ХАРАКТЕРИСТИКА ПОКАЗНИКІВ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕСУ У ЧОЛОВІКІВ, ПОСТРАЖДАЛИХ ВНАСЛІДОК БОЙОВИХ ДІЙ

М. З. Воробець; О. К. Онуфрович; З. Д. Воробець; А. С. Беседіна; О. В. Мельник; Р. В. Фафула; Д. З. Воробець

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2023.i4.14374

Автор(и)

М. З. Воробець ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО
О. К. Онуфрович ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО
З. Д. Воробець ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО
А. С. Беседіна ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО
О. В. Мельник ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО
Р. В. Фафула ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО
Д. З. Воробець ЛЬВІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ДАНИЛА ГАЛИЦЬКОГО

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2023.i4.14374

Ключові слова:

чоловіки, постраждалі внаслідок бойових дій, відновлений глутатіон, загальний глутатіон, окиснений глутатіон, малоновий діальдегід, загальна антиоксидантна активність

Анотація

Вступ. У ряді робіт встановлено, що оксидативний стрес призводить до зниження запліднювальної здатності сперматозоїдів, їх ушкодження та є одним із чинників, пов’язаних з чоловічим непліддям. У нормі підтримується баланс між прооксидантними й антиоксидантними процесами. За патологічного стану він порушується в напрямку неконтрольованої генерації вільних радикалів. Антиоксидантна захисна система включає як ензимні, так і неензимні компоненти, які знешкоджують активні форми кисню та вільні радикали, і захищає від надмірного впливу оксидативного стресу.

Мета дослідження – оцінити стан пероксидації ліпідів і неензиматичної ланки глутатіонової антиоксидантної системи лімфоцитів та сироватки периферичної крові у чоловіків, постраждалих внаслідок бойових дій (осколкові й кульові поранення).

Методи дослідження. Дослідження проводили на лімфоцитах і сироватці периферичної крові чоловіків, постраждалих внаслідок бойових дій, оскільки лімфоцити вважають “метаболічним дзеркалом” організму і вони оперативно реагують на всі зовнішні та внутрішні впливи. Визначали концентрацію малонового діальдегіду, загальну антиоксидантну активність, концентрацію відновленого, загального й окисненого глутатіону.

Результати й обговорення. Концентрація відновленого глутатіону в сироватці крові чоловіків, постраждалих внаслідок бойових дій, 1-ї вікової групи (20–39 років) знижувалася в 1,4 раза, а 2-ї (40–53 роки) – в 1,6 раза щодо контрольних значень. Концентрацiя загального глутатіону зменшувалася у постраждалих обох вікових груп в 1,2 раза. При цьому достовiрних змін концентрації окисненого глутатіону не було виявлено. Визначення аналогічних показників неензиматичної ланки глутатіонової антиоксидантної системи у лімфоцитах крові показало подібні закономірності, що й у сироватці крові. Обчислення редокс-індексу (RI GSH) продемонструвало зниження сумарної потужності антиоксидантної системи у лімфоцитах крові чоловiків, постраждалих внаслідок бойових дій, в 1,5 раза щодо практично здорових чоловіків.

Висновки. У чоловіків, постраждалих внаслідок бойових дій (осколкові й кульові поранення), які перебувають на стаціонарному лікуванні, як у лімфоцитах, так і в сироватці крові інтенсифіковані процеси пероксидації ліпідів, знижена концентрація відновленого глутатіону та зменшене співвідношення відновленого глутатіону до окисненого, що свідчить про порушення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в бік наростання прооксидантних процесів.

Посилання

Melnyk, O., Vorobets, M., Onufrovych, O., Besedina, A., Fafula, R., & Vorobets, Z. (2022). Relationship between indicators of oxidative stress and idiopathic male infertility. Experimental and clinical medicine, 91(2), 6-15. https://doi.org/10.35339/ekm.2022.91.2.mvo [in Ukrainian].

Fafula, R.V., Onufrovych, O.K., Yefremova, U.P., Nakonechny, Y.A., & Vorobets, Z.D. (2017). Intensity of lipoperoxidation processes in spermatozoa of men with impaired fertility. Herald of problems of biology and medicine, (1), 199-204 [in Ukrainian].

Adeoye, O., Olawumi, J., Opeyemi, A., & Christiania, O. (2018). Review on the role of glutathione on oxidative stress and infertility. JBRA assisted reproduction, 22(1), 61-66. https://doi.org/10.5935/1518-0557.20180003 [in English].

Agarwal, A., Parekh, N., Panner Selvam, M.K., Henkel, R., Shah, R., Homa, S.T., Ramasamy, R., et al. (2019). Male Oxidative Stress Infertility (MOSI): Proposed Terminology and Clinical Practice Guidelines for Management of Idiopathic Male Infertility. The world journal of men’s health, 37(3), 296-312. https://doi.org/10.5534/wjmh.190055 [in English].

Aitken, R.J., Drevet, J.R., Moazamian, A., & Gharagozloo, P. (2022). Male Infertility and Oxidative Stress: A Focus on the Underlying Mechanisms. Antioxidants (Basel, Switzerland), 11(2), 306. https://doi.org/10.3390/antiox11020306.

Aitken, R.J. (2020). Impact of oxidative stress on male and female germ cells: implications for fertility. Reproduction (Cambridge, England), 159(4), R189–R201. https://doi.org/10.1530/REP-19-0452 [in English].

Ayaz, A., Agarwal, A., Sharma, R., Arafa, M., Elbardisi, H., & Cui, Z. (2015). Impact of precise modulation of reactive oxygen species levels on spermatozoa proteins in infertile men. Clinical proteomics, 12(1), 4. https://doi.org/10.1186/1559-0275-12-4 [in English].

Takalani, N.B., Monageng, E.M., Mohlala, K., Monsees, T.K., Henkel, R., & Opuwari, C.S. (2023). Role of oxidative stress in male infertility. Reproduction & fertility, 4(3), e230024. https://doi.org/10.1530/RAF-23-0024 [in English].

Barati, E., Nikzad, H., & Karimian, M. (2020). Oxidative stress and male infertility: current knowledge of pathophysiology and role of antioxidant therapy in disease management. Cellular and molecular life sciences: CMLS, 77(1), 93-113. https://doi.org/10.1007/s00018-019-03253-8 [in English].

Bisht, S., Faiq, M., Tolahunase, M., & Dada, R. (2017). Oxidative stress and male infertility. Nature reviews. Urology, 14(8), 470-485. https://doi.org/10.1038/nrurol.2017.69 [in English].

Vorobets, M.Z., Melnyk, O.V., Kovalenko, I.V., Fafula, R.V., Borzhievsky, A.T., & Vorobets, Z.D. (2021). Сondition of urogenital tract microbiotes and pro- and antioxidant system in male azoospermia. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 12(4), 696-701. https://doi.org/10.15421/022196 [in English].

Agarwal, A., Henkel, R., Sharma, R., Tadros, N.N., & Sabanegh, E. (2018). Determination of seminal oxidation-reduction potential (ORP) as an easy and cost-effective clinical marker of male infertility. Andrologia, 50(3), https://doi.org/10.1111/and.12914 [in English].

Chaudhary, P., Janmeda, P., Docea, A.O., Yeskaliyeva, B., Abdull Razis, A.F., Modu, B., Calina, D., & Sharifi-Rad, J. (2023). Oxidative stress, free radicals and antioxidants: potential crosstalk in the pathophysiology of human diseases. Frontiers in chemistry, 11, 1158198. https://doi.org/10.3389/fchem.2023.1158198 [in English].

Fafula R, Melnyk O, Gromnatska N, Vorobets D., Fedorovych Z, A. Besedina, Z. Vorobets. (2023). Prooxidant-antioxidant balance in seminal and blood plasma of men with idiopathic infertility and infertile men in combination with rheumatoid arthritis. Studia Biologica. 17(2). P. 15-26. https://doi.org/10.30970/sbi.1702.719 [in English].

Hosseinzadeh Colagar, A., Karimi, F., & Jorsaraei, S.G. (2013). Correlation of sperm parameters with semen lipid peroxidation and total antioxidants levels in astheno- and oligoasheno-teratospermic men. Iranian Red Crescent medical journal, 15 (9), 780–785. https://doi.org/10.5812/ircmj.6409.

Ko, E.Y., Sabanegh, E.S., Jr, & Agarwal, A. (2014). Male infertility testing: reactive oxygen species and antioxidant capacity. Fertility and sterility, 102(6), 1518-1527. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014. 10.020 [in English].

Nabil H. Moemen L.A., Abuelela M. (2008). Studying the levels of malondialdehyde and antioxidant parameters in normal and abnormal human seminal plasma. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2, 773-778. [in English].

Garrido, N., Meseguer, M., Simon, C., Pellicer, A., & Remohi, J. (2004). Pro-oxidative and anti-oxidative imbalance in human semen and its relation with male fertility. Asian journal of andrology, 6(1), 59-65.

Averill-Bates, D.A. (2023). The antioxidant glutathione. Vitamins and Hormones, 121, 109-141. https://doi.org/10.1016/bs.vh.2022.09.002.

Cacciatore, I., Cornacchia, C., Pinnen, F., Mollica A., & Di Stefano, A. (2010). Prodrug approach for increasing cellular glutathione levels. Molecules (Basel, Switzerland), 15 (3), 1242-1264. https://doi.org/10.3390/molecules15031242

Fafula, R.V., Onufrovych, O.K., Iefremova, U.P., Melnyk, O.V., Nakonechnyi, I.A., Vorobets, D.Z., & Vorobets, Z.D. (2017). Glutathione content in sperm cells of infertile men. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 8 (2), 157-161. https://doi.org/10.15421/021725

Forman, H.J., Zhang, H., & Rinna, A. (2009). Glutathione: overview of its protective roles, measurement, and biosynthesis. Molecular aspects of medicine, 30 (1-2), 1-12. https://doi.org/10.1016/j.mam.2008.08.006

Monostori, P., Wittmann, G., Karg, E., Túri, S. (2009). Determination of glutathione and glutathione disulfide in biological samples: an in-depth review. J. Chromatogr. B. Analyt. Technol. Biomed. Life Sci., 15, 877 (28), 3331-3346. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2009.06.016. Epub 2009 Jun 13. PMID: 19560987.

Hsieh, Y.Y., Chang, C.C., & Lin, C.S. (2006). Seminal malondialdehyde concentration but not glutathione peroxidase activity is negatively correlated with seminal concentration and motility. International Journal of Biological Sciences, 2(1), 23-29. https://doi.org/10.7150/ijbs.2.23.

Vorobets, M.Z., Fafula, R.V., Melnyk, O.V., Kovalenko, I.V., Borzhievsky, A.Ts., Vorobets, Z.D. (2022). Characteristics of oxidative stress and non-enzymatic link of the glutathione system in sperm plasma and spermatozoa in men with different fertilization potential. Experimental and Clinical Physiology and Biochemistry, 1/2 (94), 5-12. https://doi.org/10.25040/ecpb2022.01-02.005.

(2017). Public health care in war conditions. Kyiv: Nash format in 2 vol. [in Ukrainian].

Benedetti, S., Tagliamonte, M. C., Catalani, S., Primiterra, M., Canestrari, F., De Stefani, S., Palini, S., & Bulletti, C. (2012). Differences in blood and semen oxidative status in fertile and infertile men, and their relationship with sperm quality. Reproductive biomedicine online, 25 (3), 300-306. https://doi.org/10.1016/j.rbmo. 2012.05.011.

Henkel, R.R. (2011). Leukocytes and oxidative stress: dilemma for sperm function and male fertility. Asian journal of andrology, 13 (1), 43-52. https://doi.org/10.1038/aja.2010.76.

Viloria, T., Meseguer, M., Martínez-Conejero, J.A., O’Connor, J. E., Remohí, J., Pellicer, A., & Garrido, N. (2010). Cigarette smoking affects specific sperm oxidative defenses but does not cause oxidative DNA damage in infertile men. Fertility and sterility, 94 (2), 631-637. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2009.03.024

Gavriliouk, D., & Aitken, R.J. (2015). Damage to Sperm DNA Mediated by Reactive Oxygen Species: Its Impact on Human Reproduction and the Health Trajectory of Offspring. Advances in experimental medicine and biology, 868, 23-47. https://doi.org/10.1007/978-3-319-18881-2_2

Kalinina, E.V., Chernov, N.N., & Novichkova, M.D. (2014). Role of glutathione, glutathione transferase, and glutaredoxin in regulation of redox-dependent processes. Biochemistry. Biokhimiia, 79(13), 1562-1583. https://doi.org/10.1134/S0006297914130082 [in Ukrainian ].

Cacciatore, I., Cornacchia, C., Pinnen, F., Mollica, A., & Di Stefano, A. (2010). Prodrug approach for increasing cellular glutathione levels. Molecules (Basel, Switzerland), 15 (3), 1242-1264. https://doi.org/10.3390/molecules15031242

Garrido, N., Meseguer, M., Alvarez, J., Simón, C., Pellicer, A., & Remohí, J. (2004). Relationship among standard semen parameters, glutathione peroxidase/glutathione reductase activity, and mRNA expression and reduced glutathione content in ejaculated spermatozoa from fertile and infertile men. Fertility and sterility, 82 Suppl 3, 1059-1066. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert. 2004.04.033

Lapovets, L., Lutsyk, B. (2004). Laboratory immunology. Кyiv: Aral [in Ukrainian].

Ayala, A., Muñoz, M.F., & Argüelles, S. (2014). Lipid peroxidation: production, metabolism, and signaling mechanisms of malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal. Oxidative medicine and cellular longevity, 360438. https://doi.org/10.1155/2014/360438

Monostori, P., Wittmann, G., Karg, E., & Túri, S. (2009). Determination of glutathione and glutathione disulfide in biological samples: an in-depth review. Journal of chromatography. B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences, 877 (28), 3331-3346. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2009.06.016.

Melnyk, O., Vorobets, M., Fafula, R., & Vorobets, Z. (2025). Association between sperm motility, oxidative stress and cytokines. Medicine Today and Tomorrow, 91 (2), 26-35. https://doi.org/10.35339/msz.2022.91.2.mvf [in Ukrainian].