ИЗМЕНЕНИЕ МЕТАБОЛИЗМА НАТИВНЫХ И ДЕКОНСЕРВИРОВАННЫХ СПЕРМАТОЗОИДОВ БЫКОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДОРОДА
Аннотация
Обоснование. Процесс хранения спермы в глубокозамороженном состоянии вызывает структурно-функциональные нарушения сперматозоидов, что снижает их оплодотворяющую способность. Основным механизмом негативного влияния криоконсервации на сперматозоиды является развитие окислительного стресса.
Молекулярный водород обладает некоторыми преимуществами как потенциальная антиоксидантная молекула - это селективное воздействие на определенные активные формы кислорода, способностью преодолевать клеточные мембраны, отсутствие токсических эффектов.
Цель. Изучение влияния молекулярного водорода на функциональный статус нативных и деконсервированных сперматозоидов быков-производителей.
Материалы и методы. Объектом исследования были эякуляты быков до криоконсервации и после размораживания. Исследовали нативную разбавленную разбавителем «BioXcell» сперму, нативную разбавленную разбавителем «BioXcell» сперму, обогащенную молекулярным водородом, сперму после глубокой заморозки и сперму после глубокой заморозки, предварительно обработанную молекулярным водородом. В сперматозоидах определяли интенсивность протекания свободнорадикальных процессов и активность антиоксидантных ферментов.
Результаты. После криоконсервации спермы, процессы перекисного окисления липидов в сперматозоидах значительно активируются. Увеличивается содержание малонового диальдегида, диеновых и триеновых конъюгатов. Использование молекулярного водорода для коррекции качества спермопродукции после криоконсервации дало положительные результаты. Отмечено снижение концентрации первичных и промежуточных продуктов перекисного окисления липидов. Значительно увеличивается активность супероксиддисмутазы и каталазы в сперматозоидах.
Заключение. Молекулярный водород имеет потенциал в качестве нового и эффективного антиоксиданта, широкое использование которого возможно в ветеринарных целях.
Информация о спонсорстве. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-26-00205.
Скачивания
Литература
Список литературы
Антонов М.П., Жигулина В.В. Влияние биохимических изменений липидов сперматозоидов и спермоплазмы на фертильность эякулята // Верхневолжский медицинский журнал. 2012. №3. С. 47–50.
Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. 252 с.
Волкова Н.П., Ланкин В.З. Изменение активности антиокислительных ферментов в процессе сперматогенеза // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1984. №11. С. 546–548.
Дерюгина А.В., Иващенко М.Н., Лодяной М.С. Оценка резистентности мембран сперматозоидов быков в процессе долгосрочного хранения // Естественные и технические науки. 2022. Т. 1 (164). С. 107-109.
Жабин С.Г., Артифексов С.Б., Нагайцев В.М. Современные представления о созревании сперматозоидов в придатке яичка // Проблемы репродукции. 2010. №2. С. 66–73.
Рецкий М.И., Шабунин С.В., Близнецова Г.Н. Методические положения по изучению процессов свободнорадикального окисления и системы антиоксидантной защиты организма. Воронеж, 2010. 69 с.
Сирота Т.В. Стандартизация и регуляция скорости супероксидгенерирующей реакции автоокисления адреналина, используемой для определения про/антиоксидантных свойств различных материалов // Биомедицинская химия. 2016. Т. 62, №6. С 650–655.
Хышиктуев Б.С., Кошмелев А.А. Особенности изменений фосфолипидного состава семенной жидкости у мужчин с нарушением фертильности // Клиническая лабораторная диагностика. 2010. №7. С. 27–30.
Хышиктуев Б.С., Хышиктуева Н.А., Иванов В.Н. Методы определения продуктов перекисного окисления липидов в конденсате выдыхаемого воздуха и их клиническое значение // Клиническая лабораторная диагностика. 1996. №3. С. 13-15.
Aitken R.J. et al. Proteomic changes in mammalian spermatozoa during epididymal maturation / R.J. Aitken, B. Nixon, M. Lin, A.J. Koppers, Y.H. Lee, M.A. Baker // Assia J. Androlog. 2007. Vol. 9, №4. P. 16-18.
Artamonov M.Y. et al. Molecular Hydrogen: From Molecular Effects to Stem Cells Management and Tissue Regeneration / M.Y. Artamonov, A.K. Martusevich, F.A. Pyatakovich, I.A. Minenko, S.V. Dlin, T.W. LeBaron // Antioxidants. 2023. Vol. 12, №3. P. 636. https://doi.org/10.3390/antiox12030636
Hong Y. et al. Survey of Human Papillomavirus Types and Their Vertical Transmission in Pregnant Women / Y. Hong, S.O. Li, Y.L. Hu, Z.Q. Wang // BMC Infect Dis. 2013. №13. Р. 109. https://doi.org/ 10.1186/1471-2334-13-109
Iida A. et al. The clinical application of hydrogen as a medical treatment /A. Iida, N. Nosaka, T. Yumoto, E. Knaup, H. Naito, C. Nishiyama // Acta Med Okayama. 2016. Vol. 70 (5). P. 331-337.
Koskimaa H.M. et al. Human Papillomavirus Genotypes Present in the Oral Mucosa of Newborns and Their Concordance with Maternal Cervical Human Papillomavirus Genotypes / H.M. Koskimaa, T. Waterboer, M. Pawlita, S. Grénman, K. Syrjänen, S. Syrjänen // J Pediatr. 2012. Vol. 160. №5. Р. 837-843. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpeds.2011.10.027
Nicolson G.L. et al. Clinical effects of hydrogen administration: from animal and human diseases to exercise medicine /G.L. Nicolson, G.F. de Mattos, R. Settineri, C. Costa, R. Ellithorpe, S. Rosenblatt, J. La Valle // International Journal of Clinical Medicine. 2016. Vol. 7(1). P. 32-76. http://dx.doi.org/10.4236/ijcm.2016.71005
Nongbua T. Adding bovine seminal plasma prior to freezing improves post-thaw bull sperm kinematics but decreases mitochondrial activity/ T. Nongbua // Systems biology in reproductive medicine. 2018. Vol. 64. №3. P. 183-190.
Ohta S. Recent progress toward hydrogen medicine: potential of molecular hydrogen for preventive and therapeutic application // Current Pharmaceutical Design. 2017. Vol. 17 (22). P. 2241-2252.
Ohta S. Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine // Pharmacology & Therapeutics. 2014. Vol. 144 (1). P. 1–11.
Ohta S. Molecular hydrogen as a novel antioxidant: Overview of the advantages of hydrogen for medical applications // Methods in Enzymology. 2015. Vol. 555. P. 289-317.
Ollero M. et al. Variation in docosahexaenoic acid content in subsets of human spermatozoa at different stages of maturation: implications for sperm lipoperoxidative damage / M. Ollero, R.D. Powers, J.G. Alvarez // Mol. Reprod. Devel. 2000. Vol. 55. P. 326-334.
Pahune P.P. et al. The total antioxidant power of semen and its correlation with the fertility potential of human male subjects / P.P. Pahune, A.R. Choudhari, P.A. Muley // J. Clin. Diagn. Res. 2013. Vol. 7(6). P. 991-995.
Paudel B. et al. Sperm capacitation is associated with phosphorylation of the testis-specific radial spoke protein Rsph6a / B. Paudel, M.G. Gervasi, J. Porambo, D. Caraballo // Biology of Reproduction. 2018. Vol. 100. №2. P. 440-454.
References
Antonov M.P. et al. Vliyanie biokhimicheskikh izmeneniy lipidov spermatozoidov i spermoplazmy na fertil’nost’ eyakulyata [Influence of biochemical changes in sperm and seminal plasma lipids on the ejaculate fertility] / M.P. Antonov, V.V. Zhigulina. Verkhnevolzhskiy meditsinskiy zhurnal [Verkhnevolzhsky Medical Journal], 2012, no. 3, pp. 47-50.
Vladimirov Yu.A. et al. Perekisnoe okislenie lipidov v biologicheskih membranah [Lipid peroxidation in biological membranes] / Yu.A. Vladimirov, A.I. Archakov. M.: Nauka Publ., 1972, 252 p.
Volkova N.P. et al. Izmenenie aktivnosti antiokislitel’nykh fermentov v protsesse spermatogeneza [Changes in the activity of antioxidant enzymes in spermatogenesis] / N.P. Volkova, V.Z. Lankin. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny [Bulletin of Experimental Biology and Medicine], 1984, no. 11, pp. 546-548.
Deryugina A.V. et al. Ocenka rezistentnosti membran spermatozoidov bykov v processe dolgosrochnogo hraneniya [Assessment of membrane resistance of bull spermatozoa during long-term storage] / A.V. Deryugina, M.N. Ivashchenko, M.S. Lodyanoj. Estestvennye i tekhnicheskie nauki [Natural and technical sciences], 2022, vol. 1, no. 164, pp. 107-109.
Zhabin S.G. et al. Sovremennye predstavleniya o sozrevanii spermatozoidov v pridatke yaichka [Modern views on the sperm maturation in epididymis] / S.G. Zhabin, S.B. Artifeksov, V.M. Nagaytsev. Problemy reproduktsii [Problems of Reproduction], 2010, no. 2, pp. 66-73.
Retsky M.I. et al. Metodicheskie polozheniya po izucheniyu processov svobodnoradikal'nogo okisleniya i sistemy antioksidantnoj zashchity organizma [Methodological provisions for the study of free radical oxidation processes and the body’s antioxidant defense system] / M.I. Retsky, S.V. Shabunin, G.N. Bliznetsova. Voronezh, 2010, 69 p.
Sirota T.V. Standartizaciya i regulyaciya skorosti superoksidgeneriruyushchej reakcii avtookisleniya adrenalina, ispol'zuemoj dlya opredeleniya pro/antioksidantnyh svojstv razlichnyh materialov [Standardization and regulation of the rate of superoxide-generating reaction of adrenaline autoxidation, used to determine the pro/antioxidant properties of various materials]. Biomedicinskaya himiya [Biomedical chemistry], 2016, vol. 62, no. 6, pp. 650-655.
Khyshiktuev B.S. et al. Osobennosti izmeneniy fosfolipidnogo sostava semennoy zhidkosti u muzhchin s narusheniem fertil’nosti [Particularities of changes in phospholipid composition of semen in men with fertility disorders] / B.S. Khyshiktuev, A.A. Koshmelev. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika [Clinical laboratory diagnostics], 2010, no. 7, pp. 27-30.
Khyshiktuev B.S. et al. Metody opredeleniya produktov perekisnogo okisleniya lipidov v kondensate vydyhaemogo vozduha i ih klinicheskoe znachenie [Methods for determining lipid peroxidation products in exhaled air condensate and their clinical significance] / B.S. Khyshiktuev, N.A. Khyshiktueva, V.N. Ivanov. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika [Clinical laboratory diagnostics], 1996, no. 3, pp. 13-15.
Aitken R.J. et al. Proteomic changes in mammalian spermatozoa during epididymal maturation / R.J. Aitken, B. Nixon, M. Lin, A.J. Koppers, Y.H. Lee, M.A. Baker. Assia J. Androlog, 2007, vol. 9, no. 4, pp. 16-18.
Artamonov M.Y. et al. Molecular Hydrogen: From Molecular Effects to Stem Cells Management and Tissue Regeneration / M.Y. Artamonov, A.K. Martusevich, F.A. Pyatakovich, I.A. Minenko, S.V. Dlin, T.W. LeBaron. Antioxidants, 2023, vol. 12, no. 3, p. 636. https://doi.org/10.3390/antiox12030636
Hong Y. et al. Survey of Human Papillomavirus Types and Their Vertical Transmission in Pregnant Women / Y. Hong, S.O. Li, Y.L. Hu, Z.Q. Wang. BMC Infect Dis., 2013, no. 13, p. 109. https://doi.org/ 10.1186/1471-2334-13-109
Iida A. et al. The clinical application of hydrogen as a medical treatment / A. Iida, N. Nosaka, T. Yumoto, E. Knaup, H. Naito, C. Nishiyama. Acta Med Okayama, 2016, vol. 70 (5), pp. 331-337.
Koskimaa H.M. et al. Human Papillomavirus Genotypes Present in the Oral Mucosa of Newborns and Their Concordance with Maternal Cervical Human Papillomavirus Genotypes / H.M. Koskimaa, T. Waterboer, M. Pawlita, S. Grénman, K. Syrjänen, S. Syrjänen. J Pediatr, 2012, vol. 160, no. 5, pp. 837-843. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpeds.2011.10.027
Nicolson G.L. et al. Clinical effects of hydrogen administration: from animal and human diseases to exercise medicine / G.L. Nicolson, G.F. de Mattos, R. Settineri, C. Costa, R. Ellithorpe, S. Rosenblatt, J. La Valle. International Journal of Clinical Medicine, 2016, vol. 7(1), pp. 32-76. http://dx.doi.org/10.4236/ijcm.2016.71005
Nongbua T. Adding bovine seminal plasma prior to freezing improves post-thaw bull sperm kinematics but decreases mitochondrial activity. Systems biology in reproductive medicine, 2018, vol. 64, no. 3, pp. 183-190.
Ohta S. Recent progress toward hydrogen medicine: potential of molecular hydrogen for preventive and therapeutic application. Current Pharmaceutical Design, 2017, vol. 17 (22), pp. 2241-2252.
Ohta S. Molecular hydrogen as a preventive and therapeutic medical gas: initiation, development and potential of hydrogen medicine. Pharmacology & Therapeutics, 2014, vol. 144 (1), pp. 1–11.
Ohta S. Molecular hydrogen as a novel antioxidant: Overview of the advantages of hydrogen for medical applications. Methods in Enzymology, 2015, vol. 555, pp. 289-317.
Ollero M. et al. Variation in docosahexaenoic acid content in subsets of human spermatozoa at different stages of maturation: implications for sperm lipoperoxidative damage / M. Ollero, R.D. Powers, J.G. Alvarez. Mol. Reprod. Devel., 2000, vol. 55, pp. 326-334.
Pahune P.P. et al. The total antioxidant power of semen and its correlation with the fertility potential of human male subjects / P.P. Pahune, A.R. Choudhari, P.A. Muley. J. Clin. Diagn. Res., 2013, vol. 7(6), pp. 991-995.
Paudel B. et al. Sperm capacitation is associated with phosphorylation of the testis-specific radial spoke protein Rspha / B. Paudel, M.G. Gervasi, J. Porambo, D. Caraballo. Biology of Reproduction, 2018, vol. 100, no. 2, pp. 440-454.
Просмотров аннотации: 9 Загрузок PDF: 9
Copyright (c) 2024 Marina N. Ivashchenko, Anna V. Deryugina, Olga N. Ermokhina, Pavel S. Ignatiev, Mikhail I. Latushko, Vladislav B. Metelin, Andrey A. Belov, Alexey I. Erzutov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
