Abstract
Background/Aims: Hiperviscozitatea spermei (SHV) este unul dintre factorii semnificativi implicați în calitatea slabă a spermei și infertilitatea masculină. De asemenea, conduce la probleme majore în timpul tehnicilor de reproducere asistată și a procesului de fertilizare in vitro. Deși influența SHV asupra calității spermatozoizilor, a ratei de fertilizare și a infertilității masculine a fost luată în considerare pe scară largă, mecanismele moleculare și celulare pentru aceste anomalii nu sunt bine înțelese. În această recenzie, ne-am propus să discutăm mecanismele celulare și moleculare propuse ale SHV asupra sistemului reproducător masculin, importanța stresului oxidativ (OS) și mecanismele prin care SHV induce OS și afectarea altor antioxidanți. Metode: A fost efectuată o căutare PubMed/Medline și EM-BASE folosind cuvinte cheie: „hyperviscosity semen”, „oxidative stress” și „male infertility”. Concluzii: OS indus de speciile reactive de oxigen poate fi considerat un mecanism major la pacienții cu spermă hiperviscoasă, care este asociat cu fragmentarea ADN-ului, peroxidarea lipidelor și dezintegrarea membranei spermatozoizilor, apoptoza, epuizarea antioxidanților și, ulterior, calitatea slabă a spermei și infertilitatea masculină. Prin urmare, terapia cu antioxidanți poate îmbunătăți principalele efecte patologice ale spermei hiperviscoase, în special daunele oxidative și inflamația, asupra calității și funcției spermatozoizilor. În continuare, sunt necesare studii controlate și randomizate pentru a confirma aceste rezultate și pentru a face o comparație între efectele diferiților antioxidanți, cum ar fi N-acetil-cisteina și Curcumina, asupra problemei fertilității la pacienții cu spermă hipervizuală.
© 2019 Autorul (Autorii) Publicat de S. Karger AG, Basel
Introducere
Infertilitatea este considerată în prezent ca fiind una dintre problemele de sănătate semnificative în rândul cuplurilor din întreaga lume. Există mulți factori care afectează parametrii spermatozoizilor, funcția și, ulterior, fertilitatea masculină . Anomaliile genetice, mutațiile moleculare, defectele hormonale, alterarea spermatogenezei, deficiența nutrițională a unor oligoelemente și vitamine, problemele obstructive și daunele structurale, cum ar fi varicocelul, agenții de mediu și stilul de viață sunt grupate ca factori populari care afectează funcția spermei umane și procesele de fertilizare .
Hiperviscozitatea spermei (SHV), care se caracterizează printr-un aspect gros și coagulat, este o afecțiune care afectează caracteristicile fizice și chimice ale lichidului seminal uman . Sperma cu viscozitate normală joacă roluri critice pentru funcția spermatozoizilor și procesul de fertilizare. Aceasta facilitează intrarea spermatozoizilor în mucusul cervical , menține viteza de înot a spermatozoizilor după penetrarea pen- tru mucus, reglează distribuția sarcinilor de suprafață pe membrana spermatozoizilor în timpul procesului de maturare , previne reacția de peroxidare a lipidelor și menține integritatea cromatinei spermatozoizilor . SHV este probabil cauzată de disfuncții, infecții și inflamații ale glandelor accesorii masculine sau ale sistemului imunitar . Studii recente au raportat că SHV apare în 12-29% din ejaculate și poate fi considerat ca fiind un motiv principal pentru infertilitatea masculină . S-a demonstrat că aceasta contribuie la motilitatea slabă a spermatozoizilor și la calitatea slabă a materialului seminal, precum și la un rezultat slab al fertilizării in vitro . Deși aspectele patogenice ale SHV sunt acum clarificate, mecanismul exact în care sperma hipervâscoasă este asociată cu spermatozoizii anormali și infertilitatea masculină nu sunt încă clare. Alterarea motilității spermatozoizilor, dificultățile tehnice în fertilizarea in vitro, inflamația, stresul oxidativ (SO) și modificările oligoelementelor sunt principalele mecanisme propuse de SHV asupra infertilității masculine (Fig. 1). În secțiunile următoare vom discuta aceste mecanisme propuse prin care SHV induce alterarea genezei spermatozoizilor și infertilitatea masculină.
Fig. 1
Mecanismele propuse pentru efectele spermei hipervizuale asupra calității slabe a spermei și infertilității masculine. SHV scade calitatea spermatozoizilor și rata de fertilizare prin mai multe mecanisme, printre care: afectarea motilității spermatozoizilor, creșterea numărului de citokine inflamatorii și leucocite, creșterea producției de ROS și OS, reducerea absorbției de Zn, afectarea antioxidanților din plasma seminală, modificări ale unor oligoelemente și apoptoză. OS indusă de supraproducția de ROS și afectarea antioxidanților este mecanismul major al SHV, care este asociat cu oxidarea ADN-ului spermatozoizilor, peroxidarea lipidelor membranare și, ulterior, calitatea slabă a spermatozoizilor.
Motilitatea spermatozoizilor
Împiedicarea mișcării normale a spermatozoizilor este considerată ca fiind unul dintre mecanismele semnificative prin care SHV duce la infertilitate masculină . Numeroase studii au demonstrat că SHV este asociat cu o motilitate redusă a spermatozoizilor din cauza unui efect de captare a spermei hiperviscerale . Aceasta contribuie la patogeneza diferitelor forme de astenozoospermie și infertilitate masculină . Studii recente au constatat corelații negative semnificative între SHV și motilitatea spermatozoizilor, gradul de motilitate, numărul total de spermatozoizi motili și vitalitatea spermatozoizilor . Motilitatea normală a spermatozoizilor este un factor critic pentru intrarea spermatozoizilor în mucusul cervical, interacțiunea dintre spermatozoizi și ovule și procesul de fertilizare. Prin urmare, sperma hipervâscoasă prinde spermatozoizii în masa fibroasă sau mucoidă și împiedică progresia normală a acestora prin tractul genital feminin.
Fertilizarea in vitro
Deoarece plasma seminală are un rol important în evenimentele care duc la fertilizare, SHV poate duce, de asemenea, la complicații in vivo și in vitro care au consecințe negative în cadrul tehnologiei de reproducere asistată . Materialul seminal hiperezistent cauzează anumite dificultăți pentru separarea adecvată a spermatozoizilor și a numărului acestora. S-a raportat că SHV este asociat cu rezultatele slabe ale hiperstimulării ovariene controlate și ale inseminării intrauterine . Acesta reduce ratele de fertilizare la pacienții supuși programelor de fertilizare in vitro . SHV poate duce, de asemenea, la anumite dificultăți tehnice în manipularea probelor de material seminal, atunci când se utilizează gradienți Percoll pentru a pregăti spermatozoizii pentru fertilizarea in vitro .
Deficiență în absorbția zincului
SHV, care este cauzată de hipofuncția veziculei seminale, poate duce la creșterea proporției de lichid prostatic care conține zinc (Zn) . Zincul din plasma seminală provine în principal din glanda prostatică și poate reflecta funcția secretarului prostatic . Nivelul crescut de zinc în absența unui ligand de zinc al veziculei seminale poate inhiba decondensarea cromatinei spermatozoizilor, ceea ce poate duce la instabilitatea cromatinei . Studii recente au raportat defecte crescute în integritatea și împachetarea cromatinei la pacienții cu spermă hipervezicală . Ambalarea sau integritatea slabă a cromatinei este asociată cu deteriorarea ADN-ului spermatozoizilor și cu un risc crescut de infertilitate și de rezultat al sarcinii . În plus, zincul are proprietăți antioxidante și joacă rolul de cofactor pentru diferiți antioxidanți, cum ar fi Cu/Zn-superoxid dismutaza . Având în vedere proprietățile antioxidante ale zincului, un aport redus de zinc la pacienții cu VHS poate duce la OS și, ulterior, la deteriorarea ADN-ului spermatozoizilor, la peroxidarea lipidelor membranare, la apoptoză și la calitatea slabă a materialului seminal .
Schimbări ale oligoelementelor
VHS nu numai că stimulează supraproducția de specii reactive de oxigen (ROS) și daune oxidative prin inducerea inflamației, dar duce și la modificări ale conținutului de fructoză din plasma seminală, acid ascorbic, calciu și zinc, care, la rândul lor, exercită influențe negative asupra funcției spermatozoizilor sau capacității de fertilizare a spermatozoizilor . Mahran et al. au raportat o corelație negativă semnificativă între SHV și nivelurile plasmatice seminale de fructoză, acid ascorbic, zinc și calciu. Ei au observat, de asemenea, că nivelul sporit de leucocite este corelat negativ cu concentrațiile de acid ascorbic, fructoză, zinc și calciu. Într-un alt studiu, Gonzales et al. au raportat niveluri reduse de fructoză la pacienții cu SHV. Aceste oligoelemente sunt necesare pentru spermatogeneza, producția de energie, funcția normală a spermatozoizilor, motilitatea spermatozoizilor, protecția spermatozoizilor împotriva ROS și procesul de fertilizare . Prin urmare, nivelurile reduse ale acestor elemente la pacienții cu spermă hipervâscoasă exercită un impact negativ asupra spermatogenezei, calității spermei și fertilității masculine. În plus, fructoza și acidul ascorbic sunt biomarkeri ai funcției veziculelor seminale, în timp ce calciul și zincul sunt biomarkeri ai funcției prostatice. Astfel, analiza fizică a ejaculatului, inclusiv a vâscozității, poate fi utilă din punct de vedere clinic pentru evaluarea activității secretorii a acestor glande accesorii masculine .
OS
OS indusă de radicalii liberi, în special ROS, este considerată în prezent ca fiind unul dintre principalii factori idiopatici care afectează spermatozoizii umani . Acesta este considerat în prezent ca fiind unul dintre principalele motive ale infertilității masculine, adică 30 până la 40% dintre bărbații infertili au un conținut sporit de ROS în plasma lor seminală . Studii recente au indicat că ROS este principalul mecanism al efectelor HSV asupra calității slabe a materialului seminal . OS este o condiție în care conținutul de radicali liberi copleșește nivelurile de antioxidanți. ROS, cum ar fi radicalii hidroxil (OH- ), radicalul anion superoxid (O2- -) și peroxidul de hidrogen (H2O2) sunt agenți foarte reactivi care interacționează cu macromoleculele celulare pentru a compensa deficitul lor de electroni . Deși radicalii liberi sunt esențiali pentru capacitarea spermatozoizilor și reacția acrozomului la concentrații fiziologice, ei pot oxida ADN-ul, proteinele și lipidele la concentrații ridicate .
Spermatozoizii umani sunt deosebit de sensibili la ROS deoarece au niveluri ridicate de acizi grași polinesaturați la nivelul membranei lor. În plus, ele își pierd majoritatea antioxidanților citoplasmatici în timpul spermiogenezei . Prin urmare, conținutul sporit de ROS și, ulterior, nivelurile reduse de an-tioxidanți din plasma seminală pot crește deteriorarea ADN-ului spermatozoizilor, peroxidarea lipidelor din membrană și, în cele din urmă, deteriorarea celulelor spermatice și creșterea riscului de infertilitate masculină . 8-OHdG, malondialdehida și carbonilul proteic sunt biomarkeri ai oxidării ADN-ului, proteinelor și lipidelor. Numeroase studii au raportat un conținut crescut al acestor biomarkeri în plasma seminală a pacienților infertili.
Leucocitele, în special neutrofilele și macrofagele, și spermatozoizii disfuncționali sunt principalele surse endogene de producere de ROS în sperma umană . Supraproducția de ROS în sperma umană afectează funcția mitocondrială a spermatozoizilor și, ulterior, mo-tilitatea spermatozoizilor . În timpul unei infecții sau inflamații, leucocitele pot descărca de până la 100 de ori mai multe ROS decât în mod normal și pot contribui la OS . Un număr mare de studii au raportat leucocitospermia la pacienții infertili . Creșterea numărului de leucocite din plasma seminală și a citokinelor proinflamatorii, cum ar fi IL-6, IL-8 și factorul de necroză tumorală, este asociată cu supraproducția de ROS, leziuni oxidative ale ADN-ului spermatozoizilor, ale lipidelor de membrană și, ulterior, apoptoză și anomalii ale spermatozoizilor .
Leucocitele sunt deosebit de responsabile în dezvoltarea SHV, deoarece acestea sunt crescute în timpul infecției și produc niveluri ridicate de ROS . Pacienții cu spermă hipervezică au un procent ridicat de leucocite în comparație cu bărbații non-hipervezici. Studiile recente au indicat o corelație pozitivă semnificativă între leucocitospermie și sperma hiperviscoasă . Într-un studiu, Mahran et al. au observat leucocitospermie la 37,5% dintre bărbații infertili cu spermă hiperviscoasă. Mai mult, numărul crescut de leucocite la pacienții cu SHV a fost corelat negativ cu motilitatea și vitalitatea spermatozoizilor. Aceștia au sugerat că SHV pare să fie rezultatul unei infecții sau inflamații în 75% din cazuri. Elis et al. au propus că terapia antiinflamatorie poate trata cu succes SHV ușoară.
Evidențele recente au demonstrat că OS indusă de ROS este mecanismul major al HSV asupra calității slabe a spermei și infertilității masculine în rândul pacienților cu spermă hipervâscoasă . OS a fost, de asemenea, raportată ca fiind asociată cu sângele hipervisceros . Într-un studiu realizat de Harisa et al. au observat o creștere a nivelului de malon-dialdehidă și de carbonil proteic la pacienții cu o vâscozitate mai mare a sângelui. Ei au arătat, de asemenea, că creșterea concentrațiilor de malondialdehidă și de carbonil proteic este corelată cu creșterea gradului de vâscozitate. Într-un alt studiu realizat de Kasperczyk et al. au raportat că vâscozitatea sângelui total este asociată cu OS, agregarea eritrocitelor și scăderea nivelului de malondialdehidă.
Deși aceste date sugerează că OS contribuie la SHV, mecanismul exact prin care SHV crește OS nu este bine înțeles. Unul dintre aceste mecanisme este probabil legat de nivelul crescut de spermatozoizi anormali la pacienții cu SHV. Pacienții cu spermă hipervizuală au un procent mai mare de spermatozoizi anormali în materialul seminal în comparație cu indivizii sănătoși . Deoarece spermatozoizii disfuncționali sunt una dintre sursele majore de producere a ROS, numărul crescut de spermatozoizi imaturi și anormali la pacienții cu SHV poate explica existența mai mare a ROS în sperma lor. Mai mult, numărul de leucocite, ca altă sursă semnificativă de generare de ROS, în materialul seminal al pacienților cu VHS este mai mare decât cel al bărbaților cu material seminal normal. Prin urmare, numărul crescut de leucocite ca urmare a inflamației sau a infecției la pacienții cu HSV poate fi considerat ca fiind celălalt motiv principal pentru supraproducția de ROS și OS la acești pacienți. Creșterea ROS la pacienții cu SHV poate scădea concentrația efectivă a antioxidanților din plasma seminală și, ca urmare, crește efectele nocive ale ROS asupra spermatozoizilor. Astfel, afectarea antioxidanților din materialul seminal poate fi considerată ca fiind unul dintre celelalte mecanisme principale de acțiune a SHV asupra calității slabe a materialului seminal. Într-un studiu realizat de Siciliano et al. au raportat o afectare severă atât a antioxidanților cu greutate moleculară mare, cât și a celor cu greutate moleculară mică la pacienții cu SHV. Layali et al. au indicat că sperma hipervâscoasă afectează capacitatea totală de antioxidanți din plasma seminală, care este în cele din urmă asociată cu peroxidarea lipidelor din membrana spermei. În mod similar, Aydemir et al. au constatat niveluri mai ridicate de malondialdehidă în plasma seminală a pacienților cu spermă hiperviscerată în comparație cu indivizii non-viscerată. Aceste rezultate sugerează că numărul crescut de spermatozoizi anormali și citokine inflamatorii, precum și afectarea severă a antioxidanților, care sunt asociate cu o peroxidare lipidică crescută a membranei spermatozoizilor, pot fi principalul motiv pentru calitatea scăzută a spermei în rândul pacienților cu SHV.
Concluzie
SHV poate fi considerat ca fiind unul dintre principalele motive pentru calitatea slabă a spermei la bărbații cu spermă hipervezică. Deteriorarea motilității spermatozoizilor, deficitul de absorbție a zincului, modificări ale oligoelementelor, calitatea slabă a materialului seminal, creșterea numărului de leucocite și a producției de ROS și OS sunt mecanismele majore prin care SHV induce anomalii ale spermei și infertilitate masculină. Deteriorarea antioxidanților din plasma seminală și a OS este mecanismul principal al SHV, care poate fi asociat cu deteriorarea ADN-ului spermatozoizilor, peroxidarea lipidelor membranare, instabilitatea cromatinei spermatozoizilor și rata scăzută de fertilizare. Prin urmare, tratamentul cu antioxidanți poate fi util în cazul pacienților care prezintă spermă hipervâscoasă pentru a proteja celulele spermatozoizilor de daunele oxidative. Cu toate acestea, studii suplimentare privind posibilele tratamente și cauze ale SHV sunt esențiale pentru a îmbunătăți fertilitatea și succesul procedurilor de tehnologie de reproducere asistată.
Recunoștințe
Suntem profund îndatorați colaboratorilor din trecut și prezent.
- Tahmasbpour E, Balasubramanian D, Agar-wal A: A multi-faceted approach to understanding male infertility: gene mutations, molecular defects and assisted reproductive techniques (ART). J Assist Reprod Genet 2014;31:1115-1137.
Resurse externe
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Agarwal A, Wang SM: Relevanța clinică a potențialului de oxidare-reducere în evaluarea infertilității masculine. Urologie 2017; 104:84-89.
Resurse externe
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
- Crossref (DOI)
- Pubmed/Medline (NLM)
Contactele autorului
Alireza Shahriary
Centrul de cercetare a leziunilor chimice
Institutul de biologie a sistemului și otrăviri
Universitatea de Științe Medicale Baqiyatallah, Teheran (Iran)
E-Mail [email protected]
Eisa Tahmasbpour
Laboratory of Regenerative Medicine &
Biomedical Innovations, Pasteur Institute of Iran, Teheran (Iran)
E-Mail [email protected]
Detalii articol / publicație
Recepționat: 29 ianuarie 2018
Acceptat: 06 martie 2018
Publicat online: September 10, 2019
Data de publicare a numărului: Septembrie 2019
Numărul de pagini tipărite:
Numărul de pagini tipărite:
: 6
Număr de figuri: 0
Număr de tabele: 0
ISSN: 1661-7649 (Print)
eISSN: 1661-7657 (Online)
Pentru informații suplimentare:
Pentru informații suplimentare: https://www.karger.com/CUR
Licență Acces Deschis / Doze de medicamente / Disclaimer
Acest articol este licențiat sub licența Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY-NC-ND). Utilizarea și distribuirea în scopuri comerciale, precum și orice distribuire de materiale modificate necesită permisiunea scrisă. Dozajul medicamentului: Autorii și editorul au depus toate eforturile pentru a se asigura că selecția și dozajul medicamentelor prezentate în acest text sunt în concordanță cu recomandările și practicile curente la momentul publicării. Cu toate acestea, având în vedere cercetările în curs de desfășurare, modificările reglementărilor guvernamentale și fluxul constant de informații referitoare la terapia medicamentoasă și la reacțiile medicamentoase, cititorul este îndemnat să verifice prospectul fiecărui medicament pentru orice modificări ale indicațiilor și dozelor și pentru avertismente și precauții suplimentare. Acest lucru este deosebit de important atunci când agentul recomandat este un medicament nou și/sau rar utilizat. Declinarea responsabilității: Declarațiile, opiniile și datele conținute în această publicație aparțin exclusiv autorilor și colaboratorilor individuali și nu editorilor și editorului (editorilor). Apariția anunțurilor publicitare sau/și a referințelor la produse în publicație nu reprezintă o garanție, o susținere sau o aprobare a produselor sau serviciilor anunțate sau a eficienței, calității sau siguranței acestora. Editorul și editorul (editorii) își declină răspunderea pentru orice vătămare a persoanelor sau a bunurilor care rezultă din ideile, metodele, instrucțiunile sau produsele la care se face referire în conținut sau în reclame.
.