Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Закономерности изменения функционирования системы нейроэндокринной регуляции и особенности окислительного стресса у больных сахарным диабетом I типа с различным статусом сперматогенеза

БЕЛЕНЬКАЯ Лилия Васильевна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ НЕЙРОЭНДОКРИННОЙ РЕГУЛЯЦИИ И ОСОБЕННОСТИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ I ТИПА С РАЗЛИЧНЫМ СТАТУСОМ СПЕРМАТОГЕНЕЗА

14.03.03 — патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

- 1 июл 2010

Иркутск-2010

004608731

Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук Научном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека Сибирского отделения РАМН.

Научные руководители: доктор медицинских наук, член-корр. РАМН, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ Колесникова Любовь Ильинична

доктор медицинских наук Шолохов Леонид Федорович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук,

профессор Корытов Леонид Иннокентьевич

доктор медицинских наук,

профессор Хышикщев Баир Сергеевич

Ведущая организация:

ГОУВПО «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

(г. Томск)

Защита состоится « » ЦЮиЛ 2010 г. в 09.00 часов на заседании диссертационного совета Д.001.038.02 при Учреждении Российской академии медицинских наук Научном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека Сибирского отделения РАМН по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии медицинских наук Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека Сибирского отделения РАМН.

Автореферат разослан « » 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицинских наук, профессор

Власов Б.Я.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Сахарный диабет является одной из актуальных проблем здравоохранения в мире, которая определяется не только его широкой распространенностью, но и большой частотой сопутствующих осложнений, ранней инвапидизацией и смертностью (Касаткина Э.П., 2007). По данным ВОЗ, в настоящее время в мире по минимальным оценкам около 170 млн. человек страдают сахарным диабетом, а к 2030 г. ожидается увеличение их числа до 366 млн. человек. В России в настоящее время насчитывается 4 576 000 больных диабетом (официальный сайт ВОЗ), в связи с чем работает утвержденная Правительством РФ Федеральная целевая программа «Сахарный диабет» на период 2007-2011 гг. Одной из основных задач программы, наряду с улучшением профилактики и сокращением масштабов распространения диабета, уменьшением случаев развития осложнений, является увеличение продолжительности и качества жизни больных.

Среди серьезных проявлений нарушений углеводного и других типов метаболизма у мужчин, больных СДI типа, следует отметить расстройство репродуктивной функции, обусловленной патологией сперматогенеза, которое на первом этапе заболевания может носить функциональный транзиторный характер, но в дальнейшем при сочетанием воздействии ряда неблагоприятных факторов оно может претерпевать изменения с формированием стойкой патоспермии. Из этих факторов в первую очередь необходимо отметить нарушение нейроэндокрин-ного статуса, которое особенно демонстративно у больных СД I типа и которое определяет совокупность адаптивных и дизадаптивных реакций целостного организма на системном и метаболическом уровне, что в частности отражается современной концепцией «гормоны регулируют все» (Смирнов А.Н., 2006).

Из разнообразных метаболических факторов, которые определяют стратегию обменных процессов и могут потенциально влиять на развитие патоспермии у пациентов СД I типа, существенный интерес представляет система перекисного окисления липидов - антиоксидантной защиты (ПОЛ - АОЗ), дисбаланс которой сопровождает или является причиной более 200 заболеваний у человека (Зенков Н.К. с соавт., 2001; Ланкин В.З. с соавт., 2001; Лю Б.Н., 2002; Колесникова Л.И. с соавт., 2002-2009; Марков Х.М., 2005; Луцкий М.А., Есауленко И.Э., 2006; Меньшикова Е.Б. с соавт., 2006-2008; Колесниченко Л.С. с соавт., 2009; Petrova V.A. et al., 2006). В этом аспекте представляется также весьма вероятной и роль биоэлементов, регулирующих активность подавляющего числа ферментов (Панченко Л.Ф. с соавт., 2004; Чистяков Ю.В., 2007; Ребров В.Г., Громова O.A., 2008), содержание которых может не только быть маркером репродуктивных нарушений у мужчин с СД I типа, но и оказывать влияние на их закрепление, прогрессирование или минимизацию. Приведенные выше теоретические представления о роли некоторых ключевых системно-

метаболических механизмов как потенциальных факторов в возникновении и развитии репродуктивных нарушений у мужчин при СД 1, тем не менее, не могут дать ответ на вопрос о том, какое их сочетание и соотношение приводит к развитию патоспермии, и при каких условиях тяжелая нейроэндокринная патология не сопровождается бесплодием.

В связи с вышеизложенным целью работы явилось выяснение закономерностей изменения показателей системы нейроэндокриннойрегуляции, процессов ПОЛ-АОЗ, биоэлементного статуса у больных сахарным диабетом / типа в зависимости от состояния сперматогенеза для патогенетического обоснования принципов профилактики и лечения репродуктивных нарушений.

Для реализации поставленной цели последовательно решались следующие задачи:

1. Установить функциональное состояние гипофизарно-тиреоидного, гипофизарно-гонадного, гипофизарно-надпочечникового звеньев системы нейроэндокринной регуляции у мужчин, больных сахарным диабетом I типа, в зависимости от состояния сперматогенеза.

2. Оценить особенности окислительного стресса у мужчин, больных сахарным диабетом I типа, в зависимости от состояния сперматогенеза.

3. Определить элементный статус в биологических субстратах (сперма, лобковые волосы) у мужчин, больных сахарным диабетом I типа, в зависимости от состояния сперматогенеза.

4. Установить среди параметров системы нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ—АОЗ, элементного статуса наиболее значимые факторы, участвующие в формировании нарушений сперматогенеза у больных сахарным диабетом I типа.

Научная новизна

Впервые установлено, что состояние отдельных звеньев системы нейроэндокринной регуляции у мужчин, больных СД I типа, в зависимости от состояния сперматогенеза характеризуется различным уровнем ее функционирования: у мужчин, больных СД I типа, с нормоспермией выявляется ее повышенная активность, в то время как у больных с патоспермией - снижение ее функционирования.

Новыми являются данные о наличии особенностей окислительного стресса у больных СД I типа, заключающиеся у больных с патоспермией в дисбалансе системы «ПОЛ - АОЗ» (изначально высокая окисленность липидов плазмы, «дв. св.», высокий уровень МДА, низкое значение общей АОА, что не компенсируется некоторым повышением концентрации токоферола и ОБН). Состояние системы «ПОЛ - АОЗ» у больных с нормоспермией близко к равновесию, о чем свидетельствует низкий уровень окисленности липидов, который в значи-

тельной степени отражает незначительное накопление вторичных продуктов ПОЛ и величины общей АОА.

Приоритетными являются данные об установлении региональных нормативных показателей микроэлементного статуса у мужчин фертильного возраста, проживающих в Иркутской области, и у больных СДI типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

Впервые на основании многофакторного дискриминантного анализа выявлены наиболее значимые показатели в системе нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ - АОЗ и элементного статуса у больных СД 1 типа, позволяющие отнести пациентов в группы с нормо- или патоспермией.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что установленные различия в функционировании различных звеньев системы нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ - АОЗ и элементного состава у больных СД I типа доказывают их важную роль в формировании патологического состояния - патоспермии, что является основанием для разработки патогенетически обоснованных методов профилактики и лечения.

Разработаны региональные нормативные показатели оценки элементного статуса у мужчин фертильного возраста, проживающих в Иркутской области, и определены его особенности у больных СД I типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

Апробация работы

Материалы диссертации представлены и обсуждены на XIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы медико-демографического развития и воспроизводства населения в России и регионах Сибири» (Иркутск, 2007); Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы бесплодного брака» (Иркутск, 2007); XVII ежегодной международной конференции РАРЧ «Репродуктивные технологии сегодня и завтра» (Казань, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Здоровая семья - здоровый ребенок» (Иркутск, 2009); X юбилейном Всероссийском форуме «Мать и дитя» (Москва, 2009); Всероссийской научно-практической конференции по акушерству и гинекологии (Кемерово, 2010).

Внедрение в практику

Полученные результаты диссертационной работы внедрены в работу инновационного центра клиники Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН.

Публикации

Соискатель имеет 8 опубликованных работ, из которых 3 - в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований и их обсуждения, общего заключения, выводов, списка литературы, состоящего из 246 источников, среди которых 146 - на русском и 100 - на иностранных языках. Текст диссертации иллюстрирован 10 таблицами, 2 рисунками и концептуальной схемой.

Положения, выносимые на защиту:

1. Функциональное состояние системы нейроэндокринной регуляции у больных с сахарным диабетом 1 типа в сочетании с патоспермией характеризуется, в отличие от пациентов с нормоспермией, снижением активности ее гипофизарно-тиреоидного и гипофизарно-гонадного звеньев.

2. Особенностью окислительного стресса у больных СД I типа с нормоспермией является активация продуктов пероксидации липидов на этапе вторичных продуктов, а у больных СД I типа с патоспермией - как на первичном, так и на вторичном его этапах при сниженной общей антиокислительной активности в обеих группах.

3. Ведущими компонентами элементного статуса у больных сахарным диабетом, сочетающимся с феноменом патоспермии, является дисбаланс эс-сенциальных, условно-эссенциальных и токсических микроэлементов.

4. Предложенные уравнения канонической величины, основанные на наиболее информативных показателях различных метаболических систем организма, являются основанием для отнесения пациентов с СД I типа в группы риска развития репродуктивных нарушений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Работа выполнена в 2005-2007 гг. в рамках государственной темы № 013 «Основные механизмы формирования нарушений репродуктивного здоровья в экологически неблагоприятных условиях Восточной Сибири» на базе лабораторий, входящих в состав Учреждения Российской академии медицинских наук Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека Сибирского отделения РАМН: патофизиологии репродукции (зав. лабораторией - член-корр. РАМН, д.м.н., профессор Л.И. Колесникова), гинекологической эндокринологии (зав. лабораторией - д.м.н., профессор Л.В. Сутурина), физиологии и патологии эндокринной системы (зав. лабораторией - д.м.н. Л.Ф. Шолохов). Определение микроэлементного статуса проводилось в лаборатории Независимого экспертно-аналитического совета по разработке и внедрению современных методов исследования и анализа на базе кафедры

неорганической и аналитической химии МСХА им. К.А. Тимирязева и кафедры клинической и лабораторной диагностики РГМУ (г. Москва). В работе с больными соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Médical Association Déclaration of Helsinki (1964,2000 ред.).

Эниделшологические методы исследования включали анкетирование и анализ медицинской документации.

Методы стандартного клинического обследования пациентов с СД I типа и мужчин из группы контроля включали: определение гликированного гемоглобина, тест на микроальбумин мочи, биохимический анализ крови, УЗИ внутренних органов, УЗИ щитовидной железы, осмотр и пальпацию наружных половых органов, макро- и микроскопическое исследование эякулята.

Биохимические исследования. Забор крови у мужчин проводили из локтевой вены, натощак, с 8 до 9 часов утра в соответствии с общепринятыми требованиями. В качестве материала для биохимических исследований использовали сыворотку, плазму крови и гемолизат, приготовленный из эритроцитов.

На спектрофлюорофотометре Shimadzu RT-5000 (Япония) измеряли содержание ТБК-активных продуктов ПОЛ (ТБК-АП, мкмоль/л) по методу В.Б. Гаврилова с соавт. (1987); активность супероксиддисмутазы (СОД, усл. ед.) методом Н.Р. Misra, 1. Fridovich (1972); концентрации а-токоферола и ретинола (мкмоль/л) методом Р.Ч. Черняускене с соавт. (1984); уровни восстановленного и окисленного глутатиона (GSH, GSSG, мкмоль/л) методом P.Y. Hissin, R. Hilf (1976).

Содержание субстратов с сопряженными двойными связями (Дв. св.) регистрировали по методу И.А. Волчегорского с соавт. (1989). Диеновые коньюгаты (ДК), кетодиены и сопряженные триены (КД-СТ) определяли тем же методом, основанным на интенсивном поглощении конъюгированных диеновых структур гидроперекисей липидов в области 220 (Дв. св), 232 (ДК) и 278 (КД-СТ) нм. Содержание Дв. св., КД-СТ, ДК выражали в усл. ед. и в мкмоль/л (ДК). Оценку общей антиокислительной активности крови (АОА, усл. ед.) проводили по методу Г.И. Клебанова с соавт. (1988).

Гормональные исследования. Забор крови для гормональных исследований осуществлялся из локтевой вены, с 8 до 9 часов утра, натощак. В качестве материала исследования использовалась сыворотка крови. Определение концентрации трийодтиронина (ТЗ), тироксина (Т4), тиреотропного гормона (ТТГ), пролактина (ПРЛ), лютеинизирующего гормона (ЛГ), фолликулости-мулирующего гормона (ФСГ) проводилось радиоиммунологическим методом с применением анализатора «Иммунотест» (наборы ООО «Диас», Россия). Иммуноферментный анализ применялся для определения уровней кортизола, свободного тироксина (Т4 св.), тестостерона (наборы «Алкор Био», Россия); свободного трийодтиронина (ТЗ св.) (наборы ХЕМА); 17-ОН-прогестерона,

дегидроэпиандростерон-сульфата (ДГЭА-С) (наборы «DRG ELISAS», USA). Концентрации гормонов ПРЛ, ТТГ, ЛГ, ФСГ выражали в мЕД/мл; кортизола, ТЗ, Т4 - в нмоль/л, свободных фракций ТЗ и Т4, тестостерона - в пмоль/л, 17-ОН-прогестерона - в нмоль/л, ДГЭА-С - в мкмоль/л.

Исследование эякулята у здоровых мужчин и больных СДI типа проводилось по унифицированной методике (Миронова И.И. с соавт., 2005).

Элементный состав спермы у здоровых мужчин и больных СД I типа определяли в соответствии с общепринятой методикой (Зейлер Г., 1993; Зиль-берштейна Х.И., 1971; Subramanian K.S., Iyengar G.V., Okomoto К., 2003).

Для анализа микроэлементного состава лобковых волос у здоровых мужчин и больных СД I типа использовался масс-спектрометрический метод с ионизацией в индукционно-связанной плазме (ИСП-МС). Для анализа методом ИСП-МС использовался аппарат Perkin-Elmer серии Elan (США).

Статистический анализ результатов проводился с использованием современных пакетов статистических компьютерных программ с применением методов вариационной статистики, множественного регрессионного и дискри-минантного анализа. При анализе межгрупповых различий для независимых выборок по каждому из изучаемых показателей использовали параметрический t-критерий Стьюдента и непараметрический U-критерий Манна - Уитни. Для выявления наиболее информативных показателей применяли дискриминант-ный анализ с пошаговым включением переменных. Многофакторный дис-криминантный анализ выполняли с пошаговым включением переменных для выявления наиболее информативных показателей и оценки их эффективности для классификации наблюдений. По выявленным информативным показателям, представленным в виде уравнений канонической величины, осуществляли оценку различий между исследуемыми группами. Для совместного анализа групп, полученных с помощью автоматической классификации (метод K-средних), был проведен дискриминантный анализ по каноническим переменным.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Клшшко-лабораторная характеристика обследованных мужчин

репродуктивного возраста с нарушением сперматогенеза

Клиническое обследование мужчин, больных сахарным диабетом I типа, проводилось в городском эндокринологическом отделении МУЗ ГКБ № 8 г. Иркутска (главный врач - к.м.н. Ж.В. Есева; зав. отд. - М.А. Гвон), проходивших стационарное лечение с целью компенсации уровня гликемии, подбора дозы адекватной инсулинотерапии и (или) лечения осложнений. Из них была сформирована основная группа из 40 мужчин в возрасте 27 ± 4,6 года. Все пациенты были сравнимы по возрасту и имели осложнения основного заболевания в виде диабетической ретинопатии непролиферативной формы,

диабетической полинейропатии сенсомоторной формы дистального типа. Все пациенты с СД I типа получали в качестве заместительной терапии аналоги инсулинов ультракороткого действия (среднесуточная доза составила 24 ± 4 ед./сут.) и ультрадлинный инсулин (средняя суточная доза составила 29 ± 5 ед./ сут.). Критериями исключения из основной группы были тяжелые осложнения сахарного диабета-диабетическая нефропатия, стадия микроальбуминурии, протеинурии с нарушением азотовыделительной функции почек, вегетативная нейропатия (урогенитальная форма). Параллельно была сформирована группа контроля численностью 30 человек, в которую вошли мужчины в возрасте 28 ± 4,3 года с реализованной репродуктивной функцией и нормальными показателями подвижности сперматозоидов. Основная и контрольная группы были сформированы по принципу «копия — пара». Критериями исключения из группы контроля были: ожирение, тяжелая соматическая патология, достоверные отклонения показателей эякулята от стандартов ВОЗ. Незначительное снижение количества сперматозоидов в 1 мл спермы наблюдаемое у 3,3 % фертильных мужчин не было критерием для исключения.

На основании наличия или отсутствия нарушений в спермограмме все больные сахарным диабетом I типа были разделены на 2 подгруппы. 1 подгруппа - больные СД I типа в возрасте 27,1 ± 7,38 года с нормоспермией, 2 подгруппа - больные СД I типа в возрасте 28,2 ± 7,64 года с патоспермией. Показатели уровня гликированного гемоглобина в группе с нормоспермией составили 7,2 ± 0,31 %, а в группе с патоспермией -7,8 ± 0,34 % (М до 6,7 %). У 61 % пациентов отклонений в показателях спермограммы от критериев ВОЗ выявлено не было. 39 % больных имели нарушения в показателях спермограммы. Наибольшая доля нарушений показателей спермограммы в основной группе приходится на снижение подвижности и количества сперматозоидов (олигоастенозооспермия), их количество составило 25 %. Нарушения спермограммы по типу олигоспермии составили 7 %, астенозооспермия - 7 %.

Показатели гормонов гипофизарно-тиреоиднон системы

у мужчин контрольной группы и больных сахарным диабетом

I типа в зависимости от состояния сперматогенеза

Для анализа отличий гормональных показателей у мужчин, больных СД I типа, с нормо- и патоспермией и группы контроля была проведена оценка нормальности распределения и определены методы для анализа показателей. Характер распределения всех изученных гормональных показателей в группе мужчин с СД I типа и в контроле расценен как нормальный. Однако, поскольку некоторые показатели имели различия дисперсий, применялись непараметрические ранговые критерии: и-критерий Манна - Уитни. С учетом нормального распределения, в случае равенства дисперсий, гипотезу об отсутствии различий гормональных показателей в группах проверяли с использованием ^критерия Стьюдента. Результаты анализа полученных

гормональных показателей у мужчин контрольной группы, пациентов основной группы и подгрупп с разными формами патоспермии представлены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика гормональных показателей у мужчин контрольной группы и пациентов, больных СДI типа с порто- и патоспермией

(М± а)

Показатель Контроль (п = 30) СД 1 типа (нормоспермия) (п = 22) СД I типа (патослермия) (п = 18) Р

Возраст 28,4 ± 4,27 27,1 + 7,38 28,2 ± 7,64 -

ТЗ (нМ/л) 1,7 ±0,39 2.3 + 0,66* 2,0 ±0,53 -

ТЗ св. (пМ/л) 4,9 ± 0,68 3,9 ±0,39* 3,2 ±0,31* < 0,05 (Т)

Т4 (нМ/л) 99,7 + 16,28 130,1 ±19,08* 111,2 + 18,01 < 0,01 (Т)

Т4 св. (пМ/л) 15,2 ±2,97 15,0 ±3,19 15,2 ±2,54 -

ТТГ (мЕд/мл) 2,0 ± 0,84 1,7 ± 1,14 1,6 ±1,07 -

Примечание: * - статистически значимые различия по t-критерию Стьюдента при а = 0,05.

У больных СД I типа с нормоспермией установлено увеличение концентраций общих гормонов щитовидной железы: ТЗ и Т4 на 35,3 и 30,5 %, соответственно, по отношению к здоровым мужчинам. При этом отмечено снижение уровня свободной фракции ТЗ на 21,4 %. Достоверных различий в содержании свободной фракции Т4 и тиреотропного гормона не выявлено.

У больных СД I типа с патоспермией при анализе изменений в функционировании гипофизарно-тиреоидной системы выявлено снижение концентрации св.ТЗ на 34,7 %. Достоверных изменений в содержании общих гормонов щитовидной железы (ТЗ и Т4), св.Т4 и ТТГ по отношению к контролю не установлено. В результате проведенных исследований по оценке состояния гипофизарно-гонадного звена системы нейроэндокринной регуляции в группе мужчин, больных СД I типа, в зависимости от состояния сперматогенеза были получены следующие данные (табл. 2).

Анализ проведенных исследований у больных СД I типа с нормоспермией по сравнению с группой контроля показал увеличение уровней тестостерона и ФСГ при неизменном уровне ЛГ, ДГЭА и 17-ОН-прогестерона, пролактина. По нашему мнению, более высокие уровни тестостерона и ФСГ в группе больных СД I типа без нарушений в спермограмме, вероятно, свидетельствуют об адаптивной перестройке в гипофизарно-гонадной системе, направленной на сохранение и поддержание нормального сперматогенеза. Состояние гипофизарно-гонадной системы у больных СД I типа с патоспермией характеризовалось снижением

уровня ПРЛ, 17-ОН-прогестерона, повышением ФСГ и тестостерона, отсутствием различий в содержании ЛГ, ДГЭА по отношению к здоровым мужчинам.

Таблица 2

Показатели гормонов гипофизарно-гонадной системы у мужчин, больных СДI типа, в зависимости от состояния сперматогенеза и контрольной группы (М ± о)

Показатель Контроль (п = 30) СД 1 типа (нормоспермия) (п = 22) СД 1 типа (патоспермия) <п = 18) Рг-з

Пролактин (мЕд/мл) 275,7 ± 24,65 279,3 + 48,25 233,9 ± 64,48 < 0,05 (Т)

ЛГ (мЕд/мл) 4,1 ±2,63 2,9 + 1,72 3,8 ± 2,84

ФСГ (мЕд/мл) 2,0+1,58 5,1 ± 3,73* 4,7 ± 3,25* < 0,05 (T)

Кортизол (нМ/л) 494,8 ±32,15 503,8 ± 69,36 491,4 ±65,99

Тестостерон (пМ/л) 17,6 ±4,98 30,1 ±17,83* 24,6 ± 14,92*

ДГЭА (мкмоль/л) 6,3 + 4,51 5,8 ±4,51 4,7 ±2,64

17-ОН Прогестерон (нмоль/л) 4,0 + 1,59 3,7 ± 1,14* 1,8 ± 1,23* < 0,05 (T)

Примечание: * - статистически значимые различия по t-критерига Стьюдента при а = 0,05.

Следует отметить, что у больных СД I типа с патоспермией несущественные изменения содержания гормонов гипофизарно-гонадной системы свидетельствуют о неадекватной реакции между регулирующим влиянием гипофиза и органом-мишенью - семенниками в условиях, требующих повышенной активности данной системы или мобилизации ее функциональных резервов, что в дальнейшем может привести к истощению данного звена системы ней-роэндокринной регуляции.

Таким образом, в результате проведенного исследования четко установлены различия в функционировании гипофизарно-гонадной системы у больных СД I типа с различным состоянием сперматогенеза, что может являться дополнительным критерием в прогнозировании развития инфертильности у мужчин.

Состояние системы «ПОЛ - АОЗ» у больных сахарным диабетом

I типа с нарушением сперматогенеза

Следующим этапом нашего исследования явилось выявление особенностей в системе «ПОЛ - АОЗ» в зависимости от состояния сперматогенеза, учитывая наличие признаков устойчивости защитных систем в структуре регуляции этого процесса.

При оценке состояния системы «ПОЛ - АОЗ» у больных СД I типа и практически здоровых мужчин с реализованной репродуктивной функцией были получены следующие данные (табл. 3).

Таблица 3

Состояние системы «ПОЛ—АОЗ»у здоровых мужчин и больных СД I типа в зависимости от состояния сперматогенеза (М ± а)

Показатель Группа контроля (п = 30) Группа мужчин с СД 1 типа и нормоспермией (п = 22) Группа мужчин с СД 1 типа и патоспермией (п = 18)

Дв.св., усл. ед. 2,8 ±0,36 2,8 ± 0,74 1,9 ±0,77*

ДК, мкмоль/л 0,80 ±0,11 0,66 ± 0,35 0,70 ± 0,36

КГ и СТ, усл. ед. 0,31 ± 0,07 0,32 ± 0,04 0,29 + 0,10

МДА, мкмоль/л 1,0 + 0,21 1,3 ±0,08* 1,6 ±0,04*

АО А, усл. ед 15,4 ±2,49 10,11+5,9* 10,88 ±2,30*

СОД, усл. ед. 1,5 ± 0,07 1,42 ±0,21* 1,45 ±0,18

Ретинол, мкмоль/л 0,9 + 0,18 1,02 ±0,36 1,10 ±0,34

Токоферол, мкмоль/л 8,2+1,29 6,32 ± 3,21 9,31 ±3,10

ввН, ммоль/л 2,20 ±0,10 2,15 ±0,10 2,40 ± 0,21

СЭвС, ммоль/л 1,96 ±0,11 2,03 ± 0,35 1,93 ±0,12

СЗН/СЭЗО 1,09 + 0,02 1,06 ±0,02 1,24 ±0,01

Примечание: * - статистически значимые различия по ^критерию Стьюдента при а = 0,05 по отношению к контролю.

При сравнении уровней субстратов ПОЛ - двойных связей в сыворотке крови у мужчин с патоспермией на фоне СД I типа отмечено достоверное снижение этого показателя по сравнению с контролем и группой больных СД I типа с нормоспермией.

Оценка первичного звена ПОЛ, которое включает в себя образование сопряженных двойных связей (ДК, КД-СТ) у пациентов с нормоспермией на фоне течения СД 1 типа, на первый взгляд, свидетельствует об отсутствии активации пероксидации липидов, так как эта величина статистически значимо ниже (группа сравнения) или не отличается от таковой у здоровых мужчин (табл. 1). Однако, если в качестве точки отсчета принять показатель, отражающий степень интегральной ненасыщенности липидов (дв. св.), то отмечаемое нами уменьшение уровня ДК, КД-СТ на самом деле будет отражать более низкое изначальное содержание субстратов окисления - «двойные связи» в образцах липидов, взятых для анализа. Другими словами, сочетание патоспермии с нарушением инсулярной функции характеризуется повышенной степенью окисленности липидов сыворотки крови, которая может маскировать потенциальную активацию ПОЛ на его начальных стадиях.

В группе мужчин с СД1 типа в сочетании с установленной патоспермией, а также у пациентов с СД I типа с нормоспермией, отмечается достоверное повышение уровня МДА. При оценке состояния системы АОЗ у больных СД I типа с патоспермией и без таковой установлено снижение величины общей антиокислительной активности по сравнению со здоровыми мужчинами на 29,6 и 34,6 %, соответственно. При определении содержания витаминов А и Е в исследуемых группах достоверных различий не было установлено. Следует отметить более высокое содержание витамина А у больных с СД I типа с патоспермией, что могло быть следствием витаминотерапии, проводимой для лечения осложнений. В эритроцитах, которые являются своеобразным усредненным биоптатом организма, также наблюдается сохранение активности СОД на уровне величин контроля и группы сравнения. Следует заметить, что поддержание активности СОД у этих пациентов происходит в условиях интенсивного гликирования ферментного белка, нарушающего его нативную структуру (Менщикова Е.В. и соавт., 2006) В связи с этим можно предположить, что стабильный уровень реакции дисмутации супероксида обеспечивают неповрежденные гликированием молекулы фермента за счет повышения своей функциональной активности.

При оценке состояния системы глутатиона различий между окисленной и восстановленной формами в анализируемых группах не установлено. Однако в группе больных СД I типа с патоспермией был установлен более высокий коэффициент соотношения СБН/СББН по отношению к группам сравнения, что является компенсаторным механизмом, направленным на частичное сдерживание повреждающего воздействия продуктов ПОЛ на сперматогенез.

Таким образом, в результате проведенного исследования было установлено, что у мужчин с СД I типа с патоспермией повышение степени окислен-ности липидов (Дв. св.), активация их пероксидации на этапе образования ТБК-активных продуктов (МДА) сопровождается снижением общей АОА сыворотки крови. Вместе с тем, на фоне подъема интенсивности оксидатив-ных процессов отмечалась стабилизация активности СОД и системы глутатиона. Данные изменения показателей в системе АОЗ являются отражением компенсаторной реакции организма, направленной на частичное подавление процессов ПОЛ, при сниженной реактивности организма у больных с СД I типа с патоспермией.

На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что оценку характера взаимоотношений в системе «ПОЛ - АОЗ» у больных с СД I типа и нарушением сперматогенеза, свидетельствующую о различных вариантах окислительного стресса, необходимо учитывать при разработке способов коррекции и профилактики репродуктивных нарушений у мужчин.

Характеристика элементного состава в биологических субстратах (сперма, лобковые волосы) у мужчин с сахарным диабетом I типа и нарушением сперматогенеза

Для раскрытия многообразной роли биоэлементов в организме человека могут быть продуктивны рекомендации А.П. Авцына (1990), согласно которым современные исследователи должны интересоваться основными закономерностями поступления, абсорбции, метаболизма элементов и их выделением из организма, а также химизмом тех физиологических систем, которые эти процессы осуществляют. Именно интерес к патологии названных процессов привел автора к концепции о существовании биологической системы микроэлементного гомеостаза (БиСиМЭГ), которая основана на реальных наблюдениях, сделанных на многочисленных объектах.

При оценке элементного статуса в различных биосубстратах у больных СДI типа по сравнению с лицами контрольной группы выявлены следующие особенности (табл. 4).

Согласно этой концепции, изменение гомеостаза биометаллов и неметаллов может создавать (наряду со всеми прочими показателями метаболизма) тот преморбидный фон, на котором формируется патогенетически обусловленная картина многих нозологических форм, включая сахарный диабет I типа, сопровождающийся патоспермией. Вместе с тем не исключено, что в благоприятных условиях при достаточных компенсаторных возможностях мужского организма, которые являются, в том числе, и отражением эволюционно сложившихся механизмов, может отмечаться такое изменение соотношений концентраций биоэлементов, которое окажется оптимальным в условиях гормонально-метаболической катастрофы при СД I типа и сохранить важнейшую биологическую функцию - функцию размножения.

В таблице 4 представлены некоторые наиболее важные результаты скри-нингового исследования 45 микроэлементов, содержание которых по описанной выше технологии было определено в сперме и лобковых волосах у здоровых мужчин и пациентов, страдающих СД I типа без нарушения и с нарушением сперматогенеза.

Как можно видеть из данных этой таблицы, суммарное содержание железа у мужчин с патоспермией в пробах цельной семенной жидкости статистически значимо ниже по сравнению с аналогичным показателем в группе здоровых мужчин и у больных с СД I типа с нормоспермией. Эти результаты у мужчин с СД I типа с нарушением репродуктивной функции отражают, прежде всего, дефицит элемента в сперматозоидах, поскольку железо входит в состав большого количества гемопротеидов, прежде всего цитохромов и ферментов, участвующих в антиоксидантной (каталаза, пероксидазы, супероксиддисмутаза) и антибактериальной защите (НАДФН-оксидаза). Вполне вероятно, что указанный дефицит сопровождается нарушением клеточной биоэнергетики, которая затрагивает и

Таблица 4

Концентрация биоэлементов в сперме и лобковых волосах у здоровых мужчин и больных СДI типа с норпо- и патоспермией (М ± а),

мкг/л и мг/кг

Биоэлменты Контроль (п = 30) СД 1 типа (нормоспермия) (п = 22) СД 1 типа (патоспермия) (л = 18) Рм

Эссенциальные и условно-эссенциальные микроэлементы

Ре (сперма) 8,63 ± 0,40 6,40 ± 2,89 3,97 + 3,40 < 0,05 (T)

Ре (волосы) 18,78 + 0,79 16,47 ±431 15,32 ±3,41 >0,05

J (сперма) 9,27 ± 5,79 0,260 ± 0,33 0,23 ± 0,20 >0,05

J (волосы) 13,09 ±6,77 1,24 + 1,55 0,51 ± 0,76 < 0,05 (Т)

Тп (сперма) 17,48 ±1,14 19,75 ±7,11 21,64 ±5,92 >0,05

2п (волосы) 161,7 ±8,6 203,1 ±23,2 170,7 ±38,5 < 0,01 (Т)

Мп (сперма) 0,39 + 0,04 0,28 + 0,16 1,31 ±0,32 < 0,0001 (Т)

Мп (волосы) 0,58 ± 0,05 0,38 + 0,22 0,36 ±0,19 > 0,05

Ав (сперма) 0,01 ±0,0011 0,003 ± 0,003 0,443 ± 0,406 < 0,0001 (Т)

Аэ (волосы) 0,01 ± 0,005 0,002 ± 0,003 0,003 ± 0,004 < 0,05 (U)

В (сперма) 4,15 ± 1,78 7,55 ± 3,13 5,02 ± 2,39 < 0,01 (T)

В (волосы) 8,85 ± 2,26 6,2 ±3,44 7,92 + 3,31 >0,05

Вг (сперма) 0,37 ± 0,287 0,19 ±0,249 0,145 ±0,129 < 0,05 (U)

Вг (волосы) 2,63 ± 0,239 0,58 + 1,908 0,37+ 1,086 < 0,05 (U)

и (сперма) 0,15 ±0,03 19,2 ± 16,6 9,37 ± 12,24 < 0,05 (T)

и (волосы) 0,02 ± 0,001 0,019 ±0,011 0,02 ± 0,05 >0,05

Токсичные микроэлементы

AI (сперма) 17,43 ±4,03 9,28 ± 4,34 7,17 ±3,44 >0,05

AI (волосы) 19,9 ± 1,4 16,9 ±4,84 23,30 ±7,71 < 0,01 (Т)

Be (сперма) 0,0026 ± 0,0005 1,261 ± 1,501 0,000 + 0,865 < 0,05 (F)

Be (волосы) 0,0008 + 0,00004 0,000 + 0,00 5,021 + 0,02 < 0,001 (T)

Ва (сперма) 0,4 ± 0,05 0,344 + 0,229 3,409 ± 0,336 < 0,001 (T)

Ва (волосы) 2,48 ± 0,3 3,021 + 1,796 0,0001 ± 2,033 > 0,05

биосинтез такого фактора как ингибин В, который является одним из маркеров угнетения сперматогенеза, повышения пермеабельности гематотестикулярного барьера с повышенной выработкой Ig-антиспермальных тел (Тарасова М.Н. и соавт., 2008; Bates С.А., 1997). Дефицит антиоксидантных гемсодержащих

ферментов из-за снижения концентрации железа, в свою очередь, подтверждает полученные нами данные о дисбалансе системы «ПОЛ - АОЗ» (см. выше).

Концентрация железа в волосах у всех трех исследованных групп мужчин находится примерно на одинаковом уровне, хотя этот показатель у пациентов с патоспермией статистически значимо ниже, чем у здоровых мужчин.

При исследовании йода в сперме и волосах у здоровых мужчин показывает, что этот показатель на порядок выше, чем соответствующий показатель у остальных двух обследованных групп. Это, вероятно, может служить маркером течения тяжелой эндокринной патологии, тем не менее следует отметить, что у мужчин с патоспермией в волосах содержание элемента ниже на 59 %, чем в группе с нормоспермией, что согласуется с более низким уровнем Т4 и св.ТЗ в крови у пациентов с нарушением сперматогенеза (см. выше).

Измерение содержания цинка в волосах мужчин в сравниваемых группах показало, что ретроспективный анализ поступления катиона, который часто называют неорганическим гормоном (Калетина Н.И., Калетин Н.И., 2006,) указывает, что его высокая концентрация у мужчин с нормоспермией отражает адаптивную реакцию, направленную на стабилизацию углеводного обмена и сохранение фертильности. Отсутствие таких компенсаторных механизмов у мужчин другой клинической группы, вероятно, является одним из факторов, приводящих к патоспермии (ВеЬпе В. й а1., 1988).

Значительный интерес представляет обнаруженное нами кратное превышение концентрации марганца в сперме у мужчин с патоспермией, по сравнению с другими группами (здоровыми и с СД с нормальным сперматогенезом). Как показывают данные зарубежных (Сгедег 1Ь., 1998) и отечественных авторов (Панченко Л.Ф. и соавт., 2004), при избытке марганца нарушение репродуктивной функции, обусловленное отчасти развитием железодефицитной анемии, происходит вследствие хорошо исследованной конкуренции между железом и марганцем (Чистяков Ю.В., 2007).

При исследовании содержания мышьяка у больных СД I типа в сочетании с нарушением сперматогенеза было установлено, что концентрация этого токсического элемента многократно превышает соответствующий показатель у здоровых лиц и у мужчин с СД I типа без патоспермии. Мышьяк в концентрации, наблюдаемой в семенной жидкости, оказывает токсический эффект на сперматозоиды, причем его негативное влияние на эти клетки обусловлено ингибированием мультиферментной системы окислительного декарбоксили-рования пирувата с блокадой образования ацетил-КоА, а также связыванием АДФ и нарушением третичной структуры многих функциональных белков путем блокады тиоловых групп (Вшйэ С.А., АзЬ\уоосЗ Е.И.., 1999).

Анализ содержания бора в сперме у мужчин трех сравниваемых групп приводит к заключению о том, что некоторое превышение содержания в плазме у больных с СД I типа без нарушения репродуктивной функции можно рассматривать

как компенсаторно-адаптивный механизм, позволяющий, в отличие от пациентов с патоспермией, стимулировать обмен многих макро- и микроэлементов, стероидных гормонов и потенцировать функции клеточных мембран (Мозетап П.Е., 1994), что в итоге сопровождается более выраженным сохранением фертильности.

Рассмотрение результатов исследования содержания брома в сперме двух клинических групп показало, что самое его низкое содержание определяется в серии исследований этих объектов у больных с СДI типа, сочетающимся с патоспермией. Возможным объяснением этого факта являются известные данные

0 конкуренции брома с йодом в процессе биосинтеза тиреоидных гормонов, что приводит к его более активному связыванию у пациентов с патоспермией, а в итоге сопровождается более низким уровнем Т4 и св.ТЗ (Верховская И.Н., 2007). Не исключено, что подобный механизм функционирует при накоплении брома в лобковых волосах.

Наблюдаемый уровень условно-эссенциального элемента лития в сперме у больных СД I типа в сочетании с патоспермией, вероятно, обусловлен наличием у лития, единственного из всех щелочных металлов, комплексообразующих свойств с координационным числом от 4 до 8, а также сходством его катиона и атома с катионом и атомом магния (Баатар Д., Власов Б.Я., 2004). Такое сходство лежит в основе конкуренции этих элементов за соответствующие лиганды при их участии в различных метаболических процессах, в том числе и в тех, от которых зависит распределение других биоэлементов в сперме и волосах.

При анализе содержания алюминия в исследуемых объектах было установлено накопление этого микроэлемента в волосах, что свидетельствует о длительном поступлении алюминия в организм пациентов с патоспермией с образованием депо, что не исключает значительного повышения его концентрации в более или менее отдаленном прошлом. Таким образом, несмотря на низкое содержания алюминия при однократном исследовании пробы спермы, в прошлом могли создаваться условия, когда микроэлемент в высоких концентрациях в семенной жидкости могут индуцировать апоптоз, приводя к патоспермии (Шилько Т.А., Уразова О.И., 2008).

Сходная ситуация складывается и при анализе распределения бериллия, которая показывает, что явление патоспермии отмечается на фоне высокого содержания этого микроэлемента в волосах, а не в сперме, что также не исключает возможности создания токсической концентрации Ве в этой биологической жидкости в прошлом. Токсический эффект бериллия проявляется в ничтожно малых концентрациях, и, вероятно, обусловлен его конкуренцией с магнием за активный центр многих ферментов, входящих и в состав сперматозоидов (Чистяков Ю.В., 2007).

Значительный вклад в развитие феномена патоспермии у больных СД

1 типа может сделать высокотоксичный барий (Бингам Ф.Г., Коста М., 1993), содержание которого в сперме у пациентов с СД I типа в сочетании с нарушением сперматогенеза превышает аналогичный показатель у здоровых лиц и мужчин без такового более чем в 10 раз.

Таким образом, патоспермия у больных сахарным диабетом 1 типа может быть обусловлена комбинацией микроэлементов, находящихся в сперме, которые оказывают непосредственный токсический эффект на сформированные сперматозоиды, или путем конкуренции с биогенными элементами, отражая их позитивные биологические эффекты. Другие микроэлементы свой негативный эффект могли оказывать ретроспективно, а их отрицательные эффекты нашли отражение в высоких концентрациях в лобковых волосах.

Дискриминантный анализ

Для отнесения пациентов к определенным группам нами был использован пошаговый дискриминантный анализ, уравнение которого имеет следующий вид: Р1 =-1365,7-29,1 х Х1 - 18964,9 * х2 - 115,2 * хЗ - 21,2 х х4 - 13,5 * х5 -

- 1,6 X хб- 14,9 х х7,

Р2 = -1268,0 - 25,7 х х 1 - 18283,2 х х2 - 105,3 * хЗ - 18,4 х х4 - 11,5 х х5 -

- 1,7 х хб- 12,5 х х7,

где: х!-х7 отражают содержание биоэлементов, витамина Е, св.ТЗ в сперме и лобковых волосах.

Поскольку с помощью дискриминантного анализа не были достаточно точно расклассифицированы больные по двум группам (больные СД I типа с нормо-спермией и патоспермией), то для проверки точности групп 1-4, были получены группы 5-7 по выбранному набору признаков с помощью автоматической классификации (метод К-средних), что позволило по средним значениям первой, второй и третьей канонической переменной, построить трехмерный график (рис. 1).

Рис. 1. Поточечный график по средним двух канонических переменных групп больных СД I типа, где 1 (6 группа) - контроль; 2 - (7 группа) - больные СД I типа с нормоспермией; 3 - мужчины с СД I типа и патоспермеий, переходная группа; 4 (5 группа) - мужчины с патоспермий без нарушения углеводного обмена.

На графике видно, что группы 1 и 6 (контроль), 4 и 5 (мужчины с патоспермией без нарушений углеводного обмена), 2 и 7 (больные СД1 типа с нормоспермией) располагаются попарно. При этом группа 3 (больные СД I типа с патоспермией) является переходной между группами «2 и 7» и «4 и 5», что хорошо определяется при анализе средних значений этой группы и сравнении со средними значениями других групп. Это позволило провести парный дискриминантный анализ для группы «2 и 3» (больные СД I типа с нормо- и патоспермией, соответственно).

На основании проведенных исследований нами разработана концептуальная схема включения пато- и саногенетических механизмов, приводящих к сохранению репродуктивной функции или к патоспермии у больных СД I типа (рис. 2).

Дизадаптивные процессы ^Т) Адаптивные процессы

Рис. 2. Концептуальная схема включения пато- и саногенетических механизмов, приводящих к сохранению репродуктивной функции или к патоспермии у больных СД I типа.

выводы

1. Состояние гипофизарно-тиреоидного звена у больных СД I типа без нарушений сперматогенеза характеризуется увеличением общих фракций тиреоидных гормонов (ТЗ и Т4) на 35,3 % и 30,5 %, снижением уровня свободной фракции ТЗ на 21,4 % по отношению к здоровым мужчинам, при этом достоверных различий в содержании свободной фракции Т4 и ТТГ не выявлено, а у больных с патоспермией - снижением функционирования показателей гипофизарно-тиреоидного звена по отношению как к здоровым лицам, так и больным СД I типа без нарушений процессов сперматогенеза.

2. У больных СД I типа с нормоспермией гипофизарно-гонадальная активность характеризовалась повышением уровня тестостерона и ФСГ (на 71 и 255 %, соответственно), снижением концентрации пролактина и 17-ОН-ПГ (на 15 и 56 %, соответственно) при неизменном уровне ЛГ и ДГЭА в сравнении с контролем.

3. У пациентов с СД I типа с патоспермией отмечено увеличение концентрации тестостерона и ФСГ (на 39,8 и 235 %, соответственно) и снижение уровня пролактина и 17-ОН-ПГ (на 18 и 23 %, соответственно) по отношению к контролю без достоверных изменений других показателей гипофизарно-гонадальной системы.

4. Состояние процессов пероксидации липидов у больных СД I типа с нормоспермией характеризовалось увеличением только содержания ТБК-активных продуктов в 1,3 раза при снижении общей антиокислительной активности в 1,53 раза по отношению к здоровым мужчинам.

5. Состояние процессов пероксидации липидов у больных СД I типа с патоспермией характеризовалось повышением ТБК-активных продуктов в 1,6 раза, снижением субстратов окисления «двойные связи» в 1,43 раза при снижении общей антиокислительной активности в 1,42 раза по отношению к здоровым мужчинам.

6. У больных СД I типа с патоспермией на фоне увеличения содержания токсических микроэлементов отмечается снижение эссенциальных микроэлементов, а у пациентов без нарушения сперматогенеза установлено увеличение токсических микроэлементов без изменения уровня эссенциальных.

7. Применение метода многофакторного дискриминантного анализа с учетом наиболее значимых показателей в системе нейроэндокринной регуляции, процессов «ПОЛ - АОЗ», элементного статуса позволяет отнести больных в группы с патоспермией и без таковой с уровнем значимости 92,8 %.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Механизмы репродуктивных нарушений у мужчин, больных сахарным диабетом / Т.П. Бардымова, JI.B. Беленькая [и др.] // Сибирь-Восток. - 2004. -№ 10.-С. 26-27.

2. Характеристика элементного состава волос мужчин и женщин с нарушениями репродуктивной функции / JI.B. Сутурина, O.A. Громова, A.B. Саф-роненко, Л.В. Беленькая [и др.] // Человек и лекарство: XIII Рос. национ. конгр., 3-7 апреля 2006 г. - М., 2006. - С. 297.

3. Особенности состояния гормонального статуса у мужчин, больных сахарным диабетом I типа / Л.В. Беленькая [и др.] // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. -

2009.-№5-6.-С. 3-5.

4. Особенности функционирования системы перекисного окисления липидов и антиокислительной защиты у больных инсулинзависимым сахарным диабетом с патоспермией / Л.В. Беленькая [и др.] // Мать и дитя: матер, конф. - М„ 2009. - С. 260-261.

5. Состояние гипофизарно-гонадной системы у больных сахарным диабетом I типа и нарушением сперматогенеза / Л.В. Беленькая [и др.] // Мать и дитя: матер, конф. -М., 2009. - С. 261.

6. Особенности микроэлементного состава у мужчин, больных СДI типа / Л.В. Беленькая [и др.] // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2009. - № 2. - С. 14-15.

7. Функциональное состояние гипофизарно-рестикулярного эвена у мужчин, больных СД I типа / Л.В. Беленькая [и др.] // Медицина в Кузбассе. -

2010.-№ 1.-С. 17-19.

8. Особенности состояния системы перекисного окисления липидов и антиокислительной защиты у больных с патоспермией в сочетании с сахарным диабетом I типа / Беленькая Л.В. [и др.] // Сиб. мед. журн. - 2010. - № 2. -С. 20-22.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АОА - антиокиспительная активность

АОЗ - антиоксидантная защита

дв. св. - двойные связи

ДК -диеновые коньюгаты

КД и СТ - кетодиены и сопряженные триены

ЛГ - лютеинизирующий гормон

МДА - малоновый диальдегид

МЕ - международные единицы

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ПРЛ - лролактин

Св.ТЗ - свободный ТЗ

СД I типа - сахарный диабет I типа

СОД - супероксиддисмутаза

СРО - свободнорадикальное окисление

Т - тестостерон

ТБК - тиобарбитуровая кислота

ТБК-АП - ТБК-активные продукты перекисного окисления

ТТГ - тиреотролный гормон

УЗИ - ультразвуковое исследование

ФСГ - фолликулостимулирующий гормон

ввН - глутатион восстановленный

вЭЭС - глутатион окисленный

17-ОН-ПГ - 17-ОН-прогестерон

Подписано в печать 21.05.2010. Бумага офсетная. Формат 60х841/,

Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0 _ Тираж 100 экз. Заказ № 230-10.

РИОНЦРВХСОРАМН (Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел 29-03-37. E-mail; arleon58@gmail.com)

Сахарный диабет является одной из актуальных проблем здравоохранения в мире, которая определяется не только его широкой распространенностью, но и большой частотой сопутствующих осложнений, ранней инвалиди-зацией и смертностью. По данным ВОЗ, в настоящее время в мире по минимальным оценкам около 170 млн. человек страдают сахарным диабетом, а к 2030 году ожидается увеличение их числа до 366 млн. человек. В России в настоящее время насчитывается 4 576 ООО больных диабетом (по данным официального сайта ВОЗ), в связи с чем, работает утвержденная Правительством РФ Федеральная целевая программа «Сахарный диабет» на период 2007— 2011 гг. Среди основных задач программы, наряду с улучшением профилактики и сокращения масштабов распространения диабета, уменьшением случаев развития осложнений, является увеличение продолжительности и качества жизни больных.

Одним из серьезных проявлений нарушений углеводного и других типов метаболизма у мужчин больных СД I типа следует отметить расстройство репродуктивной функции, обусловленное патологией сперматогенеза, которое на первом этапе заболевания может носить функциональный транзиторный характер, но в дальнейшем при сочетанном воздействии ряда неблагоприятных факторов может трансформироваться с формированием стойкой патос-пермии. Из этих факторов в первую очередь необходимо отметить нарушение нейроэндокринного статуса, которое особенно демонстративно у больных СД I типа и которое определяет совокупность адаптивных и дизадаптивных реакций целостного организма на системном и метаболическом уровне, что, в частности, отражается современной концепцией «гормоны регулируют все» [Тиктинский O.JL, Михайличенко В.В., 1999].

Из разнообразных метаболических факторов, которые определяют стратегию обменных процессов и могут потенциально влиять на развитие патос-пермии у пациентов СД I типа, существенный интерес представляет система перекисное окисление липидов — антиоксидантная защита» (ПОЛ-АОЗ), дисбаланс которой сопровождает или является причиной более 200 заболеваний у человека [ЗенковН.К., Панкин В.З., Меньщиков Е.Б., 2001; Панкин В.З., Ти-хадзеА.К., Беленков Ю.Н., 2001; ЛюБ.Н., 2002; Колесникова Л.И. и др., 2002-2009; Марков Х.М., 2005; Луцкий М.А., Есауленко И.Э., 2006; Меныци-коваЕ.Б. и соавт., 2006-2008; Колесниченко Л.С. и соавт., 2009]. В этом аспекте представляется также весьма вероятной и роль биоэлементов, регулирующих активность подавляющего числа ферментов [Панченко Л.Ф., 2004; Ребров В.Г., Громова О.А., 2008], содержание которых может быть не только маркером репродуктивных нарушений у мужчин с СД I типа, но и оказывать влияние на их закрепление, прогрессирование или минимизацию. Приведенные выше теоретические представления о роли некоторых ключевых системно-метаболических механизмов, как потенциальных факторов в возникновении и развитии репродуктивных нарушений у мужчин при СД I типа, тем не менее, не могут дать ответ на вопрос о том, какое их сочетание и соотношение приводит к развитию патоспермии, и при каких условиях тяжелая нейроэн-докринная патология не сопровождается бесплодием.

В связи с вышеизложенным, целью работы явилось выяснение закономерностей изменения показателей системы нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ-АОЗ, биоэлементного статуса у больных сахарным диабетом I типа в зависимости от состояния сперматогенеза, для патогенетического обоснования принципов профилактики и лечения репродуктивных нарушений.

Для реализации поставленной цели последовательно решались следующие задачи:

1. Установить функциональное состояние гипофизарно-тиреоидного, ги-пофизарно-гонадного, гипофизарно-надпочечникового звеньев системы нейроэндокринной регуляции у мужчин больных сахарным диабетом I типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

2. Оценить особенности окислительного стресса у мужчин больных сахарным диабетом I типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

3. Определить элементный статус в биологических субстратах (сперма, лобковые волосы) у мужчин больных сахарным диабетом I типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

4. Установить среди параметров системы нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ-АОЗ, элементного статуса наиболее значимые факторы, участвующие в формировании нарушений сперматогенеза у больных сахарным диабетом I типа.

Научная новизна

Впервые установлено, что состояние отдельных звеньев системы нейроэндокринной регуляции у мужчин больных СД I типа в зависимости от состояния сперматогенеза характеризуется различным уровнем ее функционирования: у мужчин больных СД I типа с нормоспермией выявляется ее повышенная активность, в то время как у больных с патоспермией — снижение ее функционирования.

Новыми являются данные о наличии особенностей окислительного стресса у больных СД I типа, заключающиеся у больных с патоспермией в дисбалансе системы «ПОЛ-АОЗ» (изначально высокая окисленность липидов плазмы, Дв.св., высокий уровень МДА, низкое значение АОА, что не компенсируется некоторым повышением концентрации токоферола и GSH). Состояние системы «ПОЛ-АОЗ» у больных с нормоспермией близко к равновесию, о чем свидетельствует низкий уровень окисленности липидов, который в значительной степени отражает незначительное накопление вторичных продуктов ПОЛ и величины общей АОА.

Приоритетными являются данные об установлении региональных нормативных показателей микроэлементного статуса у мужчин фертильного возраста, проживающих в Иркутской области, и у больных СД I типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

Впервые на основании многофакторного дискриминантного анализа, выявлены наиболее значимые показатели в системе нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ-АОЗ и элементного статуса у больных СД I типа, позволяющие отнести пациентов в группы с нормо- или патоспермией.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что установленные различия в функционировании различных звеньев системы нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ-АОЗ и элементного состава у больных СД I типа доказывают их важную роль в формировании патологического состояния - патоспермии, что является основанием для разработки патогенетически обоснованных методов профилактики и лечения.

Разработаны региональные нормативные показатели оценки элементного статуса у мужчин фертильного возраста, проживающих в Иркутской области, и его особенности у больных СД I типа в зависимости от состояния сперматогенеза.

Апробация работы

Материалы диссертации представлены и обсуждены:

- на XIII Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2006);

- на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы медико-демографического развития и воспроизводства населения в России и регионах Сибири» (Иркутск, 2007);

- на Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы бесплодного брака» (Иркутск, 2007);

- на XVII ежегодной международной конференции РАРЧ «Репродуктивные технологии сегодня и завтра» (Казань, 2007);

- на Всероссийской научно-практической конференции «Здоровая семья — здоровый ребенок» (Иркутск, 2009);

- на X юбилейном Всероссийском форуме «Мать и дитя» (Москва, 2009);

- на Всероссийской научно-практической конференции по акушерству и гинекологии (Кемерово 2010).

Внедрение в практику

Полученные результаты диссертационной работы внедрены в работу инновационного центра клиники Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН.

Публикации

Соискатель имеет 8 опубликованных работ, из которых 3 — в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований и их обсуждения, общего заключения, выводов, списка литературы, включающего 244 источника (149 на русском и 95 - на иностранных языках). Текст диссертации иллюстрирован 14 таблицами, 3 рисунками и концептуальной схемой.

ВЫВОДЫ

1. Состояние гипофизарно-тиреоидного звена у больных СД I типа без нарушений сперматогенеза характеризуются увеличением общих фракций тирео-идных гормонов на 35,3 и 30,5 %, снижением уровня свободной фракции ТЗ — на 21,4 % по отношению к здоровым мужчинам, при этом достоверных различий в содержании свободной фракции Т4 и ТТГ не выявлено, а с патоспермией - снижением его функционирования по отношению как к здоровым лицам, так и больных СД I типа без нарушений процессов сперматогенеза.

2. У больных СД I типа и нормоспермией гипофизарно-гонадная активность характеризовалось повышением уровня тестостерона, ФСГ (на 71 и 255 % соответственно), снижением концентрации пролактина, 17-ОН-ПГ (на 15 и 56 % соответственно) при неизменном уровне JIT, ДГЭА в сравнении с контролем.

3. У пациентов с патоспермией отмечено увеличение концентрации тестостерона, ФСГ (на 39,8 и 235 %) и снижение уровня пролактина, 17-ОН-ПГ (на 18 и 23 % соответственно) по отношению к контролю без достоверных изменений других показателей гипофизарно-гонадальной системы.

4. Состояние процессов пероксидации липидов у больных СД I типа с нормоспермией характеризовалось увеличением только содержания ТБК-активных продуктов в 1,3 раза при снижении общей антиокислительной активности в 1,53 раза по отношению к здоровым мужчинам.

5. Состояние процессов пероксидации липидов у больных СД I типа с патоспермией характеризовалось повышением ТБК-активных продуктов в 1,6 раза, снижением субстратов окисления «двойные связи» в 1,43 раза при снижении общей антиокислительной активности в 1,42 раза по отношению к здоровым мужчинам.

6. У больных СД I типа с патоспермией на фоне увеличения содержания токсических микроэлементов отмечается снижение эссенциальных, а у пациентов без нарушения сперматогенеза установлено увеличение токсических микроэлементов без изменения уровня эссенциальных.

7. Применение метода многофакторного дискриминантного анализа с учетом наиболее значимых показателей в системе нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ-АОЗ, элементного статуса, позволяет отнести больных в группы с патоспермией и без таковой с уровнем значимости 92,8 %.

8. Включение наиболее значимых показателей системы нейроэндокринной регуляции, процессов «ПОЛ - АОЗ», элементного статуса в уравнения канонической величины позволяет отнести больных сахарным диабетом 1 типа в группы с патоспермией и нормоспермией с уровнем значимости 92,8 %.

ГЛАВА 4 ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сахарный диабет является одной из актуальных проблем здравоохранения в мире, которая определяется не только его широкой распространенностью, но и большой частотой сопутствующих осложнений, ранней инвалиди-зацией и смертностью. По данным ВОЗ, в настоящее время в мире по минимальным оценкам около 170 млн человек страдают сахарным диабетом, а к 2030 г. ожидается увеличение их числа до 366 млн. человек. В России, по данным официального сайта ВОЗ, в настоящее время насчитывается 4 576 ООО больных диабетом. В Российской Федерации работает утвержденная Правительством РФ Федеральная целевая программа «Сахарный диабет» на период 2007-2011 гг. В число основных задач программы, наряду с улучшением профилактики и сокращением масштабов распространения диабета, уменьшением случаев развития осложнений, входит увеличение продолжительности и качества жизни больных.

Среди различных нарушений репродуктивной функции больных СД I типа следует отметить патологию сперматогенеза, которая на первом этапе может носить преходящий характер, связанный с функциональными расстройствами, но в случае отсутствия коррекции может приводить к формированию морфологических нарушений. Для поддержания репродуктивного потенциала у мужчин необходимо функционирование процесса сперматогенеза на оптимальном уровне, что зависит от различных факторов.

Не вызывает сомнений, что неспецифические механизмы реактивности организма определяются и реализуются в первую очередь изменениями функционального состояния системы нейроэндокринной регуляции, биоэлементного статуса и некоторых неспецифических процессов, каковыми являются компоненты системы перекисного окисления липидов и антиокислительной активности (ПОЛ - АОЗ). Вместе с тем, до пор недостаточно четко было определено, в каких взаимоотношениях находятся гипофизарно-тиреоидное, ги-пофизарно-гонадальное, надпочечниковое звенья системы нейроэндокринной регуляции, процессы ПОЛ-АОЗ и биоэлементы у больных сахарным диабетом I типа, в зависимости от состояния сперматогенеза.

В связи с вышеизложенным, целью работы явилось выяснение закономерностей изменения показателей системы нейроэндокринной регуляции, процессов ПОЛ-АОЗ, биоэлементного статуса, их взаимоотношений у больных сахарным диабетом I типа и нарушением сперматогенеза для патогенетического обоснования принципов коррекции и лечения репродуктивных нарушений.

Для достижения поставленной цели было проведено обследование 40 мужчин фертильного возраста (27 ± 4,6 года), больных сахарным диабетом I типа, проходивших стационарное лечение в эндокринологическом отделении городской клинической больницы № 8 г. Иркутска. Диагноз сахарного диабета I типа верифицировался в результате комплексного клинико-анамнестического и лабораторного исследований, в соответствии с последним диагностическим алгоритмом, рекомендованным ВОЗ.

Контрольную группу составили 30 практически здоровых мужчин с реализованной репродуктивной функцией и сравнимых по возрасту с клинической группой (28 ± 4,3 года) (р > 0,05).

Анализ эякулята является кардинальным тестом, позволяющим сделать заключение о сохранности фертильности, наличии и степени ее нарушения, а также о бесплодии.

При анализе эякулята в группе здоровых мужчин отклонений от нормативных значений (ВОЗ) не выявлено, поэтому эти показатели спермограммы соответствуют нормоспермии.

В нашем исследовании по оценке показателей спермограммы у больных СД I типа установлено наличие нормальных показателей спермограммы у большинства больных СД I типа (61 %) и наличие патоспермии (39 %) в виде олиго-, олигоастенозооспермии и астенозооспермии. На основании наличия или отсутствия нарушений в сперматогенезе все больные с диабетом были разделены на группы с нормоспермией и патоспермией. В группе больных СД I типа с патоспермией выявлены достоверные отличия в показателях подвижности сперматозоидов как по отношению к контрольной группе, так и к группе сравнения. Кроме того, судя по показателям жизнеспособности половых клеток (эозиновый тест, дыхательная способность), у мужчин в группе с патоспермией также имеется более низкий диапазон значений по сравнению с контрольной группой и группой сравнения, что подтверждает наше предположение об участии апоптотического процесса и метаболических нарушений в формировании патоспермии у пациентов с нарушением углеводного обмена.

При оценке состояния гипофизарно-тиреоидного звена системы нейроэндокринной регуляции у больных СД I типа по сравнению с лицами контрольной группы выявлено увеличение концентраций общих тиреоидных гормонов (ТЗ, Т4), снижение свободной фракции трийодтиронина и неизменном уровне свободного тироксина.

По нашему мнению, увеличение уровня общих тиреоидных гормонов, является компенсаторной реакцией на снижение наиболее активного гормона — свободного трийодтиронина, направленной на поддержание общего обмена веществ организма на оптимальном уровне. Тенденция к снижению ТТГ является следствием угнетения тиреотропной функции гипофиза в ответ на повышение уровня периферических гормонов по принципу «обратной связи» регуляции гипофизарно-тиреоидной системы. Все эти изменения обусловлены компенсаторно-адаптационными реакциями гипофизарно-тиреоидной системы, направленными на коррекцию метаболических нарушений углеводного обмена у больных с СД I типа. Учитывая, что инсулин является в некоторой степени антагонистом Т4 и ТЗ, тенденция к снижению концентрации ТТГ у больных СД I типа может быть обусловлена влиянием терапевтических доз инсулина, применяемых у этих больных, с целью компенсации уровня гликемии.

В результате проведенных исследований по оценке состояния гипофи-зарно-гонадного звена системы нейроэндокринной регуляции установлено достоверное увеличение уровня тестостерона и ФСГ в группе мужчин, больных СД I типа по сравнению с контрольной группой.

При этом отмечалось относительное снижение уровня ЛГ и ДГЭА в исследуемой группе. Увеличение концентрации тестостерона при тенденции к снижению ЛГ и ДГЭА можно расценивать как адаптивную реакцию гипофи-зарно-тестикулярного звена, направленную на поддержание состояния системы гормональной регуляции, обеспечивающей репродуктивный статус пациентов. Увеличение уровня ФСГ в данной категории больных по сравнению с контрольной группой, возможно, является компенсаторной реакцией, направленной на стимуляцию процессов сперматогенеза. Установленное снижение уровня 17-ОН-прогестерона в группе больных сахарным диабетом I типа, вероятно, обусловлено его повышенным расходом на мобилизацию синтеза кор-тизола, обеспечивающего сдерживание стресс-реакции как гормона, ответственного за данный процесс.

Таким образом, результаты, полученные при сравнительном анализе показателей, оценивающих состояние гормональной системы у мужчин, больных СД I типа, позволяют сделать вывод, что нарушение углеводного обмена у данной категории больных способствует дизрегуляции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидного и гипоталамо-гипофизарно-тестикулярного звеньев регуляции эндокринной системы. В связи с этим коррекция данных нарушений эндокринной системы является патогенетически обоснованной в коррекции и профилактике функционально-метаболических нарушений у мужчин, больных сахарным диабетом I типа.

Следующим этапом исследования явилось выяснение особенностей гормональной регуляции у больных сахарным диабетом I типа, в зависимости от состояния процессов сперматогенеза. Это обусловлено тем фактом, что нарушения процессов сперматогенеза не являются обязательными для больных сахарным диабетом I типа. В связи с этим, больные сахарным диабетом I типа были разделены на 2 группы, в зависимости от состояния сперматогенеза.

У больных СД I типа с нормоспермией установлено увеличение концентраций общих гормонов щитовидной железы: ТЗ и Т4 на 35,3 и 30,5 %, соответственно, по отношению к здоровым мужчинам. При этом отмечалось снижение уровня свободной фракции ТЗ на 21,4 %. Достоверных различий в содержании свободной фракции Т4 и тиреотропного гормона не выявлено.

У больных СД I типа с патоспермией при анализе изменений в функционировании гипофизарно-тиреоидной системы выявлено снижение концентрации св.ТЗ на 34,7 %. Достоверных изменений в содержании общих гормонов щитовидной железы (ТЗ и Т4), св.Т4 и ТТГ по отношению к контролю не установлено.

Состояние гипофизарно-тиреоидной системы у больных СД I типа с патоспермией характеризовалось более низким уровнем функционирования по отношению к таковым больным, но без нарушений процессов сперматогенеза.

Полученные данные свидетельствуют о различном характере перестройки в функционировании гипофизарно-тиреоидной системы у больных СД I типа в зависимости от состояния процессов сперматогенеза. По нашему мнению, у больных СД I типа и нормоспермией изменение тиреоидного статуса, выражающееся увеличением общих тиреоидных гормонов при умеренном снижении св.ТЗ и низменных уровнях св.Т4 и ТТГ, свидетельствует об активации скорости метаболизма гормонов щитовидной железы, обеспечивающего усиление основного обмена организма и, как следствие, повышение активности различных функциональных систем организма, включая и репродуктивную. В то же время изменения в содержании гормонов ГТС у больных СД I типа с патоспермией свидетельствует об ином характере перестройки ее функционирования. В данной ситуации можно предполагать, что такой характер изменения функционального состояния ГТС, а именно, неизменное содержание как периферических гормонов (ТЗ, Т4, св.Т4), так и уровня ТТГ, являющегося регуляторным гормоном гипофиза данной системы, при снижении активной свободной фракции ТЗ, не обеспечивает адекватной перестройки функционирования гипофизарно-тиреоидной системы, направленного на поддержание оптимального гомеостаза организма, и в частности его репродуктивного звена.

В результате проведенных исследований по оценке состояния гипофи-зарно-гонадного звена системы нейроэндокринной регуляции в группе мужчин, больных СД I типа в зависимости от состояния сперматогенеза по сравнению с контрольной группой были установлено, что у больных сахарным диабетом I типа с нормоспермией по сравнению с группой контроля отмечается увеличение уровней тестостерона и ФСГ при неизменном уровне ЛГ, ДГЭА, 17-ОН-прогестерона и пролактина.

По нашему мнению, более высокие уровни тестостерона и ФСГ в группе больных СД I типа без нарушений в спермограмме свидетельствуют об адаптивной перестройке в гипофизарно-гонадной системе, направленной на сохранение и поддержание нормального сперматогенеза.

При оценке состояния гипофизарно-гонадной системы у больных сахарным диабетом I типа с патоспермией характеризовалось снижением уровней 17-ОН-прогестерона и пролактина. Достоверных различий в содержании ЛГ, ФСГ, тестостерона, ДГЭА не установлено. 17-ОН-прогестерон — стероидный гормон, продуцирующийся в надпочечниках, является промежуточным продуктом метаболических превращений прогестерона и 17-ОН-гидроксипрегеналона в кортизол. Кроме того, в надпочечниках 17-ОН-прогестерон может метаболизироваться в андростендиол — предшественник гормонов тестостерона и эстрадиола. В связи с вышеизложенным, снижение уровня 17-ОН-прогестерона, возможно, является следствием повышенного расхода для поддержания уровней кортизола и тестостерона на относительно высоком уровне. Снижение концентрации пролактина, возможно, является следствием истощения пролактинергической системы, входящей в стрессли-митирующую функцию организма

Таким образом, в результате проведенного исследования установлены четкие различия в функционировании гипофизарно-тиреоидного и гипофи-зарно-гонадного звеньев системы нейроэндокринной регуляции у больных СД I типа с различным состоянием сперматогенеза, что может являться дополнительным критерием в прогнозировании развития инфертильности у мужчин.

Следующим этапом данного исследования явилась оценка состояния системы «ПОЛ - АОЗ» у больных сахарным диабетом I типа и здоровых мужчин с реализованной репродуктивной функцией.

При исследовании первичного звена ПОЛ у пациентов с СД I типа, который включает в себя образование сопряженных двойных связей (ДК, КД-СТ) на первый взгляд наблюдается отсутствие активации пероксидации липидов, так как эта величина не отличается от таковой у здоровых мужчин. О реальной активации ПОЛ у больных СД I типа свидетельствуют результаты по измерению концентрации МДА, которая у этих пациентов выше, чем у здоровых мужчин. Несмотря на то, что однозначно было установлено повышение только одного показателя ПОЛ, это является достаточным критерием для заключения об активации этого многоступенчатого процесса, тем более что разнообразные продукты пероксидации липидов, в которые входит МДА, обладают многосторонним повреждающим эффектом на многие биополимеры и клеточные структуры.

Активация ПОЛ у пациентов с СД I приводит к дисбалансу системы «ПОЛ - АОЗ», который наиболее отчетливо выражается в снижении величины общей АОА по сравнению с аналогичным показателем в контроле.

Наблюдается сохранение активности СОД на уровне величин контроля. Следует заметить, что поддержание активности СОД у этих пациентов происходит в условиях интенсивного гликирования ферментного белка, нарушающего его нативную структуру [Агаджанян Н.А., Скальный А.В., 2001]. В связи с этим можно предположить, что стабильный уровень реакции дисмутации супероксида обеспечивают неповрежденные гликированием молекулы фермента за счет повышения своей функциональной активности. При оценке содержания витаминов ретинола и а-токоферола в исследуемых группах достоверных различий не установлено. При оценке состояния системы глутатиона различий между окисленной и восстановленной формами в анализируемых группах не выявлено.

Следующим этапом нашего исследования явилось выявление особенностей в системе «ПОЛ - АОЗ» в зависимости от состояния сперматогенеза, учитывая наличие признаков устойчивости защитных систем в структуре регуляции этого процесса.

При сравнении уровней субстратов ПОЛ — «двойных связей» в сыворотке крови у мужчин с патоспермией на фоне СД I типа отмечено достоверное снижение этого показателя по сравнению с контролем и группой больных СД I типа и нормоспермией. Оценка первичного звена ПОЛ, которое включает в себя образование сопряженных двойных связей (ДК, КД-СТ), у пациентов с патоспермией на фоне течения СД I типа, на первый взгляд, свидетельствует об отсутствии активации пероксидации липидов, так как эта величина статистически значимо ниже или не отличается от таковой у здоровых мужчин. Однако, если в качестве точки отсчета принять показатель, отражающий степень интегральной ненасыщенности липидов (Дв.св.), то отмечаемое нами уменьшение уровня ДК, КД-СТ на самом деле будет отражать более низкое изначальное содержание субстратов окисления — «двойные связи» в образцах липидов, взятых для анализа. Другими словами, сочетание патоспермии с нарушением инсулярной функции характеризуется повышенной степенью окис-ленности липидов сыворотки крови, которая может маскировать потенциальную активацию ПОЛ на его начальных стадиях.

В группе мужчин с СД I типа как с установленной патоспермеий, так и с нормоспермией отмечается достоверное повышение уровня МДА. При оценке состояния системы АОЗ у больных СД I типа с патоспермией и без таковой установлено снижение величины общей антиокислительной активности по сравнению со здоровыми мужчинами на 29,6 и 34,6 %, соответственно. При определении содержания витаминов А и Е в исследуемых группах достоверных различий не было установлено. Следует отметить более высокое содержание витамина А у больных с патоспермией и СД I типа, что могло быть следствием проводимой витаминотерапии осложнений. В эритроцитах, которые являются своеобразным усредненным биоптатом организма, также наблюдается сохранение активности СОД на уровне величин контроля и группы сравнения. Следует заметить, что поддержание активности СОД у этих пациентов происходит в условиях интенсивного гликирования ферментного белка, нарушающего его нативную структуру. В связи с этим можно предположить, что стабильный уровень реакции дисмутации супероксида обеспечивают неповрежденные гликированием молекулы фермента за счет повышения своей функциональной активности.

При оценке состояния системы глутатиона различий между окисленной и восстановленной формами в анализируемых группах не установлено. Однако в группе больных СД I типа с патоспермией был установлен более высокий коэффициент соотношения GSH/GSSH по сравнению с группами сравнения, что является компенсаторным механизмом, направленным на частичное сдерживание повреждающего воздействия продуктов ПОЛ на сперматогенез.

Таким образом, в результате проведенного исследования было установлено, что у мужчин с СД I типа в сочетании с патоспермией повышение степени окисленности липидов (Дв.св.), активация их пероксидации на этапе образования ТБК-активных продуктов (МДА) сопровождается снижением общей АОА сыворотки крови. Вместе с тем, на фоне подъема интенсивности ок-сидативных процессов отмечалась стабилизация активности СОД и системы глутатиона. Данные изменения показателей в системе АОЗ являются отражением компенсаторной реакции организма, направленной на подавление процессов ПОЛ, при сниженной реактивности организма у больных с патоспермией и СД I типа.

На основании вышеизложенного можно сделать заключение, что оценку характера взаимоотношений в системе «ПОЛ - АОЗ» у больных с СД I типа с нарушением сперматогенеза, свидетельствующую о различных вариантах окислительного стресса, необходимо учитывать при разработке способов коррекции и профилактики репродуктивных нарушений у мужчин.

Следующим этапом нашего исследования явилось исследование макро- и микроэлементного состава в биосубстратах (лобковые волосы и сперма) фер-тильных мужчин и больных сахарным диабетом I типа.

При оценке содержания эссенциальных микроэлементов в сперме у мужчин, больных СД I типа, выявлено достоверное снижение уровня железа, молибдена, меди, кобальта по сравнению с контрольной группой. В лобковых волосах у данных пациентов отмечено достоверное снижение уровня железа, марганца, селена, йода и хрома.

При оценке условно-эссенциальных микроэлементов в сперме мужчин, больных СД I типа, отмечается достоверное повышение уровня бора, лития и снижение брома по отношению к группе контроля. В лобковых волосах отмечено снижение мышьяка и бора.

Анализ токсичных микроэлементов в сперме мужчин, больных СД I типа, по сравнению с контрольной группой указывает на достоверно низкие уровни таких микроэлементов как алюминий, кадмий, свинец, ртуть и таллий по сравнению со здоровыми мужчинами группы контроля и более высокий уровень бериллия в сравнении с контролем. Содержание этих же микроэлементов в лобковых волосах достоверно отличается от таковых в группе контроля, где происходит снижение уровня кадмия и свинца и повышение уровня таллия.

Таким образом, патоспермия у больных сахарным диабетом I типа может быть обусловлена комбинацией микроэлементов, находящихся в сперме, которые оказывают непосредственный токсический эффект на сформированные сперматозоиды, или путем конкуренции с биогенными элементами, ^^^ч^Есранируя их позитивные биологические эффекты. Другие микроэлементы CBo^g- негатив ный эффект могли оказывать ретроспективно, а их отрицательны^- ^эффекты нашли отражение в высоких концентрациях в лобковых волосах.

Поскольку содержание микроэлементов в сперме и лобковых ражает локальный и системный элементный статус организма, изме; ментного статуса у больных сахарным диабетом I типа в зависим: стояния сперматогенеза позволит вскрыть некоторые механизмы репродуктивных нарушений. Данный факт и послужил целью этапа исследования.

Группа больных СД I типа (общая) была разделена на 2 подг^г>^>^:ппы на пациентов без нарушений в спермограмме (нормоспермия) и пациемк^гтов с раз личными изменениями показателей спермограммы по типу астено и олигастенозооспермии (патоспермия).

При оценке содержания эссенциальных микроэлементов в у чин, больных СД I типа, с нормоспермией и патоспермией выявленгсз^, достовер ное снижение уровня меди, железа, кобальта, хрома, молибдена в груп пах с сахарным диабетом по отношению к группе контроля. В грз^гзтте с нор моспермией отмечается снижение уровня марганца по отношению кг контролю а в группе с патоспермией отмечается его снижение в лобковых sc^»xrocax Для группы с патоспермией дополнительно характерно повышение уро:^^^ цИнка в сперме, чего не наблюдается у пациентов группы сравнения. Соде?рЖание эс сенциальных микроэлементов в лобковых волосах характеризовало снижени ем уровня селена и марганца в группе с нормоспермией в сравневдз^^з: с контро лем, а в группе с патоспермией — снижением железа и марганца.

Анализ содержания условно-эссенциальных микроэлементов. в сперМе мужчин, больных СД I типа и нормоспермией показал достоверное хтовышение уровня бора, и лития, снижение уровня брома. В лобковых волоса>с отмечается снижение уровня бора, брома и повышенное содержание мышьяк^ ^ группе мужчин, больных СД I типа, с патоспермией отмечено снижение уровня брома и повышение лития в сперме, и снижение уровня брома и повышение мышьяка в лобковых волосах. Анализируя отличия в содержании условно-эссенциальных микроэлементов в группах сравнения, отмечено достоверное повышение уровня бора в группе с нормоспермией по сравнению с патоспермией.

При исследовании токсичных микроэлементов в сперме у мужчин с СД I типа с нормоспермией отмечается снижение уровня кадмия, таллия и повышение уровня бериллия, значимых изменений показателей микроэлементов в лобковых волосах в этой группе мужчин не отмечается. В группе пациентов с патоспермией в сперме отмечается достоверное снижение содержания кадмия, свинца, ртути, бериллия по сравнению с группой контроля, а в лобковых волосах — снижение кадмия.

Дискриминантный анализ

Одной из задач нашего исследования явился поиск критериев, которые позволяли бы отнести пациента к группе больных с нормоспермией и патоспермией, т.е. имели прогностическую ценность. Поэтому следующий этап нашей работы заключался в применении дискриминантного анализа, в основе которого лежит вычисление канонической величины, зависящей от нескольких наиболее информативных показателей, максимально разграничивающих данные группы. Вычисление канонической величины происходит поэтапно. Вначале из всех показателей выбирается самый информативный для разграничения двух групп. Затем из оставшихся показателей выбирается другой, не коррелирующий с предыдущим, но наиболее значимый и т.д. Оценка информативности признаков проводится по F-критерию Фишера. Цель дискриминантного анализа - проверка качества apriori заданных групп по набору признаков и определение наиболее информативных.

Данные показатели были включены в линейные классификационные функции (ЛКФ), необходимые для построения дискриминантных уравнений для каждой группы:

Уравнение дискриминантной функции:

F1 = -1365,7 - 29,1 X х, - 18964,9 х х2 - 115,2 х х3 - 21,2 х х4 - 13,5 х х5 - 1,6 х х6 - 14,9 х х7 F2 = -1268,0 - 25,7 х Хт - 18283,2 х х2 -105,3 х х3 - 18,4 х Х4 - 11,5 х х5 - 1,7 х х6 - 12,5 х х7 где: Xi — Th s (технеций в сперме), х2- Se s (селен в сперме), х3- Ag h (серебро в лобковых волосах), х4 - vit Е (витамин Е), х5 — ТЗ свободный, Хб — Mg h (магний в лобковых волосах), х7 - Y h (р < 0,001).

Среднее значение канонической величины для пациентов первой группы составило (-1,33), а во второй группе пациентов — (2,06). Величина чувствительности заданных групп составила 92,8 %

С использованием величин, полученных с применением канонических уравнений, были проведены графические построения.

Группа 1 - больные с СД I типа и нормоспермией, группа 2 — больные с СД I типа с патоспермией.

Лтейнае Еычфчюаже(цлягрвфшаЮ\Л2&5

О. <D

T-niONOl^nmNOli-COinN

1) IO <D <DT-TT"-,-'-CMCNIC41CNI ИПППСОтОШЩфЩООа) согогссот(7)с/>сл(л<л<л(л(л(о ОООООспягагагагаспгасо

ОООС"'.

ЮООООО о> оо о а> CM CM 1М1М лшмшслсиоашоооош пшшшшд|ш|люш11>лш|л иоиоипппппппшп ОО О ОО О ООО

Груп па: G2:3

Группа: G1:2

Рис. 2. Распределение лиц по значению канонической величины в группе пациентов с СД I типа с нормоспермией и с патоспермией.

Для проверки точности групп 1-4 (группа 1 — контроль, группа 2 — больные СД I типа и нормоспермией, группа 3 — больные СД I типа с патоспермией, группа 4 — больные с патоспермией без нарушения углеводного обмена), были

95 ' ' получены группы 5, 6, 7 по выбранному набору признаков. Эта процедура была проведена в связи с тем, что дискриминантным анализом не были достаточно точно расклассифицированы больные по двум группам (больные СД I типа с нормоспермией и патоспермией). Для совместного анализа групп, полученных apriori (1-4) групп, полученных с помощью автоматической классификации (метод К-средних), был проведен дискриминантный анализ по каноническим переменным по средним значениям первой, второй и третьей канонической переменной, был построен трехмерный график (рис. 3) На графике видно, что группы 1 и 6 (контроль), 4 и 5 (мужчины с патоспермией без нарушений углеводного обмена), 2 и 7 (больные СД I типа и нормоспермией) располагаются попарно. При этом группа 3 (больные СД I типа с патоспермией) является переходной между группами «2 и 7» и «4 и 5», что хорошо определяется при анализе средних значений этой группы и сравнении со средними значениями других групп. Это позволило провести парный дискриминантный анализ для группы «2 и 3» (больные СД I типа с нормо- и патоспермией соответственно).

Рис. 3. Поточечный график по средним двух канонических переменных групп больных СД I типа, где 1 (6 группа) - контроль; 2 - (7 группа) - больные СД I типа с нормоспермией; 3 - мужчины с СД I типа с патоспермеий - переходная группа; 4 (5 группа) - мужчины с патоспермии без нарушения углеводного обмена.

Резюме

Анализируя вышеизложенное, можно предположить, что сформированная в процессе онтогенеза физиологическая система, обеспечивающая полноценную репродуктивную функцию у мужчин, которая генетически детерминирована, у больных сахарным диабетом I типа претерпевает существенные изменения.

У больных СД I типа без нарушения сперматогенеза установлены ряд изменений:

1. со стороны системы нейроэндокринной регуляции: в гипофизарно-тиреоидном звене отмечается увеличение уровней общих фракций тиреоид-ных гормонов, снижение свободного ТЗ, при неизменных уровнях ТТГ и Т4 св.; в гипофизарно-гонадном звене - повышение уровня тестостерона, ФСГ.

2. со стороны системы «ПОЛ - АОЗ»: увеличение конечных продуктов пероксидации липидов (ТБК-активные продукты) при снижении общей антиокислительной активности.

3. со стороны биоэлементного статуса выявлены наиболее значимые изменения в уровнях эссенциальных микроэлементов - железа, меди, кобальта, хрома, молибдена, селена, марганца; в содержании условно-эссенцилаьных микроэлементов - бора, брома, лития, свинца; токсичных — алюминия, кадмия, ртути, свинца, таллия, бериллия.

У больных СД I типа с нарушением сперматогенеза установлено:

1. со стороны системы нейроэндокринной регуляции: снижение функционирования гипофизарно-тиреоидного, гипофизарно-гонадного звеньев системы нейроэндокринной регуляции;

2. со стороны системы «ПОЛ — АОЗ»: активация продуктов ПОЛ как первичного звена, так и конечных продуктов;

3. со стороны элементной системы: снижение уровня эссенциальных микроэлементов (железа, меди, цинка, кобальта, молибдена) повышение хрома; условно-эссенцилаьных - снижение брома, повышение лития, мышьяка; тяжелых металлов - снижение кадмия, ртути, свинца.

Таким образом, у больных СД I типа без нарушения сперматогенеза полученные данные состояния физиологической системы, отвечающей за репродуктивную функцию, свидетельствуют о переходе ее на новый уровень функционирования с преобладанием адаптивных реакций, направленных на мобилизацию энергетических, метаболических и функциональных резервов организма, обеспечивающих нормальное созревание клеток сперматогенеза.

У больных СД I типа и нарушением сперматогенеза полученные данные о состоянии физиологической системы, ответственной за фертильность, свидетельствуют о преобладании дизадаптивных реакций, способствующих дестабилизации этой системы, связанной с истощением энергетических, метаболических и функциональных резервов данной физиологической системы и образованию патологической системы, способствующей срыву компенсаторно-приспособительных механизмов в данной системе и как следствие, формированию патоспермии.

Таким образом, можно утверждать, что использование принципов теории функциональных систем П.К. Анохина и закономерностей формирования патологической системы по Г.Н. Крыжановскому в оценке адаптивных и дизадаптивных реакций организма на действие патогенных факторов является приоритетным направлением для разработки на этой основе патогенетически обоснованных методов коррекции и профилактики патоспермии у больных сахарным диабетом I типа.

На основании проведенных исследований нами разработана концептуальная схема включения пато- и саногенетических механизмов, приводящих к сохранению репродуктивной функции или к патоспермии у больных СД I типа.

Экзогенные, Генетические Комбинация эндогенные факторы генетического диабетогены и средового воздействия

Аутоиммунная агрессия

Дефицит эссенциальных, избыток токсичных МЭ

Сахарный диабет I тип Ж

Оптимальный уровень эссенциальных, избыток токсичных МЭ

Дисбаланс гормональной регуляции: ТЗ св. Ц; ФСГ ТТ; пролактин 17-OH прогестерон |

ПОЛ - АОЗ Дисбаланс

Баланс гормональной регуляции:

ТЗ св. J.; ФСГ N; пролактин N; 17-ОН прогестерон N

Система сперматогенеза (сперма)

Патоспермия

Нормоспермия

Система сперматогенеза (сперма)

Дизадаптивные процессы

Адаптивные процессы

Концептуальная схема включения пато- и саногенетических механизмов, приводящих к сохранению репродуктивной функции или к патоспермии у больных СД I типа