Myo-inositol in the treatment of male factor infertility

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

About 187 million couples worldwide suffer from infertility, with the male factor being diagnosed in 20–70% of cases. The main cause of idiopathic infertility has been recognized as the adverse effects of reactive oxygen species. On the one hand, the cellular antioxidant defense is a highly efficient multilevel system; therefore, the pharmacological targets may vary. On the other hand, antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase, peroxidase) have high activity and specificity, which limits the pharmacological capabilities of direct antioxidants. Indirect methods, such as the normalization of mitochondrial function, are more promising. Mitochondria play a key role in providing energy for sperm motility (one of the main factors of male fertility). Myo-inositol (MI) derivatives involved in cell signaling regulate intracellular Ca2+ ion levels affecting mitochondrial oxidative metabolism and adenosine triphosphate production. Thus, mitochondrial antioxidants are of particular interest for therapeutic strategies. Currently, various routes and regimens of MI use in the treatment of males with oligo-astheno-teratozoospermia (OAT) are being considered in clinical practice. MI-based oral nutraceutical complexes for the treatment of male factor infertility contain both direct and indirect antioxidants. In vitro studies revealed damage to mitochondrial cristae in the sperm intermediate tract in patients with OAT. Experimental studies have demonstrated that mitochondrial structure is restored when sperm are incubated in an MI-containing medium. Clinical studies confirmed that sperm incubation in such an environment leads to increased sperm motility and viability in patients with OAT. Intravaginal administration of MI showed increased total sperm motility and an increased proportion of progressively motile sperm. It is the progressive motility that is considered the best marker for identifying quality and healthy sperm. This type of sperm is usually used for in vitro fertilization techniques. In addition, intravaginal MI administration improved the quality of cervical mucus and reduced its viscosity and crystallization. The effect of intravaginal MI on cervical mucus can be considered as an additional independent factor in increasing fertility.

About the authors

Evgenia V. Shikh

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: shikh_e_v@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0001-6589-7654
SPIN-code: 2397-8414

D. Sci. (Med.), Prof.

Russian Federation, Moscow

Ludmila Yu. Grebenshikova

Bakunina Regional Clinical Perinatal Center

Email: ludmilazdrav@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2815-1882

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Tver

Olga V. Zhukova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: zhukova_o_v_1@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-0994-2833

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Alina A. Bagdasaryan

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: alina8bagdasaryan@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3994-8766

Аssistant

Russian Federation, Moscow

References

  1. Agarwal A, Majzoub A, Parekh N, Henkel R. A Schematic Overview of the Current Status of Male Infertility Practice. World J Mens Health. 2020;38(3):308-22. doi: 10.5534/wjmh.190068
  2. Баженов И.В., Филиппова Е.С. Роль окислительного стресса в патогенезе мужского бесплодия. Эффективная фармакотерапия. Урология и Нефрология. 2018;29(3-4):50-8 [Bazhenov IV, Filippova YeS. Role of Oxidative Stress in the Male Infertility Pathogenesis. Effektivnaia farmakoterapiia. Urologiia i Nefrologiia. 2018;29(3-4):50-8 (in Russian)].
  3. Овчинников Р.И. Мужское бесплодие, связанное с окислительным стрессом сперматозоидов: патогенез и терапевтический подход. Медицинский совет. 2022;(5):46-53 [Ovchinnikov RI. Male infertility associated with oxidative stress of spermatozoa: pathogenesis and therapeutic approach. Meditsinskiy sovet=Medical Council. 2022;(5):46-53 (in Russian)]. doi: 10.21518/2079-701X-2022-16-5-46-53
  4. Ефремов Е.А., Касатонова Е.В., Мельник Я.И. Антиоксидантная терапия мужского бесплодия как возможность улучшить исходы вспомогательных репродуктивных технологий. Эффективная фармакотерапия. Урология и нефрология. Спецвыпуск «Мужское здоровье». 2017;22:32-43 [Yefremov YeA, Kasatonova YV, Melnik YaI. Opportunities of Antioxidant Therapy in Males for Improving Outcome of Assisted Reproductive Technologies. Effective Pharmacotherapy. Urology and Nephrology. Special Issue “Men's Health”. 2017;22:32-43 (in Russian)].
  5. Gupta S, Malhotra N, Sharma D, et al. Oxidative Stress and its Role in Female Infertility and Assisted Reproduction: Clinical Implications. Int J Fertil Steril. 2009;2(4):147-64. doi: 10.22074/IJFS.2009.45727
  6. Щулькин А.В. Современные представления об антигипоксическом и антиоксидантном эффектах мексидола. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2018;118(12-2):87-93 [Shchulkin AV. A modern concept of antihypoxic and antioxidant effects of mexidol. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova. 2018;118(12-2):87-93 (in Russian)]. doi: 10.17116/jnevro201811812287
  7. Мартусевич А.К., Карузин К.А., Самойлов А.С. Антиоксидантная терапия: современное состояние, возможности и перспективы. Биорадикалы и антиоксиданты. 2018;5(1):5-23 [Martusevich AK, Karuzin KA, Samoilov AS. Antioksidantnaia terapiia: sovremennoe sostoianie, vozmozhnosti i perspektivy. Bioradikaly i antioksidanty. 2018;5(1):5-23 (in Russian)].
  8. Чекман И.С., Беленичев И.Ф., Горчакова Н.А., и др. Антиоксиданты: клинико-фармакологический аспект. Український медичний часопис. 2014;1(99):22-8 [Chekman IS, Belenichev IF, Gorchakova NA. Antioxidants: clinical and pharmacological aspects. Ukraїns'kii medichnii chasopis. 2014;1(99):22-8 (in Russian)].
  9. Scatena R, Bottoni P, Giardina B. Advances in Mitochondrial Medicine. NYC: Springer. 2012; 461 p.
  10. De Luca MN, Colone M, Gambioli R, et al. Oxidative Stress and Male Fertility: Role of Antioxidants and Inositols. Antioxidants (Basel). 2021;10(8):1283. doi: 10.3390/antiox10081283
  11. Condorelli RA, La Vignera S, Bellanca S, et al. Myoinositol: does it improve sperm mitochondrial function and sperm motility? Urology. 2012;79(6):1290-5. doi: 10.1016/j.urology.2012.03.005
  12. Colone M, Marelli G, Unfer V, et al. Inositol activity in oligoasthenoteratospermia – an in vitro study. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2010;14(10):891-6.
  13. Montanino Oliva M, Minutolo E, Lippa A, et al. Effect of myoinositol and antioxidants on sperm quality in men with metabolic syndrome. Int J Endocrinol. 2016;2016:1674950. doi: 10.1155/2016/1674950
  14. Condorelli RA, La Vignera S, Mongioì LM, et al. Myo-inositol as a male fertility molecule: speed them up! Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017;21(2 Suppl):30-5.
  15. Pallotti F, Cargnelutti F, Senofonte G, et al. In vitro effects of myo-inositol on normokinetic human semen samples with nonlinear motility. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019;23(23):10557-63. doi: 10.26355/eurrev_201912_19697
  16. Facchinetti F, Appetecchia M, Aragona C, et al. Experts’ opinion on inositols in treating polycystic ovary syndrome and non-insulin dependent diabetes mellitus: a further help for human reproduction and beyond. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2020;16(3):255-74. doi: 10.1080/17425255.2020.1737675
  17. Dinicola S, Unfer V, Facchinetti F, et al. Inositols: From Established Knowledge to Novel Approaches. Int J Mol Sci. 2021;22(19):10575. doi: 10.3390/ijms221910575
  18. Aquila S, Guido C, Santoro A, et al. Rimonabant (SR141716) induces metabolism and acquisition of fertilizing ability in human sperm. Br J Pharmacol. 2010;159(4):831-41. doi: 10.1111/j.1476-5381.2009.00570.x
  19. Aquila S, Middea E, Catalano S, et al. Human sperm express a functional androgen receptor: effects on PI3K/AKT pathway. Hum Reprod. 2007;22(10):2594-605. doi: 10.1093/humrep/dem243
  20. Bernecic NC, Zhang M, Gadella BM, et al. BODIPY-cholesterol can be reliably used to monitor cholesterol efflux from capacitating mammalian spermatozoa. 2019;9(1):9804. doi: 10.1038/s41598-019-45831-7
  21. Rago V, De Rose D, Santoro M, et al. Human Sperm Express the Receptor for Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1), Which Affects Sperm Function and Metabolism. Endocrinology. 161(4):bqaa031. doi: 10.1210/endocr/bqaa031
  22. De Amicis F, Perrotta I, Santoro M, et al. Human sperm anatomy: different expression and localization of phosphatidylinositol 3-kinase in normal and varicocele human spermatozoa. Ultrastruct Pathol. 2013;37(3):176-82. doi: 10.3109/01913123.2013.763881
  23. Santoro M, Aquila S, Russo G. Sperm performance in oligoasthenoteratozoospermic patients is induced by a nutraceuticals mix, containing mainly myo-inositol. Syst Biol Reprod Med. 2021;67(1):50-63. doi: 10.1080/19396368.2020.1826067
  24. Korosi T, Barta C, Rokob K, Torok T. Physiological Intra-Cytoplasmic Sperm Injection (PICSI) outcomes after oral pretreatment and semen incubation with myo-inositol in oligoasthenoteratozoospermic men: results from a prospective, randomized controlled trial. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2017;21(2 Suppl):66-72.
  25. Akbari Sene A, Tabatabaie A, Nikniaz H, et al. The myo-inositol effect on the oocyte quality and fertilization rate among women with polycystic ovary syndrome undergoing assisted reproductive technology cycles: a randomized clinical trial. Arch Gynecol Obstet. 2019;299(6):1701-7. doi: 10.1007/s00404-019-05111-1
  26. Regidor P-A, Schindler AE, Lesoine B, Druckman R. Management of women with PCOS using myo-inositol and folic acid. New clinical data and review of the literature. Horm Mol Biol Clin Investig. 2018;34(2):20170067. doi: 10.1515/hmbci-2017-0067
  27. Formuso C, Stracquadanio M, Ciotta L. Myo-inositol vs. D-chiro inositol in PCOS treatment. Minerva Ginecol. 2015;67(4):321-5.
  28. Morgante G, Massaro MG, Di Sabatino A, et al. Therapeutic approach for metabolic disorders and infertility in women with PCOS. Gynecol Endocrinol. 2018;34(1):4-9. doi: 10.1080/09513590.2017.1370644
  29. Le Donne M, Metro D, Alibrandi A, et al. Effects of three treatment modalities (diet, myoinositol or myoinositol associated with D-chiro-inositol) on clinical and body composition outcomes in women with polycystic ovary syndrome. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019;23(5):2293-301. doi: 10.26355/eurrev_201903_17278
  30. Greene ND, Leung KY, Copp AJ. Inositol, neural tube closure and the prevention of neural tube defects. Birth Defects Res. 2017;109(2):68-80. doi: 10.1002/bdra.23533
  31. Montanino Oliva M, Poverini R, Lisi R, et al. Treating woman with myo-inositol vaginal suppositories improves partner's sperm motility and fertility. Int J Endocrinol. 2016;2016:7621942. doi: 10.1155/2016/7621942
  32. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. World Health Organization, 5th ed. 2010.
  33. Montanino Oliva M, Buonomo G, Carra MC, et al. Myo-inositol impact on sperm motility in vagina and evaluation of its effects on foetal development. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020;24(5):2704-9. doi: 10.26355/eurrev_202003_20540

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2022 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

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».