Біологічні системи: теорія та інновації

Віддалений вплив іонізуючого опромінення після Чорнобильської аварії на біохімічні показники сперматозоїдів чоловіків

Алла Клепко, В.А. Крупський
Завантажити статтю
Анотація

Метою даного дослідження був аналіз тривалого впливу іонізуючої радіації на біохімічні характеристики сперми чоловіків-донорів, які проживають на радіоактивно забруднених територіях України, а саме Житомирської, Івано-Франківської, Київської та Полтавської областей. Крім того, оцінено роль радіаційної складової в пошкодженні сперматозоїдів чоловіків. Встановлено, що в найбільш радіоактивно забрудненому регіоні – Житомирська обл., зразки сперми, поряд з нерухомими сперматозоїдами, характеризуються значною часткою пошкоджених сперматозоїдів. Встановлено, що ранні ознаки розвитку апоптозу сперматозоїдів поступово прогресують у спермі чоловіків з Полтавської області до Житомирської. Так, індекс апоптозу для зразків сперми був найвищим у чоловіків з Житомирського регіону, а найнижчим – з Полтавського. Крім того, підвищення накопиченої дози радіації було пов'язане з підвищенням виробництва активних форм кисню у зразках сперми. Показано, що виробництво активних форм кисню у донорів з Житомирської області втричі більше, ніж у донорів з Полтавської, і майже вдвічі більше, ніж у донорів з ІваноФранківської області. Також ми виявили відмінності в мітохондріальному потенціалі сперматозоїдів. Сумарний мітохондріальний потенціал мав тенденцію до зниження залежно від середнього значення накопиченої дози радіації, причому для чоловіків з Київської та Житомирської областей середні значення значно менші, ніж для чоловіків Полтавської області. Таким чином, наші дослідження показали, що чоловіки, які проживають на радіоактивно забруднених територіях, можуть генерувати велику кількість пошкоджених сперматозоїдів з прихованими молекулярно-клітинними ураженнями, що може призвести до розвитку чоловічого безпліддя

Ключові слова

сперматозоїди; іонізуюче випромінювання; апоптоз; активні форми кисню; мітохондріальний потенціал

ЦИТУВАТИ
Klepko, A., & Krupski, V. (2022). Remote effects of post-Chornobyl irradiation on the biochemical characteristics of male spermatozoa. Biological Systems: Theory and Innovation, 13(2), 7-16. https://doi.org/10.31548/biologiya13(3-4).2022.048
Використані джерела

[1] Agarwal, A., Monette, F., & Sabanegh, E. (2008). Assessing sperm function. Urologic Clinics of North America, 35(2), 157-162. doi.org/10.1016/j.ucl.2008.01.012.    

[2] Agarwal, A., Saleh, R.A., & Bedaiwy, M.A. (2003). Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertility and Sterility, 79(4), 829-843. doi: 10.1016/s0015-0282(02)04948-8.

[3] Altman, D.G. (1991). Practical statistics for medical research. London: Chapman and Hall. https://doi.org/10.1002/sim.4780101015.

[4] Auger, J., Leonce, S., Jouannet, P., et al. (1993). Flow cytometric sorting of living, highly motile human spermatozoa based on evaluation of their mitochondrial activity. / The Journal of Histochemistry and Cytochemistry, 41(8), 1247-1251.
doi: 10.1177/41.8.8331289.

[5] Barroso, G., Taylor, S., Morshedi, M., et al. (2006). Mitochondrial membrane potential integrity and plasma membrane translocation of phosphatidylserine as early apoptotic markers: A comparison of two different sperm subpopulations. Fertility and Sterility, 85(1), 149-154. doi: 10.1016/j.fertnstert.2005.06.046.      

[6] Glander, H.J., & Schaller, J. (1999). Binding of annexin V to plasma membranes of human spermatozoa: A rapid assay for detection of membrane changes after cryostorage. Molecular Human Reproduction, 5(2),109-115. doi: 10.1093/molehr/5.2.109.    

[7] Haines, G.A., Hendry, J.H., Daniel, C.P., et al. (2002). Germ cell and dose-dependent DNA damage measured by the comet assay in murine spermatozoaa after testicular X-irradiation. Biology of Reproduction, 67(3), 854-861.
doi: 10.1095/biolreprod.102.004382.

[8] Koppers, A.J., de Iuliis, G.N., Finnie, J.M., et al. (2008). Significance of mitochondrial reactive oxygen species in the generation of oxidative stress in spermatozoa. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 93(8), 3199-3207.
doi: 10.1210/jc.2007-2616.

[9] Lachaud, C., Tesarik, J., Canadas, M.L., et al. (2004). Apoptosis and necrosis in human ejaculated spermatozoa. Human Reproduction, 19(3), 607-610. doi: 10.1093/humrep/deh130.

[10] Lenzi, A., Gandini, L.,     Maresca, V., et al. (2000). Fatty acid composition of spermatozoa and immature germ cells. Molecular Human Reproduction, 6(3), 226-231. doi: 10.1093/molehr/6.3.226.    

[11] Likhtariov, I.A., Bebeshko, B.G. (2005). Dosimetry and radiation hygiene. Herald of Research Centre for Radiation Medicine AMS of Ukraine, 5, 2-10.

[12] Mahfouz, R., Sharma, R., & Sharma, D. (2009).     Diagnostic value of the total antioxidant capacity (TAC) in human seminal plasma. Fertility and Sterility, 91(3), 805-811. doi: 10.1016/j.fertnstert.2008.01.022.    

[13] Malko, M.V.(2008). Doses of the whole body irradiation in Belarus as a result of the Chernobyl accident. In T. Imanaka (Eds.), Many-sided approach to the realities of the Chernobyl NPP accident. Summary of the consequences of the accident twenty year after (pp. 136-146). Japan:     Kyoto University.

[14] Maps of radiation pollution of Ukraine. (n.d.). Retrieved from http://chornobyl.in.ua/uk/karty-radiacia-ukraina.html.

[15] Muratori, M., Marchiani, S., Maggi, M., Forti, G., & Baldi, E. (2006). Origin and biological significance of DNA fragmentation in human spermatozoa. Frontiers in Bioscience-Landmark, 11(2), 1491-1499. doi: 10.2741/1898.

[16] Nallella, K.P., Sharma, R.K., Aziz, N., et al. (2006). Significance of sperm characteristics in the evaluation of male infertility. Fertility and Sterility, 85(3), 629-634. doi: 10.1016/j.fertnstert.2005.08.024.

[17] WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen, 5th editor. (2010). Retrieved from https://iris.who.int/handle/10665/44261.