Липидомный анализ семенной плазмы в диагностике мужского бесплодия, ассоциированного с варикоцеле

Введение. Примерно 50 % случаев бесплодия в браке приходятся на мужской фактор. Одной из самых частых причин мужского бесплодия является варикозное расширение вен гроздьевидного сплетения семенного канатика, или варикоцеле. Однако тот факт, что лишь в 10-45 % случаев лечения варикоцеле путем микрохирургической субингвинальной варикоцелэктомии наступает самостоятельная беременность в паре, говорит о необходимости поиска диагностического маркера, позволяющего прогнозировать успешность хирургического лечения варикоцеле до операции.

Цель исследования – изучить особенности липидного профиля семенной плазмы пациентов с варикоцеле и оценить возможность использования липидомного анализа семенной плазмы при отборе мужчин с варикоцеле для хирургического лечения.

Материалы и методы. Пятидесяти трем пациентам в возрасте от 18 до 44 лет с варикоцеле и нарушениями параметров спермограммы, состоящих в бесплодном браке, была выполнена микрохирургическая варикоцелэктомия по Мармару врачами одного отделения. В контрольную группу вошли 24 здоровых мужчины без варикоцеле, с нормозооспермией и установленной фертильностью. В качестве материала для исследования использовали семенную плазму мужчин, в которой определяли липидный состав методом масс-спектрометрии.

Результаты. При сравнении липидных профилей семенной плазмы мужчин из группы контроля и группы с варикоцеле, а также липидных профилей семенной плазмы, полученной до и после операции, статистически значимых различий обнаружено не было. При сравнении липидных профилей сданной до микрохирургической варикоцелэктомии семенной плазмы пациентов, у которых был достигнут (n = 15) и не был достигнут (n = 16) эффект после операции, было обнаружено статистически значимое различие уровня HexCer-NDS d20:0/18:0 в режиме положительных ионов и 8 липидов в режиме отрицательных ионов. Данные липиды относятся преимущественно к окисленным фосфолипидам, кардиолипинам и фосфатидилэтаноламинам.

Заключение. Липидом семенной плазмы пациентов, у которых был достигнут эффект после перенесенной операции по поводу варикоцеле, имеет статистически значимое различие с липидным профилем семенной плазмы тех пациентов, у которых эффекта достигнуто не было.

1. Ferlin A., Raicu F., Gatta V. et al. Male infertility: role of genetic background. Reprod Biomed Online 2007;14(6):734–45. DOI: 10.1016/s1472-6483(10)60677-3

2. Brugh V.M. 3rd, Matschke H.M., Lipshultz L.I. Male factor infertility. Endocrinol Metab Clin North Am 2003;32(3):689–707. DOI: 10.1016/s0889-8529(03)00047-1

3. Котов С.В., Ирицян М.М., Бадаква Г.В. Результаты применения комплекса ББЕСТФертил у пациентов после микрохирургической подпаховой варикоцелэктомии (операции Мармара). Урология 2022;1:50–4. DOI: 10.18565/urology.2022.1.50-54

4. Diegidio P., Jhaveri J.K., Ghannam S. et al. Review of current varicocelectomy techniques and their outcomes. BJU Int 2011;108(7):1157–72. DOI: 10.1111/j.1464-410X.2010.09959.x

5. Agarwal A., Roychoudhury S., Bjugstad K.B., Cho C.L. Oxidation-reduction potential of semen: what is its role in the treatment of male infertility? Ther Adv Urol 2016;8(5):302–18. DOI: 10.1177/1756287216652779

6. Корнеев И.А. Мужское бесплодие при оксидативном стрессе: пути решения проблемы. Урология 2022;1:102–8. DOI: 10.18565/urology.2022.1.102-108

7. Agarwal A., Gupta S., Sharma R. Measurement of DNA fragmentation in spermatozoa by TUNEL assay using bench top flow cytometer. In: Andrological evaluation of male infertility. Ed. by A. Agarwal, S. Gupta, R. Sharma. Springer, Cham, 2016. P. 181–203. DOI: 10.1007/978-3-319-26797-5_24

8. Kovac J.R., Pastuszak A.W., Lamb D.J. The use of genomics, proteomics, and metabolomics in identifying biomarkers of male infertility. Fertil Steril 2013;99(4):998–1007. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2013.01.111

9. Тулаганов К.А., Садриддинов Х.Н., Ибрагимов У.К. Фертильность мужчин и биохимический состав спермоплазмы. Андрология и генитальная хирургия 2009;10(2):94.

10. Lenzi A., Picardo M., Gandini L., Dondero F. Lipids of the sperm plasma membrane: from polyunsaturated fatty acids considered as markers of sperm function to possible scavenger therapy. Hum Reprod Update 1996;2(3):246–56. DOI: 10.1093/humupd/2.3.246

11. Koelmel J.P., Kroeger N.M., Ulmer C.Z. et al. LipidMatch: an automated workflow for rule-based lipid identification using untargeted high-resolution tandem mass spectrometry data. BMC Bioinformatics 2017;18(1):331. DOI: 10.1186/s12859-017-1744-3

12. Team R.C. R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. Available at: https://www.r-project.org/

13. Team R.C. RStudio: Integrated Development for R. Available at: http://www.rstudio.com/

14. Poulos A., Voglmayr J.K., White I.G. Phospholipid changes in spermatozoa during passage through the genital tract of the bull. Biochim Biophys Acta 1973;306(2):194–202. DOI: 10.1016/0005-2760(73)90225-7

15. Parks J.E., Graham J.K. Effects of cryopreservation procedures on sperm membranes. Theriogenology 1992;38(2):209–22. DOI: 10.1016/0093-691x(92)90231-f

16. Watson P.F. The causes of reduced fertility with cryopreserved semen. Anim Reprod Sci 2000;60–61:481–92. DOI: 10.1016/s0378-4320(00)00099-3

17. Evans H.C., Dinh T.T.N., Ugur M.R. et al. Lipidomic markers of sperm cryotolerance in cattle. Sci Rep 2020;10(1):20192. DOI: 10.1038/s41598-020-77089-9

18. Amaral A., Castillo J., Estanyol J.M. et al. Human sperm tail proteome suggests new endogenous metabolic pathways. Mol Cell Proteomics 2013;12(2):330–42. DOI: 10.1074/mcp.M112.020552

19. Esmaeili V., Shahverdi A.H., Moghadasian M.H., Alizadeh A.R. Dietary fatty acids affect semen quality: a review. Andrology 2015;3(3):450–61. DOI: 10.1111/andr.12024

20. Zerbinati C., Caponecchia L., Rago R. et al. Fatty acids profiling reveals potential candidate markers of semen quality. Andrology 2016;4(6):1094–101. DOI: 10.1111/andr.12236

21. Tavilani H., Doosti M., Nourmohammadi I. et al. Lipid composition of spermatozoa in normozoospermic and asthenozoospermic males. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 2007;77(1):45–50. DOI: 10.1016/j.plefa.2007.07.001

22. Lopalco P., Vitale R., Cho Y.S. et al. Alteration of cholesterol sulfate/seminolipid ratio in semen lipid profile of men with oligoasthenozoospermia. Front Physiol 2019;10:1344. DOI: 10.3389/fphys.2019.01344

23. Гамидов С.И., Шатылко Т.В., Тамбиев А.Х. и др. Липидомный профиль семенной плазмы при необструктивной азооспермии с остановкой созревания сперматозоидов. Вестник урологии 2021;9(4):30–9. DOI: 10.21886/2308-6424-2021-9-4-30-39

24. Tasseva G., Bai H.D., Davidescu M. et al. Phosphatidylethanolamine deficiency in Mammalian mitochondria impairs oxidative phosphorylation and alters mitochondrial morphology. J Biol Chem 2013;288(6):4158–73. DOI: 10.1074/jbc.M112.434183

25. Jiang F., Ryan M.T., Schlame M. et al. Absence of cardiolipin in the crd1 null mutant results in decreased mitochondrial membrane potential and reduced mitochondrial function. J Biol Chem 2000;275(29):22387–94. DOI: 10.1074/jbc.M909868199

26. Horvath S.E., Daum G. Lipids of mitochondria. Prog Lipid Res 2013;52(4):590–614. DOI: 10.1016/j.plipres.2013.07.002

27. Mejia E.M., Hatch G.M. Mitochondrial phospholipids: role in mitochondrial function. J Bioenerg Biomembr 2016;48(2):99–112. DOI: 10.1007/s10863-015-9601-4

28. Ren M., Phoon C.K., Schlame M. Metabolism and function of mitochondrial cardiolipin. Prog Lipid Res 2014;55:1–16. DOI: 10.1016/j.plipres.2014.04.001

29. Vance J.E. Phospholipid synthesis and transport in mammalian cells. Traffic 2015;16(1):1–18. DOI: 10.1111/tra.12230

30. Bogdanov M., Dowhan W. Lipid-assisted protein folding. J Biol Chem 1999;274(52):36827–30. DOI: 10.1074/jbc.274.52.36827