Мужская фертильность и микробиом: как бактерии в кишечнике и сперме влияют на здоровье сперматозоидов

Автор: Уго Франсиско де Соуза
Рецензент: Бенедетта Куффари, магистр наук

В этой статье рассматривается, как мужской репродуктивный микробиом влияет на фертильность посредством таких механизмов, как воспаление, окислительный стресс и гормональные нарушения. В статье также освещаются клинические аспекты, в том числе диагностическое профилирование и пробиотическая терапия, которые могут улучшить качество спермы и результаты вспомогательных репродуктивных технологий.

Введение

За последние 30 лет уровень мужского бесплодия вырос почти на 75 %. По текущим оценкам, от этого заболевания страдают более 56 миллионов мужчин по всему миру.1,2 Несмотря на десятилетия исследований, 30–70 % случаев мужского бесплодия классифицируются как идиопатические.1 Мужское бесплодие является причиной примерно половины всех случаев бесплодия в мире, а окислительный стресс, инфекции и микробный дисбиоз всё чаще признаются факторами, влияющими на развитие заболевания наряду с генетическими и эндокринными причинами.3,6,11

Мужской репродуктивный микробиом

Мужские репродуктивные органы представляют собой специализированную среду, населённую разнообразной микробиотой. Сперма, содержащая выделения из множества желёз и яичек, служит точкой соприкосновения для бактериальных сообществ, характерных для конкретных регионов, и поэтому считается репрезентативной для всего мужского репродуктивного микробиома.

Технологии секвенирования нового поколения (NGS), такие как секвенирование генома и высокопроизводительная протеомика, позволили выявить разнообразное и сложное микробное сообщество в сперме, яичках и урогенитальном тракте. Эти технологические достижения в сочетании с широкой доступностью наборов данных о пациентах показывают, что в микробиоме спермы здоровых мужчин обычно преобладают протеобактерии, актинобактерии, фирмикуты и бактероиды.4

Эубиоз, характеризующийся преобладанием полезных бактерий, таких как Lactobacillus, все чаще связывают с улучшением качества спермы и снижением риска развития простатита.4 Для сравнения: дисбиоз чаще наблюдается у мужчин с бесплодием и сопровождается ухудшением показателей спермы. Были выявлены отдельные кластеры микробиома спермы, в которых преобладают Lactobacillus, Prevotella или Streptococcus, причем кластер с преобладанием Lactobacillus связан с наилучшим качеством спермы и показателями фертильности.5

Разрастание Prevotella, Ureaplasma и Mycoplasma также является распространённым признаком дисбактериоза. Все эти патогены связаны с неблагоприятными последствиями для фертильности.3 Например, было доказано, что Ureaplasma parvum ухудшает подвижность и морфологию сперматозоидов, хотя целенаправленное лечение антибиотиками может обратить эти эффекты вспять. Усиление воспалительных процессов и окислительного стресса, которые являются известными факторами риска при мужском бесплодии, часто происходит в присутствии этих микроорганизмов, что может ещё больше повлиять на фертильность.8

Механизмы, связывающие микробиом и фертильность

Дисбаланс в микробиоте семенной жидкости может напрямую влиять на качество спермы, как это было показано на животных и в доклинических моделях. Патогенные или условно-патогенные бактерии впоследствии прикрепляются к сперматозоидам, что приводит к их агглютинации и снижению подвижности. Эти микроорганизмы также могут вызывать воспалительную реакцию, характеризующуюся инфильтрацией лейкоцитов в семенную жидкость, что приводит к высвобождению большого количества активных форм кислорода (АФК).

В отличие от большинства соматических клеток, сперматозоиды имеют минимальную антиоксидантную защиту. В результате проникновение активных форм кислорода может привести к перекисному окислению липидов в мембране сперматозоидов и фрагментации ДНК, что в значительной степени связано со снижением фертильности и плохим развитием эмбриона. Фрагментация ДНК, вызванная активными формами кислорода, часто встречается у бесплодных мужчин и уменьшается после приема пробиотиков, которые усиливают антиоксидантную защиту.

Кишечно-яичниковая ось — это двунаправленный канал связи, который соединяет микробиом кишечника с функцией яичек.6 Было замечено, что дисбиоз нарушает эту ось, подрывая целостность кишечного барьера, что позволяет бактериальным эндотоксинам, таким как липополисахариды (ЛПС), попадать в кровоток.7

Системная эндотоксемия приводит к хроническому вялотекущему воспалительному процессу, который вызывает воспаление яичек и нарушает сперматогенез. Это воспаление также может подавлять работу гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы (ГГГС), негативно влияя на выработку тестостерона. Исследования на мышах подтверждают, что отсутствие микробиоты кишечника приводит к уменьшению размера яичек, изменению иммунных сигналов в придатке яичка и передаче репродуктивной дисфункции потомству, что является доказательством причинно-следственной связи между кишечником и яичками.

Данные научных исследований

Исследования неизменно показывают связь между избыточным ростом определённых бактерий и ухудшением показателей спермы. Например, наличие уреаплазмы в сперме приводит к эпигенетическим изменениям в сперматозоидах и снижению их подвижности, возможно, из-за выработки цитотоксического аммиака и индукции окислительного стресса.3,4,8

На сегодняшний день большинство исследований на людях носят корреляционный характер, в то время как доклинические исследования предоставляют более убедительные доказательства причинно-следственной связи между дисбактериозом кишечника и мужским бесплодием.9 У мышей, выращенных в стерильных условиях, у которых отсутствовал микробиом кишечника, наблюдалось снижение массы яичек и признаки воспаления, напоминающего эпидидимит, по сравнению с мышами дикого типа. Таким образом, были получены доказательства того, что наличие здорового микробиома необходимо для нормального развития и функционирования мужских репродуктивных органов.8,9

Крупномасштабные метагеномные исследования показали, что состав микробиома спермы может различаться у фертильных и бесплодных мужчин, что говорит о потенциальной диагностической ценности этого метода.5

Таблица 1. Связь микроорганизмов с мужской фертильностью

Таблица 2. Влияние приёма пробиотиков на мужскую фертильность

Клинические последствия

В настоящее время исследователи изучают диагностический потенциал профилирования микробиома спермы с помощью секвенирования 16S рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (рРНК) для выявления потенциально дисбиотических микробных признаков, связанных с идиопатическим мужским бесплодием.10

На самом деле состав микробиома спермы уже используется для прогнозирования результатов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). В одном исследовании, посвящённом экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО), было обнаружено, что образцы спермы из успешных циклов были значительно обогащены Lactobacillus jensenii и Faecalibacterium, в то время как в образцах из неудачных циклов было больше Prevotella и Bacteroides.10

Систематический обзор рандомизированных клинических исследований (РКИ) также показал, что пероральный приём пробиотиков, как правило, штаммов Lactobacillus и Bifidobacterium, значительно улучшает концентрацию, подвижность и морфологию сперматозоидов.11

Приём пробиотиков также был связан с уменьшением фрагментации ДНК сперматозоидов, повышением общей антиоксидантной способности и снижением уровня маркеров воспаления, таких как С-реактивный белок и фактор некроза опухоли-α, что подтверждает их потенциал в качестве дополнительной терапии при идиопатическом бесплодии.12–15

Проблемы и пробелы в знаниях

Основная проблема, с которой сталкиваются исследователи мужского репродуктивного микробиома, заключается в том, что большинство исследований на людях носят перекрестный характер и выявляют корреляцию, а не причинно-следственную связь. Отсутствие стандартизированных протоколов сбора образцов, выделения ДНК, секвенирования и анализа данных еще больше ограничивает возможность обобщения любых клинических наблюдений.

Загрязнение образцов и недостаточный размер выборки пациентов также остаются проблемой, особенно из-за низкой микробной биомассы в репродуктивных образцах.1 Ещё одним ограничением является вариативность в зависимости от географического региона и методов секвенирования, что усложняет сравнение результатов исследований и препятствует метаанализу.3,5

Выводы

Мужской репродуктивный микробиом стал важным фактором мужского репродуктивного здоровья, который ранее упускался из виду. Хотя для установления причинно-следственной связи необходимы дополнительные исследования на людях, известно, что воспаление, окислительный стресс и эндокринная модуляция негативно влияют на качество спермы и эффективность вспомогательных репродуктивных технологий.

В будущем интеграция мультиомных подходов, объединяющих метагеномику, транскриптомику и метаболомику, позволит лучше понять, как микробиом влияет на мужскую фертильность.1,7 Разработка пробиотиков нового поколения, пребиотиков и других методов лечения, нацеленных на микробиом, в сочетании с развитием моделей машинного обучения и искусственного интеллекта (ИИ) может также дать важную информацию, необходимую для разработки более эффективных методов лечения мужского бесплодия.7,11

Ссылки

1. Коррал-Васкес, К., Бланко, Х., Саррате, З. и Антон, Э. (2024). Раскрытие тайн микробиома семенной жидкости и его влияния на фертильность человека. Биология 13(3); 150. DOI:10.3390/biology13030150, https://www.mdpi.com/2079-7737/13/3/150.
2. Лю, Дж., Цинь, Ю., Лю, Х., и др. (2025). Глобальное, региональное и национальное бремя женского бесплодия и тенденции его развития с 1990 по 2021 год с прогнозами до 2050 года на основе анализа GBD 2021. Научные отчёты 15(1). DOI:10.1038/s41598-025-01498-x, https://www.nature.com/articles/s41598-025-01498-x.
3. Chatzokou, D., Tsarna, E., Davouti, E., et al. (2025). Микробиом спермы, мужское бесплодие и репродуктивное здоровье. Международный журнал молекулярных наук 26(4); 1446. DOI:10.3390/ijms26041446, https://www.mdpi.com/1422-0067/26/4/1446.
4. Осадчий В., Миллс Дж. Н., Майер Э. А. и Элесварупу С. В. (2020). Микробиом семенной жидкости и мужское бесплодие. Текущие отчеты о сексуальном здоровье 12(3); 202–207. DOI:10.1007/s11930-020-00273-5, https://link.springer.com/article/10.1007/s11930-020-00273-5.
5. Моула С., Фарахани Л., Таракан Т. и др. (2025). Характеристика и сравнение микробиоты спермы и бактериальной нагрузки у мужчин с бесплодием, привычным невынашиванием беременности или подтверждённой фертильностью. eLife. DOI:10.7554/elife.96090.3, https://elifesciences.org/reviewed-preprints/96090.
6. Lv, S., Huang, J., Luo, Y., et al. (2024). Микробиота кишечника влияет на репродуктивную функцию мужчин: обзор. Frontiers in Microbiology 15. DOI:10.3389/fmicb.2024.1371667, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2024.1371667.
7. Калцас А., Яннакодимос И., Марку Э. и др. (2025). Андробактом и ось микробиота кишечника — яички: обзор новых данных о мужской фертильности. Международный журнал молекулярных наук 26(13); 6211. DOI:10.3390/ijms26136211, https://www.mdpi.com/1422-0067/26/13/6211.
8. Линдхоф Х. и Хоми Б. (2025). Качество спермы, нарушенное из-за Ureaplasma parvum, улучшается после лечения доксициклином у некоторых пациентов: когортное исследование. Фундаментальная и клиническая андрология 35(1). DOI:10.1186/s12610-025-00284-z, https://basicandclinicalandrology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12610-025-00284-z.
9. Тригг, Н. А., Чжоу, С. К., Харрис, Дж. К., и др. (2025). Недостаток комменсальной микробиоты влияет на состояние мужских половых органов у мышей на протяжении нескольких поколений. Репродукция 169(4). DOI:10.1530/rep-24-0204, https://rep.bioscientifica.com/view/journals/rep/169/4/REP-24-0204.xml
10. Оквелогу С. И., Икечебелу Дж. И., Агбакоба Н. Р. и Анукам К. С. (2021). Состав микробиома у бесплодных пар, проходящих процедуру экстракорпорального оплодотворения, с использованием методов секвенирования гена 16S рРНК: есть ли связь с клиническими результатами? Границы клеточной и инфекционной микробиологии 11. DOI:10.3389/fcimb.2021.709372, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2021.709372.
11. Оливейра Л., Коста Э. К., Мартинс Ф. Д. Г. и др. (2024). Применение пробиотиков при лечении мужского бесплодия: систематический обзор. JBRA Вспомогательные репродуктивные технологии. DOI:10.5935/1518-0557.20240013, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11152433/
12. Валькарсе Д. Г., Геновес С., Риеско М. Ф., Марторель П., Эрраэс М. П., Рамон Д. и Роблес В. (2017). Применение пробиотиков улучшает качество спермы у доноров с астенозооспермией. Полезные микробы 8(2):193–206. DOI:10.3920/BM2016.0122, https://brill.com/view/journals/bm/8/2/article-p193_6.xml?srsltid=AfmBOoqPxRrmWlBzmPTzeWyYml_TDSluZ0P7lmzpE4e_hbwYOkRmtXep
13. Маретти К. и Каваллини Г. (2017). Сочетание пробиотика с пребиотиком (Flortec) для улучшения качества/количества сперматозоидов у пациентов с идиопатической олигоастенотератозооспермией, страдающих бесплодием: пилотное исследование. Андрология 5(3):439–444. DOI:10.1111/andr.12336, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/andr.12336
14. Хелли Б., Кавианпур М., Гаеди Э., Дадфар М. и Хагигиан Х. К. (2022). Влияние пробиотиков на параметры спермы, индекс окислительного стресса, факторы воспаления и половые гормоны у мужчин с бесплодием: рандомизированное исследование. Human Fertility (Camb) 25(4):499–507. DOI:10.1080/14647273.2020.1824080, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14647273.2020.1824080
15. Аббаси Б., Аббаси Х. и Нируманд Х. (2021). Применение синбиотика (FamiLact) при идиопатическом мужском бесплодии улучшает качество спермы, целостность ДНК и состояние хроматина: тройное слепое рандомизированное клиническое исследование. Международный журнал репродуктивной биомедицины 19(3):235–244. DOI:10.18502/ijrm.v19i3.8571, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8023005/