Цинк и репродуктивная система

Чуть более четверти века стали использоваться лекарственные средства на основе цинка для коррекции патологических изменений в сперме и в целом улучшению репродуктивной функции пациентов.

Кратко остановимся на роли цинка в работе мужской половой сферы.

Лечебные свойства цинка известны с древнейших времён. Ещё в Древнем Египте цинковую мазь использовали при лечении ран. О медицинском применении цинка упоминал Парацельс в своём труде «Liber Mineralicum II». Понимание физиологического значения цинка стало возможно всего около ста лет назад, что было обусловлено развитием биохимии. Имеющиеся на сегодня данные позволяют говорить о многообразии роли  цинка в нормальной работе органов и систем человека. Он участвует в делении клеток, выработки тестостерона и т. п. Следует отметить, что соединения цинка с аминокислотами обладают большей биодоступностью [1].

В настоящее время обнаружено более 300 ферментов, содержащих цинк, которые обеспечивают различные физиологические процессы [2].

Очень высока роль цинка в обеспечении репродуктивной функции. Ионы цинка начинают проникать в сперматозоиды на завершающих этапах сперматогенеза. Дополнительно цинк поступает в сперматозоид при эякуляции. Цинк формирует «мостики» с гистидином и цистеином, стабилизируя хроматин. Высокие концентрации цинка обнаружены в акросоме, в составе цинк-содержащих металлопротеаз, которые обеспечивают конверсию проакросина в акросин. Цинк, связанный с липопротеинами, содержится в мембранах сперматозоидов, выполняя мембранстабилизирующую функцию. Одна из трёх изоформ супероксиддисмутазы, важного компонента антиоксидантной защиты, - цинк-содержащая металлопротеаза [3].

Другой цинк-содержащий фермент, сорбитол дегидрогеназа, участвует в энергетическом обеспечении подвижности сперматозоидов [4].

Высока роль цинка в поддержании генетической стабильности клетки. На сегодняшний день в человеческом геноме выявлено 1684 цинк-содержащих протеина [5].

Выделяют три группы ДНК-связывающих белков, содержащих цинк: цинковые «пальцы», цинковые «пучки» и цинковые «завитки» [6].

Цинк принимает участие в антиоксидантной защите организма. В исследовании Wu J. с соавт. (2015) in vitro проводилась обработка спермы раствором перекиси водорода. После данного воздействия отмечалось снижение подвижности и жизнеспособности сперматозоидов, а также выявлялась фрагментация ДНК сперматозоидов. Добавление цинка существенно снижало степень выраженности данных изменений, что доказывает его защитный эффект при оксидативном стрессе [7].

В исследовании Guidobaldi H. A. с соавт. (2017) экспериментальным путём была доказана роль цинка в обеспечении хеморепульсии (процесс обратный хемотаксису) [8]. Результаты этой работы позволяют предположить, что градиент концентрации цинка – важный фактор, который указывает вектор движения сперматозоидов (из зоны большей концентрации цинка в область меньшей), хотя данная гипотеза требует подтверждения.

Данные о значении цинка в различных физиологических процессах способствовали появлению исследований, которые оценивали возможность его клинического применения.

Omu A.E. с соавт. (2008) провёл исследование, в которое было включено 45 пациентов с астенозооспермией. Пациенты основной группы были рандомизированы на четыре подгруппы. Пациентам первой подгруппы назначались препараты цинка, второй – цинк и витамин Е, третьей – цинк и витамин С, четвёртой – цинк, а также витамины Е и С в течение 3 месяцев. Исследовались уровень малонового диальдегида, супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, общая антиоксидантная способность, количество антиспермальных антител и индекс фрагментации ДНК. По сравнению с контрольной группой цинк способствовал снижению оксидативного стресса, фрагментации ДНК. На основании проведённого исследования его авторы делают вывод о том, что цинк предотвращает оксидативный стресс, апоптоз и фрагментацию ДНК [9].

Giacone F. с соавт. (2017) включил в исследование 24 пациента, которые принимали комбинированный препарат, содержащий цинк, D-аспаргиновую кислоту и коэнзим Q10. Авторами отмечено статистически достоверное повышение подвижности сперматозоидов, но не выявлено снижение уровня фрагментации ДНК [10].

Talevi R. с соавт. (2013) при исследовании 44 пациентов (22 с нормоспермией и 20 с олигоспермией) выявлен прямой протективный эффект препарата, содержащего цинк, D-аспаргиновую кислоту и коэнзим Q10, при оксидативном стрессе [11].

Goodarzi D. с соавт. (2013) оценена клиническая эффективность сульфата цинка у пациентов с хроническим простатитом, которая была оценена с помощью опросника NIH-CPSI. В исследовании приняло участие 120 пациентов с хроническим простатитом категории III A по классификации NIH, которым назначалась 1 капсула цинка сульфата 220 мг перорально в течение 12 недель. Выявлено достоверное снижение общего балла и балла по шкале боли [12].

В работе Ann V. I. с соавт. подтверждено снижение уровня фрагментации ДНК размороженных после криоконсервации сперматозоидов при их обработке наночастицами с содержанием цинка. При этом токсического влияния на сперматозоиды не обнаружено [13].

Регистрации Простатилена АЦ предшествовало изучение его клинической эффективности и безопасности [14].

В постмаркетинговых исследованиях препарата, проведённых в клиниках Москвы и Санкт-Петербурга, выявлено уменьшение количества антиспермальных антител [15], снижение индекса фрагментации ДНК сперматозоидов [16, 17, 18, 19], а также улучшение морфологических показателей спермы [20] у пациентов, получавших препараты на основе цинка.

Литература

1. 1. Додсон, Р. Справочник биохимика / Р. Додсон, У. Эллиот, К. Джонс. - М. Мир. 1991. – С. 543.
2. 2. Vallee B.L.; Falchuk K.H. The biochemical basis of zinc physiology. Physiol. Rev. 1993, 73, 79–118.
3. 3. Kerns K., Zigo M., Sutovsky P. Zinc: a necessary ion for mammalian sperm fertilization competency. International Journal of Moleculas Sciences 2018; 19 (4097); doi:10.3390/ijms19124097.
4. 4. Dhanda, O.P.; Rao, B.R.; Razdan, M.N. Sorbitol dehydrogenase and hyaluronidase activity in buffalo semen. Indian J. Exp. Biol. 1981, 19, 286.
5. 5. Andreini, C.; Banci, L.; Bertini, I.; Rosato, A. Counting the zinc-proteins encoded in the human genome. J. Proteome Res. 2006, 5, 196–201. – в человеческом геноме выявлено 1684 цинк-содержащих протеина.
6. 6. Vallee, B.L.; Coleman, J.E.; Auld, D.S. Zinc fingers, zinc clusters, and zinc twists in DNA-binding protein domains. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1991, 88, 999–1003.
7. 7. Wu J., Wu S., Xie Y., Wang Z., Wu R., Cai J., Luo X., Huang S., You L. Zinc protects sperm from being damaged by reactive oxygen species in assisted reproduction techniques. Reprod Biomed Online. 2015 Apr;30(4):334-9. doi: 10.1016/j.rbmo.2014.12.008.
8. 8. Guidobaldi H. A., Cubilla M., Moreno A., Molino M. V., Bahamondes L., Giojalas L. C. Sperm chemorepulsion, a supplementary mechanism to regulate fertilization. Human reproduction 2017: 1-14, doi: 10.1093/dex232.
9. 9. Omu A.E., Al-Azemi M.K., Kehinde E.O., Anim J.T., Oriowo M.A., Mathew T.C. Indications of the mechanisms involved in improved sperm parameters by zinc therapy. Med Princ Pract. 2008; 17(2): 108-16. doi: 10.1159/000112963.
10. 10. Giacone F., Condorelli R. A., Mongioì L. M., Bullara V., La Vignera S., Calogero A. E. In vitro effects of zinc, D-aspartic acid, and coenzyme-Q10 on sperm function. Endocrine 2017; 56 (2): 408-415. doi: 10.1007/s12020-016-1013-7.
11. 11. Talevi R., Barbato V., Fiorentino I., Braun S., Longobardi S., Gualtieri R. Protective effects of in vitro treatment with zinc, d-aspartate and coenzyme q10 on human sperm motility, lipid peroxidation and DNA fragmentation. Reprod Biol Endocrinol. 2013 Aug 16;11:81. doi: 10.1186/1477-7827-11-81 – 44 пациента (22 нормоспермия, 20 олигоспермия), прямой протективный эффект.
12. 12. Goodarzi D., Cyrus A., Baghinia M. R., Kazemifar A. M., Shirincar M. The efficacy of zinc for treatment of chronic prostatitis. The Indonesian Journal of Internal Medicine. 2013; 45 (4): 259 – 264. – 120 пациентов с ХП III A NIH. 1 капсула цинка сульфата 220 мг перорально 12 недель. Достоверно снижение общего балла и балла по шкале боли NIH-CPSI.
13. 13. Ann V. I., Sandhya K., Ramya N., Deepak R. U., Sujith R. S., Guruprasad K., Satish K. A., Manikkath J., Srinivas M., Divya S., Renu P. Supplementing zinc oxide nanoparticles to cryopreservation medium minimizes the freeze-thaw-induced damage to spermatozoa. Вiochemical and Biophysical Research Communication, accepted manuscript, doi: 10.1016/j.bbrc.2017.10.112.
14. 14. Саватеева-Любимова Т.Н., Сивак К.В., Малинин В.В. Влияние суппозиториев простатилен АЦ на течение экспериментального простатита // Урология. - 2012.  № 4. - С. 60-62.
15. 15. Аль-Шукри С. Х., Петленко С. В., Боровец С. Ю., Рыбалов М. А., Сорока И. В., Стукань Н. И. Влияние препаратов ПростатиленАЦ и Простатилен на уровень антиспермальных антител в эякуляте при лечении пациентов с хроническим абактериальным простатитом и сопутствующими нарушениями репродуктивной функции // Андрология и генитальная хирургия. - 2016. - Т. 17. - № 1. - С. 40-43.
16. 16. Боровец С.Ю., Аль-Шукри С.Х., Осетник В.К. Зависит ли степень фрагментации ДНК сперматозоидов от показателей спермограммы и MAR-теста? // Сборник тезисов конгресса ПААР 2017 г.
17. 17. Боровец С. Ю. Влияние простатилена АЦ на фертильность и фрагментацию ДНК сперматозоидов больных хроническим абактериальным простатитом // XIII конгресс “Мужское здоровье”, 26-28 апреля 2017г., Кисловодск.
18. 18. Боровец С. Ю., Горбачев А. Г., Аль-Шукри С. Х., Рыбалов М. А. Влияние простатилена и простатилена АЦ на фрагментацию ДНК сперматозоидов // Материалы XVII конгресса Российского общества урологов "110 лет Российскому обществу урологов", 8-10 ноября 2017 г., Москва. - М., 2017. - С. 402-403.
19. 19. Боровец С. Ю., Рыбалов М. А., Горбачев А. Г., Аль-Шукри С. Х. Влияние препарата Простатилен АЦ на фрагментацию ДНК сперматозоидов при лечении пациентов с хроническим абактериальным простатитом и сопутствующими нарушениями репродуктивной функции // Андрология и генитальная хирургия. – 2017. – T. 18. - № 3. – C. 54-58. doi: 10.17650 / 2070-9781-2017-18-3-54-58
20. 20. Жуков О. Б., Евдокимов В. В., Брагина Е. Е.Улучшение качества жизни и морфофункциональных характеристик сперматозоидов у мужчин с хроническим абактериальным простатитом и программы прегравидарной подготовки к отцовству // Андрология и генитальная хирургия. - 2017. - Т. 18. - № 1. - С. 3-9.

https://www.uroweb.ru/news/rol-tsinka-v-korrektsii-narusheniy-reproduktivnoy-funktsii-mugchini