Comparison of methods for rapid determination of cholesterol concentration in human sperm membrane in clinical laboratory practice

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

This study proposes a rapid method for the determination of cholesterol in human sperm membranes suitable for use in the clinical laboratory. Four physicochemical methods for the quantitative measurement of cholesterol were selected for comparison: the enzymatic cholesterol assay, the Liberman–Burkhardt method, the infrared spectroscopy and the high-performance liquid chromatography. The following cholesterol concentrations were obtained: 1.0 ± 0.3, 1.32 ± 0.15, 5.1 ± 1.8, and 1.53 ± 0.18 nmol/106 cells, respectively. The following criteria of the applicability of the method were chosen: the amount of material to be analyzed, determined by the number of spermatozoa in the seminal fluid of a single ejaculate of a patient, the number of sample preparation steps that account for the systematic error of the analysis, and the total time of the analysis. The infrared spectroscopy method requires at least 20 mg of cellular sample, which is unrealizable for estimating cholesterol in sperm membranes of a single patient. The Liberman–Burkhardt and high-performance liquid chromatography methods require multi-step sample preparation and the use of aggressive volatile reagents. In turn, the enzymatic assay is optimal for the considered criteria, it allows rapid analysis of cholesterol in the sperm membrane of a single patient, and is suitable for use within the in vitro fertilization laboratory.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

A. Mironova

Human Reproduction Clinic “Altravita” (LLC “ECO CENTER”); N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Autor responsável pela correspondência
Email: agm90@mail.ru
Rússia, Moscow; Moscow

S. Afanasyeva

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics, Department of Biophysics

Email: agm90@mail.ru
Rússia, Moscow

A. Sybachin

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry, Department of High Molecular Compounds

Email: agm90@mail.ru
Rússia, Moscow

V. Spiridonov

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry, Department of High Molecular Compounds

Email: agm90@mail.ru
Rússia, Moscow

M. Bolshakov

FSBI “Federal Research Center “Pushchino Scientific Center for Biological Research of the Russian Academy of Sciences”

Email: agm90@mail.ru
Rússia, Pushchino

E. Simonenko

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics, Department of Biophysics

Email: agm90@mail.ru
Rússia, Moscow

Bibliografia

  1. Marquardt D., Kučerka N., Wassall S.R., Harroun T.A., Katsaras J. // Chem. Phys. Lipids. 2016. V. 199. P. 17–25. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2016.04.001
  2. Subczynski W.K., Pasenkiewicz-Gierula M., Widomska J., Mainali L., Raguz M. // Cell Biochem. Biophys. 2017. V. 75. P. 369–385. https://doi.org/10.1007/s12013-017-0792-7
  3. Leonard A., Escrive C., Laguerre M., Pebay-Peyroula E., Neri W., Pott T., Katsaras J., Dufourc E.J. // Langmuir. 2001. V. 17. P. 2019–2030. https://doi.org/10.1021/la001382p
  4. Kessel A., Ben-Tal N., May S. // Biophys. J. 2001. V. 81. P. 643–658. https://doi.org/10.1016/s0006-3495(01)75729-3
  5. Harroun T.A., Katsaras J., Wassall S.R. // Biochemistry. 2006. V. 45. P. 1227–1233. https://doi.org/10.1021/bi0520840
  6. Harroun T.A., Katsaras J., Wassall S.R. // Biochemistry. 2008. V. 47. P. 7090–7096. https://doi.org/10.1021/bi800123b
  7. Armstrong C.L., Marquardt D., Dies H., Kučerka N., Yamani Z., Harroun T.A., Katsaras J., Shi A.C., Rheinstädter M.C. // PLoS One. 2013. V. 8. P. e66162. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0066162
  8. Armstrong C.L., Häussler W., Seydel T., Katsaras J., Rheinstädter M.C. // Soft Matter. 2014. V. 10. P. 2600–2611. https://doi.org/10.1039/c3sm51757h
  9. Armstrong C.L., Barrett M.A., Hiess A., Salditt T., Katsaras J., Shi A.C., Rheinstädter M.C. // Eur. Biophys. J. 2012. V. 41. P. 901–913. https://doi.org/10.1007/s00249-012-0826-4
  10. Kucerka N., Perlmutter J.D., Pan J., Tristram-Nagle S., Katsaras J., Sachs J.N. // Biophys. J. 2008. V. 95. P. 2792−2805. https://doi.org/10.1529/biophysj.107.122465
  11. Keller F., Heuer A. // Soft Matter. 2021. V. 17. P. 6098− 6108. https://doi.org/10.1039/d1sm00459j
  12. Leftin A., Molugu T.R., Job C., Beyer K., Brown M.F. // Biophys. J. 2014. V. 107. P. 2274−2286. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2014.07.044
  13. Rog T., Pasenkiewicz-Gierula M. // FEBS Lett. 2001. V. 502. P. 68–71. https://doi.org/10.1016/s0014-5793(01)02668-0
  14. Dahley C., Garessus E.D.G., Ebert A., Goss K.U. // Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 2022. V. 1864. P. 183953. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2022.183953
  15. Khatibzadeh N., Gupta S., Farrell B., Brownell W.E., Anvari B. // Soft Matter. 2012. V. 8. P. 8350−8360. https://doi.org/10.1039/c2sm25263e
  16. Yeagle P.L. // Biochimie. 1991. V. 73. P. 1303–1310. https://doi.org/10.1016/0300-9084(91)90093-g
  17. Jafurulla M., Chattopadhyay A. // Methods Mol. Biol. 2017. V. 1583. P. 21–39. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6875-6_3
  18. Grouleff J., Irudayam S.J., Skeby K.K., Schiøtt B. // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1848. P. 1783–1795. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2015.03.029
  19. Epand R.M. // In: The Structure of Biological Membrane / Ed. Yeagle P.L. CRC Press, Boca Raton, 2005. P. 499–509.
  20. Reichow S.L., Gonen T. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2009. V. 19. P. 560–565. https://doi.org/10.1016/j.sbi.2009.07.012
  21. Tong J., Briggs M.M., McIntosh T.J. // Biophys. J. 2012. V. 103. P. 1899–1908. https://doi.org/10.1016/j.bpj.2012.09.025
  22. Tong J., Canty J.T., Briggs M.M., McIntosh T.J. // Exp. Eye Res. 2013. V. 113. P. 32–40. https://doi.org/10.1016/j.exer.2013.04.022
  23. Fantini J., Epand R.M., Barrantes F.J. // Adv. Exp. Med. Biol. 2019. V. 1135. P. 3–25. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14265-0_1
  24. Fantini J., Di Scala C., Baier C.J., Barrantes F.J. // Chem. Phys. Lipids. 2016. V. 199. P. 52–60. https://doi.org/10.1016/j.chemphyslip.2016.02.009
  25. Hedger G., Koldsø H., Chavent M., Siebold C., Rohatgi R., Sansom M.S.P. // Structure. 2019. V. 27. P. 549–559.e2. https://doi.org/10.1016/j.str.2018.11.003
  26. George K.S., Wu S. // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2012. V. 259. P. 311–319. https://doi.org/10.1016/j.taap.2012.01.007
  27. Phillips M.C. // J Biol Chem. 2014. V. 289. P. 24020– 24029. https://doi.org/10.1074/jbc.r114.583658
  28. Yancey P.G., Bortnick A.E., Kellner-Weibel G., de la LleraMoya M., Phillips M.C., Rothblat G.H. // Arterioscler. Thromb Vasc. Biol. 2003. V. 23. P. 712–719. https://doi.org/10.1161/01.atv.0000057572.97137.dd
  29. Rosenson R.S., Brewer H.B., Jr., Davidson W.S., Fayad Z.A., Fuster V., Goldstein J., Hellerstein M., Jiang X.C., Phillips M.C., Rader D.J., Remaley A.T., Rothblat G.H., Tall A.R., Yvan-Charvet L. // Circulation. 2012. V. 125. P. 1905–1919. https://doi.org/10.1161/circulationaha.111.066589
  30. Low H., Hoang A., Sviridov D. // J. Vis. Exp. 2012. V. 61. P. e3810. https://doi.org/10.3791/3810
  31. Sugkraroek P., Kates M., Leader A., Tanphaichitr N. // Fertil. Steril. 1991. V. 55. P. 820–827.
  32. Force A., Grizard G., Giraud M.N., Motta C., Sion B., Boucher D. // Int. J. Androl. 2001. V. 24. P. 327–334. https://doi.org/10.1046/j.1365-2605.2001.00309.x
  33. Folch J., Lees M., Sloane-Stanely G.M. // J. Biol. Chem. 1957. V. 226. P. 497–509.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Structure of the cholesterol molecule. All four rings of the sterol group are in the trans conformation, which makes the cholesterol molecule planar. The double bond between the fifth and sixth carbon atoms of the chain provides rigidity to the cholesterol molecule [2]. For the formation of an idea of ​​the three-dimensional structure of cholesterol, it is important to note that the OH group, two methyl groups and the side chain are located on one side of the ring skeleton (β-configuration) [1]. The hydroxyl group in the cholesterol molecule gives the compound an amphiphilic character and contributes to the orientation of the cholesterol molecule in the bilayer.

Baixar (80KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».