Андрология и генитальная хирургия. 2019; 20: 24-33
Фенотип сперматозоидов при варикоцеле
https://doi.org/10.17650/2070-9781-2019-20-4-24-33Аннотация
Цель исследования – оценить морфологию сперматозоидов у пациентов с варикоцеле после его хирургического лечения и после терапии «Простатиленом® АЦ» по данным электронно-микроскопического исследования.
Материалы и методы. В основную группу были включены 20 мужчин в возрасте 26–45 лет (средний возраст 31,6 ± 6,1 года) с различными стадиями варикоцеле и нарушением фертильности; из них 10 больных с субклинической формой варикоцеле проходили консервативное лечение «Простатиленом® АЦ» (1-я группа) и были обследованы до и после него, 10 мужчин с бесплодием, обусловленным в том числе варикозным расширением вен семенного канатика, обследованы в сроки от 6 мес до 3 лет после хирургического лечения (2-я группа). Проведены стандартные клинико-лабораторные тесты, спермиологическое исследование, электронное микроскопическое исследование эякулята. В контрольную группу вошли 65 фертильных мужчин, образцы спермы которых были получены из банка репродуктивных клеток и тканей и использованы при сравнении результатов микроскопического исследования.
Результаты. У пациентов, прошедших консервативную терапию, содержание сперматозоидов с незрелым хроматином было меньше, чем у мужчин контрольной группы (p = 0,045). Различались значения этого показателя и у пациентов 1-й и 2-й групп (после консервативной терапии и после варикоцелэктомии) (p = 0,037). По сравнению с контролем было выше содержание сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой на головке и на шейке у пациентов, перенесших варикоцелэктомию (p = 0,011). После консервативной терапии содержание сперматозоидов с избыточной остаточной цитоплазмой было практически равным таковому в контроле и было меньше, чем у пациентов после варикоцелэктомии (р = 0,028).
Заключение. У пациентов с субклинической формой варикоцеле после консервативной терапии «Простатиленом® АЦ» происходит статистически значимое улучшение ультраструктуры сперматозоидов по сравнению с таковой у пациентов, оперированных по поводу данной патологии.
Список литературы
1. Жуков О.Б., Уколов В.А., Жуков А.А. Комплексная терапия патоспермии у больных после рентгеноэндоваскулярной склеротерапии тестикулярных вен. Андрология и генитальная хирургия 2012;13(4):70–7.
2. Гамидов С.И., Попков В.М., Шатылко Т.В. и др. Место медикаментозной терапии в лечении мужчин с варикоцеле. Урология 2018;(5):114–21.
3. Гамидов С.И., Овчинников Р.И., Попова А.Ю. и др. Современный подход к терапии мужского бесплодия у больных с варикоцеле. Терапевтический архив 2012;84(10):56–61.
4. Евдокимов В.В., Селиванов Т.О. Нарушение сперматогенеза при варикоцеле. Патогенез и прогноз лечения. Андрология и генитальная хирургия 2006;7(3):12–8.
5. Zavattaro M., Ceruti C., Motta G. et al. Treating varicocele in 2018: current knowledge and treatment options. J Endocrinol Invest 2018;41(12):1365–75. DOI: 10.1007/s40618-018-0952-7.
6. Johnson D., Sandlow J. Treatment of varicoceles: techniques and outcomes. Fertil Steril 2017;108(3):378–84. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2017.07.020.
7. Аляев Ю.Г., Глыбочко П.В., Пушкарь Д.Ю. Урология. Российские клинические рекомендации. М.: Гэотар-Медиа, 2015. 480 с.
8. Cho C.L., Esteves S.C., Agarwal A. Indications and outcomes of varicocele repair. Panminerva Med 2019;61(2): 152–63. DOI: 10.23736/S0031-0808.18.03528-0.
9. Agarwal A., Rana M., Qiu E. et al. Role of oxidative stress, infection and inflammation in male infertility. Andrologia 2018;50(11):e13126. DOI: 10.1111/and.13126.
10. Shiraishi K., Matsuyama H., Takihara H. Pathophysiology of varicocele in male infertility in the era of assisted reproductive technology. Int J Urol 2012;19(6):538–50. DOI: 10.1111/j.1442-2042.2012.02982.x.
11. Гамидов С.И., Авакян А.Ю. Роль субклинического варикоцеле в патогенезе идиопатической патозооспермии. Медицинский вестник Башкортостана 2017;12(3):13–7.
12. Бердников М.А., Антипов Н.В. Варикоцеле: современная проблема. Журнал фундаментальной медицины и биологии 2016;(3):42–50.
13. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th edn. Geneva: WHO Press, 2010. 394 p.
14. Alkan İ., Yüksel M., Canat H.L. et al. Superoxide anion production by the spermatozoa of men with varicocele: relationship with varicocele grade and semen parameters. World J Mens Health 2018;36(3):255–62. DOI: 10.5534/wjmh.180028.
15. Alsaikhan B., Alrabeeah K., Delouya G., Zini A. Epidemiology of varicocele. Asian J Androl 2016;18(2):179–81. DOI: 10.4103/1008-682X.172640.
16. Nork J.J., Berger J.H., Crain D.S., Christman M.S. Youth varicocele and varicocele treatment: a meta-analysis of semen outcomes. Fertil Steril 2014;102(2):381–7.e6. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2014.04.049.
17. Dieamant F., Petersen C.G., Mauri A.L. et al. Semen parameters in men with varicocele: DNA fragmentation, chromatin packaging, mitochondrial membrane potential, and apoptosis. JBRA Assist Reprod 2017;21(4):295–301. DOI: 10.5935/1518-0557.20170053.
18. Panner Selvam M.K., Agarwal A. Sperm molecular changes associated with varicocele-mediated male infertility. World J Mens Health 2019 Jul 26. DOI: 10.5534/wjmh.190018.
19. Zini A., Buckspan M., Jamal M., Jarvi K. Effect of varicocelectomy on the abnormal retention of residual cytoplasm by human spermatozoa. Hum Reprod 1999;14(7):1791–3. DOI: 10.1093/humrep/14.7.1791.
20. Zini A., Defreitas G., Freeman M. et al. Varicocele is associated with abnormal retention of cytoplasmic droplets by human spermatozoa. Fertil Steril 2000;74(3):461–4. DOI: 10.1016/s0015-0282(00)00703-2.
21. Roque M., Esteves S.C. Effect of varicocele repair on sperm DNA fragmentation: a review. Int Urol Nephrol 2018;50(4):583–603. DOI: 10.1007/s11255-018-1839-4.
22. Kadioglu T.C., Aliyev E., Celtik M. Microscopic varicocelectomy significantly decreases the sperm DNA fragmentation index in patients with infertility. Biomed Res Int 2014;2014:695713. DOI: 10.1155/2014/695713.
23. García-Peiró A., Ribas-Maynou J., Oliver-Bonet M. et al. Multiple determinations of sperm DNA fragmentation show that varicocelectomy is not indicated for infertile patients with subclinical varicocele. Biomed Res Int 2014;2014:181396. DOI: 10.1155/2014/181396.
24. Baccetti B., Capitani S., Collodel G. et al. Recent advances in human sperm pathology. Contraception 2002;65(4):283–7. DOI: 10.1016/s0010-7824(02)00290-1.
25. Visco V., Raffa S., Elia J. et al. Morphological sperm defects analyzed by light microscopy and transmission electron microscopy and their correlation with sperm motility. Int J Urol 2010;17(3):259–66. DOI: 10.1111/j.1442-2042.2010.02451.x.
26. Collodel G., Iacoponi F., Mazzi L., Terzuoli G. Light, polarizing, and transmission electron microscopy: three methods for the evaluation of sperm quality. Syst Biol Reprod Med 2013;59(1):27–33. DOI: 10.3109/19396368.2012.724518.
27. Moretti E., Sutera G., Collodel G. The importance of transmission electron microscopy analysis of spermatozoa: diagnostic applications and basic research. Syst Biol Reprod Med 2016;62(3):171–83. DOI: 10.3109/19396368.2016.1155242.
28. Брагина Е.Е., Бочарова Е.Н. Количественное электронно-микроскопическое исследование сперматозоидов при диагностике мужского бесплодия. Андрология и генитальная хирургия 2014;15(1):41–50.
29. Bragina E.E., Bocharova E.N. Ultrastructure of spermatozoa from infertility patients. In: Spermatozoa – facts and perspectives. Ed. by R. Meccariello, R. Chianese. IntechOpen, 2018. Pp. 71–99. DOI: 10.5772/intechopen.71596. Available at: https://www.intechopen.com/books/spermatozoa-facts-and-perspectives/ultrastructure-of-spermatozoa-frominfertility-patients.
30. Bartoov B., Eltes F., Pansky M. et al. Improved diagnosis of male fertility potential via a combination of quantitative ultramorphology and routine semen analyses. Hum Reprod 1994;9(11): 2069–75.
31. Reichart M., Eltes F., Soffer Y. et al. Sperm ultramorphology as a pathophysiological indicator of spermatogenesis in males suffering from varicocele. Andrologia 2000;32(3):139–45.
32. Sadek A., Almohamdy A.S., Zaki A. et al. Sperm chromatin condensation in infertile men with varicocele before and after surgical repair. Fertil Steril 2011;95:1705–08. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.01.008.
33. Talebi A.R., Moein M.R., Tabibnejad N., Ghasemzadeh J. Effect of varicocele on chromatin condensation and DNA integrity of ejaculated spermatozoa using cytochemical tests. Int J Androl 2008;40:245–51. DOI: 10.1111/j.1365-2605.2005.00515.x.
34. Cooper T.G. Cytoplasmic droplets: the good, the bad or just confusing? Hum Reprod 2005;20(1):9–11. DOI: 10.1093/humrep/deh555.
35. Agarwal A., Gupta S., Sharma R. Oxidation-reduction potential measurement in ejaculated semen samples. In: Andrological evaluation of male infertility: a laboratory guide. Ed. by A. Agarwal, S. Gupta, R. Sharma. Cham: Springer International Publishing, 2016. Pp. 165–170.
36. Fujimoto S., Yoshida N., Fukui T. et al. Mammalian phospholipase Czeta induces oocyte activation from the sperm perinuclear matrix. Dev Biol 2004;274(2):370–83. DOI: 10.1016/j.ydbio.2004.07.025.
37. Janghorban-Laricheh E., GhazaviKhorasgani N., Tavalaee M. et al. An association between sperm PLCζ levels and varicocele? J Assist Reprod Genet 2016;33(12):1649–55. DOI: 10.1007/s10815-016-0802-5.
38. Sanusi R., Yu Y., Nomikos M. et al. Rescue of failed oocyte activation after ICSI in a mouse model of male factor infertility by recombinant phospholipase Cζ. Mol Hum Reprod 2015;21(10):783–91. DOI: 10.1093/molehr/gav042.
39. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г., Аль-Шукри С.Х. Влияние препарата «Простатилен® АЦ» на фрагментацию ДНК сперматозоидов при лечении пациентов с хроническим абактериальным простатитом и сопутствующими нарушениями репродуктивной функции. Андрология и генитальная хирургия 2017;18(3): 54–8.
40. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г., Аль-Шукри С.Х. Влияние Простатилена АЦ на степень фрагментации ДНК сперматозоидов у больных хроническим абактериальным простатитом. Урологические ведомости 2018;8(спецвып.):24–5.
41. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г. и др. Отдаленные результаты лечения препаратом Простатилен® АЦ больных хроническим абактериальным простатитом с повышенной степенью фрагментации ДНК сперматозоидов. Андрология и генитальная хирургия 2018;19(2):52–7.
42. Боровец С.Ю., Рыбалов М.А., Горбачев А.Г., Аль-Шукри С.Х. Эффективность Простатилена АЦ в коррекции нарушений копулятивной функции больных хроническим абактериальным простатитом. Урологические ведомости 2019;9(спецвып.):20–1.
43. Agarwal A., Sharma R., Harlev A., Esteves S.C. Effect of varicocele on semen characteristics according to the new 2010 World Health Organization criteria: a systematic review and meta-analysis. Asian J Androl 2016;18(2):163–70. DOI: 10.4103/1008-682X.172638.
Andrology and Genital Surgery. 2019; 20: 24-33
Sperm phenotypes in varicocele
https://doi.org/10.17650/2070-9781-2019-20-4-24-33Abstract
The study objective is to microscopically evaluate the morphology of sperm in patients with varicocele after surgical treatment and therapy with Prostatilen® AC.
Materials and methods. The treatment group included 20 males between 26 and 45 years of age (mean age 31.6 ± 6.1 years) with various stages of varicocele and fertility problems; among them, 10 patients with subclinical stages of varicocele received conservative treatment with Prostatilen® AC (group 1) and were examined before and after the treatment; 10 males with infertility caused in part by varicocele of the spermatic cord veins were examined 6 months to 3 years after surgical treatment (group 2). Standard clinical and lab tests, sperm analysis, electron microscopy of the ejaculate were performed. The control group included 65 fertile males whose sperm samples were obtained from a bank of reproductive cells and tissues and used for comparison in microscopic examination.
Results. In patients who received conservative treatment the number of sperm with immature chromatin decreased (p = 0.045) compared to the control group. This characteristic differed in patients after varicocelectomy and patients after conservative treatment (p = 0.037). Compared to control, the number of sperm with excess residual cytoplasm in the head and neck was higher in patients after varicocelectomy (p = 0.011). After conservative treatment, the number of sperm with excess residual cytoplasm was close to the control number and lower than in patients after varicocelectomy (р = 0.028).
Conclusion. In patients with subclinical varicocele, conservative treatment with Prostatilen® AC leads to significant improvement in sperm ultrastructure compared to patients who underwent surgery to treat this pathology.
References
1. Zhukov O.B., Ukolov V.A., Zhukov A.A. Kompleksnaya terapiya patospermii u bol'nykh posle rentgenoendovaskulyarnoi skleroterapii testikulyarnykh ven. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2012;13(4):70–7.
2. Gamidov S.I., Popkov V.M., Shatylko T.V. i dr. Mesto medikamentoznoi terapii v lechenii muzhchin s varikotsele. Urologiya 2018;(5):114–21.
3. Gamidov S.I., Ovchinnikov R.I., Popova A.Yu. i dr. Sovremennyi podkhod k terapii muzhskogo besplodiya u bol'nykh s varikotsele. Terapevticheskii arkhiv 2012;84(10):56–61.
4. Evdokimov V.V., Selivanov T.O. Narushenie spermatogeneza pri varikotsele. Patogenez i prognoz lecheniya. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2006;7(3):12–8.
5. Zavattaro M., Ceruti C., Motta G. et al. Treating varicocele in 2018: current knowledge and treatment options. J Endocrinol Invest 2018;41(12):1365–75. DOI: 10.1007/s40618-018-0952-7.
6. Johnson D., Sandlow J. Treatment of varicoceles: techniques and outcomes. Fertil Steril 2017;108(3):378–84. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2017.07.020.
7. Alyaev Yu.G., Glybochko P.V., Pushkar' D.Yu. Urologiya. Rossiiskie klinicheskie rekomendatsii. M.: Geotar-Media, 2015. 480 s.
8. Cho C.L., Esteves S.C., Agarwal A. Indications and outcomes of varicocele repair. Panminerva Med 2019;61(2): 152–63. DOI: 10.23736/S0031-0808.18.03528-0.
9. Agarwal A., Rana M., Qiu E. et al. Role of oxidative stress, infection and inflammation in male infertility. Andrologia 2018;50(11):e13126. DOI: 10.1111/and.13126.
10. Shiraishi K., Matsuyama H., Takihara H. Pathophysiology of varicocele in male infertility in the era of assisted reproductive technology. Int J Urol 2012;19(6):538–50. DOI: 10.1111/j.1442-2042.2012.02982.x.
11. Gamidov S.I., Avakyan A.Yu. Rol' subklinicheskogo varikotsele v patogeneze idiopaticheskoi patozoospermii. Meditsinskii vestnik Bashkortostana 2017;12(3):13–7.
12. Berdnikov M.A., Antipov N.V. Varikotsele: sovremennaya problema. Zhurnal fundamental'noi meditsiny i biologii 2016;(3):42–50.
13. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th edn. Geneva: WHO Press, 2010. 394 p.
14. Alkan İ., Yüksel M., Canat H.L. et al. Superoxide anion production by the spermatozoa of men with varicocele: relationship with varicocele grade and semen parameters. World J Mens Health 2018;36(3):255–62. DOI: 10.5534/wjmh.180028.
15. Alsaikhan B., Alrabeeah K., Delouya G., Zini A. Epidemiology of varicocele. Asian J Androl 2016;18(2):179–81. DOI: 10.4103/1008-682X.172640.
16. Nork J.J., Berger J.H., Crain D.S., Christman M.S. Youth varicocele and varicocele treatment: a meta-analysis of semen outcomes. Fertil Steril 2014;102(2):381–7.e6. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2014.04.049.
17. Dieamant F., Petersen C.G., Mauri A.L. et al. Semen parameters in men with varicocele: DNA fragmentation, chromatin packaging, mitochondrial membrane potential, and apoptosis. JBRA Assist Reprod 2017;21(4):295–301. DOI: 10.5935/1518-0557.20170053.
18. Panner Selvam M.K., Agarwal A. Sperm molecular changes associated with varicocele-mediated male infertility. World J Mens Health 2019 Jul 26. DOI: 10.5534/wjmh.190018.
19. Zini A., Buckspan M., Jamal M., Jarvi K. Effect of varicocelectomy on the abnormal retention of residual cytoplasm by human spermatozoa. Hum Reprod 1999;14(7):1791–3. DOI: 10.1093/humrep/14.7.1791.
20. Zini A., Defreitas G., Freeman M. et al. Varicocele is associated with abnormal retention of cytoplasmic droplets by human spermatozoa. Fertil Steril 2000;74(3):461–4. DOI: 10.1016/s0015-0282(00)00703-2.
21. Roque M., Esteves S.C. Effect of varicocele repair on sperm DNA fragmentation: a review. Int Urol Nephrol 2018;50(4):583–603. DOI: 10.1007/s11255-018-1839-4.
22. Kadioglu T.C., Aliyev E., Celtik M. Microscopic varicocelectomy significantly decreases the sperm DNA fragmentation index in patients with infertility. Biomed Res Int 2014;2014:695713. DOI: 10.1155/2014/695713.
23. García-Peiró A., Ribas-Maynou J., Oliver-Bonet M. et al. Multiple determinations of sperm DNA fragmentation show that varicocelectomy is not indicated for infertile patients with subclinical varicocele. Biomed Res Int 2014;2014:181396. DOI: 10.1155/2014/181396.
24. Baccetti B., Capitani S., Collodel G. et al. Recent advances in human sperm pathology. Contraception 2002;65(4):283–7. DOI: 10.1016/s0010-7824(02)00290-1.
25. Visco V., Raffa S., Elia J. et al. Morphological sperm defects analyzed by light microscopy and transmission electron microscopy and their correlation with sperm motility. Int J Urol 2010;17(3):259–66. DOI: 10.1111/j.1442-2042.2010.02451.x.
26. Collodel G., Iacoponi F., Mazzi L., Terzuoli G. Light, polarizing, and transmission electron microscopy: three methods for the evaluation of sperm quality. Syst Biol Reprod Med 2013;59(1):27–33. DOI: 10.3109/19396368.2012.724518.
27. Moretti E., Sutera G., Collodel G. The importance of transmission electron microscopy analysis of spermatozoa: diagnostic applications and basic research. Syst Biol Reprod Med 2016;62(3):171–83. DOI: 10.3109/19396368.2016.1155242.
28. Bragina E.E., Bocharova E.N. Kolichestvennoe elektronno-mikroskopicheskoe issledovanie spermatozoidov pri diagnostike muzhskogo besplodiya. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2014;15(1):41–50.
29. Bragina E.E., Bocharova E.N. Ultrastructure of spermatozoa from infertility patients. In: Spermatozoa – facts and perspectives. Ed. by R. Meccariello, R. Chianese. IntechOpen, 2018. Pp. 71–99. DOI: 10.5772/intechopen.71596. Available at: https://www.intechopen.com/books/spermatozoa-facts-and-perspectives/ultrastructure-of-spermatozoa-frominfertility-patients.
30. Bartoov B., Eltes F., Pansky M. et al. Improved diagnosis of male fertility potential via a combination of quantitative ultramorphology and routine semen analyses. Hum Reprod 1994;9(11): 2069–75.
31. Reichart M., Eltes F., Soffer Y. et al. Sperm ultramorphology as a pathophysiological indicator of spermatogenesis in males suffering from varicocele. Andrologia 2000;32(3):139–45.
32. Sadek A., Almohamdy A.S., Zaki A. et al. Sperm chromatin condensation in infertile men with varicocele before and after surgical repair. Fertil Steril 2011;95:1705–08. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2011.01.008.
33. Talebi A.R., Moein M.R., Tabibnejad N., Ghasemzadeh J. Effect of varicocele on chromatin condensation and DNA integrity of ejaculated spermatozoa using cytochemical tests. Int J Androl 2008;40:245–51. DOI: 10.1111/j.1365-2605.2005.00515.x.
34. Cooper T.G. Cytoplasmic droplets: the good, the bad or just confusing? Hum Reprod 2005;20(1):9–11. DOI: 10.1093/humrep/deh555.
35. Agarwal A., Gupta S., Sharma R. Oxidation-reduction potential measurement in ejaculated semen samples. In: Andrological evaluation of male infertility: a laboratory guide. Ed. by A. Agarwal, S. Gupta, R. Sharma. Cham: Springer International Publishing, 2016. Pp. 165–170.
36. Fujimoto S., Yoshida N., Fukui T. et al. Mammalian phospholipase Czeta induces oocyte activation from the sperm perinuclear matrix. Dev Biol 2004;274(2):370–83. DOI: 10.1016/j.ydbio.2004.07.025.
37. Janghorban-Laricheh E., GhazaviKhorasgani N., Tavalaee M. et al. An association between sperm PLCζ levels and varicocele? J Assist Reprod Genet 2016;33(12):1649–55. DOI: 10.1007/s10815-016-0802-5.
38. Sanusi R., Yu Y., Nomikos M. et al. Rescue of failed oocyte activation after ICSI in a mouse model of male factor infertility by recombinant phospholipase Cζ. Mol Hum Reprod 2015;21(10):783–91. DOI: 10.1093/molehr/gav042.
39. Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G., Al'-Shukri S.Kh. Vliyanie preparata «Prostatilen® ATs» na fragmentatsiyu DNK spermatozoidov pri lechenii patsientov s khronicheskim abakterial'nym prostatitom i soputstvuyushchimi narusheniyami reproduktivnoi funktsii. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2017;18(3): 54–8.
40. Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G., Al'-Shukri S.Kh. Vliyanie Prostatilena ATs na stepen' fragmentatsii DNK spermatozoidov u bol'nykh khronicheskim abakterial'nym prostatitom. Urologicheskie vedomosti 2018;8(spetsvyp.):24–5.
41. Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G. i dr. Otdalennye rezul'taty lecheniya preparatom Prostatilen® ATs bol'nykh khronicheskim abakterial'nym prostatitom s povyshennoi stepen'yu fragmentatsii DNK spermatozoidov. Andrologiya i genital'naya khirurgiya 2018;19(2):52–7.
42. Borovets S.Yu., Rybalov M.A., Gorbachev A.G., Al'-Shukri S.Kh. Effektivnost' Prostatilena ATs v korrektsii narushenii kopulyativnoi funktsii bol'nykh khronicheskim abakterial'nym prostatitom. Urologicheskie vedomosti 2019;9(spetsvyp.):20–1.
43. Agarwal A., Sharma R., Harlev A., Esteves S.C. Effect of varicocele on semen characteristics according to the new 2010 World Health Organization criteria: a systematic review and meta-analysis. Asian J Androl 2016;18(2):163–70. DOI: 10.4103/1008-682X.172638.
