Влияние ДНК-фрагментации на развитие эмбриона и здоровье ребенка

Автор:

Андролог, Уролог

17.09.2025

3 мин.

Влияние ДНК-фрагментации сперматозоидов на развитие эмбриона и дальнейшее здоровье ребенка является критически важным фактором при планировании беременности. Высокий уровень повреждения генетического материала мужских половых клеток может нарушать нормальное оплодотворение, имплантацию эмбриона и его последующее развитие, повышая риски неудач вспомогательных репродуктивных технологий, выкидышей и некоторых патологий у потомства. Понимание причин и механизмов этого процесса позволяет разработать эффективные стратегии по снижению индекса фрагментации ДНК и повысить шансы на рождение здорового ребенка.

Что такое фрагментация ДНК сперматозоидов

Фрагментация ДНК сперматозоидов — это патологическое состояние, при котором в генетическом материале мужской половой клетки происходят одно- или двуцепочечные разрывы. Целостность дезоксирибонуклеиновой кислоты является фундаментальным условием для передачи неповрежденной генетической информации будущему эмбриону. Процессы повреждения могут быть вызваны внутренними факторами, такими как ошибки в процессе созревания сперматозоидов, или внешними, например, оксидативным стрессом.

Важно различать естественный, фоновый уровень разрывов, который присутствует у всех мужчин, и патологически высокий индекс фрагментации ДНК (ДФИ), который начинает негативно влиять на фертильность. Критическим порогом, после которого значительно снижаются шансы на естественное зачатие и успех ЭКО, считается значение индекса выше 15–30%, в зависимости от метода определения. Современные методы диагностики, такие как TUNEL-тест или SCD-тест, позволяют точно количественно оценить масштаб повреждений.

Механизмы влияния на оплодотворение и раннее развитие эмбриона

Высокий индекс фрагментации ДНК сперматозоидов создает серьезные препятствия на самых ранних этапах развития новой жизни. Поврежденный генетический материал отца может привести к неудаче оплодотворения, остановке развития эмбриона на ранних стадиях или его неправильной имплантации в стенку матки. Эмбрион, сформировавшийся из такого сперматозоида, обладает ограниченными способностями к восстановлению, что и определяет негативные последствия.

После проникновения в яйцеклетку сперматозоид с фрагментированной ДНК передает ей поврежденный геном. Активность репарационных (восстановительных) систем ооцита направлена на «починку» этих разрывов. Если повреждений слишком много и женская половая клетка не справляется с их устранением, это приводит к хромосомным аномалиям, активации апоптоза (запрограммированной гибели клеток) и, как следствие, остановке деления и гибели эмбриона на стадиях зиготы или бластоцисты. Именно поэтому высокий ДФИ часто ассоциирован с низким качеством эмбрионов в программах ЭКО и повторными неудачными имплантациями.

Последствия для здоровья будущего ребенка

В случаях, когда эмбриону с поврежденным отцовским геномом удается преодолеть ранние стадии развития и имплантироваться, риски для здоровья будущего ребенка не исчезают. Научные данные свидетельствуют о потенциальной связи повышенной фрагментации ДНК сперматозоидов с определенными патологиями у потомства. Речь идет не о прямом наследовании конкретного заболевания, а о повышении вероятности возникновения различных нарушений.

Основные области потенциального риска включают повышенную частоту хромосомных аномалий, таких как синдромы, связанные с числовыми или структурными аберрациями хромосом. Некоторые исследования также указывают на возможную связь с повышенным риском развития онкологических заболеваний в детском возрасте, нарушений нейроразвития, включая расстройства аутистического спектра, и других мультисистемных патологий. Важно подчеркнуть, что это именно повышение вероятности, а не фатальная неизбежность, и абсолютные риски во многих случаях остаются низкими.

Факторы, повышающие риск фрагментации ДНК

Знание факторов, способствующих фрагментации ДНК сперматозоидов, является первым шагом к эффективной профилактике и лечению. Эти факторы можно условно разделить на несколько основных категорий, что наглядно представлено в таблице ниже.

Основные категории факторов риска:

Категория фактора	Конкретные примеры	Механизм воздействия
Образ жизни и окружающая среда	Курение, злоупотребление алкоголем, ожирение, хронический стресс, воздействие промышленных токсинов и пестицидов, перегрев мошонки.	Провоцируют оксидативный стресс, который напрямую повреждает ДНК сперматозоидов.
Медицинские состояния и заболевания	Варикоцеле, инфекции мочеполовой системы, лихорадка с высокой температурой, диабет, артериальная гипертензия.	Нарушают кровоснабжение и микроокружение в яичках, способствуют воспалению и оксидативному стрессу.
Ятрогенные факторы (связанные с лечением)	Химио- и лучевая терапия, прием некоторых лекарственных препаратов.	Цитотоксическое воздействие непосредственно на быстро делящиеся клетки, включая предшественники сперматозоидов.
Возрастной фактор	Возраст мужчины старше 40–45 лет.	Снижение эффективности естественных систем репарации ДНК и накопление повреждений с течением времени.

Диагностика уровня фрагментации ДНК

Оценка индекса фрагментации ДНК является специализированным анализом, который назначается при наличии определенных показаний. Стандартная спермограмма, оценивающая концентрацию, подвижность и морфологию сперматозоидов, не предоставляет информации о целостности их генетического материала. Поэтому при повторных неудачах ЭКО, невынашивании беременности неясного генеза или идиопатическом бесплодии анализ на ДФИ становится необходимым.

Существует несколько надежных методов для оценки фрагментации ДНК сперматозоидов, каждый со своими особенностями:

TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling): прямой метод, выявляющий одно- и двуцепочечные разрывы. Считается одним из наиболее точных и воспроизводимых.
SCD (Sperm Chromatin Dispersion): метод, основанный на оценке характера дисперсии хроматина после денатурации. Более доступный и простой в исполнении.
SCSA (Sperm Chromatin Structure Assay): пионерский метод, использующий проточную цитометрию для оценки восприимчивости хроматина к кислотной денатурации.

Интерпретацию результатов должен проводить врач-репродуктолог или андролог, учитывая клиническую картину пары в целом.

Список литературы

Кулаков В.И., Леонов Б.В. Вспомогательные репродуктивные технологии: настоящее и будущее. — М.: МИА, 2005. — 592 с.
Руководство ВОЗ по исследованию и обработке эякулята человека. 5-е издание. — Женева: Всемирная организация здравоохранения, 2010.
Айламазян Э.К., Мозговая Е.В. Репродуктивное здоровье и планирование семьи: учебное пособие. — СПб.: СпецЛит, 2014. — 255 с.
Гилязутдинова З.Ш. Мужское бесплодие: руководство для врачей. — Казань: Медицина, 2013. — 240 с.
Zini A., Sigman M. Sperm DNA damage: clinical significance in the era of assisted reproduction // CMAJ. — 2009. — Vol. 181(3-4). — P. 205–206.
Practice Committee of the American Society for Reproductive Medicine. The clinical utility of sperm DNA integrity testing: a guideline // Fertil Steril. — 2013. — Vol. 99(3). — P. 673–677.
Европейская ассоциация урологов (EAU). Рекомендации по ведению мужского бесплодия. — 2022.