Обычно семенники активируются только во время полового созревания. Более того, у млекопитающих обычно именно в это время семенники опускаются в мошонку. Приматы составляют исключение из данного правила: у них семенники опускаются еще до рождения. У новорожденных приматов мужского пола они как минимум располагаются в нижней части брюшной полости, вблизи паховых каналов, но обычно уже находятся в мошонке. У человека яички зародыша мужского пола остаются в брюшной полости примерно до седьмого месяца беременности, а к моменту появления на свет обычно уже полностью опущены. Раннее опускание семенников, свойственное приматам, тем удивительнее, что у приматов половая зрелость наступает позже, чем у большинства других млекопитающих. Так почему же семенники приматов оказываются опущенными уже в момент рождения, хотя им еще не скоро предстоит вырабатывать сперматозоиды? На возможную разгадку этой тайны указывает всего один известный факт: у всех изученных на этот предмет видов приматов у детенышей мужского пола незадолго до появления на свет наблюдается резкое повышение уровня тестостерона. Возможно, что это усовершенствование, возникшее в ходе эволюции приматов, подает матери сигнал о том, какого пола у нее родится детеныш, помогая ей различать новорожденных сыновей и дочерей.

Давно известно, что нагревание яичек отрицательно сказывается на мужской плодовитости. Еще Гиппократ упоминал об этом в двух своих афоризмах. Температура в мошонке мужчины лишь примерно на 2 ℃ ниже внутренней температуры тела, но этого достаточно, чтобы определять разницу между плодовитостью и бесплодием. Данный вывод заставляет задуматься о том, нельзя ли специально снижать мужскую плодовитость, нагревая яички, и разработать основанный на этом явлении простой способ контрацепции. Специалист по лечению бесплодия Джон Маклауд и его коллега Роберт Хотчкисс обсуждали этот вопрос в работе, опубликованной в 1941 году. В своей статье они описывали результаты экспериментов, в ходе которых испытуемых мужчин помещали в медицинскую установку для искусственного повышения температуры тела сухим теплом. Такое повышение температуры тела в сочетании с высокой температурой окружающей среды приводило к существенному снижению выработки сперматозоидов. Данный эффект начинал проявляться только через три недели, но затем сохранялся около двух месяцев.

Дальнейшие исследования в этом направлении последовали лишь через некоторое время. В 1965 году специалисты по плодовитости Джон Рок и Дерек Робинсон опубликовали результаты экспериментов, в ходе которых они нагревали мошонку здоровых испытуемых. В частности, исследователи отметили, что погружение испытуемого по горло в горячую ванну (43 ℃) поднимает температуру мошонки на 1 ℃ по сравнению с внутренней температурой тела. В другом эксперименте испытуемые носили термобелье, благодаря которому температура мошонки становилась лишь на 1 ℃ ниже внутренней температуры тела, вместо обычных 2 ℃. Во всех изученных случаях число сперматозоидов в эякуляте начинало снижаться примерно через три недели после начала ношения термобелья и достигало минимума между пятой и девятой неделями. Число сперматозоидов оставалось пониженным от трех до восьми недель после того, как испытуемые переставали носить термобелье, а к третьему месяцу возвращалось к норме. Особенно интересные результаты были получены с 20 испытуемыми, у которых число сперматозоидов в эякуляте с самого начала было низким. В период от двух недель до четырех месяцев после погружения мошонки в горячую воду на 30 минут в день в течение шести дней число сперматозоидов снизилось. Однако у 9 из 20 испытуемых этот показатель впоследствии достиг более высокого уровня, чем до начала эксперимента, и жены шести из этих девяти мужчин забеременели к шестому месяцу после начала эксперимента.

В 1968 году Дерек Робинсон, Джон Рок и Мириам Менкин опубликовали результаты дальнейших экспериментов, в ходе которых мошонку испытуемых на протяжении двух недель ежедневно нагревали в течение получаса теплом 150-ваттной электрической лампочки. Эта процедура тоже вначале вызывала снижение выработки сперматозоидов, а затем временное повышение числа сперматозоидов в эякуляте. Две недели спустя после нагревания с помощью электрической лампочки мошонку испытуемых на протяжении еще двух недель ежедневно охлаждали в течение получаса, прикладывая к ней пузырь со льдом. Такое охлаждение, понижавшее температуру мошонки почти на 7 ℃, приводило к повышению выработки сперматозоидов без первоначального снижения, и их число в эякуляте увеличивалось почти в три раза по сравнению с исходным средним значением этого показателя. Таким образом, нагревание яичек приводило к снижению числа сперматозоидов, а охлаждение – к повышению. Результаты этих экспериментов открывают возможный путь лечения некоторых форм мужского бесплодия. Кроме того, с тех пор были проведены несколько исследований, посвященных использованию нагревания яичек в качестве средства контрацепции. Например, в 1992 году хирург Ахмед Шафик представил результаты экспериментов, в ходе которых испытуемые в течение года носили на мошонке повязку из синтетической ткани, и по прошествии пяти месяцев у них наблюдалось снижение выработки сперматозоидов. И все же, хотя исследования и показали обратимость этого эффекта, данный метод пока не нашел практического применения.

Поскольку ясно, что нагревание мошонки, даже на несколько градусов, может снижать выработку сперматозоидов, уместно задаться вопросом о том, не уменьшается ли число сперматозоидов в эякуляте под влиянием тех действий и занятий, которые могут вызывать такое нагревание. В частности, данные нескольких медицинских исследований указывают на то, что ношение плотно облегающего нижнего белья может снижать качество спермы. Одно из таких исследований, результаты которого были опубликованы гинекологом Каролиной Тимессен и ее коллегами в 1995 году в журнале Lancet, было полностью посвящено именно этой проблеме. Среди девяти испытуемых, отказавшихся на время эксперимента от приема горячих ванн, посещения саун и использования электрических одеял, случайным образом выбрали тех, кому было предписано круглосуточно носить в течение шести месяцев плотно облегающее нижнее белье, и тех, кому было предписано в течение того же времени носить свободно сидящее белье. В итоге у испытуемых из разных групп были отмечены достоверные различия в числе сперматозоидов в эякуляте и показателях подвижности сперматозоидов. У тех, кто носил свободное белье, средние значения числа сперматозоидов были в норме, а у тех, кто носил плотно облегающее, – снижены почти в два раза. На подвижности сперматозоидов облегающее нижнее белье сказалось еще сильнее: у испытуемых из соответствующей группы этот показатель снизился на две трети.

Еще одна предполагаемая причина перегревания мошонки и снижения числа сперматозоидов в эякуляте – длительное вождение автомобиля. В 1979 году специалисты по проблеме бесплодия Михай Шаш и Янош Сёллёши представили результаты исследования примерно 3000 мужчин, в том числе около 300 профессиональных водителей, у которых, как выяснилось, нарушения выработки сперматозоидов встречались существенно чаще, чем у остальных пациентов. У водителей легковых автомобилей снижение продукции спермы было сравнительно небольшим, но у водителей промышленных и сельскохозяйственных машин оно оказалось выражено сильнее. Более того, частота встречаемости тяжелых нарушений увеличивалась пропорционально продолжительности работы водителем. Среди сотни пациентов, работавших водителями более восьми лет, нормальные показатели качества спермы были обнаружены только у четырех. Шаш и Сёллёши обсудили различные возможные причины выявленных нарушений, в том числе загрязнение среды, но, как ни странно, не рассмотрели вопрос нагревания мошонки.

Еще одно подобное исследование было проведено на римских таксистах. В статье, опубликованной в 1996 году командой исследователей, которую возглавляла специалист по гигиене труда Ирэн Фига-Таламанка, были проанализированы обнаруженные у мужчин этой профессии последствия длительного вождения автомобиля. По сравнению с контрольной группой испытуемых у таксистов было выявлено снижение доли нормальных сперматозоидов (хотя по таким показателям, как число сперматозоидов в эякуляте и средняя подвижность сперматозоидов, различий выявлено не было), причем у тех, кто дольше работал таксистом, этот эффект был сильнее выражен. Партнершам тех испытуемых, у которых качество сперматозоидов оказалось пониженным, требовалось больше времени, чтобы забеременеть. С помощью методов статистического анализа исследователи исключили ряд альтернативных объяснений этого явления. Результаты анализа принесли и приятную новость: один из исследованных факторов – умеренное потребление алкоголя – оказался связан с небольшим повышением качества спермы.

На выработке сперматозоидов, как и следовало ожидать, может отрицательно сказываться также регулярное посещение сауны. Первое исследование на эту тему опубликовал в 1965 году финский (что неудивительно) гинеколог Берндт-Юхан Прокопе, отметивший временное обратимое снижение числа сперматозоидов в эякуляте у дюжины мужчин, на протяжении двух недель посещавших сауну и пробывших там в общей сложности около двух с половиной часов. В течение примерно месяца по окончании этих двух недель число сперматозоидов в эякуляте испытуемых сократилось приблизительно вдвое.

Перегревание яичек может быть связано и со многими другими причинами. Один из недавно появившихся факторов, способных вызывать такое перегревание, – использование ноутбуков, воздействие которых на мужчин изучили в 2011 году уролог Ефим Шейнкин и его коллеги. В ходе трех сеансов, длившихся один час и отличавшихся некоторыми условиями, исследователи измеряли у 29 здоровых испытуемых температуру мошонки, компьютера, который испытуемые держали на коленях, и специальной подставки (если она использовалась). Во всех трех случаях температура мошонки повышалась независимо от положения ног и использования подставки. Повышение было наименьшим (всего на 1,4 ℃), если испытуемые держали ноутбук не непосредственно на коленях, а на подставке и если их ноги были раздвинуты на 70°, и наибольшим (почти на 2,5 ℃), если подставки не было, а ноги испытуемых были плотно сжаты. Если ноги были сжаты, но подставка использовалась, повышение температуры мошонки имело промежуточные значения. В этом исследовании не было изучено влияние повышения температуры мошонки на качество спермы, но результаты других исследований, где это влияние анализировалось, указывают на то, что длительное использование ноутбука действительно может отрицательно сказываться на плодовитости мужчин, особенно если они при этом держат ноги плотно сжатыми, а компьютер – непосредственно на коленях.

У некоторых видов млекопитающих нормальная работа семенников может нарушаться под действием социального стресса. Крайние проявления подобного эффекта выявил специалист по физиологии поведения Дитрих фон Хольст, проводивший эксперименты на тупайях. Если двух самцов тупайи сажают в одну клетку, один из них уже через несколько часов занимает доминирующее положение, и тогда другой начинает демонстрировать проявления стресса. Чем дольше он живет рядом с доминантом, тем сильнее становятся эти проявления. Одним из первых симптомов стресса оказывается втягивание семенников из мошонки обратно в брюшную полость. Если после этого отсадить доминанта в другую клетку, семенники другого самца вскоре вновь опускаются в мошонку и снова начинают работать нормально. Однако продолжительное пребывание в одной клетке приводит вначале к прекращению выработки спермы, а затем и к физической дегенерации семенников, в результате которой подчиненный самец превращается в кастрата.

У мужчин реакции на социальный стресс не доходят до таких крайностей, и все же стресс может сказываться на работе яичек и приводить к снижению плодовитости. Широко известно, что бесплодие само по себе вызывает психологический стресс, поэтому пары, страдающие бесплодием, могут попадать в порочный круг, мешающий решить эту проблему. Кроме того, есть целый ряд данных, указывающих на то, что даже слабый психологический стресс способен приводить к снижению плодовитости у мужчин за счет падения уровня тестостерона и нарушения выработки сперматозоидов.

Как известно, одним из факторов, вызывающих сильнейший психологический стресс, может быть участие в боевых действиях. В исследовании американских ученых проводилось сравнение показателей спермы трехсот с лишним ветеранов войны во Вьетнаме и примерно такого же числа бывших солдат, не участвовавших в той войне. У ветеранов вьетнамской войны была выявлена достоверно более низкая средняя концентрация сперматозоидов с нормальной формой головки, хотя показатели подвижности сперматозоидов у обеих групп не различались. Несмотря на выявленные различия, судя по некоторым данным, у ветеранов вьетнамской войны было примерно столько же детей, сколько у мужчин, отслуживших в армии, но не участвовавших в войне. В 2008 году гинеколог Лулу Кобейсси и ее коллеги опубликовали поразительные результаты еще одного исследования, связанного с войной. Для анализа долговременных последствий пятнадцатилетней гражданской войны в Ливане авторы работы использовали информацию, предоставленную двумя бейрутскими клиниками по лечению бесплодия. Исследователи сравнили 120 бесплодных мужчин с контрольной группой из 100 плодовитых мужчин и установили, что среди бесплодных мужчин было на 60 % больше переживших гражданскую войну и получивших какие-либо психологические травмы, связанные с войной. По мнению авторов, этот эффект мог быть вызван не только стрессом, но и с другими факторами риска, в частности с токсинами и физическими травмами, с которыми представители первой группы сталкивались во время и после войны.

В течение последних четырех десятков лет не смолкают бурные споры о том, действительно ли, как следует из некоторых пугающих данных, число сперматозоидов в эякуляте мужчин с 1950-х годов существенно снизилось. В 1974 году специалисты по мужской плодовитости Кинлох Нельсон и Реймонд Бунге исследовали образцы спермы 400 мужчин, проходивших вазэктомию (хирургическое перерезание семявыносящих протоков) в период с 1968 по 1972 год. До вазэктомии среднее число сперматозоидов в эякуляте этих мужчин составляло около 135 млн. Нельсон и Бунге обратили внимание на то, что это значение намного ниже, чем отмечавшиеся ранее средние значения того же показателя, составлявшие более 300 млн. Выявленная впечатляющая разница между новыми данными и данными предшественников заставила Нельсона и Бунге проанализировать результаты анализов спермы 400 мужчин, с 1956 по 1958 год обследовавшихся на предмет бесплодия в той клинике, где работали ученые. У четверти из этих мужчин общее число сперматозоидов в эякуляте превышало 300 млн. Тщательно рассмотрев и отвергнув другие возможные объяснения, Нельсон и Бунге пришли к выводу, что «какой-то фактор повлиял на плодовитую часть мужского населения, значительно снизив показатели, выявляемые анализом спермы».

Этот вывод наряду с другими аналогичными сообщениями вскоре был оспорен другими специалистами. Ученые, оказавшиеся в этом споре по разные стороны баррикад, исходили в своих утверждениях из данных, основанных на больших выборках, исследованных в разные времена и часто в разных местах. Прошло немало времени, прежде чем биолог Уильям Джеймс, в течение 50 лет проводивший тщательные статистические исследования репродуктивных показателей человека, взялся проверить, действительно ли имеющиеся данные по среднему числу сперматозоидов в эякуляте мужчин демонстрируют тенденцию к снижению. Он выявил и проанализировал репрезентативный набор данных по этому показателю у случайным образом отобранных мужчин за 45 лет и в 1980 году представил результаты своего анализа в статье. Его вывод был однозначным: «Нет никаких оснований сомневаться в том, что публикуемые данные по среднему числу сперматозоидов демонстрируют снижение по меньшей мере с 1960 года».