Иммунологические факторы бесплодия и антигены сперматозоидов

Охоботов Д.А., Зарайский Е.И., Павлова Г.В., Камалов А.А
ФГУ «НИИ урологии Росздрава», НИИ Морфологии человека РАМН Институт биологии гена РАН


   Бесплодие в браке - важная медико-социальная проблема. В настоящее время примерно 10% супружеских пар являются бесплодными. Существуют тенденции увеличения этого процента. Анализ здоровья школьниц средней полосы России показывает, что до 30% из них могут иметь проблемы с деторождением. Одним из существенных, не до конца изученных аспектом этой проблемы является иммунологическое бесплодие семейных пар. В его основе лежит наличие у пациентов антител к гаметам. Основной вклад в иммунологическое бесплодие вносит антиспермальный конфликт, хотя у небольшого процента пар бесплодие обуславливается антителами против антигенов яйцеклетки (в первую очередь Zona pellucida ) у женщины, антителами к антигенам семенной плазмы и некоторыми другими. В данной работе будут рассмотрены иммунологические факторы бесплодия, связанные с антигенами спермотозоидов. Наличие иммунного ответа к таким антигенам ведет к бесплодию, в основе которого лежит антиспермальный конфликт. Предполагется, что он должен иметь место у тех 10-17% бесплодных пар, у которых причину бесплодия установить не удается.(1,3) При этом нарушения фертильности у мужчин являются причиной бесплодия в браке в 40-50 % случаев. (1) Среди пар с необъяснимым бесплодием можно выделить группу пациентов, у которых были обнаружены в крови или жидкостях репродуктивного тракта антиспермальные антитела (АСАТ) с агглютинирующими или иммобилизирующими сперматозоиды свойствами (5,6).

   Из общего количества супружеских пар с проблемами получения желательной беременности, у 5% из них выявляются антиспермальные антитела (АСАТ) в секрете канала шейки матки, эякуляте и в сыворотке крови. (1,3). Обнаружение АСАТ любым из лабораторных методов (MAR-тест, 1ВТ-тест, ИФА/ELISA и др.) позволяет установить существование аутоиммунных реакций против сперматозоидов. Если АСАТ покрыты более 50% подвижных сперматозоидов, ставится диагноз "мужское иммунное бесплодие". АСАТ способны влиять на:
1) сперматогенез в яичках,
2) подвижность сперматозоидов в эякуляте,
3) пенетрацию цервикальной слизи
4) капацитацию и акросомальную реакцию
5) прикрепление, связывание и пенетрацию спермия zona pellucida (10)

   Образование антител, направленное к антигенам сперматозоидов, как и антиспермальный иммунитет, является причиной бесплодия в семье, которая, по всей вероятности, встречается с такой же частотой. АСАТ формируются на экспрессированные и/или сорбированные антигены сперматозоидов . (1) У части бесплодных пациентов АСАТ были найдены как у женщин (алло-антитела), так и у мужчин (аутоантитела). Их можно выявить в крови, сперме, фолликулярной жидкости, вагинальной и цервикальной слизи. Хотя АСАТ могут агглютинировать и иммобилизировать сперму, не установлено точно, какие антитела являются причиной бесплодия [7,8]. Главным препятствием этому является многообразие специфичности АСАТ. Антиспермальные антитела состоят из многочисленных антител, взаимодействующих с множеством спермальных компонентов, и до сих пор преобладающий при бесплодии антиген-мишень АСАТ не определен.(4)

   Впервые антиспермальные антитела в сыворотке бесплодных мужчин описали Rumke и Wilson в 1954 г. Чаще всего это антитела класса G, реже IgA и IgM. Антиспермальные антитела обнаруживаются у здоровых мужчин (1-10%), у мужчин с бесплодием (15-22%), при этом в высоком титре всего у 6-7% и у бесплодных женщин. (2)

   На поверхности сперматозоидов обнаружены антигены групп крови АВО, хотя есть мнение, что они сорбируются сперматозоидами из семенной плазмы.(1) Это же касается и эритроцитарных антигенов систем Rh, MNS и P. Также на сперматозоидах человека обнаружены HLA-антигены I и II классов, которые с помощью моноклональных антител выявляются более чем на 50% клеток. Возможно, они тоже в какой-то мере сорбируются из семенной плазмы. Факт наличия на сперматозоидах этих антигенов доказывает, что они могут сенсибилизировать женщину к антигенам гистосовместимости системы HLA.(1)

   Механизмы иммунитета, наряду с нейрогуморальной регуляцией участвуют в поддержании физиологического уровня сперматогенеза. Аутоиммунитет к антигенам сперматозоидов вызывает мужскую инфертильностъ двумя путями: 1. непосредственное цитотоксическое действие антител на сперматозоиды; 2. постепенное нарушение нормального сперматогенеза с развитием одиго- и астенозооспермии, при этом иммунные реакции действуют, как вторичные, усиливая повреждение семенников, придатков и добавочных половых желез. (1) Произойти аутоиммунизация может вследствие травматического повреждения или при воспалительном процессе половых органов. (1)

   Антиспермальные антитела в процессе сперматогенеза появляются на стадии сперматоцитов первого порядка, причем уровень их экспрессии увеличивается по мере развития сперматозоидов, они обладают свойством аутоантигенности, т.е. иммунологически чужеродны в собственном организме. У здоровых мужчин сперматозоиды, находящиеся в придатке яичка (эпидидимисе), подвергаются фагоцитозу, если не наступает эякуляция. Однако это не связано с появлением антиспермальных антител, что, возможно, обусловлено: 1) иммунологической толерантностью, вызванной резорбцией сперматозоидов; 2) блокадой образования антиспермальных антител другими антителами; 3) индивидуальными особенностями антителообразования. (2)

   Образованию антиспермальных антител в разных отделах мужской репродуктивной системы препятствуют различные механизмы. Так, в яичке защиту сперматозоидов и клеток сперматогенеза осуществляет гематотестикулярный барьер (ГТБ), который изолирует клетки сперматогенеза от иммунокомпетентных клеток организма. В основе этого барьера лежат клетки Сертоли и их отростки. После выхода сперматозоида из яичка действует другой механизм защиты: способность сперматозоидов мимикрировать (приспосабливаться) к окружающей среде, т. е. сбрасывать с оболочки ранее сорбированные антигены и адсорбировать новые - из других сред, в том числе и из женского репродуктивного тракта. Эта способность сильнее выражена у жизнеспособных спермиев. Кроме того, в спермоплазме содержатся местные регуляторные факторы, препятствующие образованию антиспермальных антител и развитию клеточной антиспермальной сенсибилизации (например, иммуносупрессивный фактор спермоплазмы). Эти факторы секретируются в придаточных железах мужской репродуктивной системы. (2)

   Сбой механизмов защиты на любом уровне приводит к появлению антиспермальных антител. Так, повреждение ГТБ открывает для иммунной системы доступ к ткани яичка, являющейся носителем антигенов, к которым в организме не выработана иммунологическая толерантность. Чаще всего гематотестикулярный барьер повреждается в области сплетения и семявыносящих канальцев. Проникающие через ГЭБ лимфоциты вызывают первичное повреждение, способствующее проникновению цитотоксических антител и комплемента. Деструкция в системе семявыносящих протоков ведет к вторичным иммунным поражениям в пределах семенных канальцев, вовлекающим клеточно-специфические антигены на всех стадиях сперматогенеза и появление антиспермальных антител. Это экспериментальная модель, которая имеет свои аналоги в клинике. Например, хирургические вмешательства, травмы мошонки, воспалительные заболевания мужской репродуктивной системы различной этиологии часто приводят к нарушению целостности ГТБ и развитию аутоиммунитета к антигенам сперматозоидов (2). У мужчин наиболее частой причиной этого являются острые и тупые травмы яичек, сопровождающиеся разрывом семенных канальцев и капилляров. При этом антигены попадают в кровь и вызывают иммунный ответ. Если травма была сильной, воспалительный процесс в яичке - орхит - обычно захватывает весь орган, при этом функциональная ткань, которая обеспечивает выработку сперматозоидов, замещается на соединительную ткань. Если повреждение не сопровождалось ярко выраженными болезненными ощущениями, то за счет естественных восстановительных процессов целостность гемато-тестикулярного барьера восстанавливается и выработка спермы продолжается. Но специфические антиспермальные антитела (АСАТ), которые начали образовываться после травмы, продолжают циркулировать в сперме и крови и нарушают образование сперматозоидов. При этом объектом иммунной атаки оказываются все сперматозоиды, образовавшиеся как в травмированном, так и в здоровом яичке. В присутствии АСАТ снижается подвижность сперматозоидов, происходит их агглютинация (склеивание между собой), оказывается практически невозможным прохождение через цервикальный канал в матку, нарушается акросомальная реакция, без чего невозможно оплодотворение яйцеклетки даже "в пробирке".(10)

   Кроме того, следует отметить, что нарушения механизма мимикрии приводят к контакту спермальных антигенов с иммунной системой и выработке антиспермальных антител как в мужском, так и женском организме. Нарушения процессов сперматогенеза (в яичке) или функционального созревания спермиев (в эпидидимисе), вызванные различными причинами (воспалительные заболевания, варикоцеле, крипторхизм, эндокринная патология) приводят к снижению жизнеспособности сперматозоидов и нарушению механизма мимикрии. (2).

   В литературе нет однозначного мнения о влиянии антиспермальных антител на качество эякулята. По мнению одних авторов - наличие антиспермальных антител не влияет на подвижность и другие морфологические характеристики качества спермы, другие считают, что антиспермальные антитела вызывают снижение скорости движения и жизнеспособности спермиев. Предполагается, что антиспермальные антитела могут нарушать функциональную целостность мембраны сперматозоидов. У мужчин с антиспермальными антителами часто наблюдается снижение показателей теста гипоосмотического набухания сперматозоидов, который сочетается со снижением оплодотворяющей способности эякулята. Сниженный тест гипоосмотического набухания сперматозоидов выявляется как у мужчин с нормальными, так и субнормальными показателями спермограммы. Антиспермальные антитела могут оказывать повреждающее действие на функцию предстательной железы, в частности на простасомы, органеллы, секретируемые ацинарными клетками предстательной железы. Антиспермальные антитела классов IgG и IgА цервикальной слизи и других жидкостей женского репродуктивного тракта препятствуют продвижению сперматозоидов и их пенетрации через цервикальную слизь, блокируют рецепторные участки на головке сперматозоида, ответственные за связывание с блестящей оболочкой яйцеклетки (2).

   Кроме того, антиспермальные антитела нарушают процесс капацитации сперматозоидов, воздействуют на акросомальную реакцию, блокируя экзоцитоз кортикальных гранул. (2).

   Антиспермальные антитела состоят из множества антител, и взаимодействуют со множеством спермальных компонентов. Преобладающий при иммунологическом бесплодии – мишень-антиген не определен до настоящего времени. (4)

   Наиболее подробно изучено несколько спермальных антигенов (АГ) ассоциированных с бесплодием, а также кодирующие их гены. Эти антигены: FA-1, YWK-II, BE-20, rSMP-B, BS-63, BS-17, HED-2, каждый из которых отличается от остальных по структуре и синтезируется разными клетками репродуктивного тракта (половыми клетками, клетками эпителия придатка яичка и клетками Сертоли) (4). Следует подчеркнуть, что не все антитела, вырабатывающиеся против антигенов сперматозоидов, представляют угрозу для их функционирования. Из более чем 40 антигенов сперматозоидов и семенной плазмы лишь несколько связаны с нарушением оплодотворяющей способности. (10).

   Идентифицируются они с помощью моноклональных антител. Идентификация человеческих гомологов антигенов, первоначально идентифицированных в модели животного часто затруднена.(3)

   Для удобства восприятия мы решили разделить их по области, где их влияние заметно наиболее сильно:


Полифункциональные антигены

   Антиген YWK-II. Антиген встречается у широкого видового спектра живых существ, начиная от бактерий, типа E.Coli и заканчивая человеком. (33) Антиген YWK-II локализован в экваториальном секторе головки сперматозоида (11), и влияет на внутриклеточный цАМФ-зависимый путь передачи сигнала и фосфорилирования белков в сперматозоидах, таким образом регулируя их подвижность и обеспечивая капацитацию (4,29). Выявляется на всех стадиях сперматогенеза, в различных участках придатка яичка.(20,28). Состоит из 763 аминокислотных остатков и является трансмембранным белком. Кодирующий его ген располагается в локусе 11q-24-25 одиннадцатой хромосомы человека. Полипротеин участвует в трансдукции сигнала для возникновения акросомальной реакции, оказывает влияние на всех этапах акросомальной реакции, и регулируется С и cdc-2 протеинкиназами. (20,33) Хотя антитела к этому антигену и обладают сильной сперматозоид-агглютинирующей активностью, их антифертильный эффект может быть обусловлен и другими механизмами. Например, пассивная иммунизация самки мыши анти-YWK-II АТ вызывает задержку развития оплодотворенных яйцеклеток.(12,20) Также эти АТ, добавленные к культивируемым in vitro мышиным зиготам, блокируют их развитие на стадии бластулы первого дробления (13,20). Таким образом, анти-YWK-II АТ обладают множественным действием: они способны агглютинировать человеческую сперму, препятствовать взаимодействию сперматозоидов с яйцеклеткой и задерживать рост и развитие зигот или эмбрионов.(4,20)

   Кроме того, антиген оказывает влияние на процессы фосфорилирования белков в сперматозоидах, таким образом, влияя на созревание сперматозоидов.(28) Оказывает влияние на дифференцировку сперматозоидов в стадии пахитены у крыс (34)

   Антиген ВЕ-20: белок, специфичный для придатка яичка. Сперматозоиды млекопитающих приобретают подвижность и способность оплодотворять яйцеклетку при созревании во время прохождении через эпидидимис (14,35). Созревание сперматозоидов – это андроген-зависимый процесс, который включает в себя ремоделирование спектра цитоплазматических и структурных белков и конденсацию хроматина (14,15). Активация дифференцировки спермиев эпидидимисом осуществляется с помощью секреторных компонентов, включающих глутатионпероксидазу, CD52/HE5, CDW52 и внеклеточный ингибитор протеазы (14). Тем не менее, конкретный фактор, ответственный за активацию созревания, пока не определен (14,16).

   ВЕ-20 представляет собой протеин, с молекулярной массой 20 кДа, выделенный из жидкости каудальной части придатка яичка, и локализован на эпителиальных клетках хвоста эпидидимиса и проксимального сегмента семенного канатика человека (4,17). Антитела к нему способны агглютинировать и иммобилизировать человеческие сперматозоиды, а также блокировать их способность проникать в свободную от zona pellucida яйцеклетку хомяка (опыты in vitro).

   При исследовании кодирующего гена, из клеток хвоста придатка яичка была выделена кДНК для белка ВЕ-20 с открытой рамкой считывания из 369 пар оснований, кодирующих 13-кДА полипептид. При анализе нуклеотидной последовательности был показан высокий процент гомологии с ингибиторами протеазы, обозначенными как НЕ6 (76,8%), НЕ5 (52%), НЕ4 (48%) (4,18). Таким образом, было показано, что антиген ВЕ-20 принадлежит к семейству внеклеточных ингибиторов протеиназ (18).

   Белок ВЕ-20 синтезируется клетками придатка яичка и обволакивает оболочку сперматозоидов при их прохождения через просвет придатка, при этом сперматозоиды приобретают подвижность и оплодотворяющий потенциал (17). ВЕ-20 является одним из факторов, активирующих созревание сперматозоидов, поддерживает целостность акросом и предупреждает их спонтанный или преждевременный лизис. Антитела к ВЕ-20 могут препятствовать созреванию сперматозоидов, инактивируя ингибиторы протеаз. При этом возможна преждевременная индукция лизиса акросомы протеазами и потеря сперматозоидами своих оплодотворяющх свойств.(4)

   Спермальный хвостовой антиген (rSMP-B). Антиген представляет собой белок с молекулярной массой около 20,1 кДа, который продуцируется половыми клетками во время сперматогенеза на стадии сперматиды. (19). Выявлен он как у животных, так и у человека и локализуется на 9 хромосоме в районе р-12 – р-13 (31). Моноклональные анти-rSMP-B антитела оказывают выраженный антифертильный эффект, путем блокады проникновения сперматозоидов в яйцеклетку.(4,31) Кроме того имеются работы, в которых указано, что при иммунизации этим антигеном у животных было отмечено истончение слоя половых клеток, сопровождаемое полным отсутствием сперматозоидов, причем не только в яичке, но и в придатке, что ведет к азооспермии. (4,19)

   Vanage G., с соавторами (20), сообщили о синтезе двух белков rSMP-229 и rSMP-230, соответствующих двум различным частям внеклеточного домена полипептида rSMP-B. Отмечено что при иммунизации пептидом rSMP-229 возникало бесплодие у четверти самок крыс, в то время, как самцы был фертильны. При иммунизации пептидом rSMP-230 инфертильность у самок, имела место в 80% случаев, а самцы становились бесплодны, по всей видимости, вследствие снижения в крови концентрации лютеинизирующего гормона и тестостерона. Восстановление фертильности и уровня гормонов крови происходило к 45 суткам.

   Кроме того, встречаются работы, в которых отмечено, что поликлональные антитела к rSMP-230 блокируют связывание сперматозоидов с zona pellucida (21).

   Кальпастатин (антиген BS-17). Представляет собой 17,5 кДа гликопротеин, содержащий 17,6% нейтральной гексозы и локализуется в акросомальной области сперматозоидов млекопитающих. Анти-BS-17 АТ были использованы для идентификации АГ-мишеней человеческой спермы. BS-17 играет важную роль в поздней стадии дифферецировки половых клеток (в период спермиогенеза). (4). Кодирующий его ген, по структуре, на 99,7 % имеет подобие с геном кодирующим кальпастатин. (29)

   Поликлональные анти-BS-17 АТ блокируют in vitro способность сперматозоидов проникать в яйцеклетки животных, свободные от zona pellucida, и оплодотворять их, тем самым оплодотворяющая способность спермы снижается. Однако эти АТ не влияют на прикрепление сперматозоидов человека к поверхности яйцеклетки или на их подвижность (23).

   Кальпастатин при связывании с кальпаином (Са2+-чувствительный цистеиновой эндопептидазой) формирует неактивный комплекс. Предполагается, что во время оплодотворения кальпаин-кальпастатиновый комплекс диссоциирует, освобождая протеазу, что запускает акросомальную реакцию.(29) Присутствие анти-BS-17-АТ вызывает дестабилизацию комплекса и преждевременный запуск реакции. При этом сперматозоид теряет свою способность к оплодотворению (24).

   EP-20. Представляет собой гликопротеин с молекулярной массой приблизительно 20 кДа Он продуцируется клетками Сертоли и клетками придатка яичка, влияет на сперматогенез и созревание сперматозоидов (25) Анти-ЕР-20 АТ агглютинируют и иммобилизируют человеческую сперму, а также ингибируют проникновение сперматозоида в яйцеклетку, свободную от zona pellucida (4).

   SAGA-I, или антиген склеивания спермы. Гликозилфосфатитидилинозитол, действует в очень кислой среде. По структуре идентичен CD-52 гликопротеину, на поверхности лимфоцитов человека. И SAGA-I и CD-52 имеют сходную белковую структуру, и различаются только углеводными основаниями. Животные иммунизированные антителами к этому антигену были бесплодны. По всей видимости блокируются процессы созревания сперматозоидов и акросомальная реакция.(28)

   Цитокины. Оказывают влияние на подвижность сперматозоидов, капацитацию, акросомальную реакцию, закрепление сперматозоида к зоне проникновения и само проникновение, а также процессы дальнейшего развития зиготы. Интерфероны альфа и гамма, а также фактор некроза опухоли TNF- альфа оказывают выраженное отрицательное воздействие на подвижность сперматозоидов, в то время как интерлейкин 6 увеличивает зону акросомальной реакции и облегчает ее. Кроме того на поверхности человечких сперматозоидов зафиксированы рецепторы к интерлейкинам (IL-2): 2-альфа и 2-бета, инсулин-подобному фактору роста- 1 (IGF-1), и фактору роста гепатоцитов. Тем не менее точная роль этих интерлейкинов на сперматогенез не определена. Интерлейкины также оказывают влияние на процессы фосфорилирования тирозина. (45)


Антигены созревания сперматозоидов

   Сперматозоиды обретают созревание в придатке яичка. Эти изменения заключаются в следующем: Изменяется акросомальная зона, сперматозоиды получают направленность своего транспорта и энергетическую подвижность хвоста (35). Кроме того с ними происходят некоторые морфологические изменения, необходимые для окончательного созревания и транспорта.(35,36) Установлено, что в разных участках придатка происходят специфичные изменения мембраны сперматозоида, характерные только для этого специфического участка (35,37,38)

   Антигены мембран сперматогониальных стволовых клеток. Антигены бета -1- интегрин и альфа-6-интегрин. Определяются на сперматогониальных стволовых клетках у мужчин и ооцитах у женщин. У женщин их можно выявить вплоть до начала акросомальной реакции. Интегрины используются для идентификации сперматогониальных стволовых клеток при трансплантации и могут быть идентифицированы на протяжении 2-х месяцев после пересадки.(31)

   Антигены IWK-II, BE-20, rSMP-B, EP-20. О их роли изложено выше.

   Нуклеопорин-связанный антиген яичек BS-63. Представляет собой полипептид из 608 аминокислотных остатков и локализуется на длинном плече 2 хромосомы, на участке 2q11-q12 (22). Показано, что половые клетки экспрессируют BS-63 ген на всех стадиях сперматогенеза и, возможно, он участвует в дифференцировке сперматогоний в сперматозоиды.

   HED-2 (зиксин): антиген клеток Сертоли. Представляет собой клон к ДНК, выделенный с использованием поликлональных анти- ЕР-20 АТ из библиотеки λgt11. По структуре он имеет 99% гомологию в аминокислотной последовательности и очень схожую третичную структуру с таким белком как зиксин. Зиксин, постоянный компонент межклеточного матрикса, вовлечен в обмен и транспорт необходимых питательных веществ и метаболитов, а также в присоединении лигандов к плазматическим мембранам клеток (4). Белок HED-2 может играть схожую с зиксином роль в питании половых клеток с помощью клеток Сертоли, повышая экспрессию специфических генов, активируя регуляторы транскрипции и обеспечивая внутриклеточную сигнальную трансдукцию, тем самым способствовать дифференцировке сперматогоний в сперматозоиды (9).

   ßA4-Amyloid Precursor Protein (APP). Представляет собой протеин, состоящий из 751 аминокислотного остатка, и структурно напоминает поверхностные рецепторы клеточной мембраны. Выделен из плацентарной библиотеки, на длинном плече 9 хромосомы в зоне ингибиторов протеазы Kunitz. По структуре напоминает такие пептиды как APLP2 и CDE-1. Протеин присутствует в ткани яичка и, по всей видимости, оказывает влияние на формирование и развитие сперматозоидов. (28) Блокада зоны синтеза протеина оказывала влияние в качестве одного из критических факторов для развития сперматогенеза в эмбриогенезе.(28)

   A-36: GPI/NLK-like белок, являющийся антигеном поверхности спермы, вызывает выраженное склеивание сперматозоидов при иммунизации его антителами. Реакция его выявлена только со спермоплазмой, что указывает на его выраженное действие на сперматозоиды в придатке яичка.(29)

   1,8 и 2,8 mRNAs оказывает выраженное снижение синтеза белка в хвостовой части сперматозоида.(29)

   III бета тубулины и тектины, оказывают влияние на процессы формирования ядер в аксонеме сперматозоидов. (29)

   Гликопротеин Mr 26000. Участвует в созревании сперматозоидов при прохождении их по придатку яичка. Выявляется в основном в хвосте сперматозоида, хотя при прохождении по придатку яичка было выявлено люминесцентное свечение с антителами не только на различных участках хвоста, но и в зоне центриоли, а также частично в головке, в апикальной зоне.(35)

   RA-175. Иммуноглобулин с кальций-зависимой трансмембранной активностью. Иммунизация антителами RA-175 приводит к выраженным нарушениям сперматогенеза у животных, вследствие нарушения дифференцировки на этапе сперматоциты/сперматиды. Происходит это путем нарушения синнаптических переходов между сперматидами и клетками Сертолли, таким образом регуляторное действие клеток Сертолли полностью блокируется. В нервной ткани этот иммуноглобулин участвует в формировании функциональных синапсов. (41)

   Nectin – 2⁺ и Jam - 2⁺. Иммунизация антителами Nectin – 2⁺ приводит к полной дезорганизации головок сперматозоидов из-за полной дезорганизации цитоскелета. Jam-2⁺ обладает аналогичным действием как и RA-175.(41)


Антигены транспорта сперматозоидов

   Простасомы. Это органеллы, секретируемые ацинарными клетками простаты и попадающие в спермальную плазму во время эякуляции. Прикрепляясь к сперматозоидам, простасомы выступают в качестве антигенов сперматозоидов и могут быть главной АГ–мишенью для АСАТ (26). Локализуются они в наибольшей концентрации в промежуточном отделе спермиев, содержащем митохондрии. Простасомы (П) представляют собой мелкие мембранные пузырьки ультрамикроскопических размеров (средний диаметр 150-200 нм), которые постоянно обнаруживаются в семенной жидкости человека и содержат высокие концентрации ряда биологически активных веществ, влияющих на различные функции эякулированных спермиев, клеток женского полового тракта и микроорганизмы. (27) В частности, благодаря направленному транспорту веществ из П в спермии последние, не обладая способностью к синтезу белка, приобретают новые белковые молекулы, благодаря чему они изменяют свои антигенные свойства, сопротивляемость к иммунному повреждению и другие свойства - подвижность, готовность к акросомальной реакции и др. Слияние простасом со спермиями вызывает обогащение плазмолеммы последних липидами простасом: холестеролом, сфингомиелином и насыщенными глицерофосфолипидами. Благодаря этому плазмолемма стабилизируется, резко уменьшается ее текучесть и снижается вероятность развития преждевременной акросомальной реакции. П стимулируют двигательную активность спермиев. В кислом влагалищном содержимом они оказывают защитное действие, поддерживая жизнеспособность и подвижность спермиев и противодействуя повреждающему и иммобилизирующему влиянию влагалищной среды, в которой после эякуляции происходит массовая гибель спермиев, уменьшение содержания подвижных клеток, а также снижение скорости движения сперматозоидов.(27).

   75- kDa. По структуре является пептидом, состоит из 528 остатков аминокислот, кодируется геном, выделенным из gt11 библиотеки человеческой ДНК, и вызывает выраженную агрегацию сперматозоидов, путем склеивания их головок. (28)

   Протеины C1-INH, CD45, CD-56, CD-49 оказывают выраженное влияние на подвижность всех параметров спермы.(29)

   Хлорид/бикарбонат (Cl-HCO3) участвует в регуляции подвижности спермы.(29)

   A-36: GPI/NLK-like: его роль изложена выше.

   16-kDa протеин спермоплазмы. Иммунизация этим антигеном приводила к выраженному склеиванию сперматозоидов в спермоплазме при пассивной иммунизации в 67 % случаев (29)

   Повышенный титр с цервикальной слизи иммуноглобулинов класса М, и в меньшей степени иммуноглобулинов класса G, вызывает блокаду сперматозоидов в цервикальной слизи. Иммуноглобулины класса A на проникновение сперматозоидов на этом участке наоборот способствуют активации движения сперматозоидов. В некоторых работах (Bronson , 1987) описывается, что обработка фракции иммуноглобулинов А ферментом протеазой, полученной у колонии N. Gonorrhoeae вызывал активацию движения сперматозоидов на этом участке.(29)

   Антиген CD-59 (С - регуляторный протеин): Расположен в акросомальной зоне на наружней мембране и частично в хвосте сперматозоида. Приобретается сперматозоидами в течение сперматогенеза. Иммунизация им происходит при взаимодействии с простатическим эпителием. Является защитным регуляторным антигеном способствующим транспорту сперматозоидов в мужском и женском половых трактах. Активно выявляется на активно дифференцирующемся зародышевом эпителии, после оплодотворения.(40)

   Мембранный белок кофактора (МСР) и фактор ускорения распада сперматозоидов (DAF) (С - регуляторные протеины): Расположены на внутренней стороне мембраны головки сперматозоида в акросомальной зоне. МСР представляет собой протеин с молекулярной массой 40000-46000 MW, DAF - протеин с молекулярной массой около 55000 MW. Встречаются они у фертильных пациентов и очень ограничены у пациентов в анамнезе имеющих хирургические вмешательства на органах репродуктивного тракта. Иммунизация МСР происходит при взаимодействии с простатическим эпителием. Иммунизация DAF происходит в яичке. МСР является защитным регуляторным антигеном, способствующим транспорту сперматозоидов в мужском и женском половых трактах. DAF оказывает обратимое стабилизирующее действие на С-3-конвертазу, фермент расщепляющий мембрану сперматозоида. Белки играют выраженную роль для возникновения беременности, стабилизируя мембрану сперматозоида при прохождении по женскому половому тракту и защищая от иммунных реакций женского организма, путем блокады взаимодействия с С-рецепторами, встречающимися в цервикальной слизи и фолликулярной жидкости. Кроме того, С - регуляторные протеины активно выявляются на дифференцирующемся зародышевом эпителии, после оплодотворения.(40)

   AKAP-4: Антитела к этому антигену ведут к инфертильности путем блокады процессов капацитации и нарушений двигательной активности сперматозоида.(45)


Антигены антибактериальной защиты сперматозоидов

   Гликопротеин Е-3: Протеин, молекулярной массой 28 кДа, локализованный в придатке яичка. Имеется сообщение о его предполагаемой роли, в качестве фактора защиты сперматозоидов и придатка яичка от микробных инфекций. (3)

   SPAG-11 (А,С,D,Е,Т формы): Обеспечивают устойчивость сперматозоидов к внешним воздействиям и участвуют в созревании спермы. Выявляются в жидкости придатка яичка, на сперматозоидах и оказывают выраженный антибактериальный эффект. Антибактериальной активностью обладают все изоформы. (44)


Антигены капацитации и акросомальной реакции

   Антигены IWK-II, BE-20, rSMP-B, EP-20, SAGA-I, AKAP-4 а также о влиянии простасом изложено выше.

   Антиген FA-1 (TSA-1)- выявляется только у человека. (3,29) Отмечено, что пассивная иммунизация спермоплазмы антигеном FA-1 у крыс и человека, приводит к нарушению капацитации и акросомальной реакции (3), путем блокады процессов фосфорилирования тирозина. (29) После адсорбции антител к этому антигену эффективность протекания акросомальной реакции повышалась на 78% (29)

   SP-17 протеин, ассоциированный с А-киназой: По структуре гликопротеин, состоящий из зоны терминальной зоны N, имеющей структуру на 45% схожую с субьединицей R II 2-альфа, фермента А-киназы, углеводной цепочки и кальмодулина с Са++. Выявляется в различных органах и тканях, но его повышенное количество выявляется именно в сперматозоидах. Участвует в протекании акросомальной реакции. (29,30)

   TSA-1: протеин, полученный из библиотеки ДНК яичка, характерный только для человека, блокирует акросомальную реакцию (29)

   Клюстерин: антитела к его двум изоформам влияют на течение акросомальной реакции в районе участка плазмалемма/мембрана сперматозоида.(29)

   Глюкозамин-дезаминаза – 6- фосфат (GNPDA): находится радом с акросомой и, по всей видимости, также влияет на акросомальную реакцию(29).

   GlyR: нейрональный рецептор глицина. Антитела к нему полностью блокируют акросомальную реакцию. (29)

   SPAG 9: Этот протеин гомологичный JNK-терминал киназой. Его кодирующий ген располагается на 11 хромосоме в локусе 17q 21.23, молекулярной массой 83,9 кДа. Определяется в акросомальной зоне до, во время и после акросомальной реакции. Антитела к нему блокируют акросомальную реакцию, процессы капацитации и рецепторное взаимодействие сперматозоида и яйцеклетки. Иммунизация антителами к этим антигенам человеческих сперматозоидов приводит к блокаде их проникновения в яйцеклетку хомяка, лишенную блестящей оболочки (43)

   SPAG 6: Иммунизация антителами вызывает у животных нарушения подвижности сперматозоидов, аномалии строения и развития сперматозоидов: дезорганизацию флагелл хвоста и структуры мембраны сперматозоидов, разрушение головок сперматозоидов, потерю центральной пары микротрубочек аксонемы. (32)

   YLP-12 и Consensus - 17: YLP -12 - протеин с молекулярной массой 72 кДа, локализован в акросомальной зоне сперматозоида. Принимает участие в акросомальной реакции. (3,31) Иммунизация антителами сперматозоидов животных приводит к блокаде акросомальной реакции. (3) Действие Consensus-17 – аналогичное.(3) Иммунизация этими антигенами ведет к длительному, но обратимому бесплодию и может быть рассмотрена в дальнейшем, в качестве иммунологической контрацепции. (3)

   Акрин 1 и Акрин 2: Моноклональные антитела к акрину – 1 влияют на течение акросомальной реакции, блокируя ее на завершающем этапе течения. (29)

   SAMP-32: Является человеческим изо-антигеном. Антитела к нему блокируют капацитацию и акросомальную реакцию (3)

   CABYR: Белок регулирующий фосфорилирование тирозина. Его ген выделен на 18 хромосоме человека и состоит из 5 экзонов. Антиген локализуется в зоне хвоста сперматозоида. Играет роль в процессе капацитации (3)


Антигены взаимодействия сперматозоида и яйцеклетки

   SP-10: Выявляется по окончании акросомальной реакции. Антитела к нему давали отрицательный тест на свободную пенетрацию ооцита, лишенного блестящей оболочки.(29)

   SP-22: Выявлен как у микроорганизмов E.Coli так и у человека. Локализуется на сперматидах и в экваториальной зоне головки сперматозоида. По всей видимости, оказывает влияние на взаимодействие ооцита и сперматозоида. Кроме того антитела оказывают выраженное угнетающее действие на жизнедеятельность сперматозоидов у крыс. Четко роль этого антигена не определена.(29)

   Ar1F10: Протеин с молекулярной массой 68-70 кДа. Антитела к Ar1F10 блокируют взаимодействие сперматозоида и блестящей зоны ооцита. (29)

   Антитела к Акрину 2 оказывают блокирующее влияние на прикрепление к блестящей зоне яйцеклетки, путем дисбаланса биохимических реакций.(29)

   Полипептиды Р-36 и Р-18: Иммунизация антителами к этим антигенам человеческих сперматозоидов приводит к блокаде их проникновения в яйцеклетку хомяка, лишенную блестящей оболочки (3)

   Антиген FA-1: Описан выше, также участвует во взаимодействии сперматозоида и яйцеклетки (3)

   CV-антиген: Иммунизация антителами к этому антигену человеческих сперматозоидов приводит к блокаде их проникновения в яйцеклетку хомяка, лишенную блестящей оболочки (3)


Антигены, роль которых пока четко на определена

   SPRM-200, SPRM-80: Белки SPRM-200 и SPRM-80 являются главными индивидуально неспецифичными (присутствуют на сперматозоидах всех индивидов) антигенами мембран сперматозоидов человека. Аномальное повышение сывороточных а-АТ к белкам SPRM-200 и SPRM-80 отмечается более чем у 50% женщин фертильного возраста, страдающих бесплодием “неясного генеза” и 10-20% инфертильных мужчин.(29)

   HSP-70, HSP-70-2: Определяются у млекопитающих в высоком титре. Эти антигены имеют сходства структуры на 91,7 %, у крыс и человека. Роль их, в настоящий момент, четко не определена. (29)

   Caspasae – 3, фосфатидилсерин и CD-95: по всей видимости участвуют в реакциях апоптоза сперматозоидов. Данные полученные на этот счет противоречивы и сомнительны.(Sakkas 2002) Четких данных о том на каком участке сперматогенеза и когда эти антигены участвуют в реакциях апоптоза нет.(29)

   NASP: Ядерный аутоаллергенный белок спермы: Протеин состоящий из 787 остатков аминокислот, к которым большинство мужчин образует аутоантитела. Впервые был выявлен у пациентов после вазэктомии. Определяется практически во всех случаях исследований спермоплазмы у пациентов после вазэктомий, но четкая его роль и возможные эффекты пока не выяснены.(29)

   H-Y (male) антиген: Расположен в акросомальной зоне сперматозоида у кролика и человека. Встречаются работы посвященные его выявлению на Y хромосоме и изучению его роли в дифференцировке сперматогоний, но точная его роль в настоящее время не определена. (39)

   NZ-1 и NZ-2: Иммунизация мышей антителами NZ-1 ведет к выраженной инфертильности. (3) NZ-2 был выделен из человеческой ДНК библиотеки путем реакции с антителами кролика, иммунизированного человеческим антигенами сперматозоидов. Масса его приблизительно 20 кДа. Ген регулирующий его синтез расположен в 7 хромосоме.(3)

   SPAN-Xa и SPAN-Xb: Антигены сперматозоидов, которые выделены с мышиными моноклональными антиспермальными антителами. Их функциональная роль в настоящее время изучается. (3)


Заключение
   Иммунологическое бесплодие, по всей видимости, связано с комбинированным воздействием различных антител к множеству антигенов спермы. Эффекты этих иммуногенов приводят к образованию антител, ассоциированных с клиническим бесплодием, снижающих фертильность у экспериментальных животных или влияющих на процесс оплодотворения in vitro.

   Тем не менее, современные репродуктивные технологии, такие как ICSI, позволяют добиться успеха как в отсутствие, так и при наличии АСАТ, даже с высоким титром.


Список литературы
1. Иммунологические сдвиги при мужском бесплодии и их коррекция
Вафин Р.Г., Сабирова Ф.М., Курбанова С.Ф., Спиридонова Е.В., Азизова И.Ф. (Республиканская клиническая больница МЗ РТ, главный врач - Фатихов Р.Г., отделение планирования семьи и репродукции, зав.отд. - Сабирова Ф.М.)

2. Лабораторные критерии фертильности эякулята при заболеваниях мужской репродуктивной системы. Липатова Н.А. Дисс. канд.мед.наук, М., 1998.

3. Identification of sperm immunoreactive antigens for immunocontraceptive purposes: a review, Alina Domagala and Maciej Kurpisz (Institute of Human Genetics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland) Reproductive Biology and Endocrinology 2004, 2:11 doi:10.1186/1477-7827-2-11
4. Антигены сперматозоидов и антиспермальные антитела, ассоциированные с бесплодием. Обзор литературы. (Sperm antigens and antisperm antibodies associated with infertility) Калашникова Е.А. , Москва Проблемы репродукции , Том 10, 4
5 Mazumbar S., Levine AS. Antisperm antibodies: Etiology, pathogenesis, diagnosis, and treatment. Fertil Steril 1998; 70:7 99-810.
6. Zouari R., De Almeida M., Rodrigues D., Jouannet P. Localisation of antibodies on spermatozoa and sperm movement characteristics are good predictors of in vitro fertilization success in cases of male autoimmune infertility. Fertil Steril 1993; 59: 606-612.
7. Isojima S. Recent studies of sperm immobilizing antibodies in the sera of sterile women with unknown cause. In: Mohri H, Ed. Proc 6th Annual Meeting of Japan Soc Immunol Reprod, Hayashi-Kobe, Co. Ltd., Tokyo, Japan, pp9–17, 1992.
8. Ohl D.A., Naz R.K. Infertility due to antisperm antibodies. Urology 1995; 46: 591-602.
9. Koide S.S., Wang L., Kamada M. Antisperm antibodies associated with infertility: properties and encoding genes of target antigens. Soc.for Exper. Biol. and Med. 2000; 224: 123-132.
10. Мужское аутоиммунное бесплодие. Какие уровни антиспермальных антител следует считать патогенетически значимыми? Божедомов В.А., Лоран О.Б., Сухих Г.Т.
11. Yan YC., Wang LF., Koide SS. Characterization of sperm agglutinating monoclonal antibody and purification of the human sperm antigen. Int J Fertil 1986; 31:77-85.
12. Ohta M., Kitamoto T., Iwaki T et al. Immunohistochemical distribution of amyloid precursor protein during normal rat development. Brain Res Dev Brain Res 1993; 75: 151-161.
13. Negishi H, Jaiswal YK, Yamamoto S. Impaired fertility in female rats immunized with synthetic peptide segments of two sperm proteins. Biochem Arch 1996; 12: 89-94.
14. Хеффнер Л., Половая система в норме и патологии: Учеб. Пособ./ Перс. С англ. А.Г.Гунина.- М.ГЭОТАР-МЕД – 2003, с.28.
15. Kirchhoff C., Pera I., Derr P. et al. The molecular biology of the sperm surface: Post-testicular membrane remodeling. Adv Exp Med Biol 1997; 424: 221-232.
16. Kirchhoff C, Habben I, Ivell R, Krull NA. A major human epididymal-specific cDNA encodes a protein with sequense homology to extracellular proteinase inhibitors. Biol Reprod 1991; 45:350-357.
17. Xu WD, Miao SY, Zhao M, Wang LF, Zong SD, Wu YW, Shi XQ, Koide SS. Expression of the BE-20 epididymal protein gene: In situ hybridization. Arch Androl 1997; 38: 135-141
18. Fan H.Y., Miao S.Y., Wang L.F., Koide S.S. Expression and characterization of an epidididymis-specific gene. 1999; 42: 63-69.
19. Wang L.F., Miao S.Y., Cao D.F. et al. Isolation and characterization of a rabbit sperm tail protein. Arch Androl 1986; 16: 55–66.
20. Vanage G, Lu YA, Tam JP, Koide SS. Infertility induced in rats by immunization with synthetic peptide segments of a sperm protein. Biochem Biophys Res Commun 1992; 183: 538–543.
21. Isojima S. Recent studies of sperm immobilizing antibodies in the sera of sterile women with unknown cause. In: Mohri H, Ed. Proc 6th Annual Meeting of Japan Soc Immunol Reprod, Hayashi-Kobe, Co. Ltd., Tokyo, Japan, pp9–17, 1992.
22. Wang L.F., Zhu H.D., Miao S.Y. Molecular cloning and characterization of a novel testis-specific nucleoporin-related gene. Arch Androl 1999; 42: 71–84.
23. Wei S.G., Wang L.F., Miao S.Y. et al. Fertility studies with antisperm antibodies. Arch Androl 1994; 32: 251–262.
24. Murachi T. Intracellular regulatory system involving calpain and calpastatin. Biochem Int 1989; 18: 263–294.
25. Yang J.X., Miao S.Y., Wu Y.W. et al. Gene encoding a human testis Sertoli cell component related to LIM domain protein. Biochem Mol Biol Int 1998; 46: 11–19.
26. Allegrucci C., Ronquist G., Ove Nilsson B. et al. Circulating human antisperm antibodies recognize prostasomes. Am J Reprod Immunol 2001; 46(3): 211-219.
27. В.Л. Быков: Простасомы и их значение в репродукции человека (обзор литературы). "Проблемы репродукции" , №2, 2002
28. S. S. Koide, L. Wang and M. Kamada: Antisperm Antibodies Associated with Infertility: Properties and Encoding Genes of Target Antigens, Review Article. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine 224:123-132 (2000)
29. Bohring C. and Krause W.: Immune infertility: towards a better understanding of sperm (auto)-immunity. The value of proteomic analysis, Human Reproduction, Vol. 18, No. 5, 915-924, May 2003
30 Lea I. A, Esther E Widgren, and Michael G O'Rand : Association of sperm protein 17 with A-kinase anchoring protein 3 in flagella, Reprod Biol Endocrinol. 2004; 2: 57.
31. Shinohara T., Mary R. Avarbock, and Ralph L. Brinster β1- and α6-integrin are surface markers on mouse spermatogonial stem cells; Proc Natl Acad Sci U S A. 1999 May 11; 96(10): 5504–5509.
32. Sapiro R., I. Kostetskii, P. Olds-Clarke, G. L. Gerton, G. L. Radice, and J. F. Strauss : Male Infertility, Impaired Sperm Motility, and Hydrocephalus in Mice Deficient in Sperm-Associated Antigen 6 ;; Mol Cell Biol. 2002 September; 22(17): 6298–6305.
33. Peng Huang, Shiying Miao, Hongyu Fan, Qi Sheng, Yuanchang Yan, Linfang Wang and S.S. Koide : Expression and characterization of the human YWK-II gene, encoding a sperm membrane protein related to the Alzheimer ßA4-amyloid precursor protein, Molecular Human Reproduction, Vol. 6, No. 12, 1069-1078, December 2000
34. Haugen, T.B., Eskild, W. and Hansson, V Evidence for a novel splice variant of the alpha subunit of Go in rat male haploid germ cells.. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1992, 183, 41–47.
35. Murphu G. J. P. and Carrol J.: Detection and localization of antigens on the surface of mouse spermatozoa. Antigen synthesis in the epididymis.; Biochem. J. (1987) 241, 379-387
36. Хеффнер Л. Половая система в норме и патологии. Пер. с англ. М. Гэотар-мед, 2003, с 27-28.
37. Murphy, G. J. P. , Carroll, J. (1986) Biochem. Soc. Trans. 14

38. Moore, H. D. M. (1980) Biol. Reprod. 22, 705-718

39. Kоо G. С., Staskpole C.W., Boyse E. A., Hammerling U., Lardis M. P.; Topographical Location of H—Y Antigen on Mouse Spermatozoa by Immunoelectronmicroscopy (hybrid antibodies/tobacco mosaic virus/gradient centrifugation/replicas) Proc. Nat. Acad. Sci. USA, Vol. 70, No. 5, pp. 1502-1505, May 1973

40. SIMPSON K. L., HOLMES С. Н.: Differential expression of complement regulatory proteins decay-accelerating factor (CD55), membrane cofactor protein (CD46) and CD59 during human spermatogenesis; Immunology 1994 81 452 61

41. Fujita Eriko, Yoriko Kouroku, Satomi Ozeki, Yuko Tanabe, Yoshiro Toyama, Mamiko Maekawa, Naosuke Kojima, Haruki Senoo, Kiyotaka Toshimori, and Takashi Momoi : Oligo-Astheno-Teratozoospermia in Mice Lacking RA175/TSLC1/SynCAM/IGSF4A, a Cell Adhesion Molecule in the Immunoglobulin Superfamily; Mol Cell Biol. 2006 January; 26(2): 718–726.

42. Rao J, Herr J.C., Reddi P.P., Wolkowicz M.J., Bush L.A., Sherman E.N., Black M., Flickinger CJ Cloning and characterization of a novel sperm-associated isoantigen (E-3) with defensin- and lectin-like motifs expressed in rat epididymis ;; Biol Reprod 2003, 68:290-301.

43. Jagadish N., R. Rana, R.Selvi, D. Mishra, M. Garg, S. Yadav,* J. C. Herr, K. Okumura,‡ A. Hasegawa, K. Koyama Characterization of a novel human sperm-associated antigen 9 (SPAG9) having structural homology with c-Jun N-terminal kinase-interacting protein, A. Suri; Biochem J. 2005 July 1; 389(Pt 1): 73–82.

44. Yenugu S., K. G. Hamil, G. Grossman, P. Petrusz, F. S. French, and S. H Hall : Identification, cloning and functional characterization of novel sperm associated antigen 11 (SPAG11) isoforms in the rat. Reprod Biol Endocrinol. 2006; 4: 23.

45. Naz Rajesh K, Preeti B Rajesh : Role of tyrosine phosphorylation in sperm capacitation / acrosome reaction. Reprod Biol Endocrinol. 2004; 2: 75.