В обзорной статье, опубликованной в журнале Molecular Aspects of Medicine, авторы проанализировали современные данные о влиянии ожирения на мужскую репродуктивную систему.
Они подробно обсудили молекулярные механизмы, ответственные за мужское бесплодие у людей с ожирением или избыточным весом.
Общие сведения
Ожирение считается одной из основных причин мужского бесплодия во всем мире. Известно, что повышенная масса тела ухудшает развитие и функцию яичек, начиная с внутриутробного возраста. Более того, недавние данные показывают, что ожирение может значительно снизить параметры спермы у взрослых.
По данным Всемирной организации здравоохранения, более миллиарда человек во всем мире живут с ожирением.
В связи с постоянно растущей распространенностью ожирения среди населения мира стало необходимым точное понимание взаимосвязи между ожирением и мужскими репродуктивными дисфункциями.
Влияние ожирения на мужское бесплодие
Индекс массы тела (ИМТ), равный 30 кг / м2 или более, определяется как ожирение. Процентное содержание жира в организме, составляющее более 25% у мужчин и 30% у женщин, также описывается как ожирение, которое часто плохо коррелирует с ИМТ в контексте диагностики ожирения.
Исследования, проведенные на парах с партнером-мужчиной, страдающим ожирением, показали, что мужское ожирение может значительно увеличить риск бесплодия. Однако исследования, изучающие прямое влияние ожирения на обычные параметры спермы, дали неоднозначные или противоречивые результаты.
Исследования с участием пар, проходящих лечение, связанное с бесплодием, показали, что ожирение не оказывает какого-либо существенного влияния на количество сперматозоидов, морфологию и подвижность.
Напротив, результаты мета-анализов показали, что ожирение может снижать общее количество сперматозоидов, концентрацию сперматозоидов, объем спермы, жизнеспособность сперматозоидов и общую подвижность сперматозоидов.
Один из последних метаанализов, включающий исследования, проведенные в соответствии с руководством ВОЗ по анализу параметров спермы 2010 года, показал, что ожирение может значительно снизить общее количество сперматозоидов, концентрацию сперматозоидов, прогрессирование сперматозоидов и общую подвижность.
Это исследование также показало, что ожирение влияет на общее качество спермы, вызывая гипогонадизм (снижение выработки мужских половых гормонов).
Что касается биофункциональных параметров спермы, данные указывают на то, что ожирение может приводить к фрагментации ДНК сперматозоидов и снижению мембранного потенциала митохондрий. Эти параметры могут быть связаны со снижением качества и подвижности спермы.
Что касается уровня гормонов в сыворотке крови, данные указывают на то, что ожирение может снижать уровень тестостерона и глобулинов, связывающих половые гормоны, и повышать уровень эстрогена.
Механизмы, участвующие в мужском бесплодии, связанном с ожирением
Одним из потенциальных факторов, ответственных за гипогонадизм, является избыточное отложение висцерального жира. Гипогонадизм связан с избыточным превращением тестостерона в 17β-эстрадиол адипоцитами, что дополнительно способствует секреции глобулина, связывающего половые гормоны, печенью.
Этот белок может связываться с тестостероном и подавлять его биологические функции. Кроме того, низкий уровень тестостерона в крови из-за гипогонадизма может вызвать накопление жира в организме.
Снижение уровня тестостерона может привести к нарушению пролиферации и дифференцировки клеток Сертоли (соматических клеток яичка) и сперматогониальных стволовых клеток, негативно влияя на сперматогенез или выработку сперматозоидов.
Высокий уровень эстрогена в крови из-за гипогонадизма также может негативно влиять на мужскую репродуктивную систему, подавляя высвобождение лактата (важного субстрата) для половых клеток, а также нарушая целостность гематоэнцефалического барьера.
Увеличение количества висцерального жира может вызывать резистентность к инсулину, снижая секрецию глобулина, связывающего половые гормоны, и последующее повышение уровня свободного эстрогена. Свободные эстрогены и медиаторы воспаления, вырабатываемые из-за резистентности к инсулину, могут негативно влиять на гипоталамо-гипофизарно-гонадную систему.
Резистентность к инсулину также может влиять на сигнальные пути фолликулостимулирующего гормона на уровне яичек, приводя к нарушению сперматогенеза.
Повышенный уровень инсулина в крови может нарушать рост, пролиферацию, метаболизм и выживаемость клеток яичек, что, в свою очередь, может ухудшать репродуктивную функцию мужчин.
Хроническое воспаление низкой степени тяжести, связанное с ожирением, может многими способами влиять на восстановительные функции мужчин. Повышенная выработка провоспалительных цитокинов может регулировать функцию клеток Лейдига и впоследствии снижать выработку тестостерона.
Хроническое воспаление, связанное с ожирением, также может увеличивать выработку свободных радикалов, что приводит к повреждению ДНК сперматозоидов и снижению качества спермы.
Ожирение может влиять на уровни адипокинов, вырабатываемых жировыми клетками. Эти адипокины, включая адипонектин, чемерин, лептин, резистин и висфатин, играют жизненно важную роль в модуляции иммунной, метаболической и репродуктивной систем.
Лептин является наиболее изученным адипокином, который регулирует потребление пищи, репродуктивные функции и провоспалительные иммунные реакции. Известно, что диета с высоким содержанием жиров вызывает резистентность к лептину у людей с ожирением. Это состояние характеризуется сильно повышенным уровнем лептина в крови.
Повышенный уровень лептина может снижать активность лактатдегидрогеназы и активировать сигнальный путь PI3K/AKT/mTOR, что приводит к снижению выработки лактата клетками Сертоли и нарушению питательной поддержки зародышевых клеток.
Сиртуины представляют собой НАД+-зависимые деацетилазы, которые играют роль в модуляции сперматогенеза. У мышей с нокаутом по сиртуину 1 было обнаружено снижение количества сперматозоидов и повышенная фрагментация ДНК сперматозоидов.
Кишечные гормоны, такие как грелин, глюкагоноподобный пептид-1 и глюкозозависимый инсулинотропный полипептид, секретируемые клетками желудочно-кишечного тракта, играют важную роль в регуляции метаболизма липидов и глюкозы. Повышенная секреция этих гормонов может привести к нарушению функционирования клеток Сертоли и Лейдига.
Кишечная микробиота обеспечивает организм необходимыми питательными веществами и факторами, необходимыми для функционирования яичек. Любое изменение состава и функции кишечной микробиоты может привести к местному воспалению, которое, в свою очередь, может вызвать гибель клеток Лейдига, нарушение гематоэнцефалического барьера и аномальный сперматогенез.
РНК сперматозоидов, включая информационные РНК (мРНК), длинные некодирующие РНК (lncRNAs), микроРНК (miRNAs), Piwi-взаимодействующие РНК (piRNAs) и перенос малых РНК, полученных из РНК (tsRNAs), играют жизненно важную роль в сперматогенезе, оплодотворении и развитии эмбриона.
Было обнаружено, что определенные микроРНК сперматозоидов вызывают воспалительные реакции и нарушают гомеостаз железа, метаболизм глюкозы, мейотическую рекомбинацию, оплодотворение, созревание и подвижность сперматозоидов.
