The role of transmission microscopy in assessing morphometric changes in spermatozoa of fertile and infertile men who have had COVID-19

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. As COVID-19-induced disorders wreak havoc on populations worldwide, attention to the rehabilitation of the consequences has focused mainly on vital organ systems (lungs, kidneys, and heart) that are vulnerable to the initial viral attack and contribute to the development of acute pathology associated with this disease. However, we should not lose sight of the fact that COVID-19 affects any cells in the body that express ACE2, including human sperm.

Materials and Methods. The results of transmission electron microscopy of the ejaculate of 157 men were analyzed. They were divided into four groups: Group I – 49 patients with idiopathic infertility who had COVID-19, Group II – 42 patients with idiopathic infertility who did not have COVID-19 during the study, Group III – 39 fertile men who had COVID-19, Group IV – 27 fertile men who did not have COVID-19. Objective: To study the role of sperm mitochondrial dysfunction in the development of male infertility associated with COVID-19.

Results. According to transmission microscopy of the ejaculate, men who brought COVID-19 have severe sperm disorders, such as mitochondrial dysfunction and the presence of residual cytoplasm, which were more often recorded in infertile patients, compared to fertile men.

Conclusions. COVID-19 impairs male reproductive potential and may impair male fertility.

About the authors

Yan O. Prokop

Rostov State Medical University

Email: unprocop@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5340-9406

Postgraduate Student at the Urology and Human Reproductive Health Department (with a Course of Pediatric Urology and Andrology)

Russian Federation, 29, Nakhichevansky Lane, Rostov-on-Don, 344022

Khalid S. Ibishev

Rostov State Medical University

Author for correspondence.
Email: ibishev22@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2954-842X

Dr. Sc. (Med.), Professor at the Urology and Human Reproductive Health Department (with a Course of Pediatric Urology and Andrology)

Russian Federation, 29, Nakhichevansky Lane, Rostov-on-Don, 344022

Maria A. Pogozhaeva

Rostov State Medical University

Email: m_tapo@mail.ru

Student of the Medical Faculty

Russian Federation, 29, Nakhichevansky Lane, Rostov-on-Don, 344022

Elena A. Sinelnik

Rostov State Medical University

Email: 127pao.ob2@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2201-5065

Assistant at the Pathological Anatomy Department

Russian Federation, 29, Nakhichevansky Lane, Rostov-on-Don, 344022

Mikhail I. Kogan

Rostov State Medical University

Email: dept_kogan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1710-0169

Dr. Sc. (Med.), Professor, Honored Scientist of the Russian Federation, Head of the Urology and Human Reproductive Health Department (with a Course of Pediatric Urology and Andrology)

Russian Federation, 29, Nakhichevansky Lane, Rostov-on-Don, 344022

References

  1. Аitken R.J. COVID-19 and human spermatozoa-Potential risks for infertility and sexual transmission? Andrology. 2021;9(1):48–52.
  2. Kamalov A.A., Mareev V. u., Orlova Ya.A. et al. Androgen status in men with COVID-19 and its relationship with the course of the disease. Moscow urologist. 2021;4:2–3. Russian (Камалов А.А., Мареев В.Ю., Орлова Я.А. и др. Андрогенный статус у мужчин с COVID-19 и его связь с течением заболевания. Московский уролог. 2021;4:2–3).
  3. Ibishev Kh.S., Prokop Ya.O. New coronavirus infection: is it possible to affect men’s reproductive health. Bulletin of Urology. 2022;10(1):128–134. Russian (Ибишев Х.С., Прокоп Я.О. Новая коронавирусная инфекция: возможно ли влияние на репродуктивное здоровье мужчин? Вестник урологии. 2022;10(1):128–134).
  4. Wang S., Zhou X., Zhang T., Wang Z. The need for urogenital tract monitoring in COVID-19. Nat Rev Urol. 2020;17(6):314–315.
  5. Ma L. et al. Effect of SARS-CoV-2 infection upon male gonadal function: a single center-based study. Med Rxiv. 2020 doi: 10.1101/2020.03.21.20037267.
  6. Abobaker A., Raba A.A. Does COVID-19 affect male fertility? World J Urol. 2021;39(3):975–976.
  7. Todorov S.S., Ibishev Kh.S., Vasiliev O.N., Prokop Ya.O. Morphological changes in the testicles of patients with idiopathic infertility who have had a new coronavirus infection (COVID-19). Bulletin of Urology. 2022;10(2):72–77. Russian (Тодоров С.С., Ибишев Х.С., Васильев О.Н., Прокоп Я.О. Морфологические изменения тестикул пациентов с идиопатической инфертильностью, перенесших новую коронавирусную инфекцию (COVID-19). Вестник урологии. 2022;10(2):72–77).
  8. Kidun K.A., Ugolnik T.S. Mitochondrial dysfunction of spermatozoa in the pathogenesis of pathospermia under oxidative stress (literature review). Problems of health and ecology. 2013;2:20–24. Russian (Кидун К.А., Угольник Т.С. Митохондриальная дисфункция сперматозоидов в патогенезе патоспермий при окислительном стрессе (обзор литературы). Проблемы здоровья и экологии. 2013;(2):20–24).
  9. Lukyanova LD. Pharmacology of mitochondrial dysfunctions. Consilium Medicum. 2007;9(8):102–107. Russian (Лукьянова Л.Д. Фармакология митохондриальных дисфункций. Consilium Medicum. 2007;9(8):102–7).
  10. Globa O.V. et al. Clinical polymorphism of mitochondrial dysfunction in children. Modern problems of science and education. 2008;4:52–53. Russian (Глоба О.В. и др. Клинический полиморфизм митохондриальной дисфункции у детей. Современные проблемы науки и образования. 2008;4:52–53).
  11. du Plessis S.S., Agarwal A., Mohanty G., van der Linde M. Oxidative phosphorylation versus glycolysis: what fuel do spermatozoa use? Asian J Androl. 2015;17(2):230–35.
  12. Hayat S.Sh., Kurilo L.F., Chernykh V.B. Mitochondrial DNA copy number in spermatozoa and male fertility. Medical Genetics. 2023;22(12):45–51. Russian (Хаят С.Ш., Курило Л.Ф., Черных В.Б. Купейность митохондриальной ДНК в сперматозоидах и мужская фертильность. Медицинская генетика. 2023;22(12):45–51).
  13. Mannur S, Jabeen T, Khader MA, Rao LSS. Post-COVID-19-associated decline in long-term male fertility and embryo quality during assisted reproductive technology. QJM. 2021;114(5):328–330.
  14. Ibishev Kh.S., Prokop Ya.O., Todorov S.S., Sinelnik E.A., Sizyakin D.V., Kogan M.I. Pathomorphological changes in ejaculate revealed by electron transmission microscopy in patients who had COVID-19. Urologiia. 2025;2:49–54). Russian (Ибишев Х.С., Прокоп Я.О., Тодоров С.С., Синельник Е.А., Сизякин Д.В., Коган М.И. Патоморфологические изменения эякулята, выявленные электронной трансмиссионной микроскопией у пациентов, перенесших COVID-19. Урология. 2025;2:49–54).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Electron microscopy of ejaculate from patient in Group I. Abnormal head shape, residual cytoplasm. ‘Swollen’ mitochondria in the neck without cristae. Electron micrograph, magnification ×30,000.

Download (114KB)
3. Fig. 2. Electron microscopy of ejaculate from patient in Group I. Fragmentation of spermatozoa. Pathological changes in spermatozoa mitochondria. Heterogeneity and fine-grained mitochondria with signs of cristae destruction and vacuolisation. Electron micrograph, magnification ×50,000

Download (112KB)
4. Fig. 3. Electron microscopy of the ejaculate of a patient in Group I. Severe sperm abnormalities. Abnormal head shape, mature chromatin, acrosome with enlarged subacrosomal space. ‘Swollen’ mitochondria in the neck without cristae. Electron micrograph, magnification ×30,000

Download (240KB)

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».