Сучасні можливості використання міо-інозитолу в репродуктивній медицині

Проблема безпліддя сьогодні є вкрай актуальною у всьому світі. За визначенням Всесвітньої організації охорони здоров’я, безплідним вважається шлюб, у якому у жінки протягом одного року не настає вагітність при регулярному статевому житті без застосування будь-яких засобів контрацепції за умови, що пара знаходиться в дітородному віці.

У статті представлено огляд нещодавніх досліджень F. Facchinetti et al. (2020) та M. H. Vazquez-Levin, G. L. Verón (2020) стосовно ефективності міо-інозитолу у покращенні репродуктивного здоров’я чоловіків і підвищенні шансів настання вагітності при застосуванні допоміжних репродуктивних технологій (ДРТ).

Ключові слова: чоловіче безпліддя, допоміжні репродуктивні технології, міо-інозитол.

Враховуючи наявну демографічну кризу на теренах України, проблема безпліддя є дуже актуальною для нашої країни. Відомо, що частота безпліддя у шлюбі сягає 10-15%, при цьому майже у половині випадків воно спричинене генеративними розладами у чоловіків ­(Нікітін О. Д. та співавт., 2020).

Порушення кількісних і якісних характеристик сперми, безперечно, позначається на показниках успішного зачаття і настання вагітності. Так, генетичні мутації сперматозоїдів можуть підвищувати ризик викидня або утруднювати імплантацію яйце­клітини в матку. Однак у більшості випадків від параметрів сперматозоїдів у першу чергу залежить процес запліднення. Рухливість – це здатність, яка дозволяє сперматозоїдам активно досягати жіночої статевої клітини й проникати в неї. У випадку порушення цієї здатності можуть виникати проблеми із заплідненням.

Відомо, що процес запліднення однаковою мірою залежить від якості як яйцеклітини, так і сперматозоїда. Вирішальне значення має своєчасне ретельне обстеження еякуляту чоловіка. При цьому необхідно з’ясувати, чи виробляються у нього сперматозоїди взагалі, і якщо так, то якими є їхні характеристики (Гаврилюк А. М. та співавт., 2011).

Дітородна здатність чоловіків оцінюється за допомогою спермограми, зокрема вивчаються три ключові параметри еякуляту: кількість, морфологія (будова і якість) та швидкість руху сперматозоїдів. За умови нормальних показників спермограми говорять про нормозооспермію, за наявності порушень – йдеться про патоспермію та її вираженість. У переважної більшості чоловіків із неплідністю у парі визначаються граничні (39,5%) та субфертильні (38,0%) порушення еякуляту. Здебільшого за допомогою лікування такі порушення можна усунути, у результаті чого чоловічий репродуктивний потенціал відновлюється. Виражені зміни сперми спостерігаються у 15,5% осіб, що робить їх майже нездатними до запліднення (Поворознюк М. В., 2020). Окрім аспермії та азооспермії, які зустрічаються відносно рідко (7,0% випадків), не існує абсолютного критерію спермограми, за яким чоловіка можна вважати безплідним. Висновок про цей діагноз має бути сформульований після інтерпретації результатів усіх обстежень із визначення етіології безпліддя, що допоможе в підборі ефективної стратегії лікування. У випадках неможливості настання зачаття природним шляхом пацієнтам слід рекомендувати використання ДРТ (Grizard G. et al., 1997).

У разі застосування методу екстракорпорального запліднення (ЕКЗ) оцінюють такі функції сперматозоїдів, як здатність зв’язуватися із zona pellucida, проходити реакцію акросом, проникати через блискучу оболонку і зливатися з оволемою (зовнішньою мембраною яйцеклітини). Натомість більшість функцій сперматозоїдів не є важливими при виконанні інтрацитоплазматичної ін’єкції сперматозоїда безпосередньо у цитоплазму ооцита. Отже, клінічне рішення щодо вибору методу лікування пацієнтів здебільшого залежить від результатів спермограми (LiuD. Y. et al., 2002).

Використання інозитолів у допоміжних репродуктивних технологіях

Як вказує група дослідників на чолі з F. Facchinetti, добре відомим є факт, що міо-інозитол (myo-inositol, МІ) та D-хіро-інозитол (D-chiro-inositol, DCI) є чутливими до інсуліну агентами. Крім того, МІ володіє доведеною ефективністю в лікуванні синдрому полікістозних яєчників, а також відіграє ключову роль у фізіології розмноження і позитивно впливає на розвиток ооцитів, сперматозоїдів та ембріонів. Разом із тим варто зауважити, що дія DCI мало позначається на сперматозоїдах, однак його висока концентрація у яєчниках чинить негативний вплив на якість ооцитів та бластоцист. Загалом, літературні дані підтверджують сприятливу дію МІ на жіночу та чоловічу репродуктивну функції, що виправдовує клінічне застосування МІ у процедурах ДРТ.

Інозитоли: короткий опис властивостей

Цей огляд переважно висвітлює вплив інозитолів на репродуктивні процеси й на підставі отриманих даних аргументує терапевтичну ефективність МІ при використанні у ДРТ, що застосовувався у вигляді харчових добавок або як компонент поживного середовища культури клітин з метою лікування чоловічого безпліддя.

Інозитоли – це природні молекули з дев’ятьма стереоізомерними формами, з яких MI та DCI є найважливішими. Вони виконують функцію месенджерів інсуліну, але мають різну дію. МІ головним чином бере участь у клітинному поглинанні глюкози, тому його концентрація збільшена у тканинах із підвищеним використанням глюкози, включаючи мозок, серце та яєчники. З іншого боку, рівень DCI високий у тканинах, у яких зберігається глікоген (наприклад, печінка та м’язи); у незначній кількості він присутній у тканинах із високим коефіцієнтом використання глюкози. Крім того, МІ відіграє важливу роль у гармонійному функціонуванні жіночої та чоловічої репродуктивних систем. За даними Управління з контролю за якістю харчових продуктів та лікарських засобів (FDA, США), ці стереоізомери є безпечними для застосування.

Вплив МІ на репродуктивну функцію чоловіка

Достовірно відомо, що вільний МІ міститься в органах чоловічої репродуктивної системи у значній кількості, зокрема в яєчках, придатках яєчка та простатичній рідині. У сім’яній рідині МІ виявляється в більшій кількості, ніж у крові. Так, концентрація цього інозитолу в сім’яній рідині у 30-40 разів перевищує таку у плазмі крові. Можна припустити, що МІ відіграє важливу роль у дозріванні сперматозоїдів у сім’явивідних канальцях та сприяє їх міграції до придатків яєчок та сім’явивідної протоки. МІ у рідині сім’явивідних канальців, вірогідно, виробляється клітинами Сертолі, що синтезують інозитол із глюкози.

Одна з найважливіших функцій інозитолу 1,4,5-трифосфату (IP3) у репродуктивній системі чоловіка полягає у мобілізації кальцію. Вивільнення кальцію з акросоми відіграє важливу роль у злитті мембран, а отже, сприяє екзоцитозу та гіперактивації рухливості сперматозоїдів. Мобілізація Ca2+ із депо – це основний крок, а IP3 глибоко залучений до цього фізіологічного процесу як важливий фактор забезпечення надходження Са2+.

МІ та IP3 є важливими для завершальних етапів запліднення яйцеклітини (включаючи рухливість сперми). Після злиття мембран фосфоліпаза С (PLCζ) потрапляє в ооцит. Фермент розщеплює фосфатидилінозитол (PIP2) для утворення IP3, який індукує мобілізацію Ca2+, що, у свою чергу, викликає активацію ооциту (рис. 1).

Рис. 1. Вплив МІ на запліднення яйцеклітини

МІ в лікуванні зниженої чоловічої фертильності

МІ застосовувався в лікуванні зниженої чоловічої фертильності, здебільшого олігоастенотератозооспермії (ОАТ) – розладу, що характеризується низьким вмістом сперматозоїдів, зниженням їх рухливості та появою аномальних форм. МІ був використаний in vivo, in vitro або одночасно обома методами в одного пацієнта.

F. A. Gulino et al. (2016) залучили у дослідження 62 пацієнтів чоловічої статі, які брали участь у циклах ЕКЗ, та розділили їх на три групи: A – 29 здорових фертильних чоловіків (нормоспермічні), В – 13 пацієнтів із ОАТ та групу контролю – 20 здорових чоловіків, партнерки яких отримували лікування безпліддя шляхом використання ДРТ. Пацієнти із груп А і В застосовували перорально МІ у дозі 4 г та 400 мкг фолієвої кислоти протягом 2 міс. У результаті було встановлено, що дана терапія значно покращила такі параметри, як кількість сперматозоїдів у пацієнтів із ОАТ і, що найважливіше для ЕКЗ, кількість сперматозоїдів після поділу градієнта щільності у нормоспермічних чоловіків та осіб із ОАТ.

В іншому подвійному сліпому рандомізованому плацебо-контрольованому дослідженні (CalogeroA. E. et al., 2015) встановлено, що пероральний прийом МІ у дозі 2 г із фолієвою кислотою 400 мкг двічі на день протягом 3 міс у пацієнтів з ідіо­патичним безпліддям супроводжувався значним підвищенням концентрації сперми, загальної кількості й відсотка прогресивно рухливих сперматозоїдів, а також кількості позитивних акросомальних ­реакцій. Також після застосування МІ було відзначено нормалізацію рівнів лютеїнізуючого, фолі­кулостимулюючого гормонів та інгібіну В.

У свою чергу, M.M. Oliva et al. (2016) виконали проспективне поздовжнє дослідження за участю чоловіків зі зниженою рухливістю сперматозоїдів та метаболічним синдромом. Учені продемонст­рували, що лікування впродовж 3 міс добавками МІ у дозі 1 г, L-карнітину, L-аргініну та віта­­міну Е 30 мг, селену 55 мкг та фолієвою кислотою 200 мкг двічі на день сприятливо впливало на метаболічні та репродуктивні параметри. Прийом МІ нормалізував метаболічний профіль цих пацієнтів за рахунок збільшення чутливості до інсуліну, а також підвищив рівень тестостерону й значно покращив концентрацію сперматозоїдів, їх рухливість та морфологію.

Таким чином, дослідження останніх десятиліть значно розширили знання медичної спільноти про використання інозитолів у ДРТ. Сучасний аналіз підтверджує ключову роль МІ у фізіології розмноження та необхідність його використання у процедурах ДРТ. МІ та/або його похідні є важливими для розвитку ооцитів, сперматозоїдів та ембріонів, а також беруть участь у регуляції рухливості сперматозоїдів, капацитації та акросомальної реакції. Добавки МІ покращують якість сперми. Як наслідок, дані досліджень свідчать на користь використання МІ у сфері ДРТ.

Вплив міо-інозитолу на параметри сім’яної рідини і фертильність чоловіків

MI є найбільш відомим із дев’яти стереоізомерів інозитолу. У своєму дослідженні M. H. Vazquez-Levin та G. L. Verón провели ретельний пошук пуб­лікацій у базі даних PubMed, присвячених вивченню присутності МІ, біосинтезу, функцій у статевих органах та сперматозоїдах ссавців чоловічої статі, а також узагальнених звітів, що описують вплив добавок МІ in vivo та in vitro на якість і здатність до запліднення сперми людини. Автори відзначили окремі поліпшення рухливості сперматозоїдів у свіжій/замороженій сім’яній рідині та покращення показників як природного запліднення, так і при застосуванні ДРТ. Крім того, було продемонстровано ефективність МІ в покращенні якості сперми. Для підтвердження позитивної дії від прийому МІ при лікуванні безпліддя у чоловіків слід провести великі проспективні рандомізовані контрольовані дослідження, які повинні стосуватися визначення ролі цього інозитолу у фізіології спермоутворення та основних молекулярних механізмів, що лежать в основі цього процесу.

Патофізіологія інозитолу та його похідних

МІ та його похідні беруть участь у численних біо­логічних процесах, таких як:

• адгезія білка до клітинної поверхні;
• функціонування клітинної сигнальної системи та везикулярного транспорту;
• збудливість мембрани;
• регуляція відкриття іонних каналів;
• внутрішньоклітинна сигналізація кальцію;
• динаміка та ремоделювання цитоскелета і хроматину;
• експресія генів та регуляція епігеному.

Отже, зміни у транспортуванні й метаболізмі МІ пов’язані з численними патологічними станами, включаючи відхилення в утворенні гамет, порушення процесу запліднення та ембріонального розвитку. Враховуючи участь МІ та його похідних у численних біологічних процесах і доведену асоціацію між аномальним рівнем цих молекул та багатьма захворюваннями, важливим є додаткове споживання МІ як дієтичної добавки для корекції ряду патологічних станів.

Присутність МІ та його похідних у чоловічому ­репродуктивному тракті

Про виявлення МІ у репродуктивному тракті чоловіків вперше було повідомлено у 50-х роках минулого століття. Так, результати дослідження E. F. Hartree підкреслили різницю між концентраціями МІ у сім’яній рідині та крові, що переважає у першій у ~100 разів. У 1964 р. F. Jr. Eisenberg і A. H. Bolden описали рівні МІ у яєчках, придатках яєчка, сім’яних пухирцях та сім’яній рідині. Було встановлено, що сім’яні пухирці є основним місцем накопичення МІ у чоловічому статевому тракті. Вчені запідозрили можливу роль МІ у дозріванні сперматозоїдів, на що вказував його підвищений рівень у статевому тракті від яєчка до придатка яєчка. Об’єктом декількох досліджень були клітини Сертолі, оскільки вони відіграють ключову роль у сперматогенезі завдяки тісній взаємодії зі статевими клітинами та впливу на активний синтез білка. Після виходу сперматозоїдів з яєчка вони проходять дозрівання, допоки надійдуть до придатка яєчка, набуваючи прогресивної рухливості та здатності розпізнавати ооцит (рис. 2). У кількох дослідженнях виявлено участь фосфопохідних МІ у механізмах, пов’язаних із вищезгаданими процесами, включаючи прогресивну та гіпер­активну рухливість, скерування сперматозоїда до яйцеклітини, капацитацію, акросомальну реак­цію та взаємодію сперматозоїда з яйцеклітиною.

Рис. 2. МІ у чоловічому статевому тракті та сперматозоїдах

МІ утворюється із глюкози у клітинах Сертолі всередині сім’яних канальців яєчка. Крім того, МІ в низькій концентрації надходить із кров’яного русла через гематотестикулярний бар’єр. Сперматозоїди також можуть отримувати МІ під час транзиту до придатка яєчка.

Застосування добавок міо-інозитолу in vivoта вплив на чоловічу фертильність

На основі сучасних знань про наявність та функцію МІ у чоловічому репродуктивному тракті в кількох дослідженнях був оцінений вплив прийому добавок МІ in vivo у пацієнтів із відхиленнями різних параметрів спермограми, ідіопатичним безпліддям, метаболічним синдромом, а також при нормозооспермії. Так, A. E. Calogero et al. (2015) описали ефект від пероральної терапії МІ у плацебо-контрольованому дослідженні, проведеному серед пацієнтів із ідіопатичним безпліддям. У результаті було встановлено, що у пролікованих чоловіків діагностувалися нижчі рівні лютеїнізую­чого і фолікулостимулюючого гормонів, підвищений рівень інгібіну В у сироватці крові та відсутність змін у концентраціях пролактину та тестостерону. У пацієнтів, які отримували МІ, зареєстровано значне покращення (хоча й в окремих випадках) таких параметрів спермограми, як концентрація, кількість, прогресуюча рухливість сперматозоїдів. Отримані дані свідчать про позитивний вплив МІ на лікування чоловіків, які страждають на безпліддя. У контексті дослідження автори повідомили про підвищення частоти спонтанної акросомальної реакції при лікуванні МІ.

У 2016 р. M. M. Oliva et al. вивчали групу пацієнтів із астенозооспермією та метаболічним синд­ромом, досліджуючи у них параметри спермограми до і після прийому добавки, що містила МІ. Після лікування концентрація, рухливість та морфологія сперматозоїдів суттєво збільшились в окремих випадках приблизно на 20%. Через рік A. Dinkova et al. (2017) описали вплив лікування МІ на параметри спермограми у проспективному поздовжньому дослідженні, проведеному за участю чоловіків із астенозооспермією. На фоні прийому МІ спостерігалося значне підвищення відсотка рухомих сперматозоїдів, при цьому нормозооспермії було досягнуто у 34,9% випадків, відсутність відповіді зареєстровано у 12,8% досліджуваних.

В іншому дослідженні M. M. Oliva et al. (2016) продемонстрували, що застосування фертильними жінками вагінальних супозиторіїв, що містили МІ (протягом 3 днів поспіль, починаючи з моменту, коли діаметр домінантного фолікула становив >16 мм), покращувало рухливість сперма­тозоїдів їхніх партнерів, а також позитивно позначалося на їхній здатності до зачаття, не змінюючи структурно-біохімічних характеристик слизу шийки матки. Зокрема, за допомогою посткоїтального тесту у цервікальному слизу було зафіксовано значне поліпшення параметрів сперма­тозоїдів, особливо їх загальної та прогресуючої рухливості, після використання супозиторіїв із МІ. Разом із цим після лікування МІ діагностувалося зниження відсотка нерухомих спермато­зоїдів.

Отже, більшість проспективих рандомізованих мультицентрових контрольованих досліджень підтвердили позитивний ефект МІ у лікуванні чоловічого безпліддя.

За матеріалами: Facchinetti F. et al. Breakthroughs on the use of inositols for ART.

Vazquez-Levin M. H., Verón G. L. Myo-inositol in health and disease: its impact on semen parameters and male fertility.

Andrology and Urology, Issue 2, Vol. 1, Feb. 2021.

Підготувала Вероніка Яремчук