не только снижение рН ниже 7,2, но и увеличение более 8,0, чаще всего свидетельствует о наличие воспалительного процесса в придаточных половых железах (острый простатит, везикулит, билатеральный эпидидимит) [10]. Если рН семенной жидкости становится меньше 6,0, сперматозоиды уже invivo (в семявыносящих протоках) полностью теряют подвижность и погибают (некрозооспермия). Референтные пределы — 7,2–8,0.
3. Время разжижения. Сперма сразу после эякуляции густая и вязкая, вероятно это препятствует потере сперматозоидов во влагалище, но также важно, чтобы сперматозоиды максимально быстро получили возможность активного движения, для продвижения через шейку матки. Так как при длительном разжижении, передвигаясь в вязкой среде, сперматозоиды быстро теряют биологически доступную энергию АТФ, дольше находятся в губительной кислой среде влагалища, теряя подвижность, а значит и способность к оплодотворению. В норме разжижение спермы должно произойти в течение часа. Увеличение времени разжижения является результатом воспалительных процессов в придаточных половых железах, либо это результат ферментативной недостаточности (фибринолизина и фиброкиназы). Нормальный эякулят может содержать желеобразные гранулы (желатиновые тельца), которые не подвергаются разжижению и не имеют клинического значения. Референтные пределы — менее 60 минут.
4. Вязкость эякулята измеряется через 1 час после получения. Определяется вязкость с помощью стеклянной палочки или пипетки. Необходимо измерить длину нити, которую образует эякулят, вытекая из пипетки или стекая с палочки. Причины и последствия увеличения вязкости те же, что и при увеличении времени разжижения. Повышенная вязкость спермы встречается довольно часто и препятствует оплодотворяющей способности спермы, снижая подвижность сперматозоидов. В настоящее время обнаружена связь повышенной вязкости эякулята с анаэробной инфекцией. Референтные пределы — 0,2–2 см.
II. Количественные характеристики сперматозоидов
Сперматозоиды формируются из первичных половых клеток в процессе сперматогенеза, который начинается в период половой зрелости и продолжается в течение всей жизни. Каждый час в яичках образуется около 100 млн. сперматозоидов. Этот процесс наиболее активен при 34 градусах, поэтому избыток тепла или длительное лихорадочное состояние за 2–3 месяца до оценки сперматогенеза могут отрицательно влиять на количество сперматозоидов, их подвижность и морфологическое строение.
1. Концентрация (количество) сперматозоидов — является важным показателем спермограммы. Концентрация сперматозоидов в 1 мл у здорового мужчины, по мнению экспертов ВОЗ, не должна быть менее 15 млн/мл (при этом верхний предел не ограничен). При этом в анализе эякулята выявляется снижение числа сперматозоидов (олигозооспермия). Наблюдения специалистов свидетельствуют о том, что увеличение концентрации сперматозоидов выше 120 млн/мл часто сочетается с низкой оплодотворяющей способностью, которая у многих пациентов в последствии сменяется олигозооспермией. Референтные пределы — 15 млн/мл и более.
2. Подвижность сперматозоидов. Сперматозоиды по способности к движению подразделяются на 4 категории: А, В, С и D:
- Активно-подвижные с быстрым поступательным движением (А);
- медленно-подвижные с прямолинейным движением (В);
- непоступательно-подвижные, совершающие колебательное, маятникообразное или манежное движение (С);
- неподвижные сперматозоиды (D).
Подвижность сперматозоидов зависит от времени года, суток и частоты эякуляции. Имеются наблюдения о весеннем снижении подвижности сперматозоидов (сезонные колебания), увеличении активно-подвижных сперматозоидов во второй половине дня (суточные ритмы), также была прослежена зависимость подвижности сперматозоидов от частоты эякуляции. Причины снижения подвижности (астенозооспермии) могут быть различны (токсические и воспалительные процессы, иммунологические факторы, экологическая обстановка, условия труда и др.) [10]. Референтные пределы — сперматозоиды с прогрессивной подвижностью (группа A+B) — 32 % и более.
3. Жизнеспособность — это доля (%) живых сперматозоидов. Особое диагностическое значение жизнеспособность приобретает в том случае, если количество неподвижных сперматозоидов более 50 %. Наличие большого количества живых, но неподвижных сперматозоидов может быть результатом генетических дефектов сперматозоидов, экзогенных факторов (бактериальные агенты) или иммунологических нарушений (антиспермальные антитела). Референтные пределы — 58 % и более.
III. Биохимическиех параметры спермоплазмы
Поддержание функциональной активности спематозоидов осуществляется спермоплазмой, в которой содержатся различные белки, ферменты, микроэлементы и другие метаболиты. Спермоплазма — это смесь секретов добавочных половых желёз. Основными маркёрами в спермальной плазме являются фруктоза, лимонная кислота, цинк, α-глюкозидаза.
1. Фруктоза образуется семенными пузырьками и является источником энергии для сперматозоидов [6]. Уровень фруктозы отражает андрогенную насыщенность организма. Референтные пределы — 13 мкмоль/эякулят и более.
2. Лимонная кислота — показатель функциональной способности предстательной железы и андрогенной насыщенности организма [12]. Концентрация лимонной кислоты увеличивается параллельно с повышением содержания тестостерона и угасает с прекращением его образования. Референтные пределы — 13 мгмоль/эякулят и более.
3. Цинк образуется в предстательной железе, влияет на функцию предстательной железы, на созревание и подвижность сперматозоидов. Кроме того, цинк является мощным фактором антиоксидантной защиты и обладает способностью стабилизировать мембраны клеток, а также оказывать иммуномодулируещее действие на Т-клеточную систему иммунитета. Референтные пределы — 2,4 мкмоль/эякулят и более.
4. α-глюкозидаза. Нейтральная изоформа α-глюкозидазы секретируется исключительно в придатках яичек и является достоверным маркером функциональной способности придатков яичек. Определение активности α-глюкозидазы в семенной плазме мужчин с азооспермией, в большинстве случаев позволяет дифференцировать причину азооспермии. Низкая активность нейтральной α-глюкозидазы в семенной плазме пациентов с олигозооспермией, может указывать на частичную обструкцию эпидидимиса, связанную с инфекциями или воспалительными заболеваниями [1, 7]. Референтные пределы — 20 МЕ/эякулят и более.
IV. Состояния сперматозоидов
1. Агглютинация сперматозоидов — это склеивание подвижных сперматозоидов между собой головками, хвостами или хаотично, что препятствует их поступательному движению. Это происходит из-за появления на их поверхности АСАТ (антиспермальных антител), эти антитела обездвиживают спермии и склеивают их между собой или с другими клетками. В норме у практически здоровых пациентов агглютинация сперматозоидов отсутствует. Агглютинация позволяет предположить наличие иммунологического фактора бесплодия, но при этом не является бесспорным доказательством последнего.
2. Агрегация или псевдоагглютинации — это хаотическое скопление неподвижных сперматозоидов на комочках или тяжах слизи, клеточных элементах и детрите. Агрегация не является признаком иммунных нарушений.
V. Иммунологическое исследование эякулята
Сперматозоиды начинают вырабатываться у мужчин лишь после полового созревания, поэтому иммунная система мужского организма воспринимает собственные сперматозоиды как чужеродные тела и может вырабатывать антиспермальные антитела (АСАТ), чтобы их разрушить. Они покрывают различные части сперматозоида (головку, тело, хвост) и мешают его продвижению к яйцеклетке, либо препятствуют оплодотворению. Наличие антиспермальных антител в сперме может привести к снижению вероятности зачатия, вплоть до наступления бесплодия. Для вычисления процента сперматозоидов, связанных с АСАТ, выполняют MAR-тест (mixedantiglobulinreaction), который является основным методом определения иммунного фактора бесплодия. Антитела к IgA имеют большее клиническое значение, чем IgG [11]. Референтные пределы — МАR-testIgA- <50 %, МАR-testIgG — <50 %.
Так же используется реакция латекс-агглютинации, являющаяся одним из видов реакции агглютинации, в которой в качестве носителя антигена или антитела используются синтетические полимерные частицы — латексы [2]. В норме — титр отрицательный.
VI. Морфология сперматозоидов по строгим критериям Крюгера
Оценка морфологии сперматозоидов — один из самых субъективных и спорных этапов в семиологическом исследовании. Существует множество классификаций оценки морфологии сперматозоидов, наиболее распространенной в настоящее время является классификация Кrugеr по так называемыми «строгими критериями». Критерии носят название «строгие», так как основной принцип анализа — или сперматозоид идеален, или патологический. Любые отклонения, все пограничные субнормальные сперматозоиды должны быть отнесены к патологическим. Сперматозоиды с патологической морфологией часто имеют множественные дефекты (головки, шейки, жгутика или комбинацию этих дефектов). Детальная оценка встречаемости морфологических аномалий особенно важна при изучении степени влияния повреждающих факторов на сперматогенез человека. Одновременный детальный подсчёт аномалий головки, шейки и жгутика позволяет рассчитать индексы (ИТЗ — тератозооспермии, ИДС — индекс дефектности сперматозоидов), которые коррелируют с фертильностью invivo и invitro. Показано, что пациенты с индексом ИТЗ, превышающем 1.6, имеют низкую способность к оплодотворению [9], а индекс ИДС равный 1.6 является пороговым для направления на invitroфертилизацию [5].
Многолетний опыт подтверждает клиническую значимость оценки по «строгим» критериям, они легли в основу существующего метода исследования спермы и в настоящее время являются наиболее распространёнными и рекомендованными ВОЗ. Исследование морфологии сперматозоидов по «строгим» критериям Крюгера позволяет прогнозировать процент вероятности беременности. Референтные пределы — не менее 4 %.
Таким образом, исследование спермограммы по всем существующим критериям позволит выявить более точные детали биологических основ мужского бесплодия и, воздействуя на них, улучшить качество спермы.
Литература:
- Лабораторная диагностика мужского бесплодия. В. В. Долгов, С. И. Луговская, Н. Д. Фанченко, И. И. Миронова, Е. К. Назарова, Н. Т. Ракова, С.С Раков, Т. О. Селиванов, А. М. Щелочков. КафедраКЛД. Москва 2006 г.
- Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Подред. А. А. Воробьева. — М.: Медицинское информационное агентство. 2004 г.
- Руководство ВОЗ по исследованию и обработке эякулята человека ПЯТОЕ ИЗДАНИЕ. Опубликовано Всемирной организацией здравоохранения в 2010 г. Под названием WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen — 5th ed. «Медико-генетический научный центр» Российской академии медицинских наук. «КАПИТАЛ ПРИНТ» Москва, 2012.
- Урология по Дональду Смиту / Под ред. Э. Танаго и Дж. Маканинича. М.: Практика, 2005.
- Bronson R. A., Cooper G. W., Rosenfeld D. Detection of spermal specific antibodies on the spermatozoa surface and immunobead binding // Archives of Andrology. 1982. V. 9.P. 61Guidelines European Association of Urology, 2006.
- Cooper TG et al. (1991) Variations in semen parameters from fathers. Human Reprodaction, 6:859–866.
- Cooper TG et al. (1990a) The influence inflamation of the human mate genitaltract on secretion of the seminal markers-α-glucosidase, glycerophoche line, carnitine, fructose and citric acid. Informational jornal of andrology, 13:328–335.
- Guidelines European Association of Urology, 2006.
- Hotchkiss J., Knobil E. The hypothalamic pulse generation: the reproductive core. In: Adashi E. Y., Rock J. A., Rosenwaks Z., eds. // Reproductive Endocrinology, Surgery and Technology. Vol. 1. Philadelphia: Lippincott-Raven, 1996. P. 123–162.
- Jungwirth A, Giwercman A, Tournaye H, Diemer T, Kopa Z, Dohle G, Krausz C. РекомендацииЕвропейскойАссоциацииурологов (EAU) «Мужскоебесплодие». 2011 г.
- Kremer J., Jager S. Characteristic of anti-spermatozoal antibodies responsible for the shaking phenomenon, with special regard to immunoglobulin class and antigen reactive sites // International J. of Andrology. 1980. V. 3. P. 143.
- Möllering H. GruperW (1966) Determination of citrate lyase. Analytical Biochemistry, 17:369–376.
- World Health Organization. WHO manual for the standardized investigation, diagnosis and management of the infertile male. Cambridge: Cambridge University Press, 2000.
