Фрагментация ДНК мужских половых клеток как причина мужского бесплодия

Фрагментация ДНК мужских половых клеток как причина мужского бесплодия

Сервис предоставляет возможность записи на прием через интернет,

только платный прием!

только для взрослых!

Запись на прием – ежедневно!

Прием врачей по субботним дням уточняйте в регистратуре.

Информация

Новые материалы

Ошибка в генетическом коде: при каких показателях фрагментации ДНК мужчина может стать отцом

Состояние мужских репродуктивных органов, выполняют ли они свою функцию, каковы шансы мужчины стать отцом – об этом легко узнать из стандартной спермограммы. Но иногда показателей этого анализа недостаточно. Чтобы прогноз был более достоверным и точным, необходимо оценить такой показатель, как фрагментация ДНК (повреждение генетического кода в сперматозоидах).

Причины фрагментации ДНК

Исследование появилось благодаря последним достижениям науки в области изучения генетического кода человека. Каждый сперматозоид несет в головной части информацию – генетический материал мужчины. Задача носителя – проникнуть в яйцеклетку, довести свою ДНК до ядра, слить код с материнским и образовать новую клетку с уникальным набором наследственной информации. Чтобы процесс прошел безупречно, в головке сперматозоида должна быть обеспечена непрерывность цепочек ДНК. В этом случае наследственный код сохранен, а клетка годится к производству новой жизни. Но существуют факторы (внутренние и внешние), нарушающие целостность связей.

Плохая отбраковка материала. При образовании сперматозоидов неминуемо возникают ошибки, и неполноценные спермии в норме должны быть уничтожены. Для них характерна ДНК фрагментация. Но программа уничтожения дает сбой, и бракованные клетки попадают в эякулят.

Ошибки при созревании половых клеток. В этом случае происходит повреждение хроматина – материала, заполняющего ядро клеток и являющегося основой хромосом. Образуются нарушения связей, разрывы в структуре ДНК.

Воздействие рентгеновских лучей, химиотерапии.

Влияние повышенных температур внутри тела и извне.

Длительные хронические воспаления в половой сфере, варикоцеле.

Повреждение клеток свободными радикалами (активными формами кислорода). Они образуются вследствие неправильного питания, стресса, малой подвижности, заболеваний, химических зависимостей, интоксикации.

ДНК с дефектами структуры – это поврежденная информация о человеке, которая сравнима с книгой, в которой страницы с оторванными углами или замазанными строчками.

Отличие от спермограммы

Спермограмма, в общих чертах – подсчет клеток, оценка их морфологии, то есть строения, внешнего вида и двигательной активности. Но этот анализ не дает точного ответа на вопрос: сколько среди сперматозоидов с целостным генетическим материалом, а сколько – с фрагментацией ДНК. В то же время все больше исследований указывают на то, что доля хромосомных аномалий в головке сперматозоида исключительно важны для зачатия и сохранности беременности.

Фрагментация ДНК клеток определяется только специальными, углубленными исследованиями. Стандартное изучение спермия под микроскопом не даст нужной информации о состоянии цепочек. В этом заключается главное отличие оценки фрагментации ДНК от спермограммы.

При хорошей морфологии мужских половых клеток и их подвижности в границах нормы можно получить плохой результат по структуре генетических цепочек.

Кому показано исследование

Анализ фрагментации ДНК сперматозоидов назначается в случаях:

неоднократное самопроизвольное прерывание возникшей беременности, особенно на ранних сроках при отсутствии видимых причин со стороны женского организма;

неустановленная причина бесплодия пары;

бесплодным мужчинам старше 45 лет;

при длительном повышении температуры тела у мужчины или пребывание в подобных обстоятельствах;

при неудачных попытках искусственного оплодотворения;

перед заморозкой спермы на хранение;

плохие морфологические характеристики в спермограмме;

Как собрать материал

Для проведения теста важно правильно сдать материал на анализ, заранее подготовившись :

требуется воздерживаться от секса, мастурбации 3 – 5 дней;

избегать интенсивных занятий спортом или перегрева;

не употреблять алкоголь или иные стимуляторы;

перед сдачей обеспечить чистоту половых органов;

сбор семенного материала – только в стерильную емкость.

Поддается ли лечению

Фрагментация ДНК – показатель важный для оценки способности мужчины к оплодотворению, но он не является статичным. Тесты, сделанные в разное время, могут дать не идентичные результаты. Об этом важно помнить, делая выводы о собственной фертильности.

На возможность мужчины зачать здорового ребенка влияет возраст мужчины, образ жизни, привычки, состояние здоровья, наследственность. Многие из названных факторов поддаются контролю человека. Даже солидный возраст потенциального отца – не помеха. Природа предусмотрела возможность восстановления поврежденной ДНК мужчины ресурсами яйцеклетки. Правда, эту способность женщина с годами утрачивает.

Помочь восстановить цельность генов в половых клетках может и антиоксидантная терапия, призванная бороться со свободными радикалами.

Если анализ не улучшается после лечения, можно воспользоваться достижениями современной медицины. С помощью применения такого метода репродукции человека, как ИКСИ (один из методов искусственного оплодотворения); фрагментация генов даже в значениях выше 30% – не приговор, поскольку репродуктолог после исследования многих спермиев отбирает всего один – наилучшего качества. Его вводят в женскую половую клетку, а после слияния зиготу помещают обратно в матку.

При необходимости Вы можете пройти обследование в учреждении здравоохранения «Могилевский областной лечебно-диагностический центр» и получить консультацию врача-уролога (андролога), врача-акушера-гинеколога. Справки и запись на прием по телефонам регистратуры 29 44 00, 29 44 01.

первой квалификационной категории Д.С.Ковалев

ДНК фрагментация сперматозоидов

Согласно статистике, средний уровень бесплодия в мире составляет 15%. В разных странах данный показатель колеблется от 8% до 29%. У одной из восьми пар не получается зачать первого ребенка. При планировании второй и последующих беременностей данная проблема возникает у каждой шестой пары. Примерно в 50% случаев причина кроется в нарушениях параметров мужских сперматозоидов, которую специалисты называют ДНК фрагментация сперматозоидов.

Классическая спермограмма не способна дать всю необходимую информацию для определения уровня проблем. В таком случае требуется проведение ультраструктурного исследования. Повышенное содержание сперматозоидов с фрагментацией ДНК определяется с помощью специальных тестов, наиболее популярным из которых тест Tunel.

Общая информация

ДНК человека содержит закодированную информацию об организме. В сперме ДНК компактно представлено в виде хроматина. Это вещество располагается в ядре, находящемся в средней части головки сперматозоида.

Молекула ДНК состоит их двух нитей полинуклеотидов, спирально свитых между собой. Те в свою очередь состоят из звеньев, которые называются нуклеотиды. При фрагментации происходит разрыв нитей и потеря части звеньев. Из-за этого нарушается генетический код молекулы. Сперматозоид с фрагментацией способен проникнуть в яйцеклетку. Однако в таком случае происходит самопроизвольный аборт или у развивающегося плода возникают различные патологии.

Если фрагментация высокая, даже процедура ЭКО не поможет оплодотворению яйцеклетки. Иногда, если фрагментация спермы маленькая, здоровая яйцеклетка способна исправить структуру ДНК.

Причины фрагментации ДНК в спермограмме

Возникновение фрагментации спермы возможно из-за:

  • Внутренних причин, которые представляют собой дефекты, возникшие на генном уровне и различные отклонения в развитии сперматозоидов.
  • Внешних причин, возникающих под влиянием стрессов, заболеваний эндокринной системы, и перегрева организма.

Степень дефрагментации повышается при:

  • Лейкоспермии — увеличении числа лейкоцитов.
  • Воспалениях или необнаруженных инфекциях половых органов.
  • Возрасте мужчины старше 35 лет.
  • Наличии вредных привычек, таких как курение и алкогольная зависимость.
  • Воздействии факторов окружающей среды. Это может быть работа на предприятии с вредными условиями, радиационное воздействие или наличие пестицидов в употребляемой пище.
  • Неопластических болезнях, например лимфоме, раке яичек, лейкемии и воздействии химиотерапии.
  • Инфекциях, передающихся половым путем, варикоцеле, повышенной температуре, слабом сперматогенезе или крипторхизме.
  • Генетических проблемах, в частости повреждение функции репарации ДНК, путей очищения, антиоксидантных генов и так далее.

Влияние высокого уровня фрагментации

При большом уровне повреждений хроматина:

  • Уменьшается фертильность сперматозоидов.
  • Снижается шанс наступления беременности.
  • Увеличивается вероятность самопроизвольных абортов при естественной беременности и ЭКО.
  • Снижается вероятность успешного зачатия в результате ЭКО.
  • При наступлении беременности, вероятно рождение ребенка с хромосомными нарушениями, приводящими к уменьшению продолжительности его жизни и возникновению аномалий на генетическом уровне.

Кому назначают анализ

Чтобы обнаружить разрывы, проводится анализ ДНК фрагментации сперматозоидов. Сдать анализ спермы на генетику рекомендуется:

  • При наличии у мужчины бесплодия, в случае отсутствия других факторов, способных его провоцировать.
  • При отсутствии наступления беременности после проведения нескольких ЭКО.
  • При повторяющихся выкидышах. В случае низкого качества получаемого эмбриона.
  • Мужчинам в возрасте более 45 лет.
  • Для спермы, подвергшейся криохранению до проведения ЭКО.
  • В случае обнаружения варикоцеле.
  • Если температура была повышена в прошедшие три месяца.

Кроме того тест рекомендуют проводить мужчинам которые работают во вредных условиях.

Тесты на фрагментацию ДНК сперматозоидов

Для обнаружения дефрагментации андрологи и репродуктологи назначают один из тестов:

  1. TUNEL. Исследование фрагментации ДНК в сперматозоидах методом TUNEL уже устарело, однако его применяют во многих лабораториях. Для обнаружения разрывов в цепи ДНК используют светооптический эффект. Для проведения теста в образец спермы помещают маркированные нуклеотиды. Они встраиваются в поврежденные участки цепи и подсвечиваются, а лаборант подсчитывает их количество. После этого рассчитывается процент встроившихся нуклеотидов относительно общей массы. Срок готовности анализа спермы на генетику данным методом составляет две недели. Часть лабораторий отводит на этот метод фрагментации три недели.
  2. HALOSPERM. При выполнении HALOSPERM-теста подсвечиваются целые участки ДНК. Это возможно благодаря смешиванию семенной жидкости с реактивом. В результате неповрежденные сперматозоиды окружаются подобие ореола. Этот тест считают наиболее чувствительным, а результаты будут готовы через 1-3 дня после сдачи анализа.
  3. SCSA. При SCSA-тесте сперму просвечивают, используя лазерный луч. При нормальном состоянии сперматозоиды окрашиваются в зеленый, при несущественном уровне повреждений – в желтый, а при наличии серьезных дефектов – в красный. По статистике у здоровых мужчин степень фрагментации ДНК сперматозоидов составляет до 20%. Если данный показатель выше — фрагментация считается высокой.

Чаще всего выполняется Halosperm или Tunel тест на генетику.

Как правильно подготовиться к сдаче анализа

Для получения достоверных результатов в случае подозрения на фрагментацию ДНК подготовка должна проводится по определенным правилам:

  1. Не вступать в половые контакты минимум два и максимум семь дней до исследования. В идеале — три дня. Если анализ сдается повторно, промежуток между последним половым актом и сдачей должен быть таким же, как в первый раз.
  2. Отказаться от употребления алкогольных напитков, курения и перегрева (в сауне или бане) на три месяца, поскольку средняя продолжительность развития сперматозоидов составляет 72 дня.
  3. Избегать физических и эмоциональных нагрузок.
  4. Придерживаться сбалансированного питания и выпивать 1,5-2 литра воды в сутки.

Если у мужчины простуда, сопровождающаяся повышенной температурой, генетический анализ спермы переносится.

Сдача анализа

Для сдачи материала мужчине необходимо поместить образец семенной жидкости в закрывающуюся стерильную емкость. Использовать презерватив нельзя, поскольку его компоненты способны негативно влиять на активность сперматозоидов, тем самым делая результаты Халосперм или Туннель-тест спермограммы недостоверными. Во время транспортировки температура материала должна составлять 27-37 градусов тепла. Важно провести анализ максимум через 1 час после сбора материала.

Читайте также:  Рвота и тошнота после алкоголя

Одновременно с этим анализом рекомендуется проводить HBA-тест спермограмму и электронно-микроскопическое исследование. Это позволит получить полную картину и определить, какое значение имеет спермальный гликоделин, который также влияет на успешный исход зачатия.

Индекс фрагментации ДНК

После проведения теста пациенту выдается расшифровка ДНК фрагментации. Она включает индекс, представляющий собой отношение числа поврежденных сперматозоидов к целым, и фото, на котором изображены сперматозоиды с фрагментированной ДНК.

  • ДНК фрагментация в норме менее 15%. Это предполагает большую вероятность наступления беременности естественным путем.
  • Если фрагментация находится в пределах 15-30%, беременность вероятна, однако на это потребуется больше времени.
  • Если при расшифровке анализа обнаружено повреждение 30-50% сперматозоидов, шансы на естественное зачатие очень низкие. Рекомендуется применить экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), ИКСИ или внутриматочную инсеминацию.
  • При значении индекса более 60% оплодотворение естественным путем практически невозможно. Рекомендуется проведение ИКСИ или применение спермы, полученной от доноров.

В половине случаев причина выкидыша в 1-ом триместре кроется в мужском здоровье. Обычно виновником этого оказывается фрагментация спермы.

Как улучшить фрагментацию ДНК

Для повышения качества семенной жидкости и снижения процента фрагментированных сперматозоидов требуется:

  • вылечить варикоцеле;
  • отказаться от вредных привычек;
  • провести лечение антиоксидантами;
  • применять современные достижения в области ВРТ.

Лечение варикоцеле

В случае, когда причина бесплодия исключительно в болезни варикоцеле, требуется проведение варикоцелеэктомии. Во время данной операции происходит удаление из яичника варикозно расширенных вен. В результате спермограмма улучшается, поскольку концентрация и активность сперматозоидов повышаются. Благодаря уменьшению фрагментации ДНК качество спермы становится выше. В результате повышаются шансы на естественное оплодотворение, а также снижается вероятность самопроизвольного аборта в течение первого триместра беременности.

Исключение из жизни вредных факторов

Наличие ожирения, перегрев, воздействие радиации, употребление алкоголя и табакокурения ухудшают фертильность сперматозоидов. Для получения от лечения положительного результата следует исключить алкоголь, сигареты и перегревание. Во возможности необходимо избавиться от лишнего веса и радиоактивного влияния на организм мобильных телефонов, Wi-Fi и пестицидов.

Употребление антиоксидантов

Лечить фрагментацию ДНК спермограммы следует курсом лекарственных препаратов. Обычно он длится 12 недель. Кроме того рекомендуется употреблять в пищу продукты, содержащие антиоксиданты. Они повышают вероятность естественного или искусственного оплодотворения.

В ходе экспериментов доказано, что самокоррекция ДНК возможна благодаря докозагексаеновой кислоте, которая в большом количестве содержится в жире морских рыб. Она является незаменимой полиненасыщенной жирной кислотой, относящейся к классу Омега-3, и считается одной из наиболее важных составляющих межклеточных мембран, сетчатки, спермы, яичек и серого генетического материала.

Проведение теста на наличие ДНК фрагментации довольно дорогое. Однако данный анализ считается весьма информативным. Без него большое количество средств может быть потрачено на безрезультатное лечение или неудачные попытки ЭКО. Чтобы получить достоверный результат, следует правильно подготовиться к сдаче семенной жидкости и оперативно доставить ее для анализа. При обнаружении проблем с состоянием ДНК не стоит расстраиваться. Проведение грамотной терапии повышает вероятность зачатия естественным путем или в результате искусственного оплодотворения. Это подтверждают положительные отзывы мужчин, прошедших лечение.


ДНК сперматозоидов, анализ фрагментации и её индекс

Согласно последним статистическим данным, средний показатель бесплодия в мире составляет 15%. Каждая восьмая пара испытывает проблемы с зачатием первенца. У каждой шестой возникают сложности с рождением последующих детей. В 50% это случается из-за повреждения генетического материала. Если показатели спермограммы нормальные, есть смысл пройти анализ фрагментации ДНК сперматозоидов.

Фрагментация спирали ДНК

Сперматозоид — это самая мелкая клетка в организме человека, состоящая из головки и хвостика. Главная задача мужской половой клетки — быстро добраться к яйцеклетке, внедриться в неё и поделиться генетической информацией.

Важнейший показатель качества сперматозоидов — это целостность генетической структуры. Фрагментацией называется нарушение структуры спирали ДНК. Из-за этого происходит повреждение информации, которую несёт в себе половая клетка мужчины. Что, в свою очередь, существенно снижает вероятность нормального развития зародыша.

Одна из основных причин этой неприятной патологии — пониженный синтез транспортных белков — протаминов. Они содержатся в хромосомах и выполняют очень важную защитную функцию, предохраняя ДНК от агрессивных внешних факторов.

Половые клетки, имеющие фрагментацию ДНК, на анализе спермограммы не обнаруживаются, ведь они ничем внешне не отличаются от своих здоровых собратьев и способны к оплодотворению яйцеклетки. Однако из-за повреждённого генетического материала происходят многочисленные сбои уже на ранних стадиях развития плода. Обычно всё заканчивается выкидышем или замершей беременностью.

Важно понимать, что повреждённые сперматозоиды — это бракованный материал, не подлежащий восстановлению. Невозможно искусственно провести дефрагментацию ДНК.

Спермограмма не может выявить эту патологию, для этих целей разработана современная методика под названием TUNNEL. К сожалению, далеко не все пары, страдающие от бесплодия, знают об этом методе изучения половых клеток.

В некоторых случаях, если нарушения в цепочке генов не слишком масштабные, целостность возвращается природным путём. Яйцеклетка восстанавливает структуру мужской ДНК при помощи своего генетического материала. Однако это встречается довольно редко.

Причины патологического нарушения

Существуют две внутренние причины, способные вызвать нарушение целостности ДНК в сперме. Первая — это сбои в процессе образования семенной жидкости. Дело в том, что сперматозоиды созревают в придатках мужских яичек. Одновременно с этим происходит активизация хроматинового комплекса, состоящего из молекул ДНК и специфических белков в ядрах клеток. Случается, что этот процесс идёт не так, как положено, в результате происходят многочисленные повреждения генетических цепочек.

В половой системе у мужчин есть природный механизм контроля половых клеток. Каждый сперматозоид проверяется на соответствие стандарту. В случае выявления каких-либо отклонений в строении или в качестве наследственного материала, он выбраковывается и немедленно уничтожается.

Случается, что эта защитная система работает неправильно. Может наблюдаться такое явление: когда здоровые экземпляры не проходят контроль и организм от них избавляется, а дефективный материал допускается к участию в оплодотворении. Сперма мужчины с этой патологией неполноценна, так как содержит смесь из повреждённых и здоровых клеток.

Кроме внутренних факторов развития патологии, существует несколько внешних причин:

  1. Острые и хронические заболевания, особенно перенесённые без соответствующей медицинской помощи и не долеченные до конца.
  2. Воспалительные процессы, локализованные в мочеполовой системе, могут очень активно повлиять на репродуктивные свойства человека.
  3. Многие представители сильного пола страдают от варикозного расширения вен, оплетающих яички (варикоцеле). Это распространённое заболевание является главной причиной бесплодия у мужчин. Патологию легко выявить при самостоятельном осмотре, а также по характерным симптомам.
  4. Высокая температура без каких-либо видимых причин, которая длится довольно долго и не проходит.
  5. Оксидативный стресс — множественные повреждения клеток в результате их окисления.
  6. Длительное воздействие ионизирующего излучения, например, рентгеновские лучи.
  7. Курс химиотерапии.
  8. Чрезмерное употребление алкоголя и прочие вредные привычки.

Особенно губительно воздействие курения. Это доказано многими исследованиями.

Сейчас существует немало методик для избавления от этой вредной привычки. Будущему отцу желательно отказаться от употребления никотина за 2−3 месяца до зачатия.

Особенности спермограммы

Грамотное планирование семьи обязательно включает в себя проверку качества мужской спермы. Для рождения полноценного здорового ребёнка требуется соответствующий генетический материал. Это поможет сделать стандартный анализ — спермограмма.

Параметры проверки мужского семени:

  • концентрация;
  • строение;
  • подвижность;
  • соответствие определённым нормам;
  • кислотность;
  • содержание лейкоцитов;
  • цвет;
  • запах.

Здоровая сперма должна быть белой или кремовой, допускается розовый оттенок. Запах чем-то напоминает каштан.

В результате этого теста можно определить причину проблем с оплодотворением. Если спермограмма не выявила никаких патологий, а зачать ребёнка не выходит — причина кроется именно в нарушениях ДНК.

Методика TUNNEL

Недостаток спермограммы в том, что исследуются только внешние свойства сперматозоида. Классический анализ не способен определить качество наследственной информации. Для того чтобы выявить фрагментацию ДНК, придётся воспользоваться более точными и продвинутыми методиками. Наиболее совершенная на сегодняшний день техника исследования семенной жидкости, которая позволяет с большой точностью определить процентное содержание фрагментированных сперматозоидов, это — TUNNEL.

Правила для проведения анализа:

  • в течение недели нельзя принимать горячую ванну;
  • походы в сауну и баню также исключаются;
  • половое воздержание и отказ от алкоголя на тот же период;
  • сбор эякулята в день проведения процедуры, используется специальная пластиковая ёмкость.

Для проведения анализа собранный эякулят подвергают воздействию специальных реактивов, в результате чего дефективные клетки начинают существенно отличаться от здоровых. Полученный таким образом препарат попадает под микроскоп, где тщательно исследуется опытным медицинским специалистом.

Исследователь сразу же выявляет наличие клеток с фрагментированной ДНК. Их количество подсчитывается и вычисляется соотношение здоровых и больных экземпляров.

Индекс фрагментации:

  1. До 15% — норма. Оплодотворению ничего не мешает и беременность должна наступить природным путём.
  2. От 15 до 25% — зачатие возможно, но придётся подождать.
  3. Начиная от 30% вероятность забеременеть естественным способом снижается, может потребоваться процедура искусственного оплодотворения — ЭКО.
  4. Если фрагментировано более 50% сперматозоидов, самостоятельно зачать не получится. ЭКО тоже не всегда помогает. Наилучший вариант в такой ситуации — это интрацитоплазматическая инъекция (ИКСИ).
  5. Если повреждено более 60% половых клеток, поможет лишь донорская семенная жидкость.

Результат исследования выдаётся пациенту в виде фотографии с описанием, в нём указывается процентное содержание повреждённых клеток. Врач даёт пациенту подробные рекомендации для успешного зачатия ребёнка.

Пройти анализ на фрагментацию можно почти в любой государственной клинической лаборатории, оборудованной современной аппаратурой. Процедура проводится бесплатно, а результат можно получить уже через несколько дней. Для создания более целостной картины и получения точных данных рекомендуется сделать несколько тестов.

Некоторые частные лаборатории выдают результат исследования в тот же день. Цена такого удовольствия в столице составит 5−10 тыс. рублей.

Причины для беспокойства

К сожалению, многие мужчины не подозревают о своём бесплодии, предпочитая сваливать всё на женщин. Далеко не каждый пойдёт сдавать спермограмму, а про исследование дефрагментации ДНК кое-кто даже и не слышал. Всё это способствует всеобщему росту бесплодия в стране.

Существует несколько основных признаков, которые должны насторожить представителей мужского пола, а также навести на мысль о походе к врачу.

Причины для беспокойства:

Читайте также:  Недорогие, но эффективные препараты для лечения грибка стопы

  • несмотря на все старания в течение нескольких лет зачатие ребёнка не происходит;
  • опыт неуспешного искусственного оплодотворения;
  • выявление патологий эмбриона на ранних стадиях развития;
  • частые случаи выкидыша у жены без видимых на то причин и каких-либо патологий репродуктивной системы;
  • расширенные вены на яичках и семенном канатике;
  • повышенная температура тела на протяжении нескольких месяцев.

Безусловно, все эти признаки ещё не означают, что у мужчины проблемы с ДНК сперматозоидов. Необходим осмотр врача, он назначит все необходимые исследования, на основе которых поставит правильный диагноз.

Действенных методов коррекции дефрагментированной ДНК в мужских половых клетках, к сожалению, пока не найдено. Но поиски решения проблемы постоянно ведутся. Проводятся многочисленные исследования. Недавно выяснилось, что введение в организм веществ с антиоксидантными свойствами способствует уменьшению количества повреждённых генетических цепочек. Однако, если нарушения вызваны токсинами или высокой температурой, положительного результата не наблюдается.

Ещё одно открытие основано на наблюдении за образом жизни и питанием большого количества мужчин. В результате этого исследования выяснилась взаимосвязь между потреблением фолиевой кислоты и образованием повреждённых клеток. Диета с низким содержанием витамина В9 способствует повышению риска фрагментации в спиралях ДНК.

Фрагментация ДНК сперматозоидов при мужском бесплодии

Фрагментация ДНК сперматозоидов (наличие одно- и двухцепочечных разрывов молекулы) – не так давно открытая причина мужского бесплодия. Чем больше таких повреждений, тем ниже степень целостности генетического материала. Следует отметить, что сперматозоиды даже со значительным количеством повреждений ДНК могут сохранять оплодотворяющую способность, однако в дальнейшем эмбриональное развитие может блокироваться, приводя к прерыванию беременности. В настоящее время патофизиологические механизмы, приводящие к фрагментации ДНК, еще не до конца выяснены. Предполагают, что их причиной могут быть дефекты ремоделинга хроматина, сопровождающегося заменой гистонов на протамины в ходе спермиогенеза, апоптоз и окислительные процессы. Предположение о корреляции между морфологическими параметрами сперматозоидов и частотой фрагментации ДНК было выдвинуто на основании того, что важная роль апоптоза в соматических клетках состоит в устранении дефектных клеток. В аномальных сперматозоидах ДНК разрушается по аналогии с таковым процессом в различных типах соматических клеток.

Фрагментация хроматина сперматозоидов часто ассоциирована с низкими показателями спермограммы, однако многие исследователи констатируют, что частота фрагментации не имеет четкой корреляции с параметрами сперматозоидов, рекомендованными ВОЗ при спермиологическом исследовании (концентрацией, подвижностью, морфологией сперматозоидов). Сперматозоид, морфологически оцененный как нормальный, может иметь поврежденную ДНК. Поэтому целью нашего исследования стало выявление корреляции между морфологическими параметрами и повышенной частотой фрагментации ДНК сперматозоидов на крупнокогортной выборке мужчин, в анамнезе которых указано бесплодие. Группу обследованных составили 460 неродственных мужчин с нарушением репродуктивной функции, обратившихся в лабораторию генетики нарушений репродукции для медико-генетического и спермиологического обследования.

Фрагментацию ДНК определяли методом TUNEL на мазках эякулята. Образцы спермы наносили на адгезивные стекла (Histo Bond) и обрабатывали по протоколу фирмы-изготовителя (DеadEndTM Fluorometric TUNEL System, PROMEGA). Препараты обрабатывали DAPI (4,6-diamino-2-phenylidole, Sigma) для специфической окраски ДНК. Просмотр осуществляли с помощью микроскопа Axiovert 200V (Carl Zeiss, Германия). Спермиологическое исследование выполняли согласно рекомендациям соответствующего руководства ВОЗ (2010).

Уровень фрагментации ДНК у обследованных мужчин с нарушением репродуктивной функции варьировал от 1 до 84%. Средний уровень составил 12,6%. При этом у 23% мужчин с бесплодием частота фрагментации ДНК сперматозоидов была выше нормы (15%). У 18% пациентов частота фрагментации ДНК сперматозоидов находилась в диапазоне от 15 до 30%, а у 5% пациентов превышала 30%.

Установлено, что количество сперматозоидов с фрагментированной ДНК у пациентов с тяжелыми нарушениями сперматогенеза выше, чем у пациентов с менее выраженными нарушениями сперматогенеза. Чем больше тяжесть олигозооспермии, тем больше вероятность того, что будет высокая частота фрагментации ДНК сперматозоидов. Уровень атипии сперматозоидов (в диапазоне от 80 до 100% морфологически аномальных сперматозоидов) коррелирует с частотой фрагментации ДНК в них. Чем выше процент атипичных сперматозоидов, тем больше вероятность того, что имеется повышенная степень фрагментации ДНК в мужских гаметах. Показатель подвижности сперматозоидов (PR) в диапазоне от 0 до 20% обратно коррелирует с частотой мужских гамет, имеющих повышенную фрагментацию ДНК. Кроме того, выявлена отрицательная временная динамика в изменении концентрации сперматозоидов у мужчин с повышенной частотой фрагментации ДНК в них. Таким образом, полученные нами результаты выявили диапазон патозооспермии, в котором существует корреляция между морфологическими параметрами и частотой фрагментации ДНК сперматозоидов.

Обнаружено увеличение частоты фрагментированной ДНК в мужских гаметах при рассмотрении отдельных показателей спермограммы (концентрации, морфологии и подвижности сперматозоидов), находящихся в пределах нормы, что не может объясняться механизмом апоптоза, связанным с элиминацией поврежденных сперматозоидов. Очевидно, важная роль в этом процессе отведена окислительному стрессу и нарушениям в процессе ремоделинга хроматина. Его целостность является внутренним параметром повреждения сперматозоидов, который нельзя выявить с помощью обычного спермиологического исследования и который имеет прогностическое значение в отношении успешности лечения и/или решения проблемы репродукции с помощью методов вспомогательной репродукции.

Источник: Фрагментация ДНК сперматозоидов и мужское бесплодие// Конгресс РОУ 2014// Руднева С.А., Брагина Е.Е., Черных В.Б., Сорокина Т.М., Шилейко Л.В., Ермолаева С.А., Курило Л.Ф. Медико-генетический научный центр РАМН, Москва 2014г

Что такое фрагментация ДНК в сперматозоидах, какой анализ ее выявляет и как вылечиться

Фрагментация ДНК сперматозоидов – дефект содержащегося в ядре мужской половой клетки генетического материала. Это серьезная и сложно корректируемая патология. При большом количестве таких сперматозоидов мужская сперма теряет фертильность (способность к оплодотворению). Даже современные методы искусственного оплодотворения (ЭКО и ИКСИ) зачастую оказываются бессильны. Выявить фрагментацию ДНК можно при помощи специальных микробиологических исследований эякулята.

Общие сведения

Молекула ДНК, по сути, является генетической инструкцией. В ней закодирован путь развития и функционирования любого живого организма. В сперматозоиде ДНК упакованы в виде особого вещества – хроматина, которое находится в ядре (в средней части головки).

ДНК состоит из двух спирально свитых друг с другом нитей (полинуклеотидов), состоящих из звеньев (нуклеотидов). Фрагментация – это ломка нитей, выпадение отдельных звеньев, вследствие чего нарушается генокод. Подобные микроповреждения не всегда влияют на способность сперматозоида проникать в яйцеклетку, но за таким оплодотворением последует самопроизвольный аборт или патологии развития плода.

Сперматозоиды с фрагментацией ДНК могут повреждать яйцеклетку и при протоколе ЭКО. В результате она теряет функциональность, эмбрион не образуется, протокол оплодотворения оканчивается неудачно. Если уровень фрагментации ДНК невысок, то в некоторых случаях молодая и здоровая яйцеклетка может восстановить структуру цепочки.

Причины фрагментации

Механизмы, которые приводят к фрагментации нитей ДНК, до сих пор до конца не исследованы. Одной из наиболее вероятных версий считается окислительный стресс сперматозоидов − повреждение их мембран, белков и ДНК свободными радикалами (активный кислород – ROS, или АФК). Последние являются продуктом обменных процессов в клетках, естественным компонентом среды, в которой вызревают сперматозоиды, и семенной плазмы. В норме радикалы нейтрализуются веществами-антиоксидантами, но в ряде случаев (при воспалительном процессе, иммунных нарушениях) баланс нарушается, активных форм кислорода становится слишком много. Выявить наличие АФК можно при помощи ROS-теста.

Основные причины окислительного стресса, приводящего к фрагментации ДНК:

  • Хронические воспалительные процессы в органах малого таза: яичках, их придатках, простате, мочевом пузыре, даже в копчике (инфекция легко мигрирует с кровотоком, периодически активизируясь).
  • Варикоцеле – расширение вен мошонки, приводящее к застою крови и нарушению питания яичек.
  • Длительное воздержание (чем дольше сперматозоид находится в придатке яичка, тем выше вероятность его повреждения оксидантами).

  • Интоксикация (курение, алкоголь, пестициды, гербициды). Исследования (Mutat Res за 1996 г, № 351(2), стр. 199-203, Cancer Inst за 1997 г, № 89(3), стр. 238-244) выявили прямую зависимость между онкологическими заболеваниями у детей и курением их отцов (сперматозоиды которых подверглись окислительному повреждению ДНК).
  • Длительный прием медикаментов: препараты для лечения гипертонии, подагры, противосудорожные, метадон, некоторые антибиотики.
  • Аутоиммунные нарушения, при которых организм вырабатывает антитела против собственных половых клеток.
  • Злоупотребление кофе (более 300 г в день). Кофеин способен провоцировать повреждения ДНК и препятствовать восстановлению нитей.

У 40% мужчин с бесплодием выявляется повышенный уровень активных форм кислорода (Androl за 2012, №33(6), Fertil. Steril за 1995 № 64(4)), поэтому определение их уровня является важным этапом диагностики.

Диагностика

Оценку фрагментации ДНК спермограмма не дает. С помощью этого анализа невозможно определить качество генетического материала, который несет сперматозоид. Даже расширенная версия с морфологией по Крюгеру позволяет обнаружить лишь внешние патологии головки (сперматозоиды с поврежденной цепью ДНК внешне могут ничем не отличаться от нормальных). Согласно исследованиям (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110569016300607)10% мужчин с совершенно нормальной спермограммой не могут иметь детей именно из-за фрагментации ДНК, но им диагностируют идиопатическое (без видимых причин) бесплодие.

Тест на ДНК-фрагментацию позволяет парам выявить причину бесплодия и самопроизвольных абортов на ранних сроках. Анализ сперматозоидов на ДНК-фрагментацию перед ЭКО необходим для определения следующих параметров:

  1. Частота оплодотворения яйцеклетки.
  2. Качество предимплантационного развития эмбрионов.
  3. Вероятность развития врожденных пороков плода и выкидышей на ранних сроках.

В зависимости от результатов определяют целесообразность применения того или иного метода ЭКО.

Частота наступления беременности для пациентов с разной степенью фрагментации ДНК

Тест на ДНК-фрагментацию особенно актуален для мужчин, которые решили завести ребенка в позднем возрасте. После 45 лет риск окислительных повреждений сперматозоидов существенно увеличивается. В зоне повышенной опасности мужчины с артериальной гипертензией, сахарным диабетом, ожирением.

Типы тестов и расшифровка результатов

Исследование сперматозоида на наличие повреждений ДНК относится к области геномики и микробиологии. В андрологии и репродуктологии применяют следующие типы тестов:

  • TUNEL. Устаревший метод, который по-прежнему практикует большинство лабораторий. Для выявления пробелов в цепочке ДНК используется светооптический эффект. Отдельные нуклеотиды маркируются и помещаются в образец спермы. Там они находят сперматозоиды с поврежденными сегментами цепочек и встраиваются в них. Половые клетки с вклинившимися в ДНК нуклеотидами будут светиться, лаборантам остается вычислить их процент в общей массе. Результат будет готов через 2 недели (в некоторых лабораториях срок продлевается до трех).
  • HALO (HALOSPERM-тест, SCD). В отличие от предыдущего метода подсвечиваются не битые, а целые ДНК. Сперму смешивают с реактивом, в результате чего вокруг нормальных сперматозоидов образуется хорошо заметный ореол (на фото ниже). Метод считается наиболее чувствительным. Результат будет готов через 1-3 дня.
  • SCSA. Сперматозоиды просвечивают лазерным лучом, под воздействием которого они окрашиваются в зависимости от степени повреждений ДНК: зеленый – норма, желтый – несущественные повреждения, красный – серьезные дефекты. Референсное (среднее для здорового мужчины) значение – 20% (меньше – норма, больше – высокий уровень фрагментации).
Читайте также:  Как самому сделать мужской возбудитель в домашних условиях?

Анализ ДНК методом HALO

Тест проводится только совместно со спермограммой. Некоторые лаборатории позволяют предоставить предыдущий результат анализа, выполненного не более двух дней назад. Подготовка к сдаче теста на фрагментацию такая же, как и перед обычной спермограммой.

Цены в популярных медучреждениях (по умолчанию указана стоимость методом TUNEL без учета цены спермограммы):

  • «ДНКом»: 8340 руб.;
  • «Инвитро»: 8620 руб.;
  • «Сперматест»: 6900 руб. за HALO, 7900 руб. за TUNEL.

По завершении исследования формируется протокол, где указывается индекс фрагментации – процентное соотношение между здоровыми и дефектными сперматозоидами (DNA Fragmentation Index (DFI)). Пример заключения и референсные значения:

Заключение теста ДНК-фрагментации, выполненного методом TUNEL

Интерпретация результатов исследования, выполненного методом HALO:

  1. 50%: потребуется отбор и искусственное введение сперматозоида в яйцеклетку (ИКСИ).
  2. > 60%: вероятность успешного протокола ИКСИ крайне низка, рекомендуется донорская сперма.

Для определения причин фрагментации назначают УЗИ органов малого таза, исследования спермы, простатического сока, крови и мочи на наличие инфекций.

Лечение фрагментации ДНК сперматозоидов

Методы лечения зависят от выявленной причины. Если БАК-посев или микроскопическое исследование показали наличие инфекции, то назначают курс антибиотиков. Варикоцеле, нарушение проходимости уретры, крипторхизм лечат путем хирургического вмешательства.

Уровень фрагментации ДНК можно снизить при помощи антиоксидантной терапии (Cochrane Database Syst Rev (сборник баз данных по медицине, «библиотека Кокрейна») 2011 г № 1, CD007411). В центре вспомогательных репродуктивных технологий было выполнено пилотное исследование, в ходе которого было проанализировано 32 неудачных протокола ЭКО + ИКСИ (Источник: «Экспериментальная и клиническая урология», № 3 за 2017 г, стр. 70-76). У мужчин диагностирована низкая фертильность спермы: олигоастенотератозоспермия (малоподвижные сперматозоиды с нарушенным строением) при высоком уровне фрагментации ДНК (более 30%). Средние значения фрагментации и АФК были 38% и 4,6 соответственно.

Пациентам была предложена антиоксидантная терапия, включающая ежедневный прием следующих препаратов:

  • Селен (100 мг);
  • L-карнитин (3000 мг);
  • Витамины группы Е (токоферолы и токотриенолы в количестве 400 МЕ).
  • Витамин С (1000 мг).

Лечение фрагментации ДНК сперматозоидов

Если раньше у пары могла возникнуть проблема бесплодия, и решить её было достаточно проблематично, потому что не было возможности выявить причину невозможности зачатия, то в современной медицине существуют устройства, знание, методы, технологии способные избавить от бесплодия как мужчин, так и женщин.

Одной из таких причин невозможности зачатия является фрагментация сперматозоидов. Следует подробно рассмотреть, что это за явление, и каким образом оно может быть устранено.

Понятие фрагментации спермы

Процесс фрагментации спермы – это повреждение и разрыв цепочки ДНК в основании спермия. Основными причинами разрушения цепочки ДНК является недостаток белковых образований в клетках сперматозоидов, что впоследствии разрушает строение цепочки.

Чем меньше становится транспортного белка, тем больше вероятность получения повреждения в структуре ДНК. Впоследствии спермии теряют свою способность к зачатию новой жизни. Неповрежденное состояние цепочки ДНК – это основание, по которому генетические коды передаются будущему ребенку.

Почему нарушается целостность ДНК?

Причины, по которым генетическая структура сперматозоидов будет разрушаться, можно разделить на внутренние и внешние. К внутренним можно отнести причины, не видные невооруженным глазом, и на которые повлиять достаточно сложно, а именно:

  • нарушение выбора мужских клеток;
  • недостаточное взросление спермиев.

Сперматозоиды созревают и развиваются в мужских семенниках, яичках. В процессе взросления спермии могут иметь различные отклонения в генетической структуре и развитии. Это считается нормальным. Однако такие повреждённые экземпляры не поступают в семенной канал и извергаются по причине наличия в организме мужчины защитной функции, не пропускающей болезненные частицы.

Проходя через защитную функцию фрагментированные спермии уничтожаются. Но если процесс обороны нарушен или перестал действовать по причине ослабления иммунитета, то в таком случае больные экземпляры начинают поступать в семенной канал и в яйцеклетку. Это никаким образом не способствует здоровому оплодотворению.

Во втором случае сперматозоид не прошел всю стадию своего роста. Каждая мужская клетка должна дозреть до того момента, как поступить на оплодотворение в женскую яйцеклетку.

К внешним причинам, по которым происходит фрагментация цепочки ДНК относятся основания безответственного отношения человека к собственному здоровью.

У многих мужчин сегодня обнаруживается склонность к различным нарушениям в структуре клеток. Впоследствии эти нарушения могут вызывать бесплодие и диагноз фрагментация ДНК сперматозоидов.

Почему может нарушаться целостность цепочки ДНК? Вот некоторые часто встречающиеся основания для этого:

  1. Проблемы могут появляться при несоблюдении мужчиной здорового образа жизни, если человек подвержен стрессу, чрезмерному употреблению алкогольных напитков, курению, злоупотреблению жирной пищей.
  2. В случае работы в тяжелых условиях производства, а именно: окружение токсическими веществами, наличие постоянных аллергенов и других, оказывающих негативное влияние на мужской организм.
  3. Долгое воздержание человека от половых контактов.
  4. Воспалительный и инфекционный процессы в половых органах и элементах мочеиспускательной системы.
  5. Предрасположенности с рождения к болезням органов половой системы, а также различные генетические аномалии и болезни.

И как можно понять из данного списка, некоторые причины возникновения бесплодия могут быть устранены, и состояние сперматозоидов может быть скорректировано. Но в некоторых случаях это сделать достаточно проблематично, и врачи в таком случае ищут другие методы и воздействия для устранения нарушений цепочки ДНК.

Как пройти проверку ДНК?

Процедуру проверки на состояние неповрежденности цепочки ДНК может назначить только лечащий врач. Такой действие не является обязательным при проведении исследования перед планированием зачатия ребенка. Только при определенных основаниях лечащий врач может направить пациента для прохождения проверки ДНК.

Анализ фрагментации ДНК сперматозоидов проводится по следующим основаниям:

    • не выявлено факторов, влияющих на бесплодие у пациента;
    • имеются основания для проведения технологии искусственного оплодотворения;
    • в случае выкидышей у полового партнера мужчины на ранних стадиях;
  • для проверки качества спермы для консервации и донорства;

Обычно для проверки сперматозоидов мужчины используют метод спермограммы. Однако целостность цепочки ДНК может проверить только специальная процедура, называемая методом опосредованной метки разрыва цепочки ДНК.

Работает тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов следующим образом:

  • в сперму добавляют химические вещества, вызывающие реакцию, которую рассматривают под увеличением в микроскопе;
  • происходит просчет процентного соотношения качественных и поврежденных генетических цепочек.

До того, как пройти проверку на наличие фрагментации сперматозоида, мужчине следует пройти определенную подготовку.

  • Во-первых, врач рекомендует мужчине не вступать в сексуальные контакты от двух до четырех дней.
  • Во-вторых, мужчине следует воздерживаться от приема алкогольных напитков и никотина в течение семи дней перед процедурой.
  • В-третьих, проконсультироваться о приеме лекарственных препаратов и витаминных комплексов до проведения процедуры проверки ДНК.
  • В-четвертых, мужчине следует отказаться от теплового воздействия на организм:, подогрева сидений, посещения бань, саун и другого теплового воздействия.

Эякулят для проведения анализа собирается в лабораторных условиях путем самоудовлетворения. После чего через несколько дней мужчине выдается результат проведенного анализа. В процентном соотношении нормальное количество поврежденных ДНК должно составлять не более 15% от общего числа сперматозоидов.

Проводить тесты на количество здоровых и поврежденных сперматозоидов следует два, а то и три раза, так как данное тестирование не является точным. К тому же есть вероятность самовосстановления количества разрушенных клеток, что приведет к восстановлению репродуктивной функции мужчины.

Каким образом можно восстановить структуру спермы?

Структура цепочки ДНК сперматозоида имеет способность к восстановлению. В таком случае у мужчины появляется возможность зачать здорового младенца. Однако восстановительному процессу будут мешать также и молодость женской яйцеклетки, и факторы, относящиеся к здоровью мужчины.

ВАЖНО! Исходя из способностей клеток постоянно изменяться, могут отличаться и анализы спермы разных периодов давности.

Мужчина соблюдением здорового образа жизни и путём следования рекомендациям лечащего врача может изменить и улучшить структуру цепочки ДНК. Таким образом, фрагментированный сперматозоид может восстановить свою репродуктивную функцию.

Восстановительный процесс цепочки ДНК сперматозоида – это возможный процесс. Мужской организм в состоянии справиться и устранить все недостатки собственных клеток. Однако в некоторых случаях, с этим справляется и женская яйцеклетка.

При попадании сперматозоида с нарушенным ДНК яйцеклетка восстанавливает эякулят, что приводит к нормальному и здоровому зачатию. Очень важным в таком взаимном восстановлении является возраст женщины: чем моложе яйцеклетка, тем больше у нее возможностей для реанимирования мужского сперматозоида.

К рекомендациям врача может относиться восстановительную терапию с применением препаратов антиоксидантов и витаминных комплексов. Данные вещества оказывают восстанавливающее воздействие на генетическую цепочку спермы.

Но в случае, если на мужчину длительное время оказывалось сильное влияние химических веществ, из-за чего и произошло видоизменение генетического материла, то в таком случае витаминные комплексы будут малоэффективны. В таком случае врачами назначается более комплексное и сильнодействующее лечение.

Лечение фрагментации ДНК современными технологиями

Медицина, отвечающая за восстановление репродуктивной функции человека, сделала возможным восстановление цепочки ДНК сперматозоидов.

Когда происходит процесс лечения, в первую очередь нужно устранить следующих негативные факторы, влияющие на бесплодие:

  • никотин;
  • алкоголь;
  • химическое и токсическое влияние на организм;
  • избыточный вес.

Параллельно с этим врачи проводят полную диагностику организма мужчины и устраняют сопутствующие болезни, имеющиеся патологии половых органов, варикоцеле, инфекции мочеполовой системы. Лечение витаминами и антиоксидантами является дополнительной активацией жизненной силы в организме.

В репродуктивных медицинских центрах для семейных пар предлагается услуга, которая поможет зачать здорового младенца. Называется она ИКСИ. Заключается этот процесс в том, что искусственно у мужчины выбирается жизнеспособный сперматозоид, который вводится в яйцеклетку партнёрши. Такая процедура отличается от популярного ЭКО тем, что врачи отбирают лучшие сперматозоиды, а не случайные.

Проверка проводится путем погружения выбранных сперматозоидов в гиалуроновую кислоту. Если мужская половая клетка в порядке, то она спокойно связывается с кислотой, после чего сперматозоид можно погружать в яйцеклетку. Зачатие происходит только от клетки без генетических повреждений.

Из вышеописанного следует, что излечение от мужского бесплодия в некоторых случаях возможно. Если восстановительный процесс клеток сперматозоидов требует отказа от вредных привычек, то в таком случае у семейной пары высока вероятность зачать здорового и крепкого младенца. Современная медицина и при такой диагнозе может помочь зачать ребенка нуждающейся паре.

Врач сексопатолог-андролог 1 категории. Глава Херсонского отделения Украинской ассоциации планирования семьи.

Добавить комментарий