Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 3, травень-червень, c. 24-29

doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.03.024

Пероксидне окислення ліпідів та фрагментація днк у нативних і кріоконсервованих сперматозоїдах чоловіків із різним станом сперматогенезу

13.09.2021   Uncategorized   No comments

Т. О. Юрчук*, О. В. Павлович, Г. О. Гапон, А. Ю. Пуговкін, М. П. Петрушко

Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, відділ кріобіології системи репродукції, Харків;
*e-mail: taisiya.yur@gmail.com

Отримано: 11 липня 2021; Затверджено: 17 травня 2021

Кріоконсервування сперматозоїдів широко використовується для лікування безпліддя за допомогою репродуктивних технологій. Однак процес кріоконсервування спричинює оксидативний стрес, що може індукувати патологічні зміни в чоловічих гаметах. Метою дослідження було оцінити пероксидне окислення ліпідів (ПОЛ) та фрагментацію ДНК, а також кореляцію між цими показниками у щойно одержаних та кріоконсервованих сперматозоїдах чоловіків із нормозооспермією,  олігоастенотератозооспермією (OAT) та сперма­тозоїдах із епідидимусу за азооспермії. Визначали рівень малонового діальдегіду (МДА), активність супероксиддисмутази (СОД) та загальну антиоксидантну активність (AOA) сперматозоїдів. Показано, що рівень МДА та СОД був значно вищим у щойно одержаних сперматозоїдах групи OAT порівняно з нормозооспермічними. Після кріоконсервування рівень МДА підвищився в сперматозоїдах усіх груп, найвищим був у групі OAT, де виявлено найбільше зниження антиоксидантної активності. Частота фрагментації ДНК у сперматозоїдах групи ОАТ до та після кріоконсервування була відповідно у 2,6 та у 4,1 раза вищою порівняно з показником у нативних нормозооспермічних сперматозоїдах (7,2%). Частота фрагментації ДНК була найнижчою в епідидимальних сперматозоїдах як до (6,2%), так і після (5,8%) кріоконсервування. Рівень СОД у епідидимальних сперматозоїдах після кріоконсервування був нижчим, ніж у нормозооспермічних. Виявлено позитивну кореляцію між рівнем МДА та частотою фрагментації ДНК (коефіцієнт кореляції Пірсона – 0,79) у сперматозоїдах усіх груп до та після кріоконсервування. Дійшли висновку, що  порівняно низький рівень ПОЛ та фрагментації ДНК в епідидимальних сперматозоїдах робить можливим їх використання для терапії безпліддя.

Ключові слова: , , , , , , ,

Посилання:

  1. Homa ST, Vessey W, Perez-Miranda A, Riyait T, Agarwal A. Reactive Oxygen Species (ROS) in human semen: determination of a reference range. J Assist Reprod Genet. 2015;32(5):757-764. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Lushchak VI. Free radicals, reactive oxygen species, oxidative stresses and their classifications. Ukr Biochem J. 2015;87(6):11-18. PubMed, CrossRef
  3. Layali I, Tahmasbpour E, Joulaei M, Jorsaraei SG, Farzanegi P. Total antioxidant capacity and lipid peroxidation in semen of patient with hyperviscosity. Cell J. 2015;16(4):554-559. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. Chabory E, Damon C, Lenoir A, Henry-Berger J, Vernet P, Cadet R, Saez F, Drevet JR. Mammalian glutathione peroxidases control acquisition and maintenance of spermatozoa integrity. J Anim Sci. 2010;88(4):1321-1331. PubMed, CrossRef
  5. Moazamian R, Polhemus A, Connaughton H, Fraser B, Whiting S, Gharagozloo P, Aitken RJ. Oxidative stress and human spermatozoa: diagnostic and functional significance of aldehydes generated as a result of lipid peroxidation. Mol Hum Reprod. 2015;21(6):502-515. PubMed, CrossRef
  6. Len JS, Koh WSD, Tan SX. The roles of reactive oxygen species and antioxidants in cryopreservation. Biosci Rep. 2019;39(8):BSR20191601. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Dorostghoal M, Kazeminejad SR, Shahbazian N, Pourmehdi M, Jabbari A. Oxidative stress status and sperm DNA fragmentation in fertile and infertile men. Andrologia. 2017;49(10): e12762. PubMed, CrossRef
  8. Petrushko MP, Pinyaev VI, Pravdina SS, Podufaly VV, Chub NN. Genetic aspects of male infertility. Spad metabolic illness: abstract add. IV International Congress, Kharkiv, 2010. Ultrasound perinatal diagnosis. 2010; 27-28: 151. (In Russian).
  9. Thomson LK, Fleming SD, Aitken RJ, De Iuliis GN, Zieschang JA, Clark AM. Cryopreservation-induced human sperm DNA damage is predominantly mediated by oxidative stress rather than apoptosis. Hum Reprod. 2009;24(9):2061-2070. PubMed, CrossRef
  10. Abdillah DA, Setyawan EMN, Oh HJ, Ra K, Lee SH, Kim MJ, Lee BC. Iodixanol supplementation during sperm cryopreservation improves protamine level and reduces reactive oxygen species of canine sperm. J Vet Sci. 2019;20(1):79-86. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Kopeika EF, Petrushko MP, Piniaiev VI, Yurchuk TO, Pavlovich OV, Mikson KB, Butskyi KI, Hapon HO, Puhovkin AYu. Cryopreservation of Reproductive Cells and Embryos of Laboratory, Agricultural and Wild Animals. Probl Cryobiol Cryomed. 2019;29(1):003–018. CrossRef
  12. WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen fifth edition. World Health Organization, Department of Reproductive Health and Research. 2010:287.
  13. Krausz C, West K, Buckingham D, Aitken RJ. Development of a technique for monitoring the contamination of human semen samples with leukocytes. Fertil Steril. 1992;57(6):1317-1325. PubMed, CrossRef
  14. Agarwal A, Ikemoto I, Loughlin KR. Relationship of sperm parameters with levels of reactive oxygen species in semen specimens. J Urol. 1994;152(1):107-110. PubMed, CrossRef
  15. Nissen HP, Kreysel HW. Superoxide dismutase in human semen. Klin Wochenschr. 1983;61(1):63-65. PubMed, CrossRef
  16. Klebanov GI, Babenkova IV, Teselkin YuO, Komarov OS, Vladimirov YuA. Evaluation of the antioxidative activity of blood plasma using yolk lipoproteins. Lab Delo. 1988;(5):59-62. (In Russian). PubMed
  17. Dashtestani F, Ghourchian H, Najafi A. Albumin coated copper-cysteine nanozyme for reducing oxidative stress induced during sperm cryopreservation. Bioorg Chem. 2018;80:621-630. PubMed, CrossRef
  18. Varghese AC, Fischer-Hammadeh C, Hammadeh ME. Acridine Orange Test for Assessment of Human Sperm DNA Integrity. In: Zini A., Agarwal A. (eds) Sperm Chromatin. NY: Springer, New York, 2011. pp 189-199.  CrossRef
  19. Chyra-Jach D, Kaletka Z, Dobrakowski M, Machoń-Grecka A, Kasperczyk S, Birkner E, Kasperczyk A. The Associations between Infertility and Antioxidants, Proinflammatory Cytokines, and Chemokines. Oxid Med Cell Longev. 2018;2018:8354747. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  20. Sandro C, Verza JrS. Relationship of in vitro acrosome Reaction to Sperm Function: An Update. Open Reprod Sci J. 2011;3(1):72-84. CrossRef
  21. Negri L, Benaglia R, Monti E, Morenghi E, Pizzocaro A, Levi Setti PE. Effect of superoxide dismutase supplementation on sperm DNA fragmentation. Arch Ital Urol Androl. 2017;89(3):212-218. PubMed, CrossRef
  22. Al Omrani B, Al Eisa N, Javed M, Al Ghedan M, Al Matrafi H, Al Sufyan H. Associations of sperm DNA fragmentation with lifestyle factors and semen parameters of Saudi men and its impact on ICSI outcome. Reprod Biol Endocrinol. 2018;16(1):49. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.