Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Исследовательская статья

Временно-зависимое ухудшение подвижности сперматозоидов и целостности ДНК при длительном воздействии спермы

82 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/71515

⸱

7 августа 2026 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1University Hospitals Fertility Center

В этой статье

Краткое содержание

Фрагментация ДНК сперматозоидов увеличилась, а подвижность значительно снизилась при длительном воздействии спермы после эякуляции. В 14 нормальных образцах фрагментация ДНК увеличилась на 5,5%, 11,5% и 16,1% за 1, 2 и 4 часа соответственно, при этом подвижность снизилась. Эти результаты помогают минимизировать задержки при сборе и обработке спермы вне площадки.

Аннотация

Известно, что фрагментация ДНК сперматозоидов негативно влияет на качество сперматозоидов, что может негативно влиять на циклы вспомогательных репродуктивных технологий (ART). Изучение фрагментации ДНК сперматозоидов (SDF) в семенной жидкости со временем может дать представление о влиянии длительного воздействия спермы на целостность сперматозоида. В этом предварительном исследовании был проведён анализ SDF в разные моменты времени для моделирования условий сбора спермы вне участка с использованием дисперсионного анализа хроматина сперматозоидов на 14 нормальных образцах спермы. Статистический анализ процентов фрагментации ДНК за время анализа показал, что длительное застояване семенной жидкости от эякуляции до анализа спермы значительно увеличивало фрагментацию ДНК. Средняя подвижность сперматозоидов значительно снизилась на 7,4% через 1 час, на 14,5% через 2 часа и на 18,7% через 4 часа, а средняя СДФ значительно увеличилась на 5,5% через 1 час, на 11,5% через 2 часа и на 16,1% через 4 часа после сбора спермы. Это снижение качества спермы со временем может влиять на протоколы клиник фертильности при рассмотрении подготовки спермы к циклам АРТ, особенно когда сбор спермы происходит вне лаборатории андрологии. Лаборатории могут рассмотреть возможность установления приемлемого порога времени для получения спермы из внелабораторного сбора.

Введение

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет, что один из шести человек, или 17,5% населения мира, испытывающий бесплодие в какой-либо момент своейжизни1. Около 20% случаев бесплодия имеют единственный диагноз мужского фактора бесплодия, а дополнительные 30–40% случаев имеют мужской фактор как вторичныйдиагноз 2. Даже у здоровых мужчин семенные параметры могут сильно различаться у разных людей, включая колебания концентрации, подвижности, морфологии ижизнеспособности 3. Поэтому важно понимать конкретные факторы, которые снижают мужскую фертильность, чтобы обеспечить надлежащее лечение в клинических условиях.

Развивающейся областью исследований является влияние целостности ДНК сперматозоидов на циклы вспомогательной репродуктивной технологии (ART)4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. В лабораторном руководстве ВОЗ по исследованию и обработке человеческой спермы, 5-е издание, говорится, что фрагментация ДНК сперматозоидов (СДФ) (через одноцепочечные или двухцепочечные разрывы) может влиять на развитие эмбриона, имплантацию и исходыбеременности 14. Мюриэль и соавт. провели анализ SDF и обнаружили, что увеличение SDF приводит к снижению уровня оплодотворения, качества эмбрионов и скорости имплантации в циклахАРТ 10. Однако необходимо более глубокое понимание причин фрагментации ДНК.

Предыдущие исследования сообщают, что окислительный стресс может привести к снижению подвижности сперматозоидов, снижению выработки и функции ферментов, а также, что самое важное, к повреждениюДНК 8. Такое повреждение ДНК может включать, но не ограничиваться, удалением генов, неправильными переводами и SDF. В настоящее время анализы SDF используются для оценки целостности ДНК сперматозоидов. Хотя исследования коррелировали криоконсервацию, обработку среды и окислительный стресс с SDF, о SDF известно мало за период от эякуляции до анализа 4,5. Это критический период в продолжительности жизни сперматозоидов, учитывая рост распространённости домашних сборов спермы для подготовки сперматозоидов вциклах АРТ 15. Домашние сборы стали всё более популярны во время пандемии COVID-19, поскольку они ограничивают прямой контакт с пациентом и повышают комфорт и удобство. Однако нет конкретных рекомендаций, которые бы указывали оптимальное время от эякуляции до анализа для домашних коллекций. Таким образом, основной целью нашего исследования было понять, меняется ли SDF со временем в застойной семенной жидкости и могут ли эти изменения быть релевантны для обработки образцов ART.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Исследование было проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией и одобрено Институциональным обзорным советом университетских больниц (STUDY20201371). Было получено информированное согласие от всех участников исследования. Четырнадцать образцов спермы были отобраны у пациентов в одном академическом центре фертильности на северо-востоке Огайо. Все образцы, проанализированные в этом эксперименте, были собраны на месте нашего объекта. Тестирование на дисперсию хроматина спермы проводилось на образцах спермы полностью обученным андрологом в соответствии с инструкциями производителя для минимизации межличностных вариаций. С этим набором целые, неисправленные, свежие сперматозоиды погружались в инертный агарозный микрогель на предварительно обработанном стекле, а затем охлаждались при 4 °C в течение 5 минут для затвердевания микрогеля. Первоначальная кислотная обработка была использована для денатурации ДНК сперматозоидов с фрагментированной ДНК, а также применялся раствор лизисного буфера для удаления ядерных белков. После промывания дистиллированной водой горки обезвоживались в сортированных этаноловых растворах и сушили на воздухе. При визуализации под световой микроскопией после окрашивания растворами, предоставленными набором, сперматозоиды без фрагментации демонстрировали нуклеоиды с большим дисперсионным ореолом (больше 1/3 диаметра ядра), тогда как сперматозоиды с фрагментацией демонстрировали небольшой гало (менее 1/3 диаметра ядра) или отсутствие нимба. Процент сперматозоидов с фрагментацией ДНК рассчитывался как количество фрагментированных и деградированных сперматозоидов и экспрессировался в процентах. Всего на слайде было насчитано 300 сперматозоидов и классифицированы как обладающие большой или средней дисперсионной гало, либо как отсутствие дисперсионного гало. Этот подсчет был повторён дважды для оценки технической вариабельности, и оба подсчёта были усреднены. Диагностическая чувствительность и специфичность комплекта составляют 93%, и в каждом эксперименте были включены как положительные, так и отрицательные контрольные результаты. Образцы спермы оценивались за 0, 1, 2 и 4 часа (0 часа определялось как 15 минут после периода жидкости при 37 °C) и поддерживались при комнатной температуре (22–25 °C).

Дополнительный анализ подвижности проводился на каждом образце через 0, 1, 2 и 4 часа. Оценка подвижности проводилась опытным андрологом с помощью протокола подсчёта с использованием одноразовой камеры для подсчёта. В сетку было подсчитано триста подвижных сперматозоидов, и этот счёт повторялся дважды. Средняя концентрация подвижных сперматозоидов была рассчитана на основе двух воспроизведенных подсчётов.

Статистический анализ проводился с использованием повторяющихся измерений ANOVA для сравнения каждой временной группы. Когда был обнаружен значимый общий эффект, тест Тьюки на действительно значимую разницу (HSD) применялся для пост-хок парных сравнений. p-значение < 0,05 считалось статистически значимым. Подробная информация о материалах приведена в Таблице материалов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Для оценки влияния длительного воздействия спермы на подвижность сперматозоидов и фрагментацию ДНК было проанализировано в общей сложности 14 образцов нормозооспермических пациентов в четырёх точках сбора времени. Анализируемые образцы считались «нормальными» по параметрам анализа спермы согласно5-му изданию 14 ВОЗ. Все образцы были собраны на месте в нашем Центре фертильности для оптимизации точности параметров анализа в каждый момент времени. Средний ...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

В образцах, включённых в этот эксперимент, SDF увеличилась со временем, а подвижность снизилась за тот же период. Это говорит о том, что целостность ДНК сперматозоидов может снижаться, когда семенной жидкости остаётся в состоянии длительного времени между эякуляцией и анализом или обработкой. Увеличение времени застоя образцов перед анализом могло увеличить воздействие условий, связанных с окислительным стрессом. Как уже обсуждалось, окислительный стресс может негативно сказываться на ка...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

У авторов нет конфликта интересов, которые можно было бы заявлять.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Калькулятор ANOVAStatistics KingdomСтатистический анализ
https://www.statskingdom.com/anova_manova.html
Halosperm G2HalotechHT-HSG2Набор для in vitro диагностики для измерения фрагментации ДНК сперматозоидов
https://halotechdna.com/en/producto/halosperm-g2/
MicrocellVitrolife15423Одноразовая камера подсчета для анализа спермы
https://www.vitrolife.com/products/sperm-processing/microcell--accessories/
Контроль качества для полосок-тест на WBC/pHMedical Electronic SystemsA-CA-01752-00Положительный и отрицательный контроль для полосок-тест QwikCheck WBC
https://mes-global.com/products/semen-analysis-validation-kits/qwikcheck-test-kits/qwikcheck-wbc-ph-test-strips-quality-control/
Полоски-тест QwikCheck WBC/pHMedical Electronic Systems0700Определение лейкоцитов (WBC) в сперме
https://mes-global.com/products/semen-analysis-validation-kits/qwikcheck-test-kits/

Ссылки

  1. World Health Organization. Infertility prevalence estimates, 1990-2021. 1st ed. World Health Organization; Geneva; 2023. xiv, 79 p.
  2. Leslie SW, Soon-Sutton TL, Khan MA. Male infertility. In: StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL); 2025 [cited 2025 Feb 7]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
  3. Alvarez C et al. Biological variation of seminal parameters in healthy subjects. Hum Reprod. 2003;18(10):2082-8.
  4. Schulte RT, Ohl DA, Sigman M, Smith GD. Sperm DNA damage in male infertility: etiologies, assays, and outcomes. J Assist Reprod Genet. 2010;27(1):3-12.
  5. Le MT et al. Does conventional freezing affect sperm DNA fragmentation? Clin Exp Reprod Med. 2019;46(2):67-75.
  6. Zini A, Bielecki R, Phang D, Zenzes MT. Correlations between two markers of sperm DNA integrity, DNA denaturation and DNA fragmentation, in fertile and infertile men. Fertil Steril. 2001;75(4):674-7.
  7. Zini A et al. Potential adverse effect of sperm DNA damage on embryo quality after ICSI. Hum Reprod. 2005;20(12):3476-80.
  8. Aitken RJ, Krausz C. Oxidative stress, DNA damage and the Y chromosome. Reproduction. 2001;122(4):497-506.
  9. Benchaib M et al. Sperm DNA fragmentation decreases the pregnancy rate in an assisted reproductive technique. Hum Reprod. 2003;18(5):1023-8.
  10. Muriel L et al. Value of the sperm deoxyribonucleic acid fragmentation level, as measured by the sperm chromatin dispersion test, in the outcome of in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection. Fertil Steril. 2006;85(2):371-83.
  11. Tandara M et al. Sperm DNA integrity testing: big halo is a good predictor of embryo quality and pregnancy after conventional IVF. Andrology. 2014;2(5):678-86.
  12. Agarwal A et al. Clinical utility of sperm DNA fragmentation testing: practice recommendations based on clinical scenarios. Transl Androl Urol. 2016;5(6):935-50.
  13. Panner Selvam MK, Agarwal A. A systematic review on sperm DNA fragmentation in male factor infertility: laboratory assessment. Arab J Urol. 2018;16(1):65-76.
  14. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. World Health Organization; Geneva; 2010. 271 p.
  15. Sacha CR et al. The effect of semen collection location and time to processing on sperm parameters and early IVF/ICSI outcomes. J Assist Reprod Genet. 2021;38(6):1449-57.
  16. Kerdtawee P, Salang L, Sothornwit J. Effect of semen collection location on semen parameters and fertility outcomes and implications for practice in the COVID-19 era: a systematic review and meta-analysis of randomized and observational studies. Am J Obstet Gynecol. 2023;228(2):150-60.
  17. Stimpfel M, Jancar N, Vrtacnik-Bokal E. Collecting semen samples at home for IVF/ICSI does not negatively affect the outcome of the fresh cycle. Reprod Biomed Online. 2021;42(2):391-9.
  18. Aznavour Y et al. Semen parameter variability among users of at-home sperm testing kits. BMC Urol. 2022;22(1):184.
  19. Gosálvez J et al. Sperm deoxyribonucleic acid fragmentation dynamics in fertile donors. Fertil Steril. 2009;92(1):170-3.
  20. Nabi A, Khalili MA, Halvaei I, Roodbari F. Prolonged incubation of processed human spermatozoa will increase DNA fragmentation. Andrologia. 2014;46(4):374-9.
  21. Christoforaki V et al. The role of seminal oxidation-reduction potential in male infertility: systematic review and meta-analysis. Reprod Biomed Online. 2026;52(2):104858.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

234234234
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.