Андрология и генитальная хирургия. 2015; 16: 69-72
Подвижность сперматозоидов при воздействии перекиси водорода
https://doi.org/10.17650/2070-9781-2015-1-69-72Аннотация
Работа содержит результаты исследования влияния низких концентраций перекиси водорода на подвижность сперматозоидов человека и активность специфического фермента сперматозоидов глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы. Показано, что инкубация сперматозоидов с перекисью водорода в низкой концентрации приводит к изменению и подвижности сперматозоидов, и активности фермента сперматозоидов. Выраженность наблюдавшегося эффекта зависела от концентрации перекиси водорода: активная подвижность повышалась на 17–19 %, а общая подвижность – на 11 %. Изменения подвижности сперматозоидов сопровождались повышением активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы на 24 %, при нормозооспермии ответ был выше, чем при патозооспермии, и также зависел от концентрации перекиси водорода. Использование спермоанализатора позволило выявить изменения диапазона разных скоростей активной фракции сперматозоидов, которые были отмечены в первые 15 мин инкубации с перекисью водорода. Обсуждается возможный механизм действия обнаруженного эффекта. Активные формы кислорода легко окисляют фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу сперматозоидов, что приводит к потере подвижности сперматозоидов, например, при варикоцеле. Исходно низкая активность фермента при варикоцеле (патозооспермия), возможно, связана с подавлением антиоксидантной защиты сперматозоидов. Добавление низких концентраций перекиси водорода в образцы со сперматозоидами приводит к повышению концентрации восстановленного глутатиона в клетке. Увеличение подвижности сперматозоидов при этом может служить индикатором нормальной работы клеточной системы антиоксидантной защиты. Полученные экспериментальные результаты создают предпосылки для их внедрения в клиническую практику, в программы вспомогательных репродуктивных технологий.
Список литературы
1. Сухих Г.Т., Божедомов В.А. Мужское бесплодие. Практическое руководство для урологов и гинекологов. М.: Эксмо, 2009. С. 240. [Sukhikh G.T., Bozhedomov V.A. Male infertility. Practical guide for urologists and gynecologists. Moscow: Eksmo, 2009. P. 240. (In Russ.)].
2. Андрология. Клинические рекомендации. Под ред. П.А. Щеплева. М.: Медпрактика, 2012. С. 155. [Andrology. Clinical recommendations. P.A. Scheplev (ed.). Moscow: Medpraktika, 2012. 155 p. (In Russ.)].
3. Бесплодие. Серия технических докладов ВОЗ. 2001. C. 76. [Infertility. Technical Report Series of WHO. 2001. P. 76. (In Russ.)].
4. Андрология. Мужское здоровье и дисфункция репродуктивной системы. Под ред. Э. Нишлага, Г.М. Бере. М.: МИА, 2005. С. 450. [Andrology. Men,s health and reproductive system dysfunction. E. Nishlag, G.M. Bere (eds.). Moscow: MIA, 2005. P. 450. (In Russ.)].
5. Андреева М.В., Шилейко Л.В., Остроумова Т.В. и др. Показатели спермограмм в летне-осенний период 2010 г. по сравнению с таковыми в 2007–2009 гг. Андрология и генитальная хирургия 2013;(1):11–4. [Andreeva M.V., Shileyko L.V., Ostroumova T.V. et al. Indicators of semen analysis in summer and autumn of 2010 as compared with those in 2007–2009. Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2013;(1):11–4. (In Russ.)].
6. Westhoff W., Kamp G. Glyceraldegyde-3phosphate dehydrogenase is bound to the fibrous seath of mammalian spermatozoa. J Cell Sci 1997;110(Pt 15):1821–9.
7. Welch J.E., Brown P.L., O,Brien D.A. et al. Human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase-2 gene is expressed specificalle in spermatogenic cells. J Androl 2000;21(2):328–38.
8. Шуцкая Ю.Ю., Элькина Ю.Л., Куравский М.Л. и др. Исследование глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы из сперматозоидов человека. Биохимия 2008;73(2):228–37. [Shutskaya Yu.Yu., Elkina Yu.L., Kuravsky M.L. et al. Investigation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human sperm. Biokhimiya = Biochemistry 2008;73(2): 228–37. (In Russ.)].
9. Agarwal A., Saleh R.A., Bedaiwy M.A. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertil Steril 2003;79(4):829–43.
10. Божедомов В.А., Торопцева М.В., Ушакова И.В. и др. Активные формы кислорода и репродуктивная функция мужчин (обзор литературы). Андрология и генитальная хирургия 2011;(3):10–6. [Bozhedomov V.A., Toroptseva M.V., Ushakova I.V. et al. Active forms of oxygen and male reproductive function (literature review). Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2011;(3):10–6. (In Russ.)].
11. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. WHO, 2010. P. 271.
12. Элькина М.М., Атрощенко М.М., Брагина Е.Е. Окисление глицеральдегид3-фосфатдегидрогеназы приводит к снижению подвижности сперматозоидов. Биохимия 2011;76(2):326–31. [Elkina M.M., Atroschenko M.M., Bragina E.E. Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase leads to a reduction in sperm mobility. Biokhimiya = Biochemistry 2011;76(2):326–31. (In Russ.)].
Andrology and Genital Surgery. 2015; 16: 69-72
Sperm motility under exposure of hydrogen dioxide
https://doi.org/10.17650/2070-9781-2015-1-69-72Abstract
The paper contains research data on the effect of low concentrations of hydrogen dioxide on human sperm motility and specific enzyme activity of sperms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. It is shown that incubation of sperms with hydrogen dioxide in a low concentration leads to a change and motility in sperm and activity of sperm enzyme. Intensity of observed effect depended on the concentration of hydrogen dioxide: active mobility increased by 17–19 % and the total mobility – 11 %. Motility changes in sperms were accompanied by increased activity of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase by 24 %, in normozoospermia response was higher than in pathozoospermia and also depended on the concentration of hydrogen dioxide. The use of sperm analyzer enabled revealing changes in the diapason of different speeds of the active fraction of sperm, which have been observed in the first 15 min of incubation with hydrogen dioxide. A possible mechanism of action of the detected effect is discussed. Reactive oxygen species easily oxidize enzyme for glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase of sperms, which leads to a loss of sperm motility, for example, in varicocele. Initially low enzyme activity in varicocele (pathozoospermia) may be associated with the suppression of sperm antioxidant defense. Addition of low concentrations of hydrogen dioxide into sperm samples leads to an increase in the concentration of reduced glutathione in a cell. Increase of sperm motility in this case can serve as an indicator of normal operation of the cellular antioxidant defense system. Obtained experimental results provide a background for their introduction into clinical practice in the program of assisted reproductive technologies.
References
1. Sukhikh G.T., Bozhedomov V.A. Muzhskoe besplodie. Prakticheskoe rukovodstvo dlya urologov i ginekologov. M.: Eksmo, 2009. S. 240. [Sukhikh G.T., Bozhedomov V.A. Male infertility. Practical guide for urologists and gynecologists. Moscow: Eksmo, 2009. P. 240. (In Russ.)].
2. Andrologiya. Klinicheskie rekomendatsii. Pod red. P.A. Shchepleva. M.: Medpraktika, 2012. S. 155. [Andrology. Clinical recommendations. P.A. Scheplev (ed.). Moscow: Medpraktika, 2012. 155 p. (In Russ.)].
3. Besplodie. Seriya tekhnicheskikh dokladov VOZ. 2001. C. 76. [Infertility. Technical Report Series of WHO. 2001. P. 76. (In Russ.)].
4. Andrologiya. Muzhskoe zdorov'e i disfunktsiya reproduktivnoĭ sistemy. Pod red. E. Nishlaga, G.M. Bere. M.: MIA, 2005. S. 450. [Andrology. Men,s health and reproductive system dysfunction. E. Nishlag, G.M. Bere (eds.). Moscow: MIA, 2005. P. 450. (In Russ.)].
5. Andreeva M.V., Shileĭko L.V., Ostroumova T.V. i dr. Pokazateli spermogramm v letne-osenniĭ period 2010 g. po sravneniyu s takovymi v 2007–2009 gg. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2013;(1):11–4. [Andreeva M.V., Shileyko L.V., Ostroumova T.V. et al. Indicators of semen analysis in summer and autumn of 2010 as compared with those in 2007–2009. Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2013;(1):11–4. (In Russ.)].
6. Westhoff W., Kamp G. Glyceraldegyde-3phosphate dehydrogenase is bound to the fibrous seath of mammalian spermatozoa. J Cell Sci 1997;110(Pt 15):1821–9.
7. Welch J.E., Brown P.L., O,Brien D.A. et al. Human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase-2 gene is expressed specificalle in spermatogenic cells. J Androl 2000;21(2):328–38.
8. Shutskaya Yu.Yu., El'kina Yu.L., Kuravskiĭ M.L. i dr. Issledovanie glitseral'degid-3-fosfatdegidrogenazy iz spermatozoidov cheloveka. Biokhimiya 2008;73(2):228–37. [Shutskaya Yu.Yu., Elkina Yu.L., Kuravsky M.L. et al. Investigation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human sperm. Biokhimiya = Biochemistry 2008;73(2): 228–37. (In Russ.)].
9. Agarwal A., Saleh R.A., Bedaiwy M.A. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertil Steril 2003;79(4):829–43.
10. Bozhedomov V.A., Toroptseva M.V., Ushakova I.V. i dr. Aktivnye formy kisloroda i reproduktivnaya funktsiya muzhchin (obzor literatury). Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2011;(3):10–6. [Bozhedomov V.A., Toroptseva M.V., Ushakova I.V. et al. Active forms of oxygen and male reproductive function (literature review). Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2011;(3):10–6. (In Russ.)].
11. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. WHO, 2010. P. 271.
12. El'kina M.M., Atroshchenko M.M., Bragina E.E. Okislenie glitseral'degid3-fosfatdegidrogenazy privodit k snizheniyu podvizhnosti spermatozoidov. Biokhimiya 2011;76(2):326–31. [Elkina M.M., Atroschenko M.M., Bragina E.E. Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase leads to a reduction in sperm mobility. Biokhimiya = Biochemistry 2011;76(2):326–31. (In Russ.)].
