Специалисты в области изучения распространения болезней провели исследование влияния состояния атмосферы на мужское здоровье, конкретно – на процесс формирования сперматозоидов. Изучив информацию о более чем двух тысячах мужчин, было установлено, что контакт с обычными загрязнителями вызывает модификацию метилирования ДНК в половых клетках мужского пола.

Неблагоприятные условия окружающей среды оказывают воздействие на формирование и развитие сперматозоидов – процесс, занимающий около 70-75 дней – более существенное влияние, чем считалось ранее. К этому выводу пришли ученые под руководством эпидемиологов из университета штата Массачусетс в городе Амхерст (Соединенные Штаты Америки). Данное исследование представилибыло представлено на 42-й ежегодной конференции Европейского общества по репродукции человека и эмбриологии.

Специалисты рассмотрели данные, полученные от более чем двух тысяч мужчин, проходивших диагностику в связи с проблемами фертильности в городе Солт-Лейк-Сити (США) в период между 2013 и 2017 годами. Первоначально у всех участников были взяты образцы семенной жидкости для включения их в исследование, а затем повторно через два, четыре и шесть месяцев. Для проведения молекулярного анализа было отобрано 1220 мужчин, предоставивших биологический материал на заключительном этапе исследования.

Ученые, проводившие изучение, определяли уровень воздействия различных загрязняющих веществ на каждого участника эксперимента в течение максимум трех месяцев до момента сдачи образца для анализа – приблизительно такой период времени требуется для формирования половых клеток. В ходе оценки учитывались концентрации озона (образующегося преимущественно из выхлопных газов и промышленных выбросов под воздействием солнечного света), диоксида азота (источниками которого являются автомобили, электростанции и отопительные системы), диоксида серы (возникающего при сжигании угля или нефти) и мелкодисперсных частиц твердых веществ диаметром менее 2,5 микронметров (PM 2,5), включающих в себя сажу, пыль, тяжелые металлы и органические соединения. Исключительно PM 2,5 признаются наиболее опасными из-за их способности распространяться на значительные расстояния – сотни километров –, проникать глубоко в легкие и кровеносную систему.

Проведенный анализ позволил идентифицировать тридцать девять участков ДНК, где степень метилирования демонстрировала статистическую взаимосвязь с воздействием загрязняющих веществ. Наиболее существенное негативное влияние оказали озон и диоксид азота – их концентрации характерны в основном для территорий с высокой интенсивностью автомобильного движения и выбросами при использовании природного газа. Подверглись изменениям гены, ответственные за формирование сперматозоидов, организацию хромосом и механизмы «контроля качества клеток».

Метилирование ДНК в половых клетках – это химический процесс, который не изменяет саму структуру генетического кода, но регулирует степень активности определенных генов. Эпигенетические метки, прикрепленные к ДНК сперматозоидов, передаются будущему зародышу и оказывают влияние на его развитие. Таким образом, модификации в этих метках могут отражаться не только на качестве мужских половых клеток, но и на здоровье ребенка.

Особое внимание исследователи уделили гену GNAS, который относится к группе импринтированных генов – это гены, активность которых зависит от того, переданы ли они по наследству от матери или отца. Ранее уже было установлено, что нарушения в метилировании этого гена связаны с ухудшением показателей качества спермы и проблемами при развитии эмбриона. Новое исследование выявило, что загрязнение атмосферы также способно оказывать воздействие на данный ген.

По словам Кэрри Ноублс, возглавляющей исследовательскую команду, воздействие вредных веществ в период формирования сперматозоидов, особенно на ключественных этапах их развития, способно влиять на эпигенетические процессы – модификацию активности генов без изменения структуры ДНК. Это оказывает влияние не только на репродуктивную функцию, но и на исход беременности.

Исследователи пока воздерживаются от утверждения о том, что подобные трансформации неизбежно ведут к бесплодию или проблемам со здоровьем у потомства; тем не менее они определили это как перспективное направление для дальнейших изысканий. Установление связи-следствия требует дополнительных подтверждений. Однако уже сейчас общеизвестно, что загрязнение атмосферы является одним из основных факторов риска для здоровья населения. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), оно ежегодно связано с семью миллионами преждевременных смертей и увеличивает вероятность развития заболеваний сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, инсультов и некоторых онкологических патологий.

Постепенно накапливаются сведения о воздействии качества воздуха на репродуктивную сферу. Анализ научных работ за 2024 год выявил связь между загрязнением окружающей среды и уменьшением количества сперматозоидов, снижением их активности и увеличением числа повреждений в ДНК. Новое исследование дополняет эти данные, предлагая вероятный биологический механизм: загрязнение воздуха может влиять на эпигенетическое управление генами, участвующими в формировании мужских половых клеток.