Почему мошонка холоднее тела и как прямохождение стало причиной мужского бесплодия
Всего несколько миллионов лет назад предки человека перешли к прямохождению, что с одной стороны обеспечило высокую выживаемость и расселение Homo sapiens по всей планете, но с другой - вошло в противоречие с более древней животной физиологией и аукнулось современному человеку появлением уникальных заболеваний.
Ранее я уже писал об эволюционной причине развития варикоза и геморроя и адекватных методах их профилактики. А сегодня продолжу данную тему рассказом о том, почему лимфоциты теплокровных животных считают сперматозоиды собственного организма чужеродными клетками, как система охлаждения яичек защищает их от иммунитета, и каким образом переход предков человека к прямохождению нарушил работу данной системы и создал предпосылки для развития варикоцеле и мужского бесплодия.
Зачем мошонка холоднее тела
Во время беременности в тимусе плода созревают миллиарды лимфоцитов, каждый из которых снабжен уникальным рецептором, способным по принципу "ключ-замок" связывать строго специфичную для него молекулу. Это гарантирует иммунитету способность противостоять всему разнообразию существующих и даже еще не созданных природой инфекций. Неизбежно, что среди миллиардов есть лимфоциты, способные связывать и молекулы собственного организма. Задача иммунитета - избавиться от таких аутоспецифичных лимфоцитов, способных в дальнейшей жизни вызвать аутоиммунные заболевания. Для этого все созревающие в тимусе лимфоциты запрограммированы на самоуничтожение, как только их рецептор что-либо связывает. А так как внутри плода в норме нет никаких чужеродных молекул и инфекций, то самоуничтожаются только аутоспецифичные лимфоциты.
Все остальные лимфоциты, рецепторы которых не нашли ничего для себя подходящего в стерильном плоде, выживают. После рождения данные лимфоциты покидают тимус и впервые сталкиваются со своими естественными мишенями - инфекциями. Но вместо самоуничтожения теперь лимфоциты переходят в режим активации, размножаются и дозревают в клетки-киллеры или -памяти. Таким образом новорожденный имеет лимфоциты для связывания чего угодно, но не молекул своего организма. Так обеспечивается толерантность иммунитета к тканям и клеткам собственного организма. Беда в том, что зрелые сперматозоиды появляются в организме много позже рождения, поэтому способные связывать их лимфоциты благополучно пережили негативную селекцию и теперь распознают половые клетки, как что-то чужеродное. Один из механизмов защиты сперматозоидов от иммунитета заключается в снижении температуры яичек до +33°С, благодаря чему сила связывания рецепторов и антител со спермиями снижается.
Механизм охлаждения яичек
Во всех конечностях горячая артериальная кровь проходит по артериям на максимальной глубине у самых костей. Затем, пройдя по капиллярам, остывшая в конечностях кровь собирается в вены у самой поверхности тела. За счет такого разобщения притока и оттока крови обеспечивается стабильная температура конечностей около +37°С.
Но в отличие от рук и ног, в яичках система оттока крови образует густое лозовидное сплетение вен, тесно переплетенных с артериями. Остывшая в мошонке венозная кровь поступает в данное сплетение и охлаждает артерии, по которым предварительно охлажденная артериальная кровь поступает в яички. Благодаря этому яички оказываются заметно более холодными относительно остального тела.
Эволюционная патофизиология варикоцеле
Отток крови из лозовидного сплетения в сторону более крупных вен осуществляется через яичковую вену, длина которой у человека достигает 30-40 см. У четвероногих животных горизонтальное положение данной вены обеспечивает свободный поток крови. Между тем у человека в результате вертикализации туловища в яичковых венах возникает гидростатическое давление столба крови высотой десятки сантиметров.
Гидростатическое давление в свою очередь затрудняет отток крови из лозовидного сплетения, что снижает эффективность охлаждения яичек. Учитывая это, столь значительное расстояние яичек от места слияния их сосудов с остальной системой кровообращения выглядит иррационально и уникально для остального организма, в котором протяженность всех сосудов сведена к минимально возможной. Необычно большая протяженность яичковых вен - следствие эволюции репродуктивной системы. Так, например, у холоднокровных рептилий яички расположены непосредствено рядом с почками в брюшной полости и система кровоснабжения у данных органов общая. Между тем в эволюции теплокровных млекопитающих происходит постепенное обособление половых органов из общей мочеполовой системы и выведение яичек из брюшной полости с целью снижения их температуры. Беда в том, что в процессе эволюции место слияния сосудов перемещаются вслед за органом не так скоро, как сам орган, но признак такого перемещения в нашем организме присутствует.
Если обратить внимание на место слияния яичковых вен с остальной венозной системой, можно заметить необычную асимметрию. Кровь из правой яичковой вены впадает непосредственно в нижнюю полую вену, в тоже время левая яичковая вена сливается с веной левой почки:
Согласно эволюционной теории асимметрии организмов, правые парные органы приобретают новые свойства быстрее левых, которые консервативны в плане изменчивости и дольше сохраняют более древние характеристики. Таким образом, данная асимметрия как раз и является признаком постепенного перемещения вниз места слияния яичковых вен с целью постепенного сокращения их длины, уменьшения гидростатического давления и застоя крови в яичках. Закономерно, что мужские особи с более короткими яичковыми венами имели меньше риск нарушения кровообращения в яичках и больше шансов оставить потомство. Однако левая яичковая вена по-прежнему заметно длиннее правой, следовательно, гидростатическое давление в ней и риск застоя крови в левом яичке выше. Но и это не последний механизм влияния прямохождения на репродуктивное здоровье мужчин.
У четвероногих животных сила тяжести распределяет петли кишечника к передней стенки живота, при этом кровоснабжающие их брыжеечные артерии ответвляются от брюшной аорты практически под прямым углом (аорто-мезентериальный угол).
В тоже время у человека в результате вертикализации туловища сила тяжести кишечника смещает его петли вниз и к спине, что обуславливает значительное уменьшение аорто-мезентериального угла. Драматичность данных изменений для человека заключается в том, что вена левой почки проходит аккурат внутри аорто-мезентериального угла (выделено желтым кругом):
По сравнению с эластичной почечной веной, обе артерии имеют более толстые стенки и содержат кровь под более высоким давлением. Поэтому в результате уменьшения аорто-мезентериального угла вена оказывается ущемленной между двумя артериями. Кроме того, вертикализация туловища повлекла образование прогиба поясницы вперед, что еще больше обострило аорто-мезентериальный угол и усилило ущемление почечной вены. Первооткрыватели данного феномена прозвали его "щелкунчиком", а русские хирурги - "пинцетом", которым как бы перекрывается отток крови из левой почки и левой яичковой вены. Установлено, что чем меньше аорто-мезентериальный угол, тем меньше скорость потока крови в почечной вене и сильнее расширение яичковой вены с левой стороны. Таким образом, более длинная левая яичковая вена и феномен "пинцета" обуславливают более частое развитие патологии слева. Согласно последним данным, в 90% случаев заболевание развивается слева, изредка справа и еще реже поражает оба яичка.
Патогенез и симптомы варикоцеле
Целый комплекс перечисленных изменений усугубляет отток крови из яичковых вен и лозовидного сплетения. Это проявляется чувством тяжести в мошонке, а через ее кожу можно прощупать расширенные петли лозовидного сплетения - это первые симптомы варикоцеле. Застой крови замедляет приток свежих порций холодной венозной крови в лозовидное сплетение и не обеспечивает достаточного охлаждения артериальной, в результате чего температура яичек достигает температуры тела.
Этого достаточно для увеличения силы связывания лимфоцитарными рецепторами и антителами сперматозоидов, которые слипаются (агглютинируют) и теряют способность к передвижению и оплодотворению. Если 50-70% сперматозоидов в эякуляте агглютинируют, то вероятность естественного зачатия может упасть до нуля - развивается относительное (обратимое) бесплодие. Да, для оплодотворения необходим всего один сперматозоид, однако прежде чем он сможет проникнуть в яйцеклетку, проницаемость ее мембраны должна увеличиться под воздействием медиаторов, синтезируемых десятками и сотнями других окруживших яйцеклетку спермиев. Поэтому количество спермиев в эякуляте не избыточно - множество из них увеличивает шансы оплодотворения, а чем меньше свободных и подвижных сперматозоидов, тем эти шансы ниже. Природа тем самым предотвращает передачу следующим поколениям генов мужчин с низким репродуктивным здоровьем.
Конечно, эти препоны природы можно обойти с помощью искусственного оплодотворения путем инструментального введения головки сперматозоида внутрь яйцеклетки. Однако в запущенных случаях застой крови и хроническая гипоксия яичек ведет к их необратимой атрофии, снижению синтеза тестостерона и количества сперматозоидов в эякуляте, что в конечном итоге может привести к абсолютному бесплодию. Поэтому в случае тяжелого варикоцеле необходимо как можно раньше провести хирургическое лечение с целью сохранения сперматогенеза.
Согласно последним данным, доля мужского фактора в бесплодных парах составляет 40-50%, и варикоцеле является основной причиной данной проблемы. Какие рекомендации можно дать мужчинам с варикоцеле для замедления развития заболевания и увеличить шансы стать отцом?
Стоит ли ожидать, что природа путем проб и ошибок и методом эволюционного тыка могла создать организм человека совершенным? Или же человек сотворен по образу и подобию разумным создателем, и тогда его устройство должно быть безупречным? К сожалению, и верующих, и атеистов в результате слишком быстрой эволюции человека наш организм содержит множество изъянов. Эти изъяны в виде характерных исключительно для человека болезней свидетельствуют об истории нашего происхождения не меньше, чем данные сравнительной анатомии. Любая болезнь имеет свое начало в эволюции нас или наших далеких предков и новые знания в этом ракурсе дают возможность иначе взглянуть на путь к здоровью. Знания исцеляют!
Если вам понравилась эта статья - читайте также о роли ночной эрекции в профилактике импотенции. А чтобы не пропустить новые статьи - подписывайтесь на обновления в Фэйсбук, Инстаграм, Телеграм и Вконтакте.
Поделитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях:
Ранее я уже писал об эволюционной причине развития варикоза и геморроя и адекватных методах их профилактики. А сегодня продолжу данную тему рассказом о том, почему лимфоциты теплокровных животных считают сперматозоиды собственного организма чужеродными клетками, как система охлаждения яичек защищает их от иммунитета, и каким образом переход предков человека к прямохождению нарушил работу данной системы и создал предпосылки для развития варикоцеле и мужского бесплодия.
Зачем мошонка холоднее тела
Во время беременности в тимусе плода созревают миллиарды лимфоцитов, каждый из которых снабжен уникальным рецептором, способным по принципу "ключ-замок" связывать строго специфичную для него молекулу. Это гарантирует иммунитету способность противостоять всему разнообразию существующих и даже еще не созданных природой инфекций. Неизбежно, что среди миллиардов есть лимфоциты, способные связывать и молекулы собственного организма. Задача иммунитета - избавиться от таких аутоспецифичных лимфоцитов, способных в дальнейшей жизни вызвать аутоиммунные заболевания. Для этого все созревающие в тимусе лимфоциты запрограммированы на самоуничтожение, как только их рецептор что-либо связывает. А так как внутри плода в норме нет никаких чужеродных молекул и инфекций, то самоуничтожаются только аутоспецифичные лимфоциты.
Все остальные лимфоциты, рецепторы которых не нашли ничего для себя подходящего в стерильном плоде, выживают. После рождения данные лимфоциты покидают тимус и впервые сталкиваются со своими естественными мишенями - инфекциями. Но вместо самоуничтожения теперь лимфоциты переходят в режим активации, размножаются и дозревают в клетки-киллеры или -памяти. Таким образом новорожденный имеет лимфоциты для связывания чего угодно, но не молекул своего организма. Так обеспечивается толерантность иммунитета к тканям и клеткам собственного организма. Беда в том, что зрелые сперматозоиды появляются в организме много позже рождения, поэтому способные связывать их лимфоциты благополучно пережили негативную селекцию и теперь распознают половые клетки, как что-то чужеродное. Один из механизмов защиты сперматозоидов от иммунитета заключается в снижении температуры яичек до +33°С, благодаря чему сила связывания рецепторов и антител со спермиями снижается.
Механизм охлаждения яичек
Во всех конечностях горячая артериальная кровь проходит по артериям на максимальной глубине у самых костей. Затем, пройдя по капиллярам, остывшая в конечностях кровь собирается в вены у самой поверхности тела. За счет такого разобщения притока и оттока крови обеспечивается стабильная температура конечностей около +37°С.
Но в отличие от рук и ног, в яичках система оттока крови образует густое лозовидное сплетение вен, тесно переплетенных с артериями. Остывшая в мошонке венозная кровь поступает в данное сплетение и охлаждает артерии, по которым предварительно охлажденная артериальная кровь поступает в яички. Благодаря этому яички оказываются заметно более холодными относительно остального тела.
Эволюционная патофизиология варикоцеле
Отток крови из лозовидного сплетения в сторону более крупных вен осуществляется через яичковую вену, длина которой у человека достигает 30-40 см. У четвероногих животных горизонтальное положение данной вены обеспечивает свободный поток крови. Между тем у человека в результате вертикализации туловища в яичковых венах возникает гидростатическое давление столба крови высотой десятки сантиметров.
Гидростатическое давление в свою очередь затрудняет отток крови из лозовидного сплетения, что снижает эффективность охлаждения яичек. Учитывая это, столь значительное расстояние яичек от места слияния их сосудов с остальной системой кровообращения выглядит иррационально и уникально для остального организма, в котором протяженность всех сосудов сведена к минимально возможной. Необычно большая протяженность яичковых вен - следствие эволюции репродуктивной системы. Так, например, у холоднокровных рептилий яички расположены непосредствено рядом с почками в брюшной полости и система кровоснабжения у данных органов общая. Между тем в эволюции теплокровных млекопитающих происходит постепенное обособление половых органов из общей мочеполовой системы и выведение яичек из брюшной полости с целью снижения их температуры. Беда в том, что в процессе эволюции место слияния сосудов перемещаются вслед за органом не так скоро, как сам орган, но признак такого перемещения в нашем организме присутствует.
Если обратить внимание на место слияния яичковых вен с остальной венозной системой, можно заметить необычную асимметрию. Кровь из правой яичковой вены впадает непосредственно в нижнюю полую вену, в тоже время левая яичковая вена сливается с веной левой почки:
Согласно эволюционной теории асимметрии организмов, правые парные органы приобретают новые свойства быстрее левых, которые консервативны в плане изменчивости и дольше сохраняют более древние характеристики. Таким образом, данная асимметрия как раз и является признаком постепенного перемещения вниз места слияния яичковых вен с целью постепенного сокращения их длины, уменьшения гидростатического давления и застоя крови в яичках. Закономерно, что мужские особи с более короткими яичковыми венами имели меньше риск нарушения кровообращения в яичках и больше шансов оставить потомство. Однако левая яичковая вена по-прежнему заметно длиннее правой, следовательно, гидростатическое давление в ней и риск застоя крови в левом яичке выше. Но и это не последний механизм влияния прямохождения на репродуктивное здоровье мужчин.
У четвероногих животных сила тяжести распределяет петли кишечника к передней стенки живота, при этом кровоснабжающие их брыжеечные артерии ответвляются от брюшной аорты практически под прямым углом (аорто-мезентериальный угол).
В тоже время у человека в результате вертикализации туловища сила тяжести кишечника смещает его петли вниз и к спине, что обуславливает значительное уменьшение аорто-мезентериального угла. Драматичность данных изменений для человека заключается в том, что вена левой почки проходит аккурат внутри аорто-мезентериального угла (выделено желтым кругом):
По сравнению с эластичной почечной веной, обе артерии имеют более толстые стенки и содержат кровь под более высоким давлением. Поэтому в результате уменьшения аорто-мезентериального угла вена оказывается ущемленной между двумя артериями. Кроме того, вертикализация туловища повлекла образование прогиба поясницы вперед, что еще больше обострило аорто-мезентериальный угол и усилило ущемление почечной вены. Первооткрыватели данного феномена прозвали его "щелкунчиком", а русские хирурги - "пинцетом", которым как бы перекрывается отток крови из левой почки и левой яичковой вены. Установлено, что чем меньше аорто-мезентериальный угол, тем меньше скорость потока крови в почечной вене и сильнее расширение яичковой вены с левой стороны. Таким образом, более длинная левая яичковая вена и феномен "пинцета" обуславливают более частое развитие патологии слева. Согласно последним данным, в 90% случаев заболевание развивается слева, изредка справа и еще реже поражает оба яичка.
Патогенез и симптомы варикоцеле
Целый комплекс перечисленных изменений усугубляет отток крови из яичковых вен и лозовидного сплетения. Это проявляется чувством тяжести в мошонке, а через ее кожу можно прощупать расширенные петли лозовидного сплетения - это первые симптомы варикоцеле. Застой крови замедляет приток свежих порций холодной венозной крови в лозовидное сплетение и не обеспечивает достаточного охлаждения артериальной, в результате чего температура яичек достигает температуры тела.
Этого достаточно для увеличения силы связывания лимфоцитарными рецепторами и антителами сперматозоидов, которые слипаются (агглютинируют) и теряют способность к передвижению и оплодотворению. Если 50-70% сперматозоидов в эякуляте агглютинируют, то вероятность естественного зачатия может упасть до нуля - развивается относительное (обратимое) бесплодие. Да, для оплодотворения необходим всего один сперматозоид, однако прежде чем он сможет проникнуть в яйцеклетку, проницаемость ее мембраны должна увеличиться под воздействием медиаторов, синтезируемых десятками и сотнями других окруживших яйцеклетку спермиев. Поэтому количество спермиев в эякуляте не избыточно - множество из них увеличивает шансы оплодотворения, а чем меньше свободных и подвижных сперматозоидов, тем эти шансы ниже. Природа тем самым предотвращает передачу следующим поколениям генов мужчин с низким репродуктивным здоровьем.
Конечно, эти препоны природы можно обойти с помощью искусственного оплодотворения путем инструментального введения головки сперматозоида внутрь яйцеклетки. Однако в запущенных случаях застой крови и хроническая гипоксия яичек ведет к их необратимой атрофии, снижению синтеза тестостерона и количества сперматозоидов в эякуляте, что в конечном итоге может привести к абсолютному бесплодию. Поэтому в случае тяжелого варикоцеле необходимо как можно раньше провести хирургическое лечение с целью сохранения сперматогенеза.
Согласно последним данным, доля мужского фактора в бесплодных парах составляет 40-50%, и варикоцеле является основной причиной данной проблемы. Какие рекомендации можно дать мужчинам с варикоцеле для замедления развития заболевания и увеличить шансы стать отцом?
- Носи свободные трусы, а летом и во время сна лучше обойтись без них
- Не сиди длительно в позе "нога на ногу" - бедра сдавливают яичковые вены и лозовидное сплетение и затрудняют отток крови из яичек
- Двигайся больше и дыши глубже - перепады давления в брюшной полости облегчают отток крови из вен органов таза
- Исключить курение - доказано негативное влияние никотина на успех естественного и искусственного зачатия
- Питаться разнообразно - доказано негативное влияние вегетарианства на сперматогенез
- Также доказано положительное влияние на концентрацию, подвижность и строение сперматозоидов приема цинка, селена, CoQ10, Омега-3 и B12 (все эти компоненты можно купить здесь как раз в количестве на 3 месяца)
Стоит ли ожидать, что природа путем проб и ошибок и методом эволюционного тыка могла создать организм человека совершенным? Или же человек сотворен по образу и подобию разумным создателем, и тогда его устройство должно быть безупречным? К сожалению, и верующих, и атеистов в результате слишком быстрой эволюции человека наш организм содержит множество изъянов. Эти изъяны в виде характерных исключительно для человека болезней свидетельствуют об истории нашего происхождения не меньше, чем данные сравнительной анатомии. Любая болезнь имеет свое начало в эволюции нас или наших далеких предков и новые знания в этом ракурсе дают возможность иначе взглянуть на путь к здоровью. Знания исцеляют!
Если вам понравилась эта статья - читайте также о роли ночной эрекции в профилактике импотенции. А чтобы не пропустить новые статьи - подписывайтесь на обновления в Фэйсбук, Инстаграм, Телеграм и Вконтакте.
Поделитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях: