Вступ
Сьогодні у світі налічують 60–80 млн безплідних пар: 40% випадків спричинено чоловічим безпліддям, 40% — жіночим, решта 20,0% — обох партнерів (Meniru G.I., 2004; Тимченко О.І. та співавт., 2014). За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), безпліддя часто сприймають як переважно жіноче захворювання, попри те, що чоловіче безпліддя поширене тією самою мірою (Shcheplev P.A., Apolikhin O.I. 2010; Arya S.T., Dibb B., 2016).
Зовнішні умови мають вагомий внесок у розвитку захворювань репродуктивної сфери у чоловіків, хоча їх причина і структура досі встановлені нечітко і є суперечливими, незважаючи на переконливу низку чинників, що порушують сперматогенез (Ozelci R. et al., 2016; Punab M. et al., 2016).
Дослідження чоловічої інфертильності в умовах великого промислового міста, впливу високих та низьких температур на тестикулярну тканину, показників спермограми та ендокринного статусу —актуальні питання андрології та репродуктології. Так, одним з екстремальних факторів середовища, які впливають на фертильність чоловіків, є високі та низькі температури в умовах промислового виробництва. Однак у доступній літературі є лише поодинокі роботи, в яких вивчали вплив низьких температур на репродуктивну систему.
Мета — вивчити особливості морфології сперматозоїдів та показників ендокринного статусу у чоловіків, які працюють в умовах високих та низьких температур.
Об’єкт і методи дослідження
У період 2013–2017 рр. обстежено спермограми пацієнтів (n=81), які впродовж професійної діяльності перебували під впливом низьких (n=43) або високих (n=38) температур. Обстеження проводили на базі кафедри акушерства та гінекології Запорізького державного університету та Комунальної установи «Обласний медичний центр репродукції людини» (Запоріжжя).
Критеріями включення до основної групи були репродуктивний вік пацієнтів, анамнез інфертильності >1 року, робота в умовах високих або низьких температур, відсутність гострих запальних процесів в урогенітальному тракті та відсутність гормональної корекції безпліддя до моменту включення в дослідження.
Групу порівняння становили 25 практично здорових осіб віком 25–42 роки (середній вік — 32,9±5,36 року, що вірогідно не відрізнялося від основної групи), в яких, за даними анамнезу, професійна діяльність не була пов’язана із впливом несприятливих факторів.
Фізикальне обстеження включало оцінку загального соматичного статусу та стану органів сечостатевої системи пацієнта.
Верифікацію діагнозу та причин безпліддя проводили з використанням критеріїв МОЗ України (2003).
Гормональні дослідження (тиреотропний гормон, фолікулостимулюючий гормон (ФСГ), лютеїнізуючий гормон (ЛГ), пролактин, прогестерон, естрадіол, тестостерон) проводили на імуноферментному аналізаторі «Rayto 2000» із використанням діагностичних наборів фірми «Siemens».
Розрахунок рівня вільного тестостерону (ВТ) проводили на підставі концентрацій загального тестостерону (ЗТ) і глобуліну, що зв’язує статеві гормони, з використанням номограми Вермюлена. Вивчення основних параметрів еякуляту та сперміологічний аналіз проводили відповідно до вимог ВООЗ 5-го видання 2010 р.
Для характеристики інформативності кількісних та якісних показників спермограми з метою оцінки впливу високих та низьких температур використовували об’єктивні параметри, визначені як операційні характеристики тестів. До найважливіших операційних характеристик методів діагностики відносили чутливість і специфічність.
Статистичний аналіз отриманих результатів проводили з використанням пакета програм «Statistica for Windows» версії 7.0 («StatSoft Inc.», США). Для оцінки залежності між перемінними використовували кореляційний аналіз за Пірсоном. Кількісні показники представлені у вигляді середнє ± стандартне відхилення (Rebrova O.Yu., 2004).
Результати та їх обговорення
Гормональний статус чоловіків, які працюють в умовах високих температур, вірогідно не відрізнявся від контрольної групи, окрім вмісту ЛГ (на 46,5%; р=0,013). Для інших показників відзначено тенденцію до зниження ЗТ та ВТ (на 17,9 та 7,6% відповідно), пролактину (на 10,8%), підвищення вмісту ФСГ (на 9,7%) та кортизолу (на 11,2%). Подібну закономірність виявлено у групі чоловіків, які працюють в умовах низьких температур: тенденції до підвищення вмісту ЛГ (14,6%) та ФСГ (4,4%), а також кортизолу (на 5,6%), зниження рівня ЗТ (на 9,9%) та ВТ (на 17,6%) (табл. 1).
| Показник | Контроль(n=25) | Температури | |
|---|---|---|---|
| високі (n=38) | низькі (n=43) | ||
| ЗТ, нмоль/л | 24,4±9,82 | 20,7±9,12 | 22,2±10,1 |
| ВТ, нмоль/л | 12,7±3,86 | 11,8±6,11 | 10,8±5,12 |
| ЛГ, мЕд/мл | 3,42±1,18 | 5,01±2,15* | 3,92±1,72 |
| ФСГ, мЕд/мл | 4,7±1,95 | 5,16±1,97 | 4,91±2,07 |
| Пролактин, мЕд/мл | 235,8±128,9 | 212,8±112,8 | 235,4±132,4 |
| Кортизол, нмоль/л | 212,5±98,8 | 236,3±102,8 | 224,5±112,5 |
| Інсулін, мкОД/мл | 21,51±11,2 | 22,71±10,9 | 20,8±8,96 |
Результати верифікації загальної кількості рухливих сперматозоїдів та кількості рухливих сперматозоїдів із поступальним рухом у чоловіків, які працюють в умовах високих та низьких температур, наведено в табл. 2. Встановлено вірогідне зменшення кількості рухливих сперматозоїдів (p<0,05), проте найбільш «вразливим» цей показник був при впливі низьких температур, що вірогідно відрізнялося як від контрольної групи, так і від групи чоловіків, шкідливим чинником в яких була робота в умовах високих температур (p, p1<0,05).
| Кількість рухливих сперматозоїдів | Контроль | Температури | |
|---|---|---|---|
| високі (n=38) | низькі (n=43) | ||
| З поступальним та непоступальним рухом | 44,8±9,81 | 37,7±8,19
p<0,05 |
30,9±7,81
p, p1<0,05 |
| З поступальним рухом | 37,9±6,89 | 30,5±7,82
p<0,05 |
26,6±5,67
p, p1<0,05 |
Середня тривалість професійного анамнезу при роботі в умовах низьких температур становила 6,71±1,78, високих — 7,21±1,54 років. Встановлено наявність вірогідного від’ємного кореляційного зв’язку (r=–0,67; p<0,05) між загальною кількістю сперматозоїдів в еякуляті та тривалістю професійного анамнезу у чоловіків, які працюють в умовах високих (рис. 1) та низьких (рис. 2) температур (r=–0,36; p<0,05).
Проведено кількісну оцінку основних параметрів еякуляту відповідно до вимог ВООЗ 5-го видання 2010 р. Абсолютне (n) та відносне (%) співвідношення кількісних параметрів спермограми в умовах високих та низьких температур наведено в табл. 3.
| Кількісні показники спермограми | Температури | |||
|---|---|---|---|---|
| високі (n=38) | низькі (n=43) | |||
| n | % | n | % | |
| Зменшення загальної кількості в 1 мл еякуляту <15,0% | 30 | 78,9 | 23 | 53,5 |
| Зменшення кількості живих сперматозоїдів <58,0% | 25 | 65,8 | 25 | 58,1 |
| Зменшення кількості рухливих сперматозоїдів в еякуляті <40,0% | 12 | 31,6 | 29 | 67,4 |
| Зменшення кількості сперматозоїдів із поступальним рухом <32,0% | 23 | 60,5 | 34 | 79,1 |
Для високих температур більш «вразливими» параметрами були зменшення загальної кількості в 1 мл еякуляту <15,0% (78,9%), кількості живих сперматозоїдів <58,0% (65,8%) та кількості сперматозоїдів із поступальним рухом <32,0% (60,5%), для низьких температур — зменшення кількості рухливих сперматозоїдів в еякуляті <40,0% (67,4%) та кількості сперматозоїдів з поступальним рухом <32,0% (79,1%) (див. табл. 3).
Аналіз структури розподілу пацієнтів залежно від загальної кількості сперматозоїдів, живих сперматозоїдів та рухливих сперматозоїдів при дії високих і низьких температур показав, що у більшості пацієнтів цей показник був менше нижньої межі норми згідно з рекомендаціями ВООЗ, що відповідає критеріям олігозооспермії та астенозооспермії (табл. 4).
| Якісні показники спермограми | Температури | |||
|---|---|---|---|---|
| високі (n=38) | низькі (n=43) | |||
| n | % | n | % | |
| Кількість нормальних за морфологією сперматозоїдів (строгий критерій Крюгера) | 4 | 10,5 | 21 | 48,8 |
| Наявність аномальних сперматозоїдів (патозооспермія) | 31 | 81,6 | 24 | 55,8 |
| Наявність фрагментації ДНК | 30 | 78,9 | 17 | 39,5 |
| Наявність патології голівок сперматозоїдів | 26 | 68,4 | 15 | 34,9 |
| Наявність патології акросоми сперматозоїдів | 16 | 42,1 | 19 | 44,1 |
| Наявність патології джгутика | 24 | 63,2 | 27 | 62,8 |
Наявність патологічно змінених сперматозоїдів при дії високих температур (табл. 5) була чутливою (89,4; 95% довірчий інтервал (ДІ) 75,9–95,8) та високоспецифічною ознакою (96,0; 95% ДІ 80,5–99,3) з площею під ROC-кривою 92,7 (95% ДІ 86,5–98,9), на відміну від чоловіків, які працювали в умовах низьких температур (табл. 6), в яких показник був з меншою чутливістю (51,2; 95% ДІ 36,8–65,4).
Відзначено вищу частоту виявлення патозооспермії при дії високих температур (див. табл. 5) із чутливістю 81,6 (95% ДІ 66,5–90,8), специфічністю 96,0 (95% ДІ 80,5–99,3), вірогідними «шансами» виявлення цієї ознаки 106,3 (95% ДІ 12,2–923,5) та площею під ROC-кривою 88,8 (95% ДІ 81,5–96,1).
При дії низьких температур діагностична цінність виявлення патозооспермії була нижчою, проте також вірогідною за показниками чутливості (55,8; 95% ДІ 41,1–69,6), специфічності (96,0; 95% ДІ 80,5–99,3) та площі під ROC-кривою (75,9; 95% ДІ 67,6–84,3) (табл. 6).
Діагностична цінність наявності фрагментації ДНК сперматозоїдів в умовах високих температур встановлена на рівні вірогідної чутливості 78,9 (95% ДІ 63,6–88,9), специфічності 96,0 (95% ДІ 80,5–99,3). «Шанси» виявлення цієї ознаки були також високими та вірогідними: ВШ 90,0 (95% ДІ 10,5–770,3), площа під ROC-кривою 87,5 (95% ДІ 79,9–95,0) (див. табл. 5). Значно нижчою була діагностична чутливість і специфічність виявлення фрагментації ДНК сперматозоїдів в умовах низьких температур: чутливість 39,5 (95% ДІ 26,4–54,4), ВШ 15,7 (95% ДІ 1,9–127,1) (див. табл. 6).
| Показник | Чутливість (95% ДІ) | Специфічність (95% ДІ) | Відношення шансів (ВШ) (95% ДІ) | Площа під ROC-кривою (95% ДІ) |
|---|---|---|---|---|
| Кількість нормальних за морфологією сперматозоїдів | 89,4
(75,9–95,8) |
96,0
(80,5–99,3) |
204,0
(21,4–1940,8) |
92,7
(86,5–98,9) |
| Наявність аномальних сперматозоїдів | 81,6
(66,5–90,8) |
96,0
(80,5–99,3) |
106,3
(12,2–923,5) |
88,8
(81,5–96,1) |
| Наявність фрагментації ДНК | 78,9
(63,6–88,9) |
96,0
(80,5–99,3) |
90,0
(10,5–770,3) |
87,5
(79,9–95,0) |
| Наявність патології голівок сперматозоїдів | 68,4
(52,5–80,9) |
92,0
(75,0–97,7) |
24,9
(5,0–123,2) |
80,2
(71,1–89,3) |
| Наявність патології акросоми сперматозоїдів | 42,1
(27,8–57,8) |
96,0
(80,5–99,3) |
17,5
(2,1–142,7) |
69,1
(60,3–77,8) |
| Наявність патології джгутика | 63,1
(47,3–76,6) |
96,0
(80,5–99,3) |
41,1
(5,0–338,1) |
79,6
(71,0–88,2) |
| Показник | Чутливість (95% ДІ) | Специфічність (95% ДІ) | ВШ (95% ДІ) | Площа під ROC-кривою (95% ДІ) |
|---|---|---|---|---|
| Кількість нормальних за морфологією сперматозоїдів | 51,2
(36,8–65,4) |
96,0
(80,5–99,3) |
25,1
(3,1–202,8) |
73,6
(65,2–82,0) |
| Наявність аномальних сперматозоїдів | 55,8
(41,1–69,6) |
96,0
(80,5–99,3) |
30,3
(3,8–244,8) |
75,9
(67,6–84,3) |
| Наявність фрагментації ДНК | 39,5
(26,4–54,4) |
96,0
(80,5–99,3) |
15,7
(1,9–127,1) |
67,8
(59,5–76,0) |
| Наявність патології голівок сперматозоїдів | 34,8
(22,4–49,8) |
92,0
(75,0–97,7) |
6,2
(1,3–29,8) |
63,4
(54,6–72,3) |
| Наявність патології акросоми сперматозоїдів | 44,2
(30,4–58,8) |
96,0
(80,5–99,3) |
19,0
(2,4–153,5) |
70,1
(61,7–78,4) |
| Наявність патології джгутика | 62,7
(47,8–75,6) |
96,0
(80,5–99,3) |
40,5
(5,0–328,7) |
79,4
(71,2–87,6) |
Прогностична цінність виявлення патології голівок сперматозоїдів в умовах високих температур була вірогідною за всіма показниками і становила: чутливість 68,4 (95% ДІ 52,5–80,9), специфічність 92,0 (95% ДІ 75,0–97,7), площа під ROC-кривою 80,2 (95% ДІ 71,1–89,3). Водночас показники хибнонегативного тесту були невисокими (див. табл. 5).Також патологія голівок сперматозоїдів у чоловіків, які працюють в умовах низьких температур, була цінною якісною ознакою порушення спермограми з вірогідними показниками прогностичної цінності (див. табл. 6).
Дефект акросоми виявляли за її відсутністю, асиметрією, розміщенням, зменшенням розміру. Показники діагностичної цінності при роботі в умовах високих та низьких температур порівняно з контрольною групою були вірогідними та приблизно однаковими (див. табл. 5 та 6).
Патологію джгутика виявляли за відсутністю, вкороченням, «надломом», подвоєнням (див. табл. 5 та 6): чутливість 63,1 (95% ДІ 47,3–76,6) та 62,7 (95% ДІ 47,8–75,6), специфічність 96,0 (95% ДІ 80,5–99,3) та 96,0 (95% ДІ 80,5–99,3), ВШ 41,1 (95% ДІ 5,0–338,1) та 40,5 (95% ДІ 5,0–328,7), площа під ROC-кривою 79,6 (95% ДІ 71,0–88,2) та 79,4 (95% ДІ 71,2–87,6). Усі параметри прогностичної цінності були вірогідними, окрім вірогідності хибнопозитивного тесту (4,0; 95% ДІ 0,71–19,5) в обох групах.
Висновки
Вивчення особливостей морфології сперматозоїдів та показників ендокринного статусу у чоловіків, які працюють в умовах високих та низьких температур, показало, що:
1. Гормональний статус чоловіків, які працюють в умовах високих температур, відрізняється високим вмістом ЛГ (р=0,013). У групі чоловіків, які працюють в умовах низьких температур, зміни гормонального статусу невірогідні.
2. Найнижчу кількість сперматозоїдів верифіковано у групі чоловіків, які працюють в умовах високих температур. Встановлено наявність вірогідного від’ємного кореляційного зв’язку між загальною кількістю сперматозоїдів в еякуляті та тривалістю професійного анамнезу в чоловіків, які працюють в умовах високих (r=–0,67; p<0,05) та низьких (r=–0,36; p<0,05) температур.
3. В умовах впливу високих та низьких температур кількість сперматозоїдів (як загальна, так і в 1 мл еякуляту) вірогідно менша (р<0,05), ніж у групі контролю.
4. Кількість рухливих сперматозоїдів — найбільш «вразливий» параметр при впливі низьких температур (p<0,05).
5. Для високих температур «вразливими» параметрами є зменшення загальної кількості сперматозоїдів в 1 мл еякуляту <15,0% (78,9%), кількості живих сперматозоїдів <58,0% (65,8%), кількості сперматозоїдів з поступальним рухом <32,0% (60,5%).
6. Частота виявлення патозооспермії вища при впливі високих температур (чутливість 81,6 (95% ДІ 66,5–90,8), специфічність 96,0 (95% ДІ 80,5–99,3)). При дії низьких температур діагностична цінність виявлення патозооспермії нижча.
7. Діагностична цінність наявності фрагментації ДНК сперматозоїдів в умовах високих температур встановлена на рівні 78,9 (95% ДІ 63,6–88,9) (чутливість) та 96,0 (95% ДІ 80,5–99,3) (специфічність). Нижчою була діагностична чутливість та специфічність виявлення фрагментації ДНК сперматозоїдів в умовах низьких температур. Дефект акросоми при дії високих та низьких температур не був характерною ознакою.
Список використаної літератури
- МОЗ України (2003) Наказ МОЗ України від 15.12.2003 р. № 582 «Про затвердження клінічних протоколів з акушерської та гінекологічної допомоги» (https://z-l.com.ua/ua/new582/).
- Тимченко О.І., Микитенко Д.О., Коба О.П., Линчак О.В. (2014) Рівень безпліддя в областях за даними МОЗ України. Мед. перспект., 19(3): 105–111.
- Arya S.T., Dibb B. (2016) The experience of infertility treatment: the male perspective. Hum. Fertil. (Camb.), 19(4): 242–248.
- Meniru G.I. (2004) Cambridge guide to infertility management and assisted reproduction. Cambridge University Press, 276 p.
- Ozelci R., Yılmaz S., Dilbaz B. et al. (2016) Seasonal variation of human sperm cells among 4,422 semen samples: A retrospective study in Turkey. Syst. Biol. Reprod. Med., 62(6): 379–386.
- Punab M., Poolamets O., Paju P. et al. (2017) Causes of male infertility: a 9-year prospective monocentre study on 1737 patients with reduced total sperm counts. Hum. Reprod., 32(1): 18–31.
- Rebrova O.Yu. (2004) Statistical analysis of medical data. Application of STATISTICA Software package. Media-Sphere, Moscow, 312 p.
- Shcheplev P.A., Apolikhin O.I. (2010) Male infertility. Consensus discussion. Bull. Reprod. Health, 3–4: 37–44.
Резюме. Цель — изучить особенности морфологии сперматозоидов и показатели эндокринного статуса у мужчин, работающих в условиях высоких и низких температур. Объект и методы исследования. В период 2013–2017 гг. обследованы спермограммы пациентов (n=81), которые на протяжении профессиональной деятельности находились под влиянием низких (n=43) или высоких (n=38) температур. Результаты. Гормональный статус мужчин, работающих в условиях высоких температур, характеризуется повышением содержания лютеинизирующего гормона (р=0,013). В группе мужчин, работающих в условиях низких температур, изменения гормонального статуса недостоверны. Доказано наличие отрицательной корреляционной связи между общим количеством сперматозоидов в эякуляте с продолжительностью профессионального анамнеза при работе в условиях высоких (r=–0,67; p<0,05) и низких (r=–0,36; p<0,05) температур. Выводы. В условиях воздействия высоких и низких температур количество сперматозоидов (как общее, так и в 1 мл эякулята) достоверно меньше, чем в группе контроля (р<0,05). Количество подвижных сперматозоидов наиболее «уязвимо» при воздействии низких температур (p<0,05). Для высоких температур «уязвимыми» параметрами являются уменьшение общего количества в 1 мл эякулята <15,0% (78,9%), количества живых сперматозоидов <58,0% (65,8%), количества сперматозоидов с поступательным движением <32,0% (60,5%).
Ключевые слова: эндокринный статус, сперматозоиды, морфологические изменения, низкие температуры, высокие температуры.
Адреса для листування:
Ломейко Олена Олександрівна
69035, Запоріжжя, просп. Маяковського, 26
Запорізький державний медичний університет,
кафедра акушерства, гінекології
та репродуктивної медицини ФПО
E-mail: [email protected]
Одержано 08.10.2018
