АКТУАЛЬНОСТЬ

К настоящему времени проведено большое количество исследований в отношении оценки влияния химических [35 - 37] и физических факторов на репродуктивное здоровье. Доказано негативное влияние на здоровье работников и на плод беременной женщины, в том числе тератогенного характера, следующих химических веществ [38]:

Свинец. Воздействие свинца на женскую репродуктивную функцию проявляется главным образом нарушением менструального цикла, снижением потенциала фертильности, задержкой времени зачатия и изменения выработки и циркуляции половых гормонов, оказывая влияние на беременность и ее исход [39]. Сообщаемые эффекты от воздействия свинца также включали нарушение менструального цикла, развитие бесплодия, самопроизвольных абортов и угроз выкидыша, ранний разрыв плодных оболочек, преэклампсию, гипертонию беременных и преждевременные роды [39]. Воздействие свинца связано с гормональным дисбалансом, вызывающим репродуктивные нарушения, а накопление свинца влияет на многие эндокринные железы [40]. Он влияет на гипоталамо-гипофизарную ось, вызывая притупление реакций тиреотропного гормона, гормона роста и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ)/лютеинизирующего гормона (ЛГ) на стимуляцию тиреотропин-рилизинг-гормона, гормона роста-рилизинг-гормона и гонадотропин-рилизинг-гормона.

Свинец снижает мужскую фертильность через снижение либидо, сперматогенеза, качества спермы, а также выработки и регуляции гормонов. Генерация избыточного количества активных форм кислорода из-за воздействия свинца потенциально влияет на жизнеспособность, подвижность сперматозоидов, фрагментацию ДНК и хемотаксис для слияния сперматозоидов с ооцитами, и все это может способствовать сдерживанию оплодотворения [41]. В целом был сделан вывод, что воздействие низких и умеренных уровней свинца в окружающей среде влияет на определенные репродуктивные параметры [42]. Уровни свинца в крови > 40 мкг/дл связаны с нарушением мужской репродуктивной функции, возможно за счет уменьшения количества, объема и плотности сперматозоидов или за счет изменения подвижности и морфологии сперматозоидов. Общее количество сперматозоидов снижается по мере увеличения содержания свинца в крови, а концентрации свинца в сперме демонстрируют обратную связь с общим количеством сперматозоидов, объемом эякулята и уровнем тестостерона в сыворотке [43].

Ртуть. У женщин ртуть может накапливаться в яичниках и вызывать изменения репродуктивного поведения, бесплодие и недостаточность яичников [44, 45]. Повышенные дозы ртути увеличивают потенциальное количество репродуктивных нарушений (бесплодия, мертворождения, врожденных пороков развития и самопроизвольных абортов) [46]. Повышенный уровень ртути связан с бесплодием или недостаточностью фертильности. Воздействие ртути связано с увеличением частоты менструальных и гормональных нарушений, а также увеличением частоты неблагоприятных репродуктивных исходов [47]. Доказано, что у женщин ртуть оказывает ингибирующее действие на высвобождение лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) передней долей гипофиза [48, 49]. Это может изменить уровень эстрогена и прогестерона, вызывая болезненные или нерегулярные менструации, перекос матки, преждевременную менопаузу и часто различные дисфункции яичников. Воздействие ртути связано с множественными нарушениями менструального цикла, такими как сокращение или удлинение менструальных циклов, аномальное кровотечение или боль [49].

Более высокие концентрации ртути в крови и волосах были связаны с мужским бесплодием [50]. Имеются доказательства того, что все параметры качества спермы были ниже у субъектов с высоким уровнем ртути и что бесплодные мужчины с аномальными параметрами спермы имели значительно более высокие концентрации ртути в крови, чем фертильные мужчины [51]. Также доказано, что концентрации ртути в семенной жидкости положительно коррелируют с аномальной морфологией сперматозоидов, а также отрицательно коррелируют с нормальной подвижностью сперматозоидов [52]. Имеются также научные исследования, демонстрирующие, что воздействие ртути из окружающей среды может привести к увеличению повреждения ДНК сперматозоидов [53].

Кадмий. Экспериментальные данные показали, что воздействие кадмия влияет на женскую фертильность, изменяя овуляцию, стероидогенез, функцию гипофиза и оплодотворение [54]. Кадмий уменьшает количество растущих фолликулов, вызывает их атрезию, изменяет структуру фолликулярных клеток, снижает овариальный резерв, уровни ФСГ и ЛГ, увеличивает продолжительность овариального цикла [55]. Кроме того, было обнаружено, что Cd влияет на созревание фолликулов, вызывает лютеолиз [43] и утолщает эндометрий [43, 56].

Кадмий у мужчин вызывает изменения семенных канальцев, клеток Сертоли, гемато-тестикулярного барьера и потерю сперматозоидов, изменяет развитие и функцию клеток Лейдига и индуцирует развитие опухоли из данных клеток. Кроме того, кадмий нарушает сосудистую систему яичка. Будучи индуктором активных форм кислорода, кадмий также вызывает повреждение ДНК и впоследствии приводит к мужской субфертильности или бесплодию [57].

Медь. Исследования показали, что медь обладает эстрогеноподобной активностью и является металлоэстрогеном. У женщин с болезнью Вильсона (высоким содержанием меди в организме) часто возникает аменорея или олигоменорея, что может быть частично связано с изменениями активности гормонов, индуцированных ионами меди [58].

Медь является медиатором окислительного стресса и играет важную роль в сперматогенезе и мужском бесплодии. Высокое воздействие ионов меди приводит к уменьшению количества сперматозоидов, подвижности сперматозоидов и количества сперматозоидов нормальной формы [59, 60]. Воздействие избыточного количества соединений меди также вызывает тератозооспермию, астенозооспермию и ухудшение качества спермы [61].

Мышьяк. Оказывает влияние на репродуктивные гормоны, воздействуя на половые железы и снижая качество спермы [62]. Репродуктивная токсичность мышьяка связана с нарушением сперматогенеза и обусловлена воздействием на лютеинизирующий гормон (ЛГ), регулирующий созревание сперматозоидов, а также на фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), тестостерон и его концентрацию в яичках [63]. Мужчины, подвергшиеся воздействию неорганического мышьяка, имели плохое качество спермы (объем спермы, концентрация и подвижность сперматозоидов, целостность акросом, жизнеспособность сперматозоидов и т.д.) и эректильную дисфункцию [64 - 67]. Было также обнаружено, что мужчины, живущие в районах с высокой концентрацией мышьяка, являются олигозооспермическими или азооспермическими [68].

Воздействие мышьяка изменяет баланс высвобождения нейромедиаторов и гормонов, связанный с развитием и функционированием женской репродуктивной системы. Мышьяк подавляет стероидогенез яичников, удлиняет диэстральную фазу эстрального цикла, дегенерирует клетки, связанные с фолликулом яичника (фолликулярная атрезия), усиливает хромосомные аберрации в ооцитах, уменьшает дробление и предимплантационный рост, изменяет секрецию гонадотропных гормонов, которые играют важную роль в делении, дифференцировке и созревании фолликулов яичников, овуляции фолликулов яичников, формировании желтого тела, поддержании желтого тела и сохранении беременности [58].

Никель. Вызывает образование активных форм кислорода, приводя к окислительному стрессу, оказывая негативное влияние на белки и ДНК и вызывая репродуктивную токсичность. Никель отрицательно влияет на репродуктивное здоровье людей и животных [69 - 71]. Доказано, что наночастицы никеля влияют на уровень гормонов ФСГ и ЛГ у женщин и тестостерона у мужчин, повреждает ткани яичников и яичек [69]. Известно, что никель оказывает влияние на эндокринную систему и репродуктивные способности человека, воздействуя на гонады [72]. Существует множество информации об ассоциации воздействия никеля и развитием мужского [73] и женского бесплодия [74].

Марганец. Обладает способностью воздействовать на гены, регулирующие гипоталамический гонадотропин-рилизинг гормон, что может стимулировать его препубертатное высвобождение из гипоталамуса, ускоряя половое созревание. Высокие уровни марганца в сыворотке крови связаны с повышенным риском плохого качества спермы [75]. Подтверждено, что высокие уровни марганца связаны с повышенным риском низкой подвижности и низкой концентрации сперматозоидов [76]. У мужчин, профессионально подвергавшихся воздействию марганца, возрастает уровень лютеинизирующего гормона и снижается уровень тестостерона [77].

Кроме перечисленных тяжелых металлов существует множество иных химических веществ и соединений, оказывающих негативное влияние как на репродуктивное здоровье мужчин и женщин, так и на здоровье плода. Так, репродуктивная токсичность полихлорированных дифенилов (ПХД) для женщин проявляется изменением функции яичников и изменением уровня половых гормонов, ранним наступлением менопаузы, изменением менструальной функции, увеличением риска выкидыша и увеличением времени, необходимого для наступления беременности [78 - 81]. Воздействие ПХД на мужчин связано со снижением уровня циркулирующих репродуктивных гормонов, качества спермы (концентрация, количество, подвижность и морфология сперматозоидов, целостность их ДНК) [82 - 86]. Накопление ПХБ также связано с развитием рака яичек [87]. ПХД могут передаваться от матери к плоду через плаценту [88], что приводит к трансгенерационным эффектам [89, 90], таким как наследственные эпимутации в сперме и мозге [91]. Пренатальное воздействие ПХД влияет на продолжительность беременности и массу тела при рождении [92, 93], а также вызывает снижение коэффициента интеллекта и плодовитости потомства [94 - 96].

Еще одной группой химических веществ, оказывающих токсическое действие на репродуктивное здоровье, являются органические растворители. Многие органические растворители являются известными тератогенами и эмбриотоксинами, работы с которыми во время беременности повышают риск развития серьезных аномалий у плода [97]. Обзоры литературы указывают на связь между высоким воздействием некоторых органических растворителей и риском потери плода [98]. Исследования, проведенные в отношении таких растворителей как бензол, толуол, ксилолом показали ассоциацию с возникновением скелетных пороков развития [99, 100]. Воздействие толуола в 8 раз увеличивает общий риск для потомства женщин, прежде всего в части развития желудочно-кишечных и почечно-мочевых дефектов [101]. Воздействие толуола также было предложено как объяснение более высокой вероятности возникновения расщелины рта у новорожденных женщин, работающих в кожевенной и обувной промышленности [102, 103]. Повышенный риск возникновения расщелин ротовой полости также связан с использованием нескольких различных классов органических растворителей [104, 105]. Воздействие органических растворителей на женщин повышает риск самопроизвольных абортов [106], приводит к развитию у плода пороков аортального и митрального клапанов сердца [107, 108], а на мужчин - к развитию у плода дефектов нервной трубки [109].

Существует также большое количество химических веществ, влияющих на работу эндокринной системы и репродуктивную функцию:

Бисфенол А (ВРА) - химическое вещество, широко используемое в производстве прозрачной жесткой пластмассы, которая называется поликарбонат, для изготовления различных товаров, например бутылочек для детей или многоразовых бутылок для воды. Эпидемиологические данные свидетельствуют о том, что ВРА действует на человека также, как агонист эстрогена [110], вызывая в том числе развитие ожирения [111]. ВРА может мешать нормальному развитию нервной системы плода [112]. У мужчин, подвергшихся профессиональному воздействию ВРА, наблюдалось снижение частоты половых актов, усиление эякуляторной дисфункции, снижение удовлетворенности своей сексуальной жизнью, снижение полового влечения и снижение способности к эрекции [110].

Фталаты - используются во многих потребительских целях, включая продукты личной гигиены, такие как лосьоны или шампуни, часто в качестве "ароматизаторов", а также в качестве пластификаторов для изменения физических характеристик базовых пластмасс, включая продукты, изготовленные из поливинилхлорида, такие как напольные покрытия, занавески для душа, упаковка и некоторое медицинское оборудование. Исследования продемонстрировали возможное неблагоприятное воздействие фталатов на репродуктивную функцию, включая связь с плохим качеством спермы и выкидышами [113, 114]. Пренатальное воздействие фталатов, измеряемое по уровням их метаболитов в материнской моче, было связано с аномальным развитием мужских половых органов у плода [115, 116].

Антипирены - еще один класс химикатов, предположительно токсичных для репродуктивной системы. Полибромдифениловые эфиры широко используются в пенопластах и пластмассах, а их пренатальное воздействие связано с неблагоприятными последствиями для развития нервной системы у потомства [117].

Перфторированные соединения, используемые для гидроизоляции, защиты от пятен и смазки, а также содержащиеся в упаковке пищевых продуктов и посуде с антипригарным покрытием, также снижают фертильность и вызывают бесплодие [118], вступая во взаимодействие с рецепторами эстрогена и андрогена, гормонами щитовидной железы и нейротрансмиттерами.

Пестициды (инсектициды, фунгициды и гербициды) действуют как эндокринные разрушители, нарушая секрецию и функцию репродуктивных гормонов, таких как тестостерон и лютеинизирующий гормон, и, как следствие, влияя на сперматогенез [119]. Среди женщин, проживающих в районах, загрязненных пестицидами, отмечается более высокий уровень неблагоприятных исходов беременности, таких как самопроизвольные аборты и преждевременные роды [120]. Доказана также взаимосвязь между снижением коэффициента плодовитости и воздействием пестицидов. Занятость родителей в сельском хозяйстве и их регулярный контакт с пестицидами может повысить риск врожденных пороков развития, таких как родимые пятна в виде гемангиомы, орофациальные расщелины, нарушения нервной системы и дефекты опорно-двигательного аппарата [121].

Помимо химических веществ существенное влияние на репродуктивное здоровье оказывают физические факторы: высокие температуры, вибрация, ионизирующее и неионизирующее излучение.

Влияние высоких температур окружающей среды отрицательно влияет на качество спермы, включая уменьшение объема спермы, количества и концентрации сперматозоидов [122]. Каждое повышение температуры яичек на 1 °C приводит к снижению сперматогенеза на 14% [123]. Высокая температура окружающей среды резко снижает подвижность сперматозоидов за счет снижения активности митохондрий, синтеза АТФ [124] и повреждения ДНК [125], что приводит к развитию мужского бесплодия [126]. Имеется большое количество доказательств, связывающих воздействие тепла на беременных женщин с повышенным риском мертворождения, преждевременных родов, низкого веса при рождении и развитием врожденных дефектов [127, 128]. Воздействие высоких температур может снижать женскую фертильность за счет ускорения старения яичников [129].

Негативное влияние на репродуктивную функцию также оказывает вибрация. Вибрация считается стрессором окружающей среды, который может повлиять на репродуктивную систему мужчин [130]. Это связано с высокой распространенностью зарегистрированных случаев ухудшения качества спермы (снижение количества морфологически нормальных сперматозоидов) среди водителей, занятых на промышленных и сельскохозяйственных работах, а также среди водителей такси [131]. Потенциальный механизм воздействия вибрации на репродуктивную систему заключается в нарушении кровообращения в тканях яичек, атрофии и изменениях температуры [125].

Ионизирующее излучение может оказывать неблагоприятное воздействие на репродуктивную функцию человека, которое зависит от дозы, продолжительности, интенсивности и частоты [132, 133]. Облучение яичников дозой 4 Гр может вызвать 30% бесплодия у молодых женщин и 100% бесплодие у женщин старше 40 лет. При облучении органов малого таза также возникает сильное воздействие на матку, вызывающее задержку роста у девочек препубертатного возраста и нарушение расширения матки во время беременности с последующими выкидышами и преждевременными родами. Облучение центральной нервной системы может повлиять на сроки наступления полового созревания, привести к гиперпролактинемии или вызвать дефицит гонадотропинов, если в поле радиации вовлекается гипоталамо-гипофизарная ось [134]. Прямое облучение яичка в более низких дозах влияет на зародышевый эпителий: дозы облучения более 0,35 Гр вызывают аспермию, которая может быть обратимой. Время, необходимое для восстановления, увеличивается с увеличением дозы; однако при дозах, превышающих 2 Гр, аспермия может стать постоянной. При более высоких дозах облучения (> 15 Гр) также будет нарушена функция клеток Лейдига [135, 136].

Воздействие неионизирующего излучения оказывает вредное воздействие на ооциты, фолликулы яичников, ткань эндометрия, эстральный цикл, репродуктивные эндокринные гормоны, развивающийся эмбрион и развитие плода [137]. Неионизирующее излучение также увеличивает нагрузку свободных радикалов в матке и яичниках, что приводит к торможению роста клеток и нарушениям ДНК, что может привести к бесплодию [137]. Исследования показывают корреляцию между воздействием электромагнитного излучения (ЭМИ) и параметрами спермы, демонстрируя, что ЭМИ может отрицательно влиять на потенциал фертильности [138, 139]. Наиболее распространенными источниками неионизирующего излучения являются сотовые телефоны, ноутбуки, Wi-Fi и микроволновые печи, которые могут способствовать мужскому бесплодию. Излучение мобильного телефона вредит мужской фертильности, влияя на различные параметры, такие как подвижность сперматозоидов, количество сперматозоидов, морфология сперматозоидов, концентрация спермы, морфометрические отклонения, повышенный окислительный стресс, а также вызывает некоторые гормональные изменения [140].