Анализ спермы

Анализ спермы является основным лабораторным тестом для оценки мужской репродуктивной способности. Тест объективно измеряет параметры спермы, такие как количество, подвижность и морфологическую структуру. Он применяется как стандартный диагностический метод при выявлении причин бесплодия.

Оценка концентрации сперматозоидов подробно исследует концентрацию сперматозоидов в эякуляте. Это измерение является количественным показателем продукции сперматозоидов и предоставляет важную информацию для различения патологий, таких как гормональный дисбаланс, инфекции или обструкция семявыводящих путей.

Анализ подвижности сперматозоидов определяет прогрессивные и непрогрессивные типы движения и таким образом напрямую отражает оплодотворяющий потенциал. Нарушения подвижности указывают на функциональную недостаточность, связанную с такими факторами, как варикоцеле, оксидативный стресс или воздействие токсинов окружающей среды.

Исследование морфологии сперматозоидов выявляет клеточные структурные нарушения и рассчитывает долю нормальных форм. Морфологические отклонения представляют собой критически важные диагностические данные для оценки влияния генетических аномалий, повреждения яичек или системных заболеваний на репродуктивную функцию.

LoremipsumLoremipsumLoremipsumLoremipsumLoremipsumLoremipsumLoremipsumLoremipsum

Что такое анализ спермы?

Анализ спермы — это базовый лабораторный тест, выполняемый с целью оценки репродуктивного потенциала мужчины. В образце эякулята оцениваются такие параметры, как количество сперматозоидов, их подвижность, форма (морфология) и другие показатели. Особенно при обследовании по поводу бесплодия это один из первоочередных тестов. Результаты дают важную информацию о мужском репродуктивном здоровье и при необходимости помогают в планировании дальнейших исследований или лечения.

На что следует обратить внимание перед сдачей спермы?

Первый шаг к получению достоверного результата анализа спермы начинается ещё до сдачи образца. Сперматозоиды — это живые клетки, чрезвычайно чувствительные к внешним условиям. В частности, такие функциональные характеристики, как подвижность и жизнеспособность, очень быстро изменяются под влиянием температуры, времени и факторов окружающей среды. Поэтому для обеспечения точности теста необходимо строго соблюдать определённые правила.

Наиболее важные моменты подготовительного этапа:

• Половое воздержание (без эякуляции) в течение 2–5 дней.
• Опорожнение мочевого пузыря непосредственно перед сдачей образца.
• Тщательное мытьё рук и области гениталий с мылом с последующим обильным ополаскиванием.
• Недопущение контакта каких-либо посторонних веществ (воды, мыла, слюны) с контейнером для сбора спермы.
• Строгий отказ от использования лубрикантов (кремов, масел и т.п.).
• Использование специального стерильного контейнера, предоставленного лабораторией (нетоксичного для сперматозоидов).
• Сбор всего объёма эякулята в контейнер, особенно первой его порции.

Период полового воздержания имеет большое значение для сопоставимости результатов. Воздержание менее 2 дней может привести к снижению объёма и количества сперматозоидов. Воздержание более 5 дней может вызвать длительное пребывание сперматозоидов в месте хранения (придаток яичка), и такие «застоявшиеся» сперматозоиды могут демонстрировать искусственно сниженную подвижность и жизнеспособность.

Запрет на использование лубрикантов принципиален, поскольку практически все подобные продукты на рынке обладают спермицидным действием и могут привести к нулевой подвижности, полностью нивелируя достоверность анализа.

В идеале образец должен быть получен путём мастурбации в тихой, специально выделенной и стерильной комнате в лаборатории. Если это невозможно и образец доставляется из дома, применяются ещё два критически важных правила.

Образец должен быть доставлен в лабораторию не позднее чем через 30–60 минут после эякуляции.

Во время транспортировки образец следует держать при температуре, близкой к температуре тела (между 20°C и 37°C).

Сперматозоиды очень чувствительны к «холодовому шоку». Если образец подвергнется воздействию холодного воздуха, хвостовая часть сперматозоидов может необратимо повреждаться, что у здорового человека может привести к ложному выводу о «неподвижности» (астенозооспермии). Наиболее безопасный способ транспортировки — держать контейнер как можно ближе к телу, например во внутреннем кармане или под мышкой.

Важно помнить, что анализ спермы — это «моментальный снимок» текущего состояния. Стресс, недосыпание, недавняя инфекция или даже небольшая ошибка при сборе образца могут повлиять на результат. Поэтому при получении аномального результата обычно рекомендуют повторить тест через 2–3 месяца (один полный цикл сперматогенеза) до постановки окончательного диагноза.

Как сперма первоначально исследуется в лаборатории?

После поступления образца в лабораторию регистрируются важные данные, такие как сведения о пациенте, длительность полового воздержания и время сдачи. Затем образец немедленно помещают в специальные инкубаторы при 37°C. Первичная оценка представляет собой макроскопическое исследование невооружённым глазом до микроскопии.

В первую очередь оценивают состояние ликвефакции (разжижения). В момент эякуляции сперма имеет сгусткообразную, желеобразную консистенцию из-за белков, поступающих из семенных пузырьков. Благодаря ферментам, выделяемым предстательной железой (прежде всего PSA), при 37°C в течение 15–30 минут она постепенно разжижается и переходит в жидкое состояние. Это разжижение необходимо для свободного движения сперматозоидов. В лаборатории ожидается, что процесс завершится в течение 60 минут. Отсутствие разжижения или его значительная задержка могут препятствовать подвижности сперматозоидов.

Далее оценивается вязкость. Это отличный от ликвефакции параметр. Оценивается «текучесть» уже разжиженной спермы. В норме жидкость стекает с пипетки каплями, тогда как при повышенной вязкости она тянется нитью более 2 см. Повышенная вязкость затрудняет движение сперматозоидов в эякуляте и часто указывает на воспалительный процесс в простате.

Затем измеряется объём. Это крайне важно для расчёта общей численности сперматозоидов. Наиболее точным считается измерение по массе (1 грамм эякулята приблизительно соответствует 1 мЛ). Согласно критериям ВОЗ, 6-е издание 2021 года, нижняя граница объёма составляет 1,4 мЛ. Значения ниже этого уровня (гипоспермия) могут свидетельствовать о неполном сборе образца, слишком коротком периоде воздержания, гормональных нарушениях или обструкции эякуляторных протоков.

Наконец, оценивается значение pH. Семенная жидкость должна быть слегка щелочной (базической). Нормальное значение pH принято как geq 7.2. Если pH очень низкий (кислый) и это сопровождается низким объёмом и отсутствием сперматозоидов (азооспермией), подозревают врождённую обструкцию семявыводящих путей или отсутствие семенных пузырьков (CBAVD). Высокий pH (>8.0) чаще всего является признаком инфекции.

Почему подвижность сперматозоидов (мотильность) настолько важна?

После завершения макроскопической оценки небольшую каплю эякулята наносят на специальное предварительно подогретое (37°C) предметное стекло и исследуют под микроскопом. Одним из первых и наиболее важных параметров является подвижность сперматозоидов. Чтобы достичь яйцеклетки, сперматозоид должен преодолеть длинный и сложный путь по женским половым путям. Для того чтобы пройти этот путь, недостаточно того, что сперматозоид просто «живой» — он должен активно двигаться вперёд.

Руководство ВОЗ, 6-е издание, разделяет подвижность на три основные группы:

• Прогрессивно подвижные (PR – Progressive Motility): это «чемпионы» среди сперматозоидов. Они активно движутся в определённом направлении (по прямой или по широким дугам). Именно у этой группы наибольший потенциал достигнуть яйцеклетки.
• Непрогрессивно подвижные (NP – Non-Progressive Motility): эти сперматозоиды живы, их хвосты двигаются, но вперёд они практически не продвигаются. Они лишь дрожат на месте или совершают очень маленькие круговые движения.
• Неподвижные (IM – Immotility): сперматозоиды, не демонстрирующие движений хвоста.

В результате этой оценки определяют два важных показателя:

• Общая подвижность (PR + NP): сумма прогрессивно и непрогрессивно подвижных сперматозоидов. Нижняя референсная граница — 42 %.
• Прогрессивная подвижность (PR): доля сперматозоидов, движущихся вперёд. Нижняя референсная граница — 30 %.

Низкая доля прогрессивно подвижных сперматозоидов называется астенозооспермией (сниженная подвижность сперматозоидов). Это значительно ухудшает способность сперматозоидов достигать яйцеклетки и снижает успех таких методов лечения, как внутриматочная инсеминация (ВМИ, IUI).

Если доля неподвижных (IM) сперматозоидов очень высока (например, более 60 %), возникает вопрос: эти сперматозоиды мертвы или живы, но не могут двигаться? Это различие имеет ключевое значение при планировании ЭКО (ICSI). Для его уточнения проводят тест на жизнеспособность сперматозоидов. В этом тесте используется специальный краситель (Эозин-Нигрозин). Живые сперматозоиды имеют целостную клеточную мембрану и не поглощают краситель (остаются белыми). У мёртвых сперматозоидов мембрана повреждена, они поглощают краситель и выглядят розовыми/красными. Нижняя референсная граница жизнеспособности — 54 %.

Если, например, у пациента 80 % сперматозоидов неподвижны, но при этом тест на жизнеспособность показывает 70 % живых клеток, это означает, что сперматозоиды не погибли, а, вероятнее всего, страдают от структурного дефекта хвоста (например, синдром Картагенера). Такие живые, но неподвижные сперматозоиды при введении непосредственно в яйцеклетку с помощью ICSI (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида) могут дать начало здоровым эмбрионам.

Как измеряется количество сперматозоидов (концентрация)?

Когда речь идёт об анализе спермы, в первую очередь вспоминают о «количестве сперматозоидов». Для измерения используются специальные счётные камеры (гемоцитометры), такие как стекло Маклера или камера Нойбауэра, разделённые на миллиметровые квадраты. Для остановки движения сперматозоидов образец разбавляется специальным раствором и затем помещается в эти квадраты. Опытный специалист под микроскопом подсчитывает сперматозоидные головки в пределах заданных квадратов.

В результате подсчёта получают два основных показателя:

• Концентрация: количество сперматозоидов в 1 миллилитре (мЛ) эякулята. Согласно критериям ВОЗ 2021 года нижняя граница составляет 16 миллионов сперматозоидов (16 × 10^6/мЛ) на миллилитр.
• Общее число сперматозоидов: на практике это ещё более важный параметр, чем концентрация. Рассчитывается по формуле (концентрация × общий объём). Во всём эякуляте ожидается не менее 39 миллионов сперматозоидов (39 × 10^6).

Значения ниже этих границ называют олигозооспермией (сниженное количество сперматозоидов). Если в образце под микроскопом не обнаруживают ни одного сперматозоида, это состояние называется азооспермией (нулевое количество сперматозоидов) и требует углублённого урологического и генетического обследования.

Почему важна морфология, то есть форма сперматозоидов?

Морфология сперматозоидов, то есть исследование их физического строения (головка, шейка и хвост), — самая сложная, требующая большого опыта и порой наиболее спорная часть анализа. Эта оценка даёт косвенную информацию о качестве «производственного процесса» (сперматогенеза) в яичках, где образуются сперматозоиды.

Для оценки используются строгие критерии Крюгера (Kruger Strict Criteria). Это своего рода «конкурс красоты» с очень жёсткими правилами. Чтобы сперматозоид считался «нормальным», все его части должны быть безупречными. Головка должна быть гладкой и овальной, её размер — в определённых микрометрических пределах; акросома (шапочка, помогающая проникать в яйцеклетку) должна покрывать 40–70 % головки; шейка должна быть ровной; хвост — одиночным и неповреждённым.

Любое, даже минимальное отклонение в любой из этих частей (слегка увеличенная головка, несколько утолщённая шейка, двойной хвост, цитоплазматическая капля и т.п.) переводит данный сперматозоид в категорию «аномальный».

Согласно этим строгим критериям, нижняя референсная граница доли нормально сформированных сперматозоидов составляет всего 4 %. Эта низкая цифра часто вызывает тревогу у пациентов. Однако она лишь означает, что даже у наиболее фертильных и здоровых мужчин подавляющее большинство сперматозоидов (96 %) морфологически «несовершенны». Значение морфологии ниже 4 % (тератозооспермия) само по себе не является окончательным признаком «бесплодия». Тем не менее оно служит важным указанием на то, что способность сперматозоидов естественным образом проникать в яйцеклетку и оплодотворять её может быть снижена. Особенно тяжёлые нарушения морфологии (например, глободозооспермия) с долей нормальных форм менее 1 % могут приводить к отсутствию оплодотворения при классическом ЭКО (IVF) и требуют прямого применения ICSI.

Какие дополнительные тесты проводятся, если базовый анализ спермы нормальный, но беременность не наступает?

Иногда пары обращаются с жалобой на отсутствие беременности, несмотря на то что все базовые параметры анализа спермы (количество, подвижность, морфология) находятся в пределах нормы. Эту ситуацию называют «необъяснимое бесплодие». В таких случаях на первый план выходят более продвинутые тесты, исследующие «внутреннюю структуру» и «функцию» сперматозоидов.

• Повреждение ДНК сперматозоидов (фрагментация)

Сперматозоид — это «транспортный пакет», несущий генетический материал (ДНК) отца. Снаружи этот пакет может выглядеть нормально (хорошая морфология) и быстро двигаться (хорошая подвижность). Однако если «генетический груз» (ДНК) внутри повреждён, то есть в цепи имеются разрывы (фрагментация), даже при наступлении оплодотворения может не развиться здоровый эмбрион.

Высокий уровень фрагментации ДНК сперматозоидов (SDF) тесно связан с низкими показателями оплодотворения, замедленным или остановившимся развитием эмбриона, отсутствием беременности и, что особенно важно, с повторными выкидышами. Это повреждение может быть следствием нарушений сперматогенеза в яичках, курения, воздействия токсинов окружающей среды, инфекций или длительного пребывания сперматозоидов в семявыводящих путях.

Для оценки этого повреждения используются специальные тесты, такие как SCD (Halo-тест) или TUNEL. В результате определяют «индекс фрагментации ДНК» (DFI).

• DFI < 15 % (норма)
• DFI 15–30 % (пограничный или умеренный уровень повреждения)
• DFI > 30 % (высокая степень повреждения)

При выявлении высокого DFI от классического ЭКО или инсеминации, как правило, отказываются и предпочтение отдают непосредственно ICSI. Если повреждение очень выражено, может рассматриваться возможность получения сперматозоидов непосредственно из яичка (TESE), где уровень повреждения ДНК обычно ниже, чем в эякулированной сперме.

• Тест HBA (Hyaluronan Binding Assay)

Это очень важный функциональный тест, показывающий, является ли сперматозоид «зрелым». При естественном оплодотворении яйцеклетка окружена внешним слоем, богатым веществом гиалуронаном. Только физиологически полностью зрелые сперматозоиды способны связываться с этим «замком» (гиалуронаном) с помощью специальных «ключей» (рецепторов) на своей головке.

В тесте HBA образец спермы помещают в специальную лабораторную камеру, поверхность которой покрыта гиалуронаном. Зрелые и здоровые сперматозоиды прочно связываются с этой поверхностью, тогда как незрелые продолжают свободно плавать. Подсчитывается доля прикрепившихся сперматозоидов, и таким образом получают «показатель HBA».

Если показатель HBA низкий (как правило, <65 %), это указывает на дефект созревания сперматозоидов. При стандартном ICSI эмбриолог выбирает под микроскопом «лучше всего выглядящий» сперматозоид, который, тем не менее, может оказаться незрелым. При низком значении HBA применяется специальная техника — физиологическое ICSI (PICSI). В этом случае эмбриолог не выбирает сперматозоид случайным образом; он ожидает, когда сперматозоиды самостоятельно свяжутся с гиалуронановым гелем. Сперматозоид, который демонстрирует способность к такой связи, считается зрелым и выбирается для инъекции в яйцеклетку. Этот метод имитирует естественный механизм отбора в лабораторных условиях и может улучшить качество эмбрионов.

Как подготавливают сперму для ЭКО (IVF) или внутриматочной инсеминации?

Эякулят, полученный от мужчины, никогда не используется для инсеминации или ЭКО в исходном, необработанном виде. Семенная жидкость представляет собой смесь семенной плазмы (жидкой части), мёртвых клеток, лейкоцитов, клеточного детрита и подвижных сперматозоидов. При непосредственном введении семенной плазмы в полость матки она может вызвать спазмы и содержит факторы, снижающие оплодотворяющую способность сперматозоидов:

Поэтому цель «подготовки спермы» (или «отмывки спермы») заключается в том, чтобы из этой смеси выделить наиболее подвижную, здоровую и функционально полноценную популяцию сперматозоидов и сконцентрировать её в небольшом объёме. Для этого чаще всего используются два основных метода:

• Центрифугирование в градиенте плотности (Density Gradient Centrifugation — DGC): эта техника представляет собой своего рода «фильтрационный» метод, при котором клетки разделяются в соответствии с их плотностью. Зрелые, здоровые и морфологически нормальные сперматозоиды — самые плотные клетки в эякуляте. Незрелые сперматозоиды, лейкоциты и другие остаточные клетки менее плотные. В пробирку послойно вносят специальные растворы, образующие своеобразную «дорожку». При центрифугировании (высокоскоростном вращении) только самые плотные и сильные сперматозоиды проходят через все слои и оказываются на дне пробирки. Все нежелательные клетки остаются в верхних слоях. Этот метод идеален для пациентов с низким количеством сперматозоидов (олигозооспермия), сниженной подвижностью (астенозооспермия) и нарушенной морфологией (OAT-синдром), когда необходимо «отфильтровать и сконцентрировать» небольшое количество качественных сперматозоидов из большой фоновой популяции.
• Метод Swim-Up («всплытие вверх»): это метод положительного отбора, основанный на способности сперматозоидов «быстрее всех плыть вверх». Образец эякулята или предварительно отмытый осадок сперматозоидов помещают на дно пробирки, сверху аккуратно добавляют специальную культурульную среду. Пробирку инкубируют при 37°C в течение 30–60 минут. За это время самые сильные и быстрые сперматозоиды «уплывают вверх» из исходной среды в верхний слой чистой среды. По окончании инкубации отбирают только верхнюю фракцию, содержащую наиболее подвижные сперматозоиды. Этот метод считается более «щадящим» и предполагается, что он отбирает сперматозоиды с меньшим повреждением ДНК. Однако выход сперматозоидов при этом ниже, чем при DGC. Поэтому метод чаще применяется у пациентов, у которых исходное количество и подвижность сперматозоидов уже достаточно высоки (нормозооспермия).

Часто задаваемые вопросы