Цель исследования

Выяснить, вызывает ли переходная проницаемость митохондрий (ППМ), индуцированная кальциевой перегрузкой, появление активных форм кислорода (АФК) и фрагментацию ДНК в сперматозоидах человека?

Общие выводы

Исследования, проведенные in vitro, дают основание для предположения, что в сперматозоидах человека, переходная проницаемость митохондрий возникает в ответ на увеличение внутриклеточного кальция и связана с диссипацией (рассеиванием) мембранного потенциала митохондрий (ΔΨm), увеличивая АФК и фрагментацию ДНК.

Что уже известно

Окислительный стресс является основной причиной нарушения функции сперматозоидов при мужском бесплодии. При открытии кальций-зависимой поры во внутренней митохондриальной мембране (ВММ), ППМ вызывает, помимо прочего, увеличение АФК и ΔΨm диссипацию в соматических клетках. ППМ в качестве механизма для генерации окислительного стресса и фрагментации ДНК в сперматозоидах человека не изучены.

Дизайн исследования

Эякулят был обработан иономицином в течение 1,5 ч (N = 8) с последующим анализом ВММ, ΔΨm, продукции АФК и фрагментации ДНК.

Материалы и методы

Для определения ППМ в клетках эякулята, был использован функциональный краситель клеток кальцеин-AM и хлористый кобальт. ΔΨm оценивали цианиновым окрашиванием JC-1, внутриклеточную продукцию АФК оценивали с помощью дигидроэтидидина, а фрагментацию ДНК оценивали по модифицированному TUNEL анализу. Измерения проводились с помощью флуоресцентной микроскопии, конфокальной лазерной микроскопии и проточной цитометрии.

Основные результаты

Снижение флуоресценции кальцеина после экспозиции в иономицине (P <0,05) предполагает открытие пор в ВММ сперматозоида и это сопровождается рассеиванием ΔΨm, увеличением АФК и фрагментацией ДНК. Выброс АФК происходил до снижения ΔΨm.

Ограничения. Спорные моменты

Исследование было проведено in vitro, использованы подвижные сперматозоиды от здоровых доноров; Тесты на эякуляте бесплодных пациентов не проводились.

Практическое применение

Мы полагаем, что ППМ, благодаря открытию пор во внутренней митохондриальной мембране, является важным механизмом повышения АФК и фрагментации ДНК. Таким образом, агенты, которые модулируют открытие этих пор могут способствовать предотвращению возникновения окислительного стресса в эякуляте.

Конфликт интересов/ финансирование

Это исследование было профинансировано грантом DI12-0102 из Университета де-ла-Фронтера (J.V.V.) и докторской стипендии CONICYT Чили (F.T.). Авторы не заявляют о конфликте интересов.

Mitochondrial permeability transition increases reactive oxygen species production and induces DNA fragmentation in human spermatozoa.

Favián Treulen, Pamela Uribe, Rodrigo Boguen, and Juana V. Villegas. Hum. Reprod. 2015 30: 767-776.