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
![Лицензия Creative Commons](http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/4.0/88x31.png)
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.