Здравствуйте и добро пожаловать в Метаболический Класс. Я профессор Бен Бикман, биомедицинский ученый и профессор клеточной биологии. Мне очень приятно быть ученым, который сосредоточен на метаболическом здоровье. Хотя некоторые темы явно связаны с метаболическим здоровьем, такие как ожирение и диабет, есть и другие, которые не приходят на ум в этом контексте. К ним относится бесплодие, и именно это мы обсуждаем сегодня.
В предыдущем эпизоде мы рассмотрели важность метаболического здоровья в контексте женского бесплодия. Сегодня мы перейдем к мужчинам, потому что, в конце концов, у мужчин также могут возникать проблемы, хотя они совершенно отличаются от тех, что наблюдаются у женщин, поскольку репродукция включает в себя очень разные процессы у разных полов. Интересно, что, несмотря на очевидные различия в бесплодии у женщин и мужчин, у них есть общая метаболическая основа, хотя и проявляется она по-разному.
Чтобы установить некоторую знакомость с этой темой, бесплодие — это проблема, которая затрагивает растущее число пар. Около 15% пар, активно пытающихся завести детей, сталкиваются с бесплодием, причем мужчины обычно составляют более 30% случаев. В некоторых случаях этот процент даже выше. Эти статистические данные довольно сложно уточнить, но, похоже, чуть менее половины случаев бесплодия связаны с проблемами у мужчин.
Как и у женщин, в этом процессе участвуют несколько гормонов. Легко думать о фертильности как о проблеме, связанной с эстрогенами или андрогенами, но существуют и другие регуляторы. Есть гормоны, которые определяют уровни андрогенов и эстрогенов. Мы обсуждали это в предыдущем эпизоде, поскольку важно понимать сложный баланс этих гормонов, который регулируется непосредственно из мозга. В случае овуляторного цикла у женщин и у мужчин эти же гормоны имеют значение, хотя у мужчин они не проявляют такой резкой динамики, как у женщин. Они, как правило, находятся на более низком уровне, но все же активны.
Два гормона, вырабатываемых мозгом, которые мы обсуждали в прошлый раз, это фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ). Эти два гормона также важны для репродукции у мужчин, хотя мы часто думаем о них как о гормонах, относящихся только к женщинам. На самом деле, их названия происходят от их предполагаемой единственной значимости для женской фертильности.
Факт, что мы называем гормон фолликулостимулирующим гормоном, имеет значение для развития фолликула, как мы описали в предыдущем эпизоде. То же самое касается лютеинизирующего гормона, который имеет отношение к желтому телу — остаточной структуре после овуляции в яичнике. Несмотря на то, что названия этих гормонов явно ориентированы на женщин, они также важны и для мужчин: ФСГ (фолликулостимулирующий гормон) и ЛГ (лютеинизирующий гормон).
Какова их значимость? Давайте кратко рассмотрим это. Как и в случае с женским бесплодием, я хочу, чтобы вы поняли важность эндокринной сигнализации или гормонов в нормальной репродуктивной функции мужчин. Это поможет мне, как преподавателю, затем исследовать, как могут возникать проблемы. Прежде чем вы сможете оценить, что идет не так, нужно понять, что должно работать правильно.
ФСГ стимулирует сперматогенез, что означает процесс производства спермы в яичках. Это важно не только для производства, но и для созревания сперматозоидов. В яичках есть два различных типа клеток, которые имеют женские аналоги в яичниках: клетки Сертоли и клетки Лейдига. Клетки Сертоли способствуют питанию и развитию ранних сперматозоидов, а ФСГ помогает регулировать структуру и поддерживать эти канальцы, чтобы сперма могла перемещаться от яичек.
Лютеинизирующий гормон также важен, в первую очередь, благодаря своему воздействию на клетки Лейдига. ФСГ в основном действует на клетки Сертоли для содействия развитию спермы, тогда как ЛГ действует на клетки Лейдига, его основное действие заключается в стимуляции производства тестостерона. Тестостерон, известный андроген, является основным мужским половым гормоном и играет важную роль в мужской фертильности.
Важно понимать, что существуют более высокие уровни сигналов, которые определяют, что тестостерон будет делать в яичках, и это вторичные сигналы, исходящие от передней доли гипофиза — ФСГ и ЛГ.
Теперь давайте перейдем к яичкам и их продукту — тестостерону. Тестостерон имеет очевидную функцию: он способствует либидо. Это влияет на сексуальное влечение обоих полов. Однако у мужчин, имеющих более высокие уровни тестостерона, обычно наблюдается более высокий уровень сексуального влечения. Тестостерон также играет важную роль в физическом созревании, но мы не будем обсуждать подростковый возраст. Другими словами, почему маленький мальчик начинает выглядеть как маленький мужчина, в первую очередь связано с тестостероном.
Тестостерон работает в тандеме с ФСГ (фолликулостимулирующим гормоном), поддерживая процесс сперматогенеза. ФСГ не инициирует производство спермы самостоятельно; тестостерон помогает в этом. Это пример аутокринного сигнала, где клетка производит гормон, но в данном случае это будет более точно паракринный сигнал, поскольку тестостерон от клеток Лейдига взаимодействует с клетками Сертоли, способствуя производству спермы, работая в тандеме с ФСГ.
Кроме того, независимо от сексуального влечения, тестостерон также играет роль в эрекции. Эрекция, конечно, имеет значение в процессе воспроизводства, но тестостерон усиливает производство оксида азота, который является ключевым медиатором, необходимым для эрекции.
Теперь давайте рассмотрим патологию и проблемы, связанные с этим, и обсудим, как плохое метаболическое здоровье влияет на ситуацию. Мы плавно переходим от обсуждения того, как тестостерон способствует производству эрекций через оксид азота. Оксид азота — это основная молекула, инициирующая или способствующая самой эрекции, и все сводится к кровотоку. Оксид азота имеет вазодилатирующий эффект. Мы говорили о вазодиляции и вазоконстрикции в контексте артериального давления, но вазодиляция — это когда кровеносные сосуды расширяются, что увеличивает кровоток.
Где бы ни происходило расширение кровеносных сосудов, туда поступает больше крови. В противоположность этому, если сосуды сужены, кровоток в эту область будет меньше. В данном случае мы говорим об эрекции, но это также имеет значение, например, во время физической активности. Когда вы занимаетесь спортом, происходит локальное увеличение оксида азота. Кровоток увеличивается к мышцам, чтобы обеспечить их питательными веществами и удалить метаболиты, позволяя мышцам продолжать работу.
Ну, это не так уж и отличается от того, что происходит при эрекции. Для ее индукции необходимо увеличить выработку оксида азота, чтобы вызвать вазодилатацию. Инсулин оказывает множество эффектов в организме. Как я уже упоминал ранее, он уникален среди гормонов и пептидов тем, что влияет на каждую клетку тела, включая клетки, выстилающие кровеносные сосуды, или эндотелий. Эндотелиальные клетки реагируют на инсулин, увеличивая выработку оксида азота. Инсулин активирует синтез оксида азота через специфический фермент, известный как синтаза оксида азота. Инсулин включает этот процесс, что приводит к образованию оксида азота в крови.
Эндотелиальные клетки имеют несколько компонентов, включая инсулин, который является важным ферментом для очищения кровотока. Инсулин способствует секреции оксида азота, что необходимо для реакции, называемой малой зоной. Это момент, связанный с сердечным приступом. Инсулин является основным регулятором в сердце, как лампа. Одним из нормальных эффектов инсулина является увеличение выработки оксида азота, что вызывает вазодилатацию.
К сожалению, когда эндотелий становится инсулинорезистентным, он менее способен производить оксид азота. Когда инсулин воздействует на эндотелий, обычно он отвечает увеличением выработки оксида азота. Однако это становится нарушенным, когда эндотелий становится инсулинорезистентным. В состоянии инсулинорезистентности выработка оксида азота эндотелием уменьшается, что приводит к ухудшению кровотока. Это не только оказывает системное влияние на повышение артериального давления, но и приводит к нарушению нормальной эректильной функции, что вызывает эректильную дисфункцию.
Эректильная дисфункция является наиболее распространенной формой бесплодия у мужчин. Теперь вы понимаете, почему это происходит. Это часто является результатом нарушенного сигнала инсулина, что приводит к снижению выработки оксида азота, нарушению вазодилатации и, следовательно, к нарушению эректильной функции, что, конечно, является распространенной формой бесплодия у мужчин.
Теперь перейдем к отдельной теме, но, конечно, все это связано с широким понятием метаболических причин бесплодия у мужчин, а именно с низким уровнем тестостерона. Это стало очень распространенной проблемой, по крайней мере, в рекламе и клинической практике. Существуют целые клиники, которые занимаются исключительно повышением уровня тестостерона у мужчин. Вы можете услышать множество радиореклам, которые обсуждают или задают вопросы мужчинам, чтобы определить, есть ли у них низкий уровень тестостерона, используя различные расплывчатые описания. Устали? Набираете вес? Возможно, у вас низкий тестостерон. Возможно, но это не обязательно связано с низким уровнем тестостерона. Дело в том, что те же метаболические факторы, которые вызывают у вас увеличение веса и усталость, также снижают вашу способность производить тестостерон.
Инсулинорезистентность значительно связана с уменьшением производства тестостерона в яичках, и это в первую очередь прямое воздействие на клетки Лейдига, которые отвечают за синтез тестостерона. Давайте начнем обсуждение низкого уровня тестостерона, описывая метаболические эффекты самого тестостерона. Прежде чем мы перейдем к тому, как инсулинорезистентность влияет на тестостерон, я хочу подчеркнуть вторую часть этого вопроса: как низкий уровень тестостерона, или тестостерон в целом, влияет на инсулиновую сигнализацию в организме. Это поможет понять, как начинается порочный круг, к которому я вернусь позже.
Прежде всего, тестостерон усиливает инсулиновую сигнализацию. Он увеличивает экспрессию ключевых белков, участвующих в инсулиновом цикле, который отвечает за производство инсулина. Когда инсулин связывается со своим рецептором, следующим шагом является активация IRS1 (инсулинового рецепторного субстрата 1). Затем сигнал проходит через множество путей, разделяясь и усиливаясь, как мы говорим в клеточной биологии. Тестостерон также влияет на экспрессию глюкозного транспортера Glut4, который находится в мышечных и жировых клетках. Glut4 критически важен для действия инсулина в таких тканях, как мышцы и жировая ткань, чтобы забирать глюкозу и регулировать уровень сахара в крови.
Кроме того, тестостерон имеет липолитический эффект. Показано, что лечение тестостероном снижает уровень жира, особенно в висцеральной области, где жир накапливается глубже в брюшной полости, между кишечником и почками. Снижая общий уровень жира в организме и уменьшая жировые клетки, мы напрямую улучшаем инсулинорезистентность, что значительно снижает риск таких заболеваний, как диабет второго типа.
Но также вы слышали, как я ранее обсуждал, что воспаление является основным фактором, вызывающим инсулинорезистентность. Тестостерон может снижать уровень воспалительных маркеров, таких как C-реактивный белок. Эти воспалительные маркеры не только связаны с уменьшением чувствительности к инсулину, но и фактически вызывают это снижение. Таким образом, модулируя воспаление, тестостерон может улучшать реакцию организма на инсулин, то есть повышать чувствительность к инсулину.
Теперь давайте вернемся к тому, что вы ожидали. Поговорим о том, как инсулинорезистентность влияет на тестостерон. Теперь, когда мы понимаем, насколько важен тестостерон для метаболической функции, прежде всего, наблюдается снижение секреции тестостерона клетками Лейдига. Фактическое количество тестостерона, выделяемого из яичек, снижается. Исследования показали, что увеличение инсулинорезистентности коррелирует с уменьшением секреции тестостерона клетками Лейдига. Это, похоже, происходит независимо от того, что делает лютеинизирующий гормон (ЛГ), который вырабатывается передней долей гипофиза. Это указывает на прямое влияние инсулинорезистентности на уровне яичек, где инсулинорезистентность каким-то образом нарушает способность клеток Лейдига производить тестостерон в ответ на стимулирующий сигнал, чаще всего ЛГ.
Также существует общее понятие стероидогенеза, которое относится к производству стероидных гормонов или активации этого стероидного пути. Все половые гормоны происходят из холестерина, который преобразуется в стероидное ядро. Это становится основой, на которой строятся все так называемые стероидные гормоны. Это очевидные стероидные гормоны, такие как половые гормоны, а также менее очевидные, такие как альдостерон, который участвует в регуляции воды и электролитов в организме. Таким образом, мы говорим не только о половых гормонах, когда обсуждаем стероидогенез, но инсулинорезистентность может привести к дисрегуляции различных сигнальных путей в клетках Лейдига, которые необходимы для производства тестостерона, фактически нарушая весь процесс в яичках.
Теперь, как я уже упоминал, когда мы рассматриваем, как инсулинорезистентность может влиять на производство тестостерона, мы можем увидеть этот порочный круг, где инсулинорезистентность приводит к снижению производства тестостерона, а снижение тестостерона, в свою очередь, увеличивает инсулинорезистентность. Это, в свою очередь, ухудшает производство тестостерона, и мы продолжаем подпитывать этот порочный круг, который только усугубляется.
На данный момент я обсуждал снижение производства тестостерона. Но, к сожалению, проблемы на этом не заканчиваются. Это не только случай снижения производства тестостерона из-за инсулинорезистентности, но также происходит увеличение конверсии тестостерона. Иными словами, это ароматизация. Ароматизация — это процесс превращения тестостерона в эстрогены. Это нормальный процесс, который происходит как у мужчин, так и у женщин. У мужчин уровень эстрогенов, особенно эстрадиола, относительно низок. Яички не стремятся превращать много тестостерона в эстрогены, предпочитая сохранять больше тестостерона и андрогенов.
К сожалению, жировые клетки имеют способность выражать ароматазу, особенно когда они увеличиваются в размере, особенно в области живота, где у мужчин обычно больше жира по сравнению с женщинами. Жировая ткань в области живота обычно выражает больше ароматазы по сравнению с жировыми клетками, хранящимися в других местах.
Таким образом, когда мужчины накапливают все больше жира, особенно в области живота, этот жир начинает действовать все больше как яичники. Яичники активно ароматизируют тестостерон, превращая его в эстрогены, что приводит к снижению тестостерона и увеличению эстрогенов. Но, как особенность физиологии, мужчины начинают имитировать этот общий эндокринный профиль не потому, что их яички превращаются в яичники, а потому, что их жировые клетки начинают действовать как яичники.
У мужчин наблюдается повышенное количество ароматазы, что приводит к более высокой степени ароматизации, превращающей тестостерон в эстрогены и, как следствие, к снижению уровня тестостерона. Это особенность физиологии. В результате мужчины начинают накапливать больше жира, особенно в области живота. Жир начинает действовать подобно яичникам, превращая тестостерон в эстрогены, что также приводит к снижению тестостерона. Повышенное количество ароматазы способствует увеличению веса, инсулинорезистентности, нарушению эректильной функции, снижению производства спермы и либидо — все это связано с тем, как он накапливает жир и с избытком жира.
Кроме того, он может начать накапливать жир по более женскому типу. С увеличением уровня эстрогенов он начинает накапливать жир в типичных женских зонах, включая грудь, бедра и ягодицы. Это приводит к тому, что, хотя и менее заметно, он начинает накапливать жир в более женском стиле. Это чаще всего проявляется в виде увеличения жировой ткани в области груди. У него не растет молочная железа, просто там много жира.
Я описал довольно серьезную ситуацию, но, как мне нравится делать, хочу закончить на позитивной ноте. Решение проблемы, в самом простом виде, касается мужчин, испытывающих трудности с фертильностью. Конечно, существует множество причин бесплодия, и я не хочу утверждать, что единственной причиной является метаболическая проблема. Пожалуйста, поймите это. Однако, как метаболический ученый, я сосредоточен именно на метаболическом аспекте. Я считаю, что имею на это право, не только из-за своей экспертизы, но и из-за статистики, которая показывает, что большинство случаев бесплодия у мужчин связано с метаболическими проблемами. Причина роста бесплодия у мужчин и женщин не в мутации вида, приводящей к стерильности, а в том, что это, в своей основе, метаболическая проблема. Я в этом очень уверен.
И я уверен, что вам не нужно никаких дополнительных доказательств, если вы присоединились ко мне здесь. Итак, в самом простом виде, если бесплодие у мужчины является результатом плохого метаболического здоровья, что можно сделать? Самая мощная стратегия — это снижение уровня инсулина и уменьшение жировых клеток. Всё, что это делает, будет полезно. Я хочу это подчеркнуть. Всё, что уменьшает жировые клетки, особенно, улучшает чувствительность к инсулину и, в данном случае, приводит к снижению активности ароматазы. В конечном итоге уровень тестостерона повысится, улучшится производство спермы, и, в общем, бесплодие будет решено или, по крайней мере, значительно улучшится.
Давайте кратко выделим некоторые стратегии. Некоторые из них, конечно, известны. Нет ничего удивительного в том, что я собираюсь сказать, но я представляю это в контексте мужского бесплодия. Неудивительно, что диета влияет на гормоны, а значит, и на качество спермы. Здесь есть небольшое противоречие, но для меня это довольно забавно, и я думаю, вы согласитесь. Я хотел бы подчеркнуть, что любая стратегия, уменьшающая жировые клетки, улучшит фертильность у мужчин, улучшая чувствительность к инсулину и метаболическое здоровье. Это может включать, не дай бог, растительную, низкожировую, вегетарианскую диету. Такие диеты могут, если взять человека, который придерживается стандартной американской диеты с высоким содержанием калорий и углеводов, и перевести его на растительную диету, привести к некоторой степени голодания или хронического голодания, если быть более точным. Они хронически недоедают, и, следовательно, жировые клетки будут уменьшаться.
У меня есть свои мысли о долгосрочной целесообразности такой стратегии, но я хочу, чтобы вы это знали. Я хочу, чтобы вы поняли, что всё, что выводит вас из стандартной американской диеты, улучшит вашу чувствительность к инсулину. Я хочу, чтобы это заявление оказало на вас влияние, потому что это может помочь вам понять, как кто-то может есть только картошку, которая в основном состоит из чистого крахмала, и при этом улучшить свою чувствительность к инсулину, пока он ест гораздо меньше, чем раньше. И, честно говоря, в зависимости от того, как вы приготовили картошку, может не быть значительного скачка глюкозы и инсулина, который вы ожидаете. В любом случае, всё, что выводит вас из стандартной американской диеты, будь то сокращение калорий или углеводов, что они всегда делают, будет уменьшать жировые клетки.
Теперь в контексте мужской фертильности это на самом деле не так однозначно. Несмотря на то, что я сказал ранее, всё, что вы делаете для снижения уровня инсулина и уменьшения жировых клеток, улучшит ситуацию, если это не низкожировая или вегетарианская диета, потому что есть причины, по которым это может быть так плохо. Результаты немного смешанные. Есть исследования, такие как Вукович в 2009 году или Атаман в 2012 году.
Существуют исследования, показывающие, что если мужчину поместить на низкожировую или растительную диету, произойдут две вещи: уровень тестостерона снизится, и качество спермы ухудшится. Поэтому я иногда шучу, что веганство — это самокорректирующая проблема, потому что его последователи, как правило, не смогут воспроизводиться, и идеология прекратит свое существование с этим поколением. Я понимаю, что это смелое утверждение, и говорю это с иронией. Но надеюсь, что это все же повлияет на ваше восприятие вопроса. Мужчина может терять вес, но, отказываясь от животной пищи, он также теряет шансы на фертильность.
Доктор Джастин Марчегани: Я думаю, это важный момент. Давайте поговорим о низкоуглеводной диете. Трудно найти хорошо контролируемые исследования, которые бы сравнивали низкоуглеводную диету с низкожировой и высокоуглеводной. Однако в 2017 году было опубликовано исследование Уилсона и др., в котором рассматривались атлеты, занимающиеся силовыми тренировками, следовавшие либо кето-диете, либо традиционной западной диете. В этом исследовании было установлено, что мышечная масса увеличилась в обеих группах. Все, кто говорит, что на кето-диете нельзя нарастить мышечную массу, ошибаются. Это исследование это опровергает. Участники кето-группы показали значительное увеличение уровня общего холестерина по сравнению с группой, следовавшей западной диете, что предполагает, что если основной результат основан на уровнях тестостерона, то снижение углеводов оказывает более мощное влияние.
Если вы улучшаете чувствительность к инсулину, вы улучшаете метаболическое здоровье. Мне не нравится агрессивное продвижение низкого уровня тестостерона как проблемы. Да, у мужчин могут быть уровни тестостерона ниже идеальных. Но вместо того чтобы просто назначать заместительную терапию тестостероном, стоит разобраться, почему у мужчины низкий тестостерон. Это не какой-то фундаментальный дефект яичек. Не стоит думать, что вид человека эволюционирует за одно поколение и становится бесплодным, что отражается в снижении тестостерона. Важно задать себе вопрос: какова основная причина?
В подавляющем большинстве случаев у мужчины наблюдается инсулинорезистентность и высокий уровень ароматазы из-за большого количества жира в организме. Оставим диету в стороне, так как все, что улучшает чувствительность к инсулину, особенно низкоуглеводные диеты, будет способствовать улучшению фертильности.
Следующий аспект — медикаменты. Важно использовать препараты, которые действительно улучшают чувствительность к инсулину. Многие так называемые метаболические препараты и противодиабетические средства не улучшают чувствительность к инсулину, а лишь регулируют уровень глюкозы в крови, иногда усугубляя инсулинорезистентность. Применение инсулинс sensitizing препаратов, таких как метформин, в сочетании с натуральной диетой может быть полезным. Основные побочные эффекты, улучшающие чувствительность к инсулину, связаны с увеличением или снижением уровня кортизола и повышением уровня холестерина, что будет видно позже в лабораторных анализах.
Если рассмотреть контроль уровня глюкозы в крови, одним из ведущих факторов является производство ADDs, что связано с моторным порогом глюкозы. Например, уровень, который немного выше так называемого идеального порога бета-карбонирования.
Что касается физических упражнений, я все больше убеждаюсь, что если вам нужно выбрать между аэробными и силовыми тренировками, всегда выбирайте силовые. Особенно с возрастом, когда я стараюсь сохранить мышечную массу, я уделяю этому все больше времени. Мышечная масса, а не скорость пробежки на пять миль, является лучшим предиктором долголетия и обратным индикатором смертности. С возрастом для меня становится менее важным, как быстро я могу пробежать пять миль, чем то, как хорошо я могу двигать своим телом. Это в большей степени зависит от мышечной массы, а не от кардиореспираторной выносливости.
Я, конечно, думаю о долгосрочной перспективе, но исследования показывают, что мышечная масса хорошо коррелирует с долголетием. Поэтому сосредоточьтесь на этом.
Надеюсь, теперь у вас есть более глубокое понимание эндокринологии мужской фертильности и репродуктивной функции в целом. В контексте бесплодия инсулин важен не только как метаболический гормон. Невозможно оценить репродукцию, не понимая метаболическую функцию. Организм не хочет заниматься репродукцией, если не считает себя метаболически здоровым. Он говорит: «Сначала разберемся с этим, а потом уже будем думать о репродукции».
Приведите метаболическое здоровье в порядок, прежде чем беспокоиться о репродукции. На этом всё. До следующего раза помните: больше знаний — лучшее здоровье. Увидимся!
