The Influence of Obesity and Sedentary Lifestyle on Testosterone Level and the Main Indicators of the Metabolic Status in Young Men

Full Text

Обоснование

Для России, как и для большинства экономически развитых стран мира, серьезной проблемой является снижение численности населения, причем низкие показатели естественного прироста населения наблюдаются в странах с высоким качеством жизни [1]. Снижение рождаемости отмечается в большинстве европейских стран, включая Россию, где семьи, как правило, имеют одного или двух детей, что меньше, чем необходимо (2,2 ребенка) для простого воспроизводства населения. С другой стороны, повышается распространенность бесплодных браков: в Центральной или Восточной Европе они составляет 20%, в России на период до 2015 г. количество бесплодных супружеских пар составляло 16%, а частота мужского фактора бесплодия могла достигать 50% в зависимости от региона [1, 2].

Помимо социально-экономических причин, ведущее место в демографическом кризисе отводится снижению мужского репродуктивного здоровья. Считается установленным фактом тренд снижения мужского репродуктивного потенциала, который отмечается в различных странах на протяжении последних десятилетий [3]. Согласно нашему популяционному исследованию мужчин-добровольцев (n = 1236), проживающих в Сибирском регионе России, 42,2% участников, не страдающих соматической патологией, характеризовались патозооспермией, что указывает на снижение мужской фертильности [4]. Предполагается, что снижение мужской фертильности может формироваться за счет влияния средовых (социальных) и генетических факторов. Быстро растущая в последние десятилетия частота мужского бесплодия и субфертильности указывает, что средовые факторы, включая индивидуальный образ жизни, могут вносить существенный вклад в снижение мужской фертильности [5]. Одни из наиболее часто обсуждаемых причин ухудшения репродуктивного здоровья мужчин — сниженный уровень физической активности и избыточное питание, приводящие к ожирению. Генетические факторы, хотя и предрасполагают к развитию ожирения [6], не могут объяснить быстрый рост ожирения в последние десятилетия. Именно изменения в физической активности и рационе питания мужчин находятся в центре внимания при объяснении негативной тенденции снижения мужской фертильности [7–9]. Уровень физической активности снижается, а малоподвижный образ жизни (например, длительный просмотр телевизора или работа с компьютером) широко распространяется не только в экономически развитых странах, но и в странах с низким и средним уровнями дохода. Не только физическая активность, но и соблюдение сбалансированной диеты как основы здорового образа жизни способствует сохранению фертильности [10]. На сегодняшний день опубликован ряд работ по негативному влиянию ожирения и малоподвижного образа жизни на мужскую фертильность, включая уровень репродуктивных гормонов, однако представленные данные часто противоречивы, неоднозначны и неубедительны [7–9, 11, 12].

Избыточная масса тела и ожирение влияют на многие физиологические системы, включая обмен веществ и гормональный статус. Взаимосвязь ожирения и целого ряда заболеваний хорошо известна, более того, ожирение становится мишенью при профилактике мультиморбидности [13]. Известно, что ожирение существенно увеличивает риск сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, эндокринных и метаболических нарушений, апноэ во сне, остеоартрита, некоторых видов рака, а также ряда психологических проблем и повышает смертность, ассоциированную с этими заболеваниями [14]. Наиболее характерные нарушения липидного обмена, наблюдаемые при избыточном весе и ожирении, включают увеличение уровня триглицеридов, общего холестерина, холестерина липопротеинов низкой плотности и снижение уровня холестерина липопротеинов высокой плотности [15–17]. Самое яркое проявление гормональных изменений у мужчин при избыточном весе и ожирении — снижение уровня общего тестостерона в сыворотке крови, причем подобная ассоциация наблюдается у мужчин с ожирением вне зависимости от этнической принадлежности [16, 18, 19].

Физиологические изменения в мужской репродуктивной системе при гиподинамии, оказывающие негативное влияние на фертильность, остаются еще недостаточно изученными. Существующие исследования влияния гиподинамии на мужскую фертильность указывают на противоречивость и неоднозначность результатов, предполагая, что различия в дизайне исследования могли бы объяснить результаты. Вопрос о том, улучшают ли физические упражнения мужскую фертильность, включая гипоталамо-гипофизарно-тестикулярную систему, по-прежнему остается дискуссионным [5, 7–9, 11]. По отношению к российским популяциям опубликовано мало данных о влиянии физически активного образа жизни или гиподинамии у мужчин с избыточной массой тела на уровень репродуктивных гормонов как существенных компонентов мужской фертильности.

Цель исследования — изучение эффектов ожирения и малоподвижности на уровень репродуктивных гормонов и основные показатели метаболического статуса у молодых мужчин.

Методы

Дизайн исследования

Проведено двуцентровое наблюдательное популяционное исследование.

Критерии соответствия

Формирование выборки мужчин проводилось на основании единых критериев включения: возраст — 18–40 лет, постоянное проживание в данной местности не менее 5 лет, отсутствие на момент исследования любых заболеваний в острой форме или хронических в фазе обострения, применение анаболиков и антибиотиков.

Условия проведения

В исследовании принимали участие молодые мужчины-добровольцы из городов Западной Сибири (Новосибирска и Кемерова). Как правило, участники считали себя здоровыми и ранее не обращались к врачам по поводу хронических заболеваний.

Продолжительность исследования

Обследование испытуемых лиц проводилось в осенние или весенние месяцы в период 2013–2014 гг.

Описание медицинского вмешательства

Обследование мужчин включало анкетирование, антропометрию и взятие образцов периферической крови. Мужчины заполняли анонимные анкеты, включающие вопросы о возрасте, месте рождения, национальности, профессии, характере труда, давали самооценку малоподвижности, указывали на занятия спортом или рекреационную физическую активность, отмечали службу в армии, курение и употребление алкоголя, перенесенные и текущие заболевания. Антропометрия состояла из измерения роста, массы тела, окружности талии и бедер, определения индекса массы тела (ИМТ) как основного антропометрического индикатора ожирения [14]. Малоподвижность участников исследования идентифицировалась как результат самооценки своего образа жизни в качестве малоподвижного или физически активного, имея в виду занятия спортом, физическую рекреацию или работу, связанную с физическим трудом. Образцы крови брали натощак из локтевой вены с 8 до 11 ч утра. Кровь центрифугировали в течение 15–20 мин при 1500 об./мин. Собранную сыворотку хранили при –40 °С до определения в ней гормонов и метаболитов. Результаты анкетных данных, антропометрических и биохимических измерений заносились в электронную базу данных.

Исходы исследования

Основной исход исследования. Основными результатами исследования служили антропометрические (масса тела, рост, окружности талии (ОТ) и бедер (ОБ)); гормональные (лютеинизирующий (ЛГ) и фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны, общий тестостерон (Т), эстрадиол (Е₂) и ингибин В) и метаболические (триглицериды (ТГ), общий холестерин (ОХ), холестерин липопротеинов низкой плотности (х-ЛПНП), холестерин липопротеинов высокой плотности (х-ЛПВП), глюкоза, мочевая кислота) показатели. По всем указанным показателям сравнивались три стратифицированные группы с различным ИМТ, соответствующим норме, избыточному весу и ожирению. Для оценки влияния малоподвижности на перечисленные антропометрические, гормональные и метаболические показатели в каждой группе ИМТ сравнивались подгруппы мужчин с малоподвижностью и физически активным образом жизни.

Анализ в подгруппах

Из исследуемой выборки мужчин, согласно рекомендациям ВОЗ [14], были сформированы три группы: с нормальной массой тела — 25 > ИМТ ≥ 18,5 кг/ м²; с избыточной массой тела — 30 > ИМТ ≥ 25 кг/м² и с ожирением — ИМТ ≥ 30 кг/м². Сравнение трех групп участников с нормальной или избыточной массой тела и ожирением позволило выявить влияние избыточной массы тела и ожирения на широкий спектр перечисленных выше антропометрических, гормональных и метаболических показателей. Затем в каждой группе ИМТ проводилось сравнение двух подгрупп: с малоподвижностью и физически активным образом жизни (занятия спортом, рекреационная физическая активность или работа, связанная с физическим трудом). Такое сравнение позволяет в каждой ИМТ-категории мужчин выявить влияние малоподвижности на все исследуемые параметры, причем особый интерес представляет категория мужчин с ожирением.

Методы регистрации исходов

Антропометрическое обследование проводили по стандартным методикам. Массу тела оценивали в килограммах, ОТ и ОБ — в сантиметрах. ИМТ как основной антропометрический индикатор ожирения рассчитывали по формуле: Масса тела (кг) / Рост тела (м²) [14]. Концентрацию ЛГ, ФСГ, Т, Е₂ и ингибина В в сыворотке крови определяли иммуноферментным методом коммерческими наборами («Алкор Био», «Хема», Россия; Beckman Coulter, США) по прилагаемой инструкции. Концентрацию ТГ, ОХ, х-ЛПВП, глюкозы и мочевой кислоты в сыворотке крови определяли ферментативным колориметрическим методом в плашечной модификации коммерческими наборами («Вектор Бест», Россия) по прилагаемой инструкции. Уровень х-ЛПНП рассчитывали по формуле Фридевальда [20].

Диапазон референсных значений, полученный для нашей выборки здоровых мужчин в возрасте от 18 до 40 лет (25 > ИМТ ≥ 18,5), составил: ЛГ — 1,3–6,7 мМЕ/ мл; ФСГ — 1,3–8,8 мМЕ/мл; Т — 11,7–38,2 нмоль/л; Е₂ — 0,10– 0,35 нмоль/л; ингибин В — 75,3–333,8 пг/ мл; ТГ — 0,3–2,0 ммоль/л; ОХ — 2,5–5,3 ммоль/л; х-ЛПВП — 0,7–1,9 ммоль/л; х-ЛПНП — 0,9–3,8 ммоль/л; глюкоза — 3,3–6,6 ммоль/л; МК — 196–464 мкмоль/л.

Этическая экспертиза

Все мужчины, включенные в исследование, подписали добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Следует отметить, что представленная работа является небольшим, но самостоятельным фрагментом многолетнего, широкомасштабного и многопланового популяционного исследования мужской фертильности урбанизированного населения Российской Федерации, которое еще полностью не закончено. В связи с необходимостью публикации его отдельных частей этический комитет Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук» одобрил исследование (протокол № 160 от 17 сентября 2020 г.).

Статистический анализ

Принципы расчета размера выборки. Размер выборки предварительно не рассчитывался.

Методы статистического анализа данных. Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета компьютерных программ Statistica 8.0. Для всех исследуемых показателей высчитывали медиану (25; 75), где (25; 75) — 25-й и 75-й перцентили. Проверку на нормальность распределения изучаемых параметров проводили при помощи теста Колмогорова–Смирнова с поправкой Лиллифорса. Поскольку большинство параметров не подчинялось нормальному распределению (ОТ, уровни ЛГ, ФСГ, Е₂, ТГ, глюкозы), был проведен однофакторный дисперсионный анализ Краскела–Уоллиса (Kruskal–Wallis ANOVA) для сравнения нескольких независимых групп, чтобы найти различия в антропометрических, метаболических и гормональных параметрах. В рамках дисперсионного анализа для попарного сравнения групп применяли тест Дункана (Duncan’s test). Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принят равным ≤ 0,05.

Результаты

Объекты (участники) исследования

Общий размер выборки составлял 295 молодых мужчин-добровольцев из общей популяции городского населения, из них подавляющее большинство на момент исследования — студенты, аспиранты и сотрудники высших учебных заведений. Основная масса участников принадлежала к славянской этнической группе (n = 234; 79,3%), остальные — к другим этническим группам (n = 7; 2,3%) либо были потомками смешанных браков (n = 54; 18,3%). Медианы возраста участников составила 23 года, а массы тела — 80 кг. Медиана ИМТ всей выборки — 25,0 кг/ м², причем 49,2% мужчин характеризовались нормальной массой тела, 40,6% — избыточной, а 10,2% — ожирением. Только 6,4% участников имели детей (1,2 ± 0,1 ребенка), 28,5% — курили (11,6 ± 0,7 сигареты/день), 77,6% употребляли алкоголь (0,8 ± 0,1 раз/ нед). Медианы концентрации репродуктивных гормонов и метаболических показателей в периферической крови находились в пределах диапазона референсных значений, полученных на нашей популяционной выборке здоровых мужчин.

Основные результаты исследования

Влияние избыточной массы тела и ожирения на антропометрические, гормональные и метаболические показатели мужчин. Антропометрические, гормональные и метаболические показатели молодых мужчин с различным ИМТ представлены в табл. 1. Антропометрические показатели (масса тела, ОТ и ОБ, ИМТ) достоверно отличались между всеми группами ИМТ, градуально и достоверно увеличиваясь от нормы к ожирению (р ≤ 0,05). Уровень ингибина В был достоверно снижен у групп с избыточной массой тела и ожирением по сравнению с нормой (р ≤ 0,05). Наиболее впечатляющие гормональные различия получены по уровню тестостерона, когда снижение уровня гормона на 20,4% наблюдалось у группы с избыточной массой тела и на 42,2% — у группы с ожирением по сравнению с нормой (р ≤ 0,05). Уровни ТГ и ОХ достоверно отличались между всеми группами, градуально и достоверно увеличиваясь от нормы к ожирению (р ≤ 0,05). Уровни х-ЛПВП, х-ЛПНП, глюкозы и мочевой кислоты не отличались между группами с избыточной массой тела и ожирением, но у этих групп уровень х-ЛПВП был достоверно ниже, а х-ЛПНП, глюкозы и мочевой кислоты — достоверно выше по сравнению с нормой (р ≤ 0,05). Не было получено достоверных различий между группами с различным ИМТ по возрасту, росту, уровню ЛГ, ФСГ и эстрадиола. Кроме того, группы с различным ИМТ не различались по количеству курящих мужчин или по интенсивности курения, а также по количеству мужчин, употребляющих алкоголь, или по частоте его употребления (данные не представлены).

 

Таблица 1. Демографические, антропометрические, гормональные и метаболические показатели у молодых мужчин с различным ИМТ

Показатель	Вся выборка (n = 295)	Норма (25 > ИМТ ≥ 18,5) (n = 145)	Избыточный вес (30 > ИМТ ≥ 25) (n = 120)	Ожирение (ИМТ ≥ 30) (n = 30)
Возраст, лет	23 (21–25)	23 (22–25)	23 (21–26)	23 (21–29)
Масса тела, кг	80 (71–87)	71 (65–76)a	85 (81–90)b	106 (101–113)c
Рост, см	179 (175–184)	179 (174–184)	180 (176–185)	181 (176–185)
ОТ, см	84 (79–91)	79 (76–83)a	89 (84–93)b	103 (98–108)c
ОБ, см	100 (110–117)	96 (91–99)a	105 (100–108)b	114 (110–117)c
ИМТ	25,0 (22,2–27,0)	22,1 (20,9–23,4)a	26,3 (25,6–27,7)b	32,3 (30,8–34,7)c
ЛГ, мМЕ/мл	3,2 (2,5–4,3)	3,0 (2,4–4,1)	3,5 (2,6–4,5)	3,0 (2,3–3,9)
ФСГ, мМЕ/мл	3,1 (2,0–4,3)	2,9 (1,9–4,1)	3,4 (2,2–4,7)	2,8 (1,8–3,9)
Тестостерон, нмоль/л	21,0 (15,9–26,9)	23,9 (19,0–28,5)a	19,3 (14,7–25,5)b	14,3 (11,7–18,9)c
Эстрадиол, нмоль/л	0,17 (0,13–0,22)	0,17 (0,13–0,21)	0,19 (0,14–0,23)	0,16 (0,14–0,23)
Ингибин, пг/мл	174,0 (136,3–227,7)	189,7 (153,8–248,6)a	165,9 (125,6–205,9)b	168,2 (103,7–201,4)b
Триглицериды, ммоль/л	0,9 (0,6–1,4)	0, 8 (0,6–1,1)a	1,0 (0,7–1,5)b	1,6 (1,1–2,4)c
Общий холестерин, ммоль/л	3,9 (3,3–4,4)	3,6 (3,1–4,2)a	3,9 (3,4–4,6)b	4,4 (4,0–5,1)c
х-ЛПВП, ммоль/л	1,2 (1,0–1,4)	1,3 (1,0–1,5)a	1,1 (0,9–1,3)b	1,0 (0,9–1,3)b
х-ЛПНП, ммоль/л	2,1 (2,0–3,2)	2,0 (1,4–2,5)a	2,3 (1,7–2,9)b	2,4 (2,0–3,2)b
Глюкоза, ммоль/л	4,7 (4,2–5,2)	4,5 (4,0–5,1)a	4,7 (4,3–5,3)b	5,1 (4,6–5,8)b
Мочевая кислота, мкмоль/л	358 (308–408)	345 (299–383)a	381 (330–427)b	421 (308–514)b

Примечание. Данные представлены как медиана (25–75), где (25–75) — 25-й и 75-й перцентили; ОТ — окружность талии; ОБ — окружность бедер; ИМТ — индекс массы тела; ЛГ — лютеинизирующий гормон; ФСГ – фолликулостимулирующий гормон; х-ЛПНП — холестерин липопротеинов низкой плотности; х-ЛПВП — холестерин липопротеинов высокой плотности; ^{а, b, с} — значения показателя с различными суперскриптами, достоверно различаются между группами ИМТ (р ≤ 0,05).

 

Влияние малоподвижного образа жизни на антропометрические, гормональные и метаболические показатели у молодых мужчин. Значения антропометрических, гормональных и метаболических показателей у подгрупп с малоподвижностью и физически активным образом жизни для каждой категории ИМТ (норма, избыточная масса тела и ожирение) представлены в табл. 2. У мужчин с нормальной и избыточной массой тела не выявлено достоверного влияния малоподвижности на все исследуемые показатели, кроме возраста и уровня ФСГ, причем уровни ФСГ оказались ниже у подгруппы с нормальной массой тела и малоподвижностью по сравнению с подгруппой с нормальной массой тела, но физически активным образом жизни (см. табл. 2). В то же время в подгруппе мужчин с ожирением и малоподвижностью отмечена тенденция к более высоким значениям ОТ (р = 0,061) и уровня глюкозы (р = 0,088) и достоверно более низкий уровень тестостерона по сравнению с подгруппой мужчин с ожирением, но с физически активным образом жизни (р ≤ 0,05). Кроме того, подгруппы с физически активным образом жизни и малоподвижностью в любой категории ИМТ не различались по количеству курящих мужчин или по интенсивности курения, а также по количеству мужчин, употребляющих алкоголь, или по частоте его употребления (данные не представлены).

 

Таблица 2. Влияние малоподвижности на антропометрические, гормональные и метаболические показатели у молодых мужчин с различным ИМТ

Показатель	Норма (25 > ИМТ ≥ 18,5)		Избыточный вес (30 > ИМТ ≥ 25)		Ожирение (ИМТ ≥ 30)
	Физическая активность (n = 80)	Малоподвижность (n = 65)	Физическая активность (n = 65)	Малоподвижность (n = 55)	Физическая активность (n = 14)	Малоподвижность (n = 16)
Возраст, лет	22 (22–24)	23 (22–26)* p = 0,030	23 (20–25)	23 (21–29)	22 (20–27)	24 (228–34)
Масса тела, кг	70 (64–76)	71 (67–75)	85 (81–89)	86 (80–92)	106 (102–113)	107 (95–113)
Рост, см	179 (173–184)	179 (175–183)	179 (175–182)	180 (176–185)	183 (181–186)	177 (172–183)* p = 0,027
ОТ, см	79 (76–84)	79 (76–83)	88 (83–93)	90 (85–94)	102 (97–103)	106 (102–111)+ p = 0,061
ОБ, см	96 (90–100)	95 (92–99)	105 (99–107)	104 (100–108)	114 (1101–117)	113 (111–117)
ИМТ	22,1 (20,8–23,4)	22,2 (21,0–23,3)	26,3 (25,7–27,7)	26,5 (25,5–27,8)	31,1 (30,5–34,0)	33,2 (31,2–34,8)
ЛГ, мМЕ/л	3,3 (2,4–4,3)	2,9 (2,2–3,7)	3,6 (2,9–4,5)	3,4 (2,3–4,6)	3,2 (2,6–5,1)	3,0 (2,3–3,6)
ФСГ, мМЕ/л	3,6 (2,2–4,5)	2,4 (1,8–3,4)* p = 0,010	3,0 (2,2–4,9)	3,6 (2,6–4,3)	2,5 (1,7–4,7)	2,8 (1,9–3,7)
Тестостерон, нмоль/л	24,1 (20,0–28,4)	22,9 (17,4–29,3)	20,6 (15,2–25,9)	17,8 (14,5–22,4)	18,0 (13,6–19,2)	13,6 (9,9–15,8)* p = 0,028
Эстрадиол, нмоль/л	0,16 (0,13–0,21)	0,17 (0,12–0,21)	0,19 (0,13–0,23)	0,19 (0,15–0,23)	0,18 (0,14–0,30)	0,16 (0,13–0,20)
Ингибин, пк/мл	194,8 (147,8–245,1)	182,7 (154,9–267,0)	165,0 (129,3–214,5)	167,5 (123,3–200,6)	137,5 (90,5–198,4)	171,5 (120,3–221,2)
Триглицериды, ммоль/л	0,8 (0,5–1,1)	0,8 (0,6–1,1)	1,0 (0,3–3,2)	1,0 (0,7–1,5)	1,6 (1,0–2,2)	2,0 (1,4–3,4)
Общий холестерин, ммоль/л	3,5 (3,1–4,2)	3,6 (3,1–4,1)	3,9 (3,5–4,5)	3,9 (3,4–4,7)	4,2 (3,8–5,2)	4,5 (4,1–5,0)
х-ЛПВП, ммоль/л	1,3 (1,0–1,5)	1,2 (1,0–1,4)	1,1 (1,0–1,3)	1,1 (0,9–1,3)	1,1 (0,9–1,2)	1,0 (0,8–1,3)
х-ЛПНП ммоль/л	2,0 (1,4–2,6)	2,1 (1,5–2,4)	2,2 (1,7–2,8)	2,4 (1,6–3,1)	2,3 (2,0–3,3)	2,4 (2,1–3,0)
Глюкоза, ммоль/л	4,5 (4,1–5,0)	4,6 (3,9–5,1)	4,6 (4,3–5,24)	4,7 (4,4–5,3)	4,9 (4,7–5,2)	5,8 (4,5–6,5)+ p = 0,088
Мочевая кислота, мкмоль/л	343 (303–378)	351 (298–384)	380 (331–428)	386 (329–426)	392 (326–464)	443 (290–521)

Примечание. Данные представлены как медиана (25–75), где (25–75) — 25-й и 75-й перцентили; ОТ — окружность талии; ОБ — окружность бедер; ИМТ — индекс массы тела; ЛГ — лютеинизирующий гормон, ФСГ — фолликулостимулирующий гормон; х-ЛПВП — холестерин липопротеинов высокой плотности; х-ЛПНП — холестерин липопротеинов низкой плотности; * — достоверность; + — тенденция различий между мужчинами с физической активностью и малоподвижностью в каждой группе ИМТ.

 

Нежелательные явления

Нежелательные явления в данном исследовании не оценивались.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

У молодых мужчин-добровольцев из общей популяции избыточная масса тела и ожирение ассоциированы с нарушениями липидного обмена, в частности с увеличением уровня триглицеридов, общего холестерина, холестерина липопротеидов низкой плотности и снижением уровня холестерина липопротеидов высокой плотности, а также с увеличением уровня глюкозы и мочевой кислоты в сыворотке крови. Наиболее важные гормональные изменения при избыточной массе тела и ожирении выражались в снижении уровня тестостерона и ингибина в сыворотке крови, причем дефицит тестостерона усиливался с ростом ИМТ. Мужчины с ожирением и малоподвижностью характеризовались снижением уровня тестостерона и тенденцией к повышению уровня глюкозы по сравнению с мужчинами с ожирением, но с физически активным поведением.

Обсуждение основного результата исследования

Образ жизни существенно отражается на здоровье мужчин и их репродуктивных способностях. Одни из важнейших факторов образа жизни — избыточная масса тела и ожирение, которые затрагивают многие аспекты физиологии человека и признаются ключевыми факторами риска развития дислипидемии, атеросклероза, сердечно-сосудистой патологии, диабета 2 типа, остеоартрита и репродуктивных проблем [5, 8, 21–23]. Следует подчеркнуть, что в последние десятилетия в обществе формируется модель поведения, способствующая росту числа людей, страдающих избыточным весом. Она включает общее снижение физической активности, связанное с автоматизацией труда, широкое распространение транспортных средств, преимущественно личных автомобилей, популяризацию «фастфуда» (быстрого питания), содержащего большое количество рафинированных жиров и легко усваиваемых углеводов и сниженное количество волокон, а также высокий уровень стресса у людей, живущих в мегаполисах. Все перечисленное можно обозначить термином «синдром цивилизации».

Наши данные показывают, что у молодых мужчин с ожирением наблюдается существенное снижение уровня тестостерона в сыворотке крови, что подразумевает снижение гормональной активности семенников, близкое к гипогонадизму. Полученные данные подтверждают связь ожирения с гипогонадизмом у мужчин, которая установлена ранее [21–23]. Гормональные нарушения, в частности гипоандрогению, связывают с особенностью процессов, происходящих в висцеральной жировой ткани у мужчин, где происходит ароматизация андрогенов в эстрогены и продуцируется лептин, который угнетает продукцию тестостерона клетками Лейдига в семенниках. В свою очередь, гипогонадизм сопровождается снижением мышечной массы и способствует дальнейшему накоплению висцерального жира, замыкая порочный круг [21–23].

Частое репродуктивное последствие ожирения — эректильная дисфункция, которая имеет четкую связь с сопутствующими ожирению метаболическими и гормональными нарушениями [24]. В обзоре [23] указывается, что у 79% российских мужчин с ИМТ выше 25 кг/м² риск эректильной дисфункции наблюдается в 3 раза чаще, чем в общей популяции, а степень эректильной дисфункции у мужчин с ожирением выше, чем без ожирения. Наиболее тесную связь с ожирением имеет васкулогенная форма эректильной дисфункции по сравнению с ее другими формами. Связующим звеном между ожирением и эректильной дисфункцией является высокий уровень свободных жирных кислот и адипокинов в крови [23].

Установлена связь повышенного ИМТ со снижением мужской фертильности, что проявляется уменьшением концентрации и доли подвижных сперматозоидов в эякуляте, увеличением фрагментации ДНК сперматозоидов и изменением профиля репродуктивных гормонов [25, 26]. Наше предыдущее исследование также установило негативное влияние висцерального ожирения на показатели спермограммы у российских мужчин [19]. Однако некоторыми исследователями связь между ожирением и концентрацией, подвижностью или морфологией сперматозоидов не была подтверждена даже тогда, когда было найдено влияние избыточного веса и ожирения на уровень репродуктивных гормонов [21]. Основным механизмом снижения мужской фертильности при ожирении считается действие окислительного стресса на уровне микроокружения яичка вследствие жировых отложений в паховой области, приводящих к угнетению сперматогенеза из-за повышения температуры в мошонке [22]. Существует несколько исследований, которые установили, что повышение температуры мошонки наблюдается у водителей или при ношении тесного нижнего белья, что негативно влияло на качество спермы [27, 28], а экспериментальная транзиторная гипертермия мошонки обратимо снижала сперматогенез с вовлечением в этот процесс окислительного стресса [29]. Кроме того, показано, что снижение качества спермы может быть связано с сидячей работой и ожирением [30]. Авторы предполагают, что снижение качества спермы человека за последние десятилетия обусловлено изменением образа жизни, характеризующимся гиподинамией, высоким потреблением энергии и повышенной распространенностью ожирения.

В нашем исследовании половина мужчин (53,3%), страдающих ожирением, указала в анкете на малоподвижный образ жизни и отсутствие регулярных занятий спортом как одного из видов отдыха. Несмотря на субъективность самооценки малоподвижности, мы наблюдали снижение уровня тестостерона в сыворотке крови у тучных мужчин с малоподвижным образом жизни по сравнению с тучными мужчинами, ведущими физически активный образ жизни. Результаты нашего исследования согласуются с данными других авторов, установивших снижение уровня тестостерона, ЛГ и ФСГ у мужчин с малоподвижностью [7]. В частности, у молодых здоровых мужчин с малоподвижностью (средний возраст — 19 лет, ИМТ — в пределах нормы) уровень тестостерона был достоверно ниже по сравнению с аналогичной группой мужчин, но с активным образом жизни (6,49 ± 0,80 и 7,68 ± 0,77 мкг/л, среднее ± SD). Малоподвижность участников оценивалась субъективно по отсутствию физической нагрузки и занятий спортом в течение предыдущего года. Авторы считают, что причинами более высокого уровня тестостерона во время физической тренировки могут быть изменение уровня катехоламинов и простагландинов и повышение кровотока яичек, которые оказывают стимулирующее влияние на гипоталамо-гипофизарно-тестикулярную ось [7]. В другом исследовании у молодых мужчин (медиана возраста — 19,1 года), которые по многу часов смотрели телевизор, по мере увеличения периода времени, потраченного на просмотр телевизора, наблюдалось увеличение ИМТ и уровня фолликулостимулирующего гормона и снижение уровня тестостерона [11]. Временные интервалы телевизионных просмотров составляли 0,1–2,5; 2,6–5,0 и более 5,0 ч, и гормональные изменения наблюдались вне зависимости от физической активности участников. Авторы заключают, что малоподвижный образ жизни, обусловленный многочасовым просмотром телевизора, приводит к ухудшению функции семенников даже у физически активных мужчин. В работе Н. Kumagai et al. [31] у мужчин с избыточным весом и ожирением (ИМТ = 29,1) измеряли уровень тестостерона в сыворотке крови и количество шагов в день как индикатор высокой и низкой физической активности. После 12-недельного эксперимента уровень холестерина и триглицеридов в сыворотке крови достоверно снижался по сравнению с исходными значениями (холестерин — 5,2 ± 0,3 и 4,6 ± 0,2 ммоль/л; триглицериды — 1,9 ± 0,3 и 1,0 ± 0,3 ммоль/л соответственно), а уровень тестостерона увеличивался только в группе с высокой физической активностью по сравнению с группой с низкой физической активностью (12,5 и 15,0 нмоль/л соответственно). Эта и другие работы [9, 12, 32] подтверждают, что повышенная и регулярная физическая активность способна повышать уровень тестостерона в крови как у мужчин с нормальным ИМТ, так и при ожирении. Кроме того, данные указывают на то, что андрогены могут стимулировать физическую активность и адаптацию к силовым тренировкам у мужчин [32].

В последнее время все большее распространение приобретает точка зрения, что неблагоприятные тенденции в состоянии мужского репродуктивного здоровья в основном сопряжены с изменениями в индивидуальном образе жизни, который в индустриально развитых странах характеризуется преобладанием высококалорийного питания, несбалансированной диеты, гиподинамии, повышенного уровня социального стресса, связанного с урбанизацией, широким распространением курения сигарет и различных курительных смесей, злоупотреблением алкоголем, бесконтрольного приема лекарств, использованием мобильных телефонов и ноутбуков как источников электромагнитного излучения [5, 7–12, 21, 22, 27]. Таким образом, изучение причин и механизмов ослабления мужской фертильности должно включать не только избыточную массу тела и гиподинамию, но и другие факторы риска в контексте их влияния на репродуктивное здоровье.

Ограничения исследования

Преимущество нашего исследования состояло в том, что объектами изучения выступали молодые мужчины-добровольцы из общей популяции, которые не были отобраны по антропометрическим, гормональным или метаболическим показателям, поэтому наша исследуемая когорта была репрезентативна молодой части населения, что позволяет экстраполировать результаты на общую популяцию, в то время как в большинстве других исследований данной проблемы используются специально подобранные группы участников. Кроме того, наши участники были постоянными жителями двух сибирских городов, близких по экологическим и социокультурным параметрам. Во всех городах применялись одни и те же стандартизированный протокол исследования и анкета, а исследовательские группы были схожи по социальному статусу. Лабораторные анализы проводились одной и той же исследовательской группой с использованием одних и тех же реактивов.

Хотя результаты данного сравнительного исследования, которое включает «естественный эксперимент», позволяют судить о количественных изменениях гормонального и метаболического статуса у мужчин при избыточной массе тела и малоподвижности, тем не менее важно провести специальный («лабораторный») эксперимент. Для дополнительного подтверждения положительных эффектов физической активности на репродуктивное здоровье мужчин исследование должно включать более значительные по величине выборки и контролируемые показатели физической активности. Таким образом, в данном контексте настоящее исследование можно рассматривать как перспективное пилотное. Интервенционное исследование, в котором группа мужчин с ожирением, гипогонадизмом и ослабленным сперматогенезом будет подвергаться регулярной контролируемой физической нагрузке разной интенсивности и длительности, дало бы дополнительную информацию о том, что гиподинамия ослабляет мужскую фертильность, а изменение образа жизни (физическая активность) приводит к положительному результату.

Многие факторы современного образа жизни (ожирение, гиподинамия, курение, алкоголь и др.) могут оказывать негативное влияние на метаболический и эндокринный гомеостаз, что делает исследование этой проблемы актуальным как в фундаментальном, так и прикладном аспектах. Часто публикации по вышеупомянутым факторам образа жизни представляют конфликтующие данные, интерпретация которых неоднозначна. Можно предположить, что если фактор индивидуального образа жизни имеет даже небольшой эффект, то комбинация нескольких негативных факторов может оказывать кумулятивный эффект и значительно усиливать негативное действие за счет специфического взаимодействия. Наше исследование проводилось без учета возможного взаимодействия с другими факторами индивидуального образа жизни. Очевидные преимущества будет иметь комплексное исследование ключевых факторов образа жизни, взаимное влияние которых на исследуемые показатели возможно оценить только на значительно большей выборке мужчин, чем в данной работе. С другой стороны, эффекты факторов образа жизни скорее всего будут проявляться при выраженном или длительном воздействии, поэтому важно исследовать их действие во временном аспекте, например учитывать длительность их действия. Ожирение и гиподинамия у мужчин, исследуемые в настоящей работе, относятся к числу потенциальных факторов риска ослабления репродуктивного здоровья, однако их негативное воздействие частично преодолевается, как предполагают наши результаты, физически активным образом жизни.

Заключение

У молодых мужчин ожирение негативно влияет на уровень тестостерона, ингибина В, триглицеридов, холестерина, х-ЛПВП, х-ЛПНП, мочевой кислоты и глюкозы в сыворотке крови, но повышение уровня физической активности может способствовать улучшению метаболического и гормонального гомеостаза.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 19-15-00075-П).

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. Л.В. Осадчук — проведение обследования участников, анкетирование участников, определение гормонов и метаболитов, написание и направление рукописи на публикацию; А.В. Осадчук — планирование исследования, статистический анализ полученных данных, написание и оформление рукописи. Все авторы внесли значимый вклад в проведение исследования, подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Выражение признательности. Выражаем благодарность и признательность андрологам Медицинского центра «Эргин» г. Кемерово Н.Н. Кузнецовой и М.В. Шамину, инженеру-исследователю ИЦиГ Н.В. Гуторовой за помощь в организации и проведении обследования мужчин.

About the authors

Ludmila V. Osadchuk

The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: losadch@bionet.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-7597-9204
SPIN-code: 2924-3468
Scopus Author ID: 7004923596

PhD in Biology, Professor

Россия, 10, Lavrentiev Av., 630090, Novosibirsk

Alexander V. Osadchuk

The Federal Research Center Institute of Cytology and Genetics Siberian Branch of Russian Academy of Sciences

Email: osadchuk@bionet.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0002-4210-7354
SPIN-code: 4023-5070
Scopus Author ID: 7004220731

PhD in Biology, Assistant Professor

Россия, 10, Lavrentiev Av., 630090, Novosibirsk

References

Supplementary files