Увеличение продолжительности космических полетов, долгосрочные проекты эксплуатации гермообъемов наряду с задачами, связанными с поддержанием состояния здоровья и высокой работоспособности испытателей, ставят вопрос о необходимости изучения состояния репродуктивной функции в указанных условиях [1, 2]. Информация о влиянии длительной изоляции в гермообъекте на репродуктивную систему мужчин весьма ограничена. Недостаток информации частично восполняется экстраполяцией результатов, полученных в модельных исследованиях [3, 4]. В частности, в эксперименте с длительной гипокинезией в течение 2 месяцев в эякуляте мужчин на фоне нормальных значений концентрации половых гормонов в крови отмечено снижение подвижности сперматозоидов и их жизнеспособности после завершения срока изоляции. При этом выявлено, что изменения сохранялись в течение нескольких недель после окончания эксперимента, в последующем происходило их восстановление до уровня, близкого к исходному [5].

В других сериях модельных исследований в условиях изоляции (110 и 150 суток) обнаружено уменьшение объема эякулята, концентрации сперматозоидов и подвижности клеток с одновременным повышением числа незрелых половых клеток, что, вероятно, указывает на некоторое усиление деструкции в сперматогенном эпителии [6]. Выявленные отклонения параметров эякулята от исходного уровня протекали на фоне увеличения объема предстательной железы и семенных пузырьков.

В экспериментальной модели с использованием антиортостатической гипокинезии с углом наклона тела относительно горизонта 6 градусов (АНОГ) длительностью 120 суток через 2 и 3 месяца в эякуляте обследуемых отмечено уменьшение числа живых и подвижных сперматозоидов, увеличение количества патологических форм половых клеток [7, 8]. Все эти изменения были обратимыми. Однако ввиду малого числа наблюдений сложно однозначно интерпретировать полученные результаты, поскольку невозможно выделить доминирующий этиологический фактор. В этой связи изучение репродуктивной функции у мужчин испытателей, находящихся в длительных условиях изоляции и половой абстиненции, важно как для фундаментальных знаний, так и для решения прикладных задач андрологии, применительно к запросам авиакосмической и экологической медицины.

Целью настоящей работы было изучение функционального состояния мужской репродуктивной системы во время 500-суточного пребывания в условиях наземного гермообъекта.

Рисунок 1. Экипаж станции Марс-500

Рисунок 2. Общий вид медико-технического экспериментального комплекса

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Обследовано 6 практически здоровых мужчин добровольцев в возрасте от 26 лет до 41 года. Двое - состояли в браке, один из них имел двух здоровых детей. Остальные были холосты (рисунок 1).

В течение 500 суток обследуемые мужчины находились в гермообъекте в условиях, имитирующих пилотируемый полет с выполнением режима профилактических физических тренировок (рисунок 2). Оценка мужской половой функции проводилась по критериям BSF 1. Секрет простаты исследовали методом световой микроскопии. Исключалось наличие инфекций, передающихся половым путем. Ультразвуковое исследование предстательной железы, семенных пузырьков и яичек с придатками проводили на приборе ALOKA 1500. При получении спермы использовали общепринятый способ с визуальной стимуляцией. Передача биоматериала осуществлялась через шлюз и в течение 1,5 часов эякулят доставляли в лабораторию НИИ урологии, где проводили его исследование на световом микроскопе с увеличением х 400. Параметры сперматогенеза оценивали, основываясь на рекомендациях ВОЗ 4-ой редакции [9].

Полученные результаты были обработаны методами вариационной статистики для малых групп с применением t-критерия Стъюдента и прикладной программы STA- TISTICA 6.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

У всех 6 испытуемых мужчин до начала проведения эксперимента не было выявлено особенностей при андрологическом и урологическом обследовании. В условиях длительной изоляции и половой абстиненции все участники прибегали к мастурбации с различной частотой.

Учитывая однородность выборки для исследования, ниже приводятся средние данные спермограмм (таблица 1).

Среднегрупповые показатели сперматогенеза до модельной изоляции не отличались от нормативов ВОЗ. Анализ полученных результатов после 500 суток изоляции показал достоверное изменение только двух параметров:

1. снижение числа живых сперматозоидов на 15%;
2. уменьшение нормальных форм сперматозоидов на 26%.

Отмечено также незначительное увеличение концентрации сперматозоидов и объёма эякулята и уменьшение подвижности сперматозоидов и содержания лецитиновых зерен в эякуляте.

При трактовке этих результатов можно опираться на основной, по нашему мнению, фактор - это длительная изоляция в условиях ограниченного пространства с нарушением привычного темпа жизни. Полученные данные свидетельствуют о том, что длительное изменение регулярного физиологического полового ритма оказывает негативное влияние на морфологию сперматозоидов, и это компенсируется увеличением количества половых клеток.

Оценивая полученные результаты, следует обратить внимание на то, что группа состояла из мужчин, прошедших строгий медицинский отбор, т.е. физически и репро- дуктивно здоровых.

Динамика основных показателей эякулята (объем, концентрация сперматозоидов, процент живых сперматозоидов, общая, активная подвижность сперматозоидов и процентное содержание нормальных форм) представлены на рисунках 3-8.

Сопоставление результатов данной группы с результатами андрологического обследования испытуемых (группа из 5 добровольцев-испытателей), находившихся в условиях АНОГ (антиортостатической гипокинезии), где ведущими факторами воздействия являлись гипокинезия и 120-суточная половая абстиненция, т.е. в более строгих условиях ограничения, показали, что изменения в спермограммах были значительно заметнее. С увеличением продолжительности АНОГ (2 месяца и более) при сохранении нормальных значений концентрации половых гормонов в крови отмечено снижение числа живых и активноподвижных сперматозоидов с одновременным увеличением количества патологических форм сперматозоидов и уменьшением объема эякулята. Эти изменения сохранялись в течение нескольких недель после завершения испытаний, затем происходило восстановление параметров до уровня, близкого к исходному [7,8].

Рисунок 3. Динамика объемa эякулята (мл)

Рисунок 4. Динамика концентрации сперматозоидов (млн/мл)

Рисунок 5. Динамика процентного содержания живых сперматозоидов

Пребывание в условиях длительной изоляции (240 суток) 4 испытателей показало значительные отклонения основных параметров сперматогенеза. К 110 и 150 суткам пребывания в условиях половой дизритмии отмечено снижение ак­тивноподвижной фракции сперматозоидов. К 240 суткам изоляции в гермообъекте происходило дальнейшее снижение общей подвижности и отдельных фракций сперматозоидов при уменьшении объема эякулята и концентрации клеток. При этом морфологические параметры сперматозоидов достоверно не изменялись, но прослежена тенденция к повышению патологических форм сперматозоидов. Результаты биохимических тестов показали снижение концентрации лимонной кислоты и повышение числа лецитиновых зерен, что отражало застойные явления в предстательной железе и нашло подтверждение при УЗИ половых желез: отмечена умеренная гипоэхогенность ткани железы, расширение семенных пузырьков и незначительное увеличение объема предстательной железы [7].

Сравнение результатов состояния репродуктивной функции у испытателей, находившихся в условиях изоляции в течение 105 суток, показывает сходные уровни параметров сперматогенеза. После завершения эксперимента по общегрупповым показателям было отмечено незначительное увеличение объема эякулята, существенное повышение концентрации сперматозоидов и одновременно происходило достоверное уменьшение нормальных форм сперматозоидов. Уровень подвижности также не изменялся, оставаясь в пределах нормального [10].

При наблюдении за состоянием космонавтов известно, что краткосрочные полеты (до 18 суток) приводят к незначительным функциональным сдвигам в гемопоэзе, не нуждающиеся в длительном периоде реабилитации. Длительные полеты вызывают и функциональные, и морфологические изменения, ведущие к развитию анемии: уменьшается синтез гемоглобина, изменяются формы эритроцитов с ранним их разрушением и удалением из кровяного русла, снижение запасов железа в тканях (до 10%). Анемия неизбежно приводит к понижению переносимости физических и ортостатических нагрузок. Несмотря на существование гематотестикулярного барьера, такие изменения в реакциях кроветворения могут влиять на репродуктивную функцию, вызывая нарушения фертильных свойств сперматозоидов, что обнаружено в данном эксперименте.

Небольшое число наблюдений в обеих группах, находившихся в условиях изоляции, не позволяет делать безапелляционные выводы. Однако уникальность исследований и обнаруженные тенденции изменений репродуктивной функции дают возможность обосновать необходимость продолжения наблюдений в аналогичных исследованиях, а также при обследовании контингентов мужчин, пребывающих в условиях длительной изоляции: полярники, подводники и т.п.

Для получения информации о состоянии компенсаторных резервных механизмов репродуктивной системы необходимо проводить андрологическое обследование, включающее оценку сперматогенеза, гормональный профиль, УЗИ предстательной железы, семенных пузырьков и органов мошонки через 3 и 6 месяцев после окончания эксперимента.

Рисунок 6. Динамика общей подвижности сперматозоидов (%)

Рисунок 7. Динамика активной подвижности спермазоидов (%)

Рисунок 8. Динамика нормальных форм сперматозоидов (%)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные в ходе испытаний данные важны для клинической и экспериментальной медицины, а также свидетельствуют о целесообразности разработки перспективной программы по изучению механизмов выявленных изменений на разных уровнях - органных и клеточных - и возможности использования имеющихся фармацевтических препаратов, влияющих на параметры сперматогенеза.

Результаты модельных экспериментов показали существенные отклонения важных параметров сперматогенеза, особенно значительное увеличение патологических форм сперматозоидов, что следует учитывать в последующих проектах, предусматривающих длительную изоляцию.

Ключевые слова: длительная изоляция, сперматогенез.

Keywords: prolonged isolation, spermatogenesis.

ЛИТЕРАТУРА

1. Воробьев Д.В.. Гончарова А.Г., Ларина И.М. Особенности реакций гипофизарно-надпочечниковой системы у мужчин и женщин в условиях длительной антиортостатической гипокинезии // Тез. докладов XI конференции «Космическая биология и медицина». Москва, 1998. С. 174-175.
2. Евдокимов В.В., Ерасова В.И., Смирнов О.А., Гончарова А.Г. Влияние длительной изоляции на функцию мужской репродуктивной системы // Тез. докладов Международной конференции «Авиакосмическая медицина». Москва. 2000. С. 134-135.
3. Бурназян А.И., Парин В.В., Нефедов Ю.Г. Годовой медико-технический эксперимент в наземном комплексе систем жизнеобеспечения // Космическая биология. 1969. Т. 1. С. 9-20.
4. Пичипорук И.А., Евдокимов В.В., Гончарова А.Г., Ерасова В.И., Смир­нов О.А., Васильева Г.Ю., Воробьев Д.В. Состояние репродуктивной системы мужчин в условиях антиортостатической гипокинезии // Проблемы репродукции. 1999. Т.5, № 5. С. 35-38.
5. Гончарова А.Г. Об изменениях репродуктивной функции у человека в условиях длительной антиортостатической гипокинезии // Материалы научной конференции «Космическая биология и медицина». Калуга. 1998. С. 182-186.
6. Курило Л.Ф.. Дубинская В.П., Остроумова Т.В., Шилейко Л.В., Мхи­таров В.А., Литвиненко В.М. Оценка сперматогенеза по незрелым половым клеткам эякулята // Проблемы репродукции. 1995. Т. 1, № 3, С. 33-38.
7. Гончарова А.Г., Смирнов О.А., Евдокимов В.В., Ерасова В.И., Кури­ло Л.Ф., Шилейко Л.В. Влияние длительной изоляции в гермообъекте на состояние репродуктивной системы у мужчин // Сборник «Модельный эксперимент с длительной изоляцией: проблемы и достижения». М. 2001. С. 388-392.
8. Федоренко Б.С., Снегирева Г.П. и др. Влияние эмоционального стресса на частоту спонтанных аббераций хромосом в культуре лимфоцитов крови человека // Сборник «Основные результаты исследований психофизиологического состояния операторов в эксперименте с длительной изоляцией в гермообъекте». М. 2000. С. 87-88.
9. Laboratory manual of examination of human semen and sperm cervical mucus interaction. WHO. Geneva, 1999. 270 p.
10. Евдокимов В.В., Сивков А.В., Ерасова В.И., Смирнов О.А., Гончарова А.Г. Особенности сперматогенеза в условиях длительной изоляции // Экспериментальная и клиническая урология. 2010. № 1. С. 56-58.