ПАТОГЕНЕТИЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ АРГІНАЗА/NO-СИНТАЗНОЇ СИСТЕМИ В СІМ’ЯНІЙ ПЛАЗМІ ЧОЛОВІКІВ З ІДІОПАТИЧНИМ НЕПЛІДДЯМ
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2022.i3.13357Ключові слова:
ідіопатичне непліддя, сім’яна плазма, аргіназа, конститутивна й індуцибельна ізоформи NO-синтази, малоновий діальдегідАнотація
Вступ. Питома вага чоловіків з непліддям постійно зростає як в Україні, так і в усьому світі. За відсутності достовірних етіологічних чинників виникнення непліддя його ідентифікують як ідіопатичне. Воно трапляється у 25–30 % чоловіків. Щодо патохімічних досліджень, то припускається, що в багатьох випадках ідіопатичне непліддя чоловіків спричинене оксидативним стресом. Однак також відомо, що важлива регуляторна роль у підтриманні клітинного гомеостазу належить оксиду азоту як вторинному месенджеру – універсальному регулятору практично всіх фізіологічних функцій організму.
Мета дослідження – з’ясувати функціональну активність ензимів аргіназа/NO-синтазної системи та виявити нові потенційні маркери ідіопатичного непліддя чоловіків.
Методи дослідження. Дослідження проводили на сім’яній плазмі 33 інфертильних чоловіків з ідіопатичним непліддям віком 22–48 років. До контрольної групи ввійшли 27 фертильних практично здорових чоловіків того ж віку. В сім’яній плазмі визначали активність таких ензимів, як аргіназа, конститутивна й індуцибельна ізоформи NO-синтази (сNOS, іNOS), а також концентрацію нітрат- та нітрит-аніонів (NO3-, NO2-) і малонового діальдегіду (МДА).
Результати й обговорення. При ідіопатичному неплідді чоловіків активність аргінази в сім’яній плазмі зменшилася в 1,6 раза. Одночасно знизилась активність сNOS в 1,3 раза і зросла активність іNOS у 24,6 раза. Виявлене зменшення співвідношення аргіназа/NOS у 3,1 раза засвідчило зниження активності неокисного, аргіназного метаболізму, який конкурує з окисним NO-синтазним метаболізмом L-аргініну. Зниження в сім’яній плазмі співвідношення активності аргiназа/іNOS у 25,7 раза може бути важливим показником розвитку ідіопатичного непліддя. Під час оцінювання інтенсивності функцioнування NO-синтазного шляху метаболізму L-аргініну при ідіопатичному неплідді відзначено вірогідне зростання в сім’яній плазмі концентрації NO3- в 1,4 раза та зниження NO2- в 1,5 раза. Виявлено пряму кореляційну залежність між концентрацією МДА і стабільних метаболітів оксиду азоту – NO3-. Продемонстрований прямий кореляційний зв’язок між активністю іNOS та концентрацією МДА в сім’яній плазмі (r=0,87) свідчить про те, що при ідіопатичному неплідді іNOS може активувати процеси пероксидації ліпідів.
Висновки. Розвиток ідіопатичного непліддя чоловіків супроводжується змінами активності ензимів аргіназа/NO-синтазної системи, зокрема зниженням активності аргінази та сNOS і зростанням активності іNOS, що свідчать про домінування окисного шляху метаболізму L-аргініну. Зменшення в сім’яній плазмі співвідношення активності аргiназа/іNOS може бути важливим показником розвитку ідіопатичного непліддя.
Посилання
Horpinchenko, I.I., Stus, V.P., Malyshkin, D.I., Polyon, N.Yu. (2016). Male infertility: etiology, pathogenesis, classification, diagnostics and treatment methods. Dnipro: OOO Aksent. 2016. [in Russian].
Fafula, R.V., Vorobets, D.Z., Vorobets, Z.D. (2020). Biochemical mechanisms of reduction of the fertilization potential of male spermatozoa in various forms of pathospermia. Lviv: Kvart [in Ukrainian].
Zargar, M.H., Ahmad, F., Lateef, M., Malla, T.M. (2021). Understanding male infertility for promising ART. Infertility and Assisted Reproduction, 141, 1-10. DOI: 10.5772/intechopen.98504.
Bracke, A., Peeters, K., Punjabi, U., Hoogewijs, D., Dewilde, S. (2018). A search for molecular mechanisms underlying male idiopathic infertility. Reproductive BioMedicine Online, 36 (3), 327-339.
Tang, Q., Pan, F., Yang J. (2018). Idiopathic male infertility is strongly associated with aberrant DNA methylation of imprinted loci in sperm: a case-control study. Clin. Epigenet., 10, 134. https://doi.org/10.1186/s13148-018-0568-y
Kashanian, J.A., Brannigan, R.E. (2015). Male Infertility. Free JAMA, 313 (7), 1770-1779. DOI: 10.1001/jama/jama.2015.3222
Aktan, G., Dogru-Abbaso, S., Kadıoglu A. (2013). Mystery of idiopathic male infertility: is oxidative stress an actual risk? Fertil. Steril. 99 (5), 1211-1215. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2012.11.045
Kothandaraman, N., Agarwal ,A., Abu-Elmagd, M., Al-Qahtani, M. (2016). Pathogenic landscape of idiopathic male infertility: new insight towards its regulatory networks. Genomic Medicine, 1, 16023. doi:10.1038/npjgenmed.2016.23
Cannarella, R., Condorelli, R.A., Jezek, D., Calogero, A.E. (2021). Editorial: Male idiopathic infertility: novel possible targets, Volume I. Front. Endocrinol., 12 (1), 797228. DOI: 10.3389/fendo.2021.797228
Smith, R., Kaune, H., & Parodi, D. (2007). Extent of sperm DNA damage in spermatozoa from men examined for infertility. Relationship with oxidative stress. Rev. Med. Chil., 135, 279-286.
Ayaz, А., Agarwal, A., Sharma R. (2015). Impact of precise modulation of reactive oxygen species levels on spermatozoa proteins in infertile men. Clinical Рroteomics, 12 (4), 224-240.
Aitken, R.J., Gibb, Z., Baker, M.A., Drevet, J., Gharagozloo P. (2016). Causes and consequences of oxidative stress in spermatozoa. Reprod. Fertil. Dev., 28, 1. DOI:10.1071/RD15325
Agarwal, A., Mulgund, A., Hamada, A., & Chyatte, M.R. (2015). A unique view on male infertility around the globe. Reproductive Biology and Reproductology, 37 (13), 1-9. DOI: 10.1186/s12958-015-0032-1.
Fafula, R.V., Onufrovych, O.K., Iefremova, U.P., Vorobets, M.Z., Nakonechnyi, I.A., Melnyk, O.V., Fedorovych, Z.Ya., Vorobets, Z.D. (2018). Prooxidant/antioxidant balance in sperm cells of infertile men. World of Medicine and Biology, 4 (66), 120-124. DOI: 10.26724/2079-8334-2018-4-66-120-124
Ben Abdallah, F., Dammak, I., Attia H. (2009). Lipid peroxidation and antioxidant enzyme activities in infertile men: correlation with semen parameter. J. Clin. Lab. Anal., 23, 99-104.
World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 5th ed. WHO Press, 2010.
Shugaley, V.S., Kozina, A.S. (1977). Soderzhaniye mocheviny i aktivnost' arginazy v organakh krys pri akklimatizatsii k kholodu. Physiol. Journal of USSR, 8, 1199-1202 [in Russian].
Giraldez, R.R., Giraldez, R.R., J.L. Zweier J.L. (1998). An improved assay for measurement of nitric oxide synthase activity in biological tissues. Anal. Biochem., 261 (1), 29-35. DOI: 10.1006/abio.1998.2721.
Hsieh, Y.-Y., Chang, Ch.-Ch., Lin, Ch.-Sh. (2006). Seminal malondialdehyde concentration but not glutathione peroxidase activity is negatively correlated with seminal concentration and motility. Int. J. Biol. Sci., 2 (1), 23-29.
Lapovets, L.E., Lutsyk, B.D., Lebed, G.B. (2018). Clinical laboratory diagnostics: study guide. Kyiv: Medicine [in Ukrainian].
Fafula, R.V., Onufrovych, O.K., Iefremova, U.P., Vorobets, D.Z., Melnyk, O.V., Vorobets Z.D. (2017). The peculiarities of arginase pathway of L-arginine metabolism in spermatozoa of men with different forms pathospermia. Intern. J. of Physiology and Pathophysiology, 8 (4), 309-318. DOI: 10.1615/IntJPhysPathophys.v8.i4.30
Fafula, R.V., Onufrovych, O.K., Iefremova, U.P., Melnyk, O.V., Vorobets, D.Z., Vorobets, Z.D. (2017). Glutаthione content in sperm cells of infertile men. Regulatory Mechanism in Biosystems, 8 (2), 157-161. DOI: https://doi.org/10.15421/021725
Yousefniapasha, Y., G. Jorsaraei, G., Gholinezhadchari M. (2015). Nitric оxide levels and total antioxidant capacity in the seminal plasma of infertile smoking men. Cell Journal, 17 (1), 129-136.
Doshi, S.B., Khullar, K., Sharma, R.K., Agarwal A. (2012). Role of reactive nitrogen species in male infertility. Reprod. Biol. Endocrinol., 10, Article 109.
Song, P., Zou, S., Jiang, H., Chen T. [et al.] (2015). Endothelial nitric oxide synthase (eNOS) T-786C, 4a4b, and G894T polymorphisms and male infertility: study for Idiopathic asthenozoospermia and meta-analysis1. Biology of Reproduction, 92 (2), 1-9. DOI 10.1095/biolreprod.114.123240
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Медична та клінічна хімія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
