Диссертация (1145911), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Изменение мембранного потенциала митохондрий приводит к появлению АФК вклетке (Zini and Agarwal, 2011).В апоптоз могут вступать как сперматогонии, так и сперматоциты и сперматиды,однако чаще апоптозу подвержены половые клетки на стадии сперматогоний и круглыхсперматид. Зрелые сперматозоиды также могут иметь признаки, характерные для клетки,вступившей в апоптоз (Zini and Agarwal, 2011).Погибшие в результате апоптоза клетки или фагоцитируются клетками Сертоли, иливыходят в просвет семенных канальцев. При нарушении сперматогенеза число половыхклеток, вступающих в апоптоз, увеличивается (Gandini et al., 2000).ВрегуляцииапоптозапринимаютучастиебелкисемействаBcl-2какпроапоптатические (Bax, Bak, Bcl-xs, Bad), так и антиапоптотические (Bcl-2, Bcl-xL).Соотношение про- и антиапоптотических белков определяет судьбу клетки. Так, при 38 сверхэкспресии генов белков Bax и Bak наблюдается инактивация белка Bcl-2 и клеткивступаютв апоптоз (Kane et al., 1993).
Каспазы или сериновые протеазы клеткиобеспечивают расщепление внутриклеточных белков. Инактивация каспаз приводит кподавлению апоптоза (Pentikainen et al., 1999). В регуляции апоптоза половых клетокчеловека участвуют и другие белки. Запуск апоптоза при повреждении ДНК клеткииндуцируется деградацией белка PARP (Zini and Agarwal, 2011).К запуску апоптоза в половых клетках может привести ряд факторов, таких какнарушение баланса гормонов, факторов роста, цитокинов и регуляторных факторов, а такженекоторые внешние воздействия, например, радиация, травмы, инфекции (Zini and Agarwal,2011).При нарушении сперматогенеза и блокировании данного процесса на одной из стадийразвития половой клетки запускается апоптоз.
Доля сперматоцитов и сперматид сфрагментированной ДНК у пациентов с нарушениями сперматогенеза выше, чем упациентов с нормальным сперматогенезом. При нарушении сперматогенеза и блока настадии круглых сперматид доля сперматоцитов I порядка и сперматид с фрагментированнойв результате апоптоза ДНК выше, чем у пациентов, для которых характерен блоксперматогенеза на стадии удлиненных сперматид. Показано, что уменьшение концентрациисперматозоидов в эякуляте связано не столько со снижением пролиферативной активностисперматогенного эпителия, сколько с активацией апоптотических процессов и деградациейсперматогенных клеток во время профазы мейоза (Кулаков и др., 2005).Хотя, окислительный стресс считается основнойпричинойповреждения ДНК,несомненно, что все процессы, приводящие к фрагментации ДНК сперматозоида,взаимосвязаны.1.5.4.
Влияние фрагментации ДНК сперматозоидов на оплодотворение, качествоэмбрионов и наступление беременности в программах ВРТ Разработка и внедрение вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ)позволили не только диагностировать причины мужского и женского бесплодия, но икардинально повысить эффективность его лечения, понять механизмы, лежащие в основенарушения репродуктивнойфункции.Темнеменее,только30%попыток 39 экстракорпоральногооплодотворениязаканчиваютсянаступлениембеременностиирождением ребенка (Zini and Agarwal, 2011).При применении ВРТ выбор метода оплодотворения зависит от показателейспермиологического анализа.
Несомненно, что три основных параметра спермограммы(концентрация, доля подвижных и морфологически нормальных форм сперматозоидов)являются основными для оценки сперматогенеза, однако, их количественное выражение неявляется строгим диагностическим критерием бесплодия, и пациенты с аномальнымипараметрами спермограммы могут иметь детей без использования вспомогательныхрепродуктивных технологий (Lewis, 2007). Таким образом, мужское бесплодие не всегдаопределяется нарушениями параметров спермограммы.Одним из наиболее простых методов ВРТ является внутриматочная инсеминация,которая представляет собой процедуру введения предварительно обработанного эякулята вполость матки в близкое к овуляции время.
Частота наступления беременности послепроведения внутриматочной инсеминации составляет 10-20% (Bungum et al., 2007). Так,было показано, что при увеличении доли сперматозоидов с фрагментированной ДНК вэякулятечастотанаступленияклиническойбеременностипослевнутриматочнойинсеминации снижается (Bungum et al., 2007; Duran et al., 2002).КлассическаяметодикаЭКО,илиоплодотворениеinvitro,предполагаетосуществление оплодотворения вне женского организма. При определенных формахмужского бесплодия, связанных со снижением концентрации, подвижности и некоторымиформами тератозооспермии, используется метод внутрицитоплазматической инъекциисперматозоида в ооцит (ICSI – IntraCytoplasmic Sperm Injection), предложенный в 1992 годупрофессором Van Steirteghem (Palermo et al., 1992). С помощью данного метода генетическийматериал сперматозоида доставляется непосредственно в цитоплазму ооцита, минуяестественные биологически барьеры, что может привести к оплодотворению яйцеклеткисперматозоидом с генетическими или эпигенетическими аномалиями.В литературе не существует единого мнения о влиянии увеличения долисперматозоидов с фрагментированной ДНК в эякуляте на частоту наступления беременностипри ЭКО или ЭКО с ICSI.
Показано, что при низком содержании сперматозоидов сфрагментированной ДНК в эякуляте частота беременности после процедуры ЭКО неотличается от частоты наступления беременности после ЭКО с ICSI. Однако, приувеличении доли сперматозоидов с фрагментированной ДНК в эякуляте частотабиохимической и клинической беременностей после ЭКО значительно ниже, чем при ЭКО сICSI (Host et al., 2000; Payne et al., 2005). 40 По данным литературы нарушение целостности ДНК сперматозоидов также снижаетэффективность оплодотворения, нарушает частоту делений дробления и формированиебластоцисты (Zini and Agarwal, 2011).НарушениецелостностиДНКсперматозоидатакжевлияетинатечениебеременности, приводя к ее остановке.
Мета-анализ данных показал, что долясперматозоидовсфрагментированнойДНКкоррелируетсчастотойпрерываниябеременности вне зависимости от метода оплодотворения. Так, при увеличении долисперматозоидов с фрагментированной ДНК в эякуляте частота спонтанного прерываниябеременности составляет около 37%, при этом, если количество сперматозоидов споврежденной ДНК в эякуляте в норме, частота спонтанных абортов составляет 10% (Ziniand Agarwal, 2011).Нарушение целостности ДНК сперматозоида может быть причиной врожденныхпороков и генетических заболеваний плода. При оплодотворении ооцита сперматозоидом сфрагментированной ДНК системы репарации ооцита могут исправить около 8%повреждений ДНК сперматозоида (Ahmadi and Ng, 1999). Однако репарация ДНК сошибками может привести к появлению мутаций и микроперестроек.
Действительно,показано, что до 80% структурных перестроек хромосом, возникших de novo, имеетотцовское происхождение (Tomar et al., 1984; Thomas et al., 2006). Кроме того, у детей, вэякуляте отцов которых доля сперматозоидов с фрагментированной ДНК была повышена,частота раковых заболеваний в раннем возрасте была в 4-5 раз выше популяционной (Ziniand Agarwal, 2011).Следует отметить, что целостность ДНК сперматозоида зависит и от действиявнешних факторов. Доля сперматозоидов с фрагментированной ДНК в подготовленном дляоплодотворения образце может значительно отличаться от соответствующего показателя внативной сперме. Так, при центрифугировании образца спермы в градиенте плотностисиликоновых частиц в большинстве случаев доля сперматозоидов с фрагментированнойДНК снижается, в то время как при инкубировании предобработанной для оплодотворенияспермы при температуре +37°С более 2 часов она повышается (Tomlinson et al., 2001; Peer etal., 2007).Помимонативнойдляоплодотворенияможетбытьиспользованаикриоконсервированная сперма.
Замораживание и последующее размораживание эякулятавызывает перекисное окисление липидов мембраны сперматозоидов и повышениеконцентрации АФК, что приводит к увеличению доли сперматозоидов с поврежденной ДНК.Считается, что добавление антиоксидантов в среду для криоконсервации, а также 41 замораживание осажденной в градиенте плотности спермы может нивелировать негативныйэффект криоконсервации (Ahmad et al., 2010).Значительный прогресс в диагностике причин нарушения репродуктивной функции умужчин позволил существенно продвинуться в изучении причин идиопатическогобесплодия, связанного с фрагментацией ДНК сперматозоидов и познании фундаментальныхмеханизмовсозревания мужских гамет, имеющих решающее значение для разработкиновых методов диагностики и лечения мужского бесплодия.Обзор существующих данных позволяет заключить, что реализация репродуктивнойфункции у мужчин представляет сложный многоэтапный процесс, на который могут влиятьразличные наследственные и экзогенные факторы.
В наши дни проблема бесплодияприобретает глобальный характер, и большее число людей прибегает к помощи современныхметодов преодоления бесплодия. В связи с этим особенно остро встает вопрос о диагностикепричин нарушения репродуктивной функции. Наряду со стандартными разрабатываютсяновые методы оценки мужского репродуктивного потенциала. В основу новых методовбудут положены представления о структурно-функциональной организации генома половыхклеток.
Наряду с этим всестороннее изучение процессов, связанных с реализациейрепродуктивной функции, позволяет выявить ряд новых особенностей организации генома,как генетических, так и эпигенетических, и оценить вклад нарушений отцовского генома враннее эмбриональное развитие. Недостаточность данных о генетических и эпигенетическихособенностях генома сперматозоида делает актуальным проведение исследования в этойобласти. 42 ГЛАВА 2.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 2.1. Материал Материалом исследования служили:• образцыпериферическойкрови204пациентов,направленныхнакариотипирование в НИИ АГиР им. Д. О. Отта;• образцыпериферическойкрови12доноровспермы,направленныхнакариотипирование в НИИ АГиР им. Д. О. Отта;• образцы эякулята 274 пациентов, проходивших обследование в НИИ АГиР им. Д.О. Отта;• образцы эякулята 12 доноров спермы отделения ВРТ НИИ АГиР им. Д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
