Диссертация (1145911), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Предполагается, что в контроле сперматогенезаучаствует более 3000 генов (Barratt and De Jonge, 2010). 30 Одним из таких генов является ген CFTR (7q31-32)- ген трансмембанного рецепторатранспортера элеткролитов через апикальную мембрану эпителиальных клеток (Иващенко иБаранов, 2002).В настоящее время в этом гене известно почти 2 500 мутаций (Иващенко и др., 2014),некоторые из которых приводят к непроходимости семявыносящих протоков, следствиемчегоявляютсяразличныетяжелыенарушениясперматогенеза(азооспермия)безманифестации других типичных клинических признаков муковисцидоза (Иващенко иБаранов, 2002). Генетические исследования пациентов с двусторонним нарушениемпроходимости семявыносящих путей показали, что в 50% - 83% случаев у больныхприсутствует одна из известных мутаций этого гена (гетерозиготы), а в 10% случае – две(компаунд) (Donat et al., 1997).
Мутации гена CFTR могут быть причиной врожденногоодно- или двустороннего отсутствия семявыносящих протоков, либо приводить к частичнойили полной непроходимости семявыносящих путей (Chillon et al., 1995). Более того, 14,3%мужчин с необструктивной азооспермией и 17,5% с олигоспермиейявляютсягетерозиготными носителями мутаций в гене CFTR (Баранов и Кузнецова, 2007).Ген андрогенового рецептора AR локализован на длинном плече Х хромосомы влокусеq11-12,имеетразмер90т.п.н.икодируетбелок-внутриклеточныйтранскрипционный фактор, состоящий из 919 аминокислотных остатков (Maduro et al., 2003).Установлено, что более 40% мужчин с идиопатическим бесплодием имеют мутации в этомгене.
Делеции и точковые мутации в гене AR делают невозможным попадание адрогенов вклетки, вследствие чего развивается синдром тестикулярной феминизации - синдромРайфенштейна (мужской фенотип при кариотипе 46,XY). Другой тип мутаций этого гена –увеличение числа триплетных (тринуклеотидны – CAG) повторов первого экзона приводит кболезни Кеннеди (спино-бульбарная амиотрофия), при которой у мужчин наблюдаетсягинекомастия, тестикулярная атрофия полная потеря фертильности (Maduro et al., 2003).Однимиззаболеваний,вызывающихгипогонадотропныйгипогонадизм,характеризующийся пониженным уровнем секреции гонадотропин-релизинг гормона и, какследствие, нарушениями сперматогенеза, является синдром Кальмана. К данной болезниприводит мутация в гене KAL-1 Х хромосомы (Xp22.31), встречающаяся с частотой 1 на10 000 – 60 000 новорожденных. Продукт данного гена – адгезиновый рецептор, отсутствиtкоторого ведет к потере фертильности (Sigman, 1992).Другой ген Х хромосомы – ген DAX1 (Xp21), кодирует ядерный рецептор,экспрессируется в процессе сперматогенеза, его мутации приводят к гипогонадотропномугипогонадизму (Burris et al., 1996).
31 Существуют мутации и многих других локусов и отдельных генов, нарушающихмужскую фертильность. Так, при синдроме Прадера – Вили (болезнь геномногоимпринтинга), вызванного отсутствием или мутацией в локусе 15q11-13 отцовскогопроисхождения, помимо ожирения и умственной отсталости, наблюдаются аномалииразвития половых органов и потеря фертильности (Maduro et al., 2003).К различным нарушениям репродуктивной функции мужчины могут приводитьмутации регуляторных генов, участвующих в биосинтезе и метаболизме гормонов, факторовроста, генов рецепторов, а также генов, контролирующих различные сигнальные пути(Maduro et al., 2003).1.4.4.
Нарушение расхождения хромосом в мейозе У пациентов с нормальным мужским кариотипом бесплодие может быть вызванонарушением мейоза. При этом практически важным является определение стадии мейоза, накоторой происходят нарушения, приводящие к блоку сперматогенеза или к нерасхождениюхромосом.Одной из причин, препятствующей завершению мейоза и приводящей к остановкесперматогенеза является нарушение синапсиса хромосом. Показано, что как приобструктивной, то есть обусловленной непроходимостью семявыносящих путей, так и принеобструктивной азооспермии число сперматогенных клеток, в которых зафиксированасинапсис хромосом, в 3-4 раза выше, чем в контроле (Martin, 2006).Одной из причин появления гетероплоидных сперматозоидов является нарушениерекомбинации гомологичных хромосом в профазе мейоза (Topping et al., 2007).Рекомбинация необходима не только для обеспечения генетического разнообразия, но и дляпоследующего правильного расхождения хромосом (Lamb et al., 2005).
Показано, чтонарушение расхождения хромосом во многом зависит от количества хиазм и их положения вбиваленте (Topping et al., 2006). Считается, что минимальное количество хиазм, необходимоедля нормального расхождения хромосом составляет одну хиазму на бивалент (Martin, 2005;Topping et al., 2007). У мужчин с нарушением фертильности отмечается снижение частотырекомбинации в мейозе (Sun et al., 2005, 2007). Среди пациентов с необструктивнойазооспермией число хиазм на один сперматоцит сниженов среднем до 40,4 ± 6,1 посравнению с 50-60 для фертильных мужчин, а число бивалентов без хиазм повышено 32 (Topping et al., 2006).
Нарушение рекомбинации в профазе первого деления мейоза вызываетостановку деления на контрольных точках клеточного цикла, где происходит либо репарацияповреждений, либо запускается программа клеточной гибели. Так, существует взаимосвязьмежду долей сперматозоидов с поврежденной ДНК и долей анеуплоидных сперматозоидов(Muriel et al., 2007).
Кроме того, к нарушению рекомбинации и, как следствие,нерасхождению хромосом, могут привести мутации генов, например, таких как spo11,кодирующий топоизомеразу II типа (Christensen et al., 2005), и sycp3, кодирующий один изосновных белков синаптонемного комплекса (Stouffs et al., 2005).Частота дисомии по аутосомам среди фертильных мужчин составляет 0,13%, пополовым хромосомам - 0,39%, диплоидии - 0,06 – 0,24%. При нарушении фертильности принормальном мужском кариотипе отмечается увеличение частоты анеуплоидии по половымхромосомам, повышение числа диплоидных сперматозоидов (Vidal et al., 2001).Нарушениефертильностипринормальноммужскомкариотипеможетсопровождаться как снижением показателей спермограммы, так и нормозооспермией.
Приисследовании частоты хромосомных аномалий в сперматозоидах мужчин с нормальным46,XY кариотипом и сниженными показателями спермограммы отмечено повышениечастоты гетероплоидных сперматозоидов по сравнению с контролем в среднем в 3-4 раза(Martin, 2008). Также показано, что хромосомы 1, 13, 21, 22 и половые хромосомы имеютнаибольшую тенденцию к нерасхождению (Shi and Martin, 2001; Hann et al., 2011).Увеличение частоты нерасхождения в мейозе отмечено так же для хромосом 4, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12, 13, 17, 18 и 21 (до 2%) (Shi and Martin, 2001).Показана связь между частотой гетероплоидии и морфологией сперматозоидов(Martin, 2008; Shi and Martin, 2001). Так, у пациентов с тератозооспермией отмечаетсяповышение уровня анеуплоидии сперматозоидов в 2-10 раз (Sun et al., 2006).
Интересноотметить, что при доминировании в эякуляте сперматозоидов с увеличенными головками(макроцефалией), частота гетероплоидии может достигать 100% (Lewis-Jones et al., 2003).Вопрос о связи частоты гетероплоидии и подвижности сперматозоидов остаетсяоткрытым. Так, в некоторых исследованиях показано, что частоты анеуплоидии и диплоидиисреди неподвижных сперматозоидов выше. Однако в рядедругих работ связь междуподвижностью и частотой гетероплоидии не прослеживается (Shi and Martin, 2011).Неоднократно предпринимались попытки установить наличие корреляции междуподвижностью сперматозоидов и частотой анеуплоидии.
Некоторые исследователирегистрировали значительные повышениячастоты дисомии по половым хромосомам идиплоидии у неподвижных сперматозоидов (Shi and Martin, 2001). 33 При анализе связи между концентрацией сперматозоидов и частотой анеуплоидииустановлено, что при уменьшении концентрации сперматозоидов возрастает частотадисомии по хромосомам 1, 13, 14, 18, 21, 22, Х и Y (Rives et al., 1999; Vegetti et al., 2000). Приконцентрации сперматозоидов менее 13 млн/мл частота сперматозоидов с дисомией пополовым хромосомам резко возрастает (Nishikawa et al., 2000).Возможно, нарушения мейоза и, как следствие, расхождения хромосом и появлениеанеуплоидных гамет, коррелируют со снижением показателей спермиологического анализа.Вместе с тем, встречаются пациенты с нарушением фертильности, имеющие нормальныепоказатели спермиологического анализа, а так же нормальный уровень гетероплоидныхсперматозоидов (Miharu et al., 1994; Bernardini et al., 1997, 1998; Lahdetie et al., 1997).1.5.Структурно-функциональные особенности генома сперматозоида С помощью современных методов оценки качества гамет было показано, что в 20%случаях идиопатического бесплодия причиной служит нарушение целостности ДНКсперматозоидов (SCSA, 2005).
Оно не сказывается на оплодотворяющей способности,однако является одной из основных причин остановки развития и элиминации эмбриона наранних стадиях развития (Muratori et al., 2006; Lewis et al., 2008). Нарушение целостностиДНК сперматозоида так же влияет на такие параметры как первые деления дробленияоплодотвореннойяйцеклетки,имплантацию,частотунаступлениябеременностииживорождение (Shamsi et al., 2008). Показано, что при использовании для оплодотворенияэякулята, в котором доля сперматозоидов с фрагментированной ДНК более 30%, частотаспонтанных абортов повышается в 1,7 раз (Evenson et al., 2002).Оценка целостности ДНК сперматозоидов имеет прогностическое значение и нарядус параметрами стандартного спермиологического анализа (концентрация, подвижность идоля морфологически нормальных форм сперматозоидов) является диагностически значимой(Sakkas, Alvares, 2010).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
