agxАндрология и генитальная хирургияAndrology and Genital Surgery2070-97812412-890210.17650/2070-9781-2015-1-69-72agx-134Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL REPORTПодвижность сперматозоидов при воздействии перекиси водородаSperm motility under exposure of hydrogen dioxideЕвдокимовВ. В.EvdokimovV. V.vvevdok@mail.ruТуровецкийВ. Б.TurovetskiyV. B.ШмальгаузенЕ. В.ShmalgauzenE. V.МуронецВ. И.MuronetsV. I.Научно-исследовательский институт урологии им. Н.А. Лопаткина – филиал ФГБУ «Федеральный медицинский исследовательский центр им. П.А. Герцена» Минздрава России; Россия, 105425, Москва, 3-я Парковая ул., 51, стр. 4;РоссияN.A. Lopatkin Research Institute of Urology – branch of P.A. Herzen Federal Medical Research Center, Ministry of Health of Russia; 51 Bldg. 4 3 rd Parkovaya St., Moscow, 105425, Russia;Russian Federationбиологический факультет ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»; Россия, 119234, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12;РоссияFaculty of Biology, M.V. Lomonosov Moscow State University; 1 Bldg. 12 Leninskie Gory, 119234, Moscow, Russia;Russian FederationНаучно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского ФГБОУ ВПО МГУ им. М.В. Ломоносова; Россия, 119234, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 40РоссияA.N. Belozersky Research Institute of Physical and Chemical Biology, M.V. Lomonosov Moscow State University; 1 Bldg. 40 Leninskie Gory, 119234, Moscow, RussiaRussian Federation2015220420151616972Copyright © Евдокимов В.В., Туровецкий В.Б., Шмальгаузен Е.В., Муронец В.И., 20152015Евдокимов В.В., Туровецкий В.Б., Шмальгаузен Е.В., Муронец В.И.Evdokimov V.V., Turovetskiy V.B., Shmalgauzen E.V., Muronets V.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://agx.elpub.ru/jour/article/view/134

Работа содержит результаты исследования влияния низких концентраций перекиси водорода на подвижность сперматозоидов человека и активность специфического фермента сперматозоидов глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы. Показано, что инкубация сперматозоидов с перекисью водорода в низкой концентрации приводит к изменению и подвижности сперматозоидов, и активности фермента сперматозоидов. Выраженность наблюдавшегося эффекта зависела от концентрации перекиси водорода: активная подвижность повышалась на 17–19 %, а общая подвижность – на 11 %. Изменения подвижности сперматозоидов сопровождались повышением активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы на 24 %, при нормозооспермии ответ был выше, чем при патозооспермии, и также зависел от концентрации перекиси водорода. Использование спермоанализатора позволило выявить изменения диапазона разных скоростей активной фракции сперматозоидов, которые были отмечены в первые 15 мин инкубации с перекисью водорода. Обсуждается возможный механизм действия обнаруженного эффекта. Активные формы кислорода легко окисляют фермент глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу сперматозоидов, что приводит к потере подвижности сперматозоидов, например, при варикоцеле. Исходно низкая активность фермента при варикоцеле (патозооспермия), возможно, связана с подавлением антиоксидантной защиты сперматозоидов. Добавление низких концентраций перекиси водорода в образцы со сперматозоидами приводит к повышению концентрации восстановленного глутатиона в клетке. Увеличение подвижности сперматозоидов при этом может служить индикатором нормальной работы клеточной системы антиоксидантной защиты. Полученные экспериментальные результаты создают предпосылки для их внедрения в клиническую практику, в программы вспомогательных репродуктивных технологий. 

The paper contains research data on the effect of low concentrations of hydrogen dioxide on human sperm motility and specific enzyme activity of sperms of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. It is shown that incubation of sperms with hydrogen dioxide in a low concentration leads to a change and motility in sperm and activity of sperm enzyme. Intensity of observed effect depended on the concentration of hydrogen dioxide: active mobility increased by 17–19 % and the total mobility – 11 %. Motility changes in sperms were accompanied by increased activity of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase by 24 %, in normozoospermia response was higher than in pathozoospermia and also depended on the concentration of hydrogen dioxide. The use of sperm analyzer enabled revealing changes in the diapason of different speeds of the active fraction of sperm, which have been observed in the first 15 min of incubation with hydrogen dioxide. A possible mechanism of action of the detected effect is discussed. Reactive oxygen species easily oxidize enzyme for glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase of sperms, which leads to a loss of sperm motility, for example, in varicocele. Initially low enzyme activity in varicocele (pathozoospermia) may be associated with the suppression of sperm antioxidant defense. Addition of low concentrations of hydrogen dioxide into sperm samples leads to an increase in the concentration of reduced glutathione in a cell. Increase of sperm motility in this case can serve as an indicator of normal operation of the cellular antioxidant defense system. Obtained experimental results provide a background for their introduction into clinical practice in the program of assisted reproductive technologies. 

сперматозоидыперекись водородаглицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназаактивная подвижность сперматозоидовобщая подвижность сперматозоидовактивные формы кислородаантиоксидантная защитавосстановленный глутатионспермоанализаторнормозооспермияпатозооспspermhydrogen dioxideglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseactive sperm motilitytotal sperm motilityreactive oxygen speciesantioxidant protectionreduced glutathionesperm analyzernormozoospermiapathozoospermiaReferencesСухих Г.Т., Божедомов В.А. Мужское бесплодие. Практическое руководство для урологов и гинекологов. М.: Эксмо, 2009. С. 240. [Sukhikh G.T., Bozhedomov V.A. Male infertility. Practical guide for urologists and gynecologists. Moscow: Eksmo, 2009. P. 240. (In Russ.)].Сухих Г.Т., Божедомов В.А. Мужское бесплодие. Практическое руководство для урологов и гинекологов. М.: Эксмо, 2009. С. 240. [Sukhikh G.T., Bozhedomov V.A. Male infertility. Practical guide for urologists and gynecologists. Moscow: Eksmo, 2009. P. 240. (In Russ.)].Андрология. Клинические рекомендации. Под ред. П.А. Щеплева. М.: Медпрактика, 2012. С. 155. [Andrology. Clinical recommendations. P.A. Scheplev (ed.). Moscow: Medpraktika, 2012. 155 p. (In Russ.)].Андрология. Клинические рекомендации. Под ред. П.А. Щеплева. М.: Медпрактика, 2012. С. 155. [Andrology. Clinical recommendations. P.A. Scheplev (ed.). Moscow: Medpraktika, 2012. 155 p. (In Russ.)].Бесплодие. Серия технических докладов ВОЗ. 2001. C. 76. [Infertility. Technical Report Series of WHO. 2001. P. 76. (In Russ.)].Бесплодие. Серия технических докладов ВОЗ. 2001. C. 76. [Infertility. Technical Report Series of WHO. 2001. P. 76. (In Russ.)].Андрология. Мужское здоровье и дисфункция репродуктивной системы. Под ред. Э. Нишлага, Г.М. Бере. М.: МИА, 2005. С. 450. [Andrology. Men,s health and reproductive system dysfunction. E. Nishlag, G.M. Bere (eds.). Moscow: MIA, 2005. P. 450. (In Russ.)].Андрология. Мужское здоровье и дисфункция репродуктивной системы. Под ред. Э. Нишлага, Г.М. Бере. М.: МИА, 2005. С. 450. [Andrology. Men,s health and reproductive system dysfunction. E. Nishlag, G.M. Bere (eds.). Moscow: MIA, 2005. P. 450. (In Russ.)].Андреева М.В., Шилейко Л.В., Остроумова Т.В. и др. Показатели спермограмм в летне-осенний период 2010 г. по сравнению с таковыми в 2007–2009 гг. Андрология и генитальная хирургия 2013;(1):11–4. [Andreeva M.V., Shileyko L.V., Ostroumova T.V. et al. Indicators of semen analysis in summer and autumn of 2010 as compared with those in 2007–2009. Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2013;(1):11–4. (In Russ.)].Андреева М.В., Шилейко Л.В., Остроумова Т.В. и др. Показатели спермограмм в летне-осенний период 2010 г. по сравнению с таковыми в 2007–2009 гг. Андрология и генитальная хирургия 2013;(1):11–4. [Andreeva M.V., Shileyko L.V., Ostroumova T.V. et al. Indicators of semen analysis in summer and autumn of 2010 as compared with those in 2007–2009. Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2013;(1):11–4. (In Russ.)].Westhoff W., Kamp G. Glyceraldegyde-3phosphate dehydrogenase is bound to the fibrous seath of mammalian spermatozoa. J Cell Sci 1997;110(Pt 15):1821–9.Westhoff W., Kamp G. Glyceraldegyde-3phosphate dehydrogenase is bound to the fibrous seath of mammalian spermatozoa. J Cell Sci 1997;110(Pt 15):1821–9.Welch J.E., Brown P.L., O,Brien D.A. et al. Human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase-2 gene is expressed specificalle in spermatogenic cells. J Androl 2000;21(2):328–38.Welch J.E., Brown P.L., O,Brien D.A. et al. Human glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase-2 gene is expressed specificalle in spermatogenic cells. J Androl 2000;21(2):328–38.Шуцкая Ю.Ю., Элькина Ю.Л., Куравский М.Л. и др. Исследование глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы из сперматозоидов человека. Биохимия 2008;73(2):228–37. [Shutskaya Yu.Yu., Elkina Yu.L., Kuravsky M.L. et al. Investigation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human sperm. Biokhimiya = Biochemistry 2008;73(2): 228–37. (In Russ.)].Шуцкая Ю.Ю., Элькина Ю.Л., Куравский М.Л. и др. Исследование глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы из сперматозоидов человека. Биохимия 2008;73(2):228–37. [Shutskaya Yu.Yu., Elkina Yu.L., Kuravsky M.L. et al. Investigation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from human sperm. Biokhimiya = Biochemistry 2008;73(2): 228–37. (In Russ.)].Agarwal A., Saleh R.A., Bedaiwy M.A. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertil Steril 2003;79(4):829–43.Agarwal A., Saleh R.A., Bedaiwy M.A. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertil Steril 2003;79(4):829–43.Божедомов В.А., Торопцева М.В., Ушакова И.В. и др. Активные формы кислорода и репродуктивная функция мужчин (обзор литературы). Андрология и генитальная хирургия 2011;(3):10–6. [Bozhedomov V.A., Toroptseva M.V., Ushakova I.V. et al. Active forms of oxygen and male reproductive function (literature review). Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2011;(3):10–6. (In Russ.)].Божедомов В.А., Торопцева М.В., Ушакова И.В. и др. Активные формы кислорода и репродуктивная функция мужчин (обзор литературы). Андрология и генитальная хирургия 2011;(3):10–6. [Bozhedomov V.A., Toroptseva M.V., Ushakova I.V. et al. Active forms of oxygen and male reproductive function (literature review). Andrologiya i genital’naya khirurgiya = Andrology and Genital Surgery 2011;(3):10–6. (In Russ.)].WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. WHO, 2010. P. 271.WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. WHO, 2010. P. 271.Элькина М.М., Атрощенко М.М., Брагина Е.Е. Окисление глицеральдегид3-фосфатдегидрогеназы приводит к снижению подвижности сперматозоидов. Биохимия 2011;76(2):326–31. [Elkina M.M., Atroschenko M.M., Bragina E.E. Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase leads to a reduction in sperm mobility. Biokhimiya = Biochemistry 2011;76(2):326–31. (In Russ.)].Элькина М.М., Атрощенко М.М., Брагина Е.Е. Окисление глицеральдегид3-фосфатдегидрогеназы приводит к снижению подвижности сперматозоидов. Биохимия 2011;76(2):326–31. [Elkina M.M., Atroschenko M.M., Bragina E.E. Oxidation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase leads to a reduction in sperm mobility. Biokhimiya = Biochemistry 2011;76(2):326–31. (In Russ.)].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.