Во многих статьях, опубликованных в прошлом, поднимался серьезный вопрос о том, что количество сперматозоидов снижается во всем мире, как у животных, так и у людей. Промышленные и экологические загрязнители, такие как эстроген, тепло, различные химические вещества, электронная и лучистая энергия наносят вред репродуктивной системе. Национальный институт гигиены труда (NIOSH) и Реестр токсического воздействия химических веществ на здоровье перечисляют более 104 000 физико-химических агентов, 95 процентов из которых не были изучены на предмет их воздействия на репродуктивную систему. Тем не менее, NIOSH перечисляет 10 национальных профессиональных заболеваний или травм, которые могут вызвать бесплодие. Поскольку об этих факторах известно мало, тем более важно изучить и избежать этих потенциальных зародышевых травм на рабочем месте.
Изменения в репродуктивной системе, вызванные факторами окружающей среды, можно разделить на две категории: репродуктивная токсичность и токсичность развития.
Репродуктивная токсичность: побочные эффекты, оказывающие непосредственное влияние на репродуктивную систему, называются токсичностью зародышевой линии. Мужская репродуктивная система может быть затронута как напрямую (например, повреждение яичек может привести к снижению или изменению выработки спермы), так и косвенно (например, через нейроэндокринную систему, влияющую на гормональный баланс и приводящую к отказу яичек). Эти токсические эффекты могут проявляться в изменении сексуального поведения, бесплодии или изменении исходов беременности.
Токсичность развития: возникающие побочные эффекты имеют характер развития и могут быть вызваны воздействием этих вредных факторов на родителей до беременности или во время пренатального и постнатального полового созревания, что называется токсичностью развития. Последствия этих побочных эффектов, которые мало изучены и трудно доказуемы, включают, среди прочего, выкидыши, увеличение генетических аномалий и повышение частоты злокачественных опухолей у детей. Классически считалось, что от этого заболевания страдают в основном женщины, но сейчас считается, что оно актуально и для мужчин.
Описание доказательств
Определить подверженность воздействию того или иного фактора очень сложно. Часто мы хотели бы знать, как долго и в течение какого времени длилось воздействие, но эту информацию нелегко получить. Кроме того, работники могут подвергаться воздействию нескольких факторов одновременно, что затрудняет разграничение влияния каждого из них. Поскольку эти факторы вредны для людей, это делает невозможным проведение проспективных клинических испытаний, поэтому при разработке дизайна испытаний лучше всего использовать исследования конкретных случаев и перекрестные или когортные испытания.
В некоторых случаях опубликованные в литературе данные не содержат подробного описания клинической значимости. При ретроспективном анализе этих данных аналитики должны помнить о неизбежной односторонности этих исследований. Существуют методологические проблемы с этими анализами, включая ретроспективное смещение, связанное с воздействием и сбивание факторов, связанных с образом жизни (например, курение против потребления алкоголя). Кроме того, статистические анализы этих вредных факторов часто бывают запутанными, а результаты неудовлетворительными, поэтому исследователи часто не могут изучить тот или иной фактор как фактор риска и прийти к окончательному результату при большом количестве исторической информации.
Хотя в исследованиях на животных было показано, что многие профессиональные воздействия влияют на мужскую фертильность, применение этих выводов к людям ограничено из-за расовых различий в репродуктивной функции и метаболизме. Для того чтобы прояснить имеющуюся в настоящее время информацию об экологических токсикантах и воздействии окружающей среды, в данном обзоре основное внимание будет уделено категориям факторов, представляющих интерес в профессиональной среде, и их влиянию на репродуктивную систему.
Физические факторы
Начнем с физических факторов, таких как тепло, ионизирующее излучение, неионизирующее излучение, электромагнитные поля (ЭМП) и микроволны, шум и вибрация всего тела.
В 1941 году Маклеод и Хотчкисс впервые обнаружили, что повышенная температура пагубно влияет на сперматогенез. В своих первых данных эти авторы вызвали гипертермию у шести здоровых мужчин с помощью горячего шкафа. Они обнаружили значительное снижение количества сперматозоидов у испытуемых через 3 недели, которое продолжалось в среднем 50 дней. Тогда горячий душ рассматривался как возможная причина бесплодия. В некоторых отчетах также было обнаружено, что у работников, работающих на открытом воздухе, летом наблюдается снижение плотности сперматозоидов, что подтверждает теорию о том, что жара в окружающей среде может нарушать сперматогенез, а также, возможно, влиять на функцию эпидидимальной системы.
Мужчины, занятые в горячих профессиях, таких как пекари, повара, сварщики, пожарные, гончары и литейщики, могут подвергаться высокому уровню теплового излучения. Вопрос о том, связаны ли изменения в сперматогенной функции с воздействием тепла или с дисфункцией яичек при нормальных условиях труда, остается спорным, но эта точка зрения часто упоминается в различных исследованиях, не имеющих контроля.
Рачутин и Ольсен провели контролируемое диаграммами исследование, в ходе которого, при сравнении с группой фертильности, выяснилось, что профессиональное воздействие тепловой среды следует разделить на две части, например, сварщики подвергаются не только тепловому излучению, но и воздействию токсичных газов. Чтобы оценить отдельное влияние тепловой среды, Блонде заставил сварщиков носить маски в течение шести недель и проанализировал изменения в сперме, обнаружив значительные и обратимые изменения в морфологии их сперматозоидов. Как предполагают исследователи, дизайн исследования потребовал, чтобы испытуемые подвергались высокому уровню теплового излучения. Это также подразумевает, что профессиональная среда сварщиков в данном исследовании была более жаркой, чем обычно, и поэтому результаты не являются репрезентативными для всей группы сварщиков.
Клайн и коллеги также обнаружили увеличение числа спонтанных абортов при увеличении воздействия тепловой среды на супругов-мужчин. Линдбом и коллеги, однако, не обнаружили значительной связи между умеренным воздействием тепла на партнера-мужчину и выкидышем.
Эти данные свидетельствуют о том, что высокие температуры могут изменять сперматогенез и что следует избегать чрезмерного воздействия тепла. Необходимы дополнительные данные, чтобы уточнить, связаны ли низкий вес новорожденных, преждевременные роды и самопроизвольные аборты напрямую с повышенным воздействием тепла на партнеров-мужчин (предполагается, что повреждаются некоторые гены в сперме).
Ионное излучение В человеческом организме яичко является одной из наиболее чувствительных к радиации тканей. Много информации о его последствиях можно получить от пациентов, прошедших радиотерапию. Прямое облучение яичек в дозах до 2 Гр (200 рад) достаточно для нарушения сперматогенеза и требует 18 месяцев для восстановления. При увеличении дозы облучения до 6 Гр период восстановления занимает 5 лет. Оказывается, что только высокие дозы радиации вызывают изменения в клетках Лейдига и Сертоли, и что степень повреждения связана с дозой и продолжительностью облучения. В экспериментах на крысах, облученных малыми дозами рентгеновских лучей, также было обнаружено повреждение хвостовых микротрубочек сперматозоидов.
Гарднер и его коллеги сообщили, что у мужчин, работавших на атомных электростанциях и подвергавшихся внешнему облучению, число потомков с лейкемией было выше, чем ожидалось. Фактически, если эти отцы подвергались внешнему облучению до зачатия, у их потомства в семь-восемь раз превышался нормальный шанс развития лейкемии. Однако эти результаты не были подтверждены последующими исследованиями.
Оксфордское исследование детских раковых заболеваний не выявило связи между воздействием ионизирующего излучения на отцов в первые шесть месяцев беременности и опухолями у их потомства. Вместо этого они обнаружили корреляцию между детскими опухолями и возможным воздействием на отца негерметичных радионуклидов в рабочей среде (например, у химиков, работников атомных электростанций и т.д.).
Связь между воздействием отцовского облучения и частотой самопроизвольных абортов и преждевременных родов была незначительной. Кроме того, некоторые исследования не выявили связи с увеличением частоты врожденных дефектов. Меры радиационной защиты, современные радиационные щиты и методы и меры контроля были эффективны в снижении облучения работников. Не хватает новых данных о воздействии радиации при современных мерах защиты.
Неионное излучение Профессиональное воздействие неионного излучения (например, микроволны, ЭМП и т.д.) было предложено в качестве возможной причины снижения мужской фертильности, но доказательства противоречивы.
Радиочастотное излучение действует через механизм клеточного нагрева. Ткань яичек чувствительна к таким энергетическим и нетепловым биологическим воздействиям, как эффекты ЭМП и эффекты молекулярного возбуждения.
Воздействие электромагнитных полей (ЭМП) — обычное явление. Основными источниками ЭМП являются радио, телевидение, оборудование для магнитно-резонансной томографии, линии электропередач, электрические одеяла и электрические грелки.
В 1965 году муниципалитет Дрогчичина в Ланкраньяне сообщил об исследовании 1 000 случаев, подвергавшихся воздействию ЭМП в течение более пяти лет. Они сообщали о значительном снижении либидо и считали это частью проявлений изнурительного синдрома. Кроме того, некоторые исследования отмечают более высокую долю сотрудников с пониженной плотностью сперматозоидов в радиокомпаниях по сравнению с другими отраслями, но есть и такие исследования, которые не подтверждают эту взаимосвязь. Некоторые исследования методом случай-контроль позволили предположить связь между ЭМП и детскими опухолями, такими как лейкемия или опухоли центральной нервной системы. В этих исследованиях существует некоторая предвзятость из-за разного экспериментального дизайна, поэтому на их основе нельзя сделать окончательный вывод.
Микроволны — это вид электромагнитного излучения с частотным спектром от 300 до 30 000 МГц, который используется не только для связи, но и в некоторых отраслях производства резины и пластмасс, а также в некоторых гончарных и кожевенных производствах. В 1975 году Ланкранджан и его коллеги изучили 31 техника, которые длительное время подвергались воздействию микроволн, и обнаружили, что у 70% испытуемых наблюдались изменения в либидо, а у 74% — умеренное снижение плотности и подвижности сперматозоидов, но нормальная морфология. Через 3 месяца после прекращения воздействия микроволн показатели спермы улучшились.
В ряде исследований предпринимались попытки определить связь между работой отца в военной радиолокации и повышенной частотой синдрома Дауна у его потомства, но в конечном итоге они не увенчались успехом. В настоящее время нет доказательств того, что неионное излучение влияет на фертильность мужчин и оказывает вредное воздействие на потомство.
Шум и вибрация всего тела Шум, как было показано, вызывает ряд различных соматических эффектов, включая сужение сосудов и повышенную выработку гормонов надпочечников (что свидетельствует о реакции на стресс), что может вызвать увеличение выработки гормона, высвобождающего гормон надпочечников, и последующее снижение выброса гонадотропина гипофиза.
Рабочая среда водителей наземных мобильных транспортных средств, таких как тракторы, грузовики, автобусы и пилоты вертолетов, может привести к вибрации всего тела. В некоторых исследованиях сообщалось о снижении качества спермы у водителей промышленных и сельскохозяйственных машин, однако прямую, отдельную связь между снижением качества спермы и механической вибрацией установить невозможно из-за ряда сложных сбивающих факторов (например, курение и повышенная температура мошонки). Упомянутое ранее датское исследование также показало, что у мужчин, которые сообщали о шумной рабочей обстановке, вероятность бесплодия была незначительно выше. В связи с ограниченностью данных, никаких выводов из этого сделать нельзя.