Большая распространенность курения наблюдается среди молодых мужчин в репродуктивном возрасте. По оценкам, примерно половина всех курильщиков в мире принадлежат к возрастной группе от 20 до 39 лет.
Бесплодие представляет собой сложное состояние, развитие которого обусловлено совокупностью окружающих, поведенческих, генетических и эпигенетических факторов.
Многочисленные исследования показывают, что параметры спермы могут изменяться под влиянием образа жизни, технического прогресса, загрязнения среды, а также употребления алкоголя и курения.
Курение и жевание табака являются вредными привычками, содержащими различные токсичные, мутагенные и канцерогенные вещества, включая никотин, который, как указано, ухудшает качество спермы и может привести к мужскому бесплодию.
Нарушение гормональной регуляции
Никотин является наиболее токсичным компонентом табачных изделий. Это психоактивное вещество и сильный канцероген, вызывающий привыкание. При употреблении табака никотин быстро проникает в кровь, влияя на систему гипоталамус-гипофиз (ГГС), повышая уровень кортизола, гормона роста, окситоцина и вазопрессина, что, в свою очередь, ингибирует пролактин и лютеинизирующий гормон (ЛГ).
Заядлые курильщики чаще сталкиваются с проблемами фертильности по сравнению с некурящими. Исследования показали, что у курильщиков уровни пролактина (ПРЛ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ) были ниже, а уровень эстрадиола (Е2) выше, чем у некурящих. В другом исследовании также отмечено снижение уровня тестостерона, Е2, ЛГ и ФСГ у курильщиков.
Однако среди фертильных мужчин, независимо от уровня их зависимости от курения, значительных различий в уровнях общего тестостерона, ЛГ и ФСГ в сыворотке не выявлено.
Кроме того, вещества, содержащиеся в табачном дыме, воздействуют на функции гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и яичек, что отражается на качестве спермы как у бесплодных, так и у фертильных мужчин, и приводит к изменению уровней тестостерона, E2, PRL, LH и FSH, что может вызывать дисфункцию клеток Лейдига и Сертоли у курильщиков.
Эректильная дисфункция
Курение является фактором риска эректильной дисфункции – состояния, при котором мужчина неспособен достичь или поддерживать эрекцию, достаточную для полноценного сексуального акта.
В Корее, проведенное среди 600 мужчин в возрасте от 40 до 80 лет исследование показало связь между курением и эректильными disфункциями, включая проблемы с эякуляцией и эрекцией.
Австралийское исследование также подтвердило связь курения с эректильной дисфункцией, при этом зависимость была сильнее выражена у заядлых курильщиков.
Исследования Шири и его коллег показали, что хотя риск развития эректильной дисфункции от курения не велик, курильщики имеют более низкие шансы на восстановление по сравнению с некурящими.
Была установлена связь между курением более 20 сигарет в день и почти 50% риском развития эректильной дисфункции.
Исследования китайских мужчин показали, что почти в 12 миллионах случаев эректильной дисфункции виновато курение, и выявили значительную зависимость "доза-реакция" между курением и риском эректильной дисфункции.
Исследования Cao et al. подтвердили тесную связь между курением и повышенным риском эректильной дисфункции. Бросившие курить мужчины отмечали значительное улучшение как физиологического, так и сексуального здоровья, независимо от уровня эректильной дисфункции.
Курение и окислительный стресс
Соединения, содержащиеся в сигаретном дыме, увеличивают продукцию супероксида эндотелиальными и гладкомышечными клетками через НАДФН-оксидазу (NOX) и несвязанную эндотелиальную синтазу азота (eNOS), а также повышают регуляцию провоспалительных цитокинов и RhoA/ROCK пути. Это приводит к уменьшению биодоступности оксида азота (NO), эндотелиальной дисфункции и усилению вазоконстрикции.
Активные формы кислорода (ROS) также влияют на гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную ось, снижая секрецию трийодтиронина (T3) и тироксина (T4). Низкий уровень T3 снижает содержание белка в клетках Лейдига и мРНК стероидогенного регулятора (StAR), а также уменьшает производство тестостерона. ROS также препятствует кислородному обеспечению яичек, необходимому для сперматогенеза.
Негативное влияние никотина и других компонентов табака на мужскую репродуктивную систему может быть связано с высвобождением воспалительных медиаторов, таких как интерлейкин-8 и интерлейкин-6, активирующих лейкоциты.
Постепенная активация лейкоцитов вызывает избыток ROS в семенной жидкости. Исследования доказывают, что у курильщиков в семенной плазме высоки уровни маркеров окислительного стресса, таких как малоновый диальдегид (MDA) и маркеры курения, включая котинин. Даже антиоксидантные ферменты и витамин C в сперме не предоставляют достаточной защиты сперматозоидам.
Вдобавок, высокие концентрации ROS и котинина в семенной плазме коррелируют с количеством выкуриваемых сигарет. Чем больше сигарет, тем сильнее повреждаются мембраны сперматозоидов из-за их содержания полиненасыщенных жирных кислот.
Влияние курения на параметры спермы: концентрация, подвижность и морфология Как уже было упомянуто, табак и его соединения инициируют избыточное производство ROS, что ведет к пероксидации липидов мембран сперматозоидов и, следовательно, к снижению их концентрации, жизнеспособности, подвижности и нормальной морфологии.
Это ухудшает фертильность сперматозоидов и уменьшает антиоксидантную активность, что негативно сказывается на плотности, подвижности и морфологии спермы.
Исследование Calogero et al. показало, что экстракт сигаретного дыма (CSE) у здоровых некурящих мужчин может снижать подвижность сперматозоидов и влиять на конденсацию хроматина. В зависимости от концентрации и времени воздействия, CSE вызывает как ранние, так и поздние признаки апоптоза, включая фрагментацию ДНК сперматозоидов.
Побочный поток дыма содержит множество токсичных веществ в повышенных концентрациях, таких как супероксид, перекись водорода и кадмий, и его влияние также доказано в ухудшении качества спермы и нарушении функции акросомы.
Поэтому пассивные курильщики также имеют причины для беспокойства, так как их воздействие канцерогенов в табачном дыме в 2,5 раза выше, чем у активных курильщиков.
Курение и повреждение ДНК спермы
Самая распространенная аномалия ДНК — это её фрагментация, которая связана с ухудшением качества спермы, низкой вероятностью оплодотворения и плохим качеством эмбрионов.
Фрагментация ДНК сперматозоидов часто вызвана окислительным стрессом и/или апоптозом.
Окислительный стресс, спровоцированный курением, ведёт к окислительным повреждениям ДНК сперматозоидов и образованию мутагенных аддуктов. Это, в свою очередь, ухудшает качество спермы и может стать причиной мужского бесплодия.
Для оценки повреждений ДНК сперматозоидов применялись различные методы, которые показали связь с результатами вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ), такими как частота оплодотворения, качество эмбрионов, имплантация, беременность и риск выкидыша. Таким образом, увеличение повреждений ДНК связано с низкой имплантацией и, соответственно, низкой частотой беременностей.
У мужчин, страдающих идиопатическим бесплодием и курящих сигареты, наблюдалось увеличение окрашиваемости ДНК сперматозоидов, индекс фрагментации ДНК и появление сперматозоидов с круглой головкой.
Также предполагается, что повреждение ДНК — основная причина неудачи имплантации эмбрионов, полученных из здоровых яйцеклеток, оплодотворенных сперматозоидами с дефектами хроматина. Эти негативные эффекты курения могут объясняться избыточной продукцией реактивных форм кислорода (ROS) и снижением уровня антиоксидантов в семенной плазме.
Дай и соавторы также сообщили, что курение табака отрицательно сказывается на параметрах спермы, таких как объем, концентрация, подвижность, морфология и жизнеспособность, что ведет к мужскому бесплодию.
Избыточное производство ROS вызывает окислительный стресс, который влияет не только на ядерную ДНК сперматозоидов, но и на митохондриальную активность и эндокринную функцию, приводя к различным патологиям мужской репродуктивной системы и возможному мужскому бесплодию.