Качество воздуха связано с широким спектром проблем со здоровьем, включая респираторные заболевания, сердечно-сосудистые осложнения и рак, и этот список проблем только растет. Согласно исследованиям, представленным на этой неделе на 42-й ежегодной конференции Европейского общества репродукции человека и эмбриологии (ESHRE), распространенные загрязняющие вещества могут коренным образом нарушать генетику сперматозоидов человека, и эти изменения могут влиять не только на мужскую фертильность.
Одно из крупнейших исследований такого рода, этот проект проводился с 2013 по 2017 год и охватил более 2000 мужчин в Солт-Лейк-Сити, штат Юта. Добровольцы предоставляли исследователям образцы спермы сначала после регистрации, а затем с интервалами в два, четыре и шесть месяцев. Исследователи были особенно сосредоточены на изучении изменений метилирования ДНК сперматозоидов. Эти химические сдвиги регулируют генетическую активность, не переписывая при этом саму ДНК. Изменения метилирования уже связаны с генами, используемыми при организации хромосом, поддержании целостности клеток и общем развитии сперматозоидов.
Одновременно с этим, команда исследователей использовала региональные данные для оценки воздействия загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на мужчин в течение примерно трехмесячного периода выработки спермы, известного как сперматогенез. К ним относились такие распространенные загрязняющие вещества, как диоксид азота, диоксид серы, мелкодисперсные частицы и озон. Хотя предыдущие исследования уже выявили связь между загрязнением воздуха и качеством спермы, генетики до сих пор не до конца понимают, как эти неблагоприятные последствия проявляются на молекулярном уровне.
Исследователи выделили озон и диоксид азота как одни из наиболее влиятельных загрязняющих веществ. В городских районах, таких как Солт-Лейк-Сити, концентрация этих двух веществ часто превышает норму из-за сжигания природного газа и выбросов от автотранспорта.
«Наши результаты показывают, что воздействие загрязнения воздуха на ключевых этапах развития сперматозоидов может быть связано с изменениями метилирования ДНК сперматозоидов, в том числе в генах, участвующих в сперматогенезе и ранних процессах развития», — заявила в сопроводительном заявлении Кэрри Ноблс, соавтор исследования и специалист по охране окружающей среды из Массачусетского университета в Амхерсте.
Исследователи выявили 39 изменений метилирования ДНК, связанных с загрязнением воздуха, особенно в гене GNAS — импринтированном гене, связанном с ухудшением качества спермы и развитием плода. Однако, как пояснил Ноблс, значение гена GNAS «особенно важно».
«Поскольку импринтированные гены могут сохраняться на протяжении раннего эмбрионального развития, это поднимает важные вопросы о том, могут ли факторы окружающей среды, воздействующие на отцов, влиять не только на фертильность, но и на беременность и здоровье потомства», — сказала она.
Поскольку это предварительные результаты, Ноблс подчеркнула, что крайне важно, чтобы исследователи сейчас работали над воспроизведением полученных данных в будущих исследованиях. Она также пояснила, что необходимы дальнейшие исследования измеримого влияния на фертильность и беременность у мужчин, а также изучение других источников загрязнения.
«Мы знаем, что у пар, подвергающихся воздействию загрязнения воздуха, часто возникают трудности с зачатием, и это может быть одним из множества объяснений того, как загрязнение влияет на наше репродуктивное здоровье», — сказала бывший председатель ESHRE Карен Сермон, комментируя исследование.