Корреляция уровня цинка в спермоплазме с характеристиками фертильности эякулята человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Цинк имеет важное значение для нормального функционирования мужской репродуктивной системы. Данные о диагностическом значении определения цинка в спермоплазме человека и взаимосвязи его уровня с основными параметрами фертильности спермы носят противоречивый характер.

Цель исследования — изучение корреляций уровня цинка в спермоплазме с характеристиками спермограммы.

Методы. Исследована сперма мужчин репродуктивного возраста (n=486, средний возраст 33,07±3,03 года). В образцах спермы кроме стандартной спермограммы были выполнены MAR-тесты (IgA, IgG и IgM), проведена оценка степени фрагментации ДНК сперматозоидов и взаимодействия сперматозоидов с гиалуроновой кислотой; определены активность акрозина и нейтральной альфа-глюкозидазы, уровни лимонной кислоты, фруктозы и гликоделина; исследован уровень активных форм кислорода. Определение уровня цинка в спермоплазме проведено стандартным спектрофотометрическим методом c хромогеном 5-Br-PAPS. Для корреляционного анализа использована формула Пирсона. Исследование проводилось с 2018 г. по май 2022 г., однократно.

Результаты. Выявлена достоверная отрицательная корреляция уровня цинка в спермоплазме с возрастом мужчин (r=-0,16; p <0,001). Уровень цинка в спермоплазме слабоотрицательно коррелировал со временем разжижения и вязкостью спермы. Положительная корреляция была с количеством сперматозоидов (r=0,13; p <0,01) и их подвижностью (r=0,38; p <0,00001). Уровень цинка в спермоплазме отрицательно коррелировал со степенью фрагментации ДНК сперматозоидов и количеством активных форм кислорода, а с тестом на связывание сперматозоидов с гиалуроновой кислотой — положительно.

Заключение. Уровень цинка в спермоплазме достоверно коррелирует с рядом физиологических и биохимических характеристик спермы. Полученные данные позволяют рекомендовать определение цинка в спермоплазме не только для оценки функциональной активности предстательной железы, но и для диагностики фертильности эякулята, а также оптимизировать терапию цинксодержащими препаратами и улучшить контроль над эффективностью проводимого лечения.

Об авторах

Дмитрий Леонидович Луцкий

Астраханский государственный медицинский университет; Лаборатория «ДИАМЕД-экспресс» ООО «РЕПРОДИАМЕД»

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitry.lutsky@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-1412-3322

д.м.н., доцент

Россия, Астрахань; Астрахань

Аделя Мукминовна Луцкая

Астраханский государственный медицинский университет; Лаборатория «ДИАМЕД-экспресс» ООО «РЕПРОДИАМЕД»

Email: amm80@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-7094-6331

к.м.н., ассистент

Россия, Астрахань; Астрахань

Рамиль Мукминович Махмудов

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: ramilmahmudov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8565-4788
Россия, Москва

Елена Валентиновна Палкина

Александро-Мариинская областная клиническая больница

Email: krdlab@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0001-8316-7989
Россия, Астрахань

Андрей Иванович Полунин

Областной кожно-венерологический диспансер

Email: v.pankratenkova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3491-8349
SPIN-код: 3218-6090

к.м.н.

Россия, Астрахань

Список литературы

  1. Wong WY, Flik G, Groenen PM, et al. The impact of calcium, magnesium, zinc, and copper in blood and seminal plasma on semen parameters in men. Reprod Toxicol. 2001;15(2):131–136. doi: 10.1016/s0890-6238(01)00113-7
  2. Palani AF, Alshatteri AH. Impact of trace elements in the seminal plasma on sperm quality in infertile men. ZJPAS. 2017;29(4): 150–156. doi: 10.21271/ZJPAS.29.s4.18
  3. Hashemi MM, Behnampour N, Nejabat M, et al. Impact of seminal plasma trace elements on human sperm motility parameters. J Intern Med. 2018;56(1):15–20. doi: 10.1515/rjim-2017-0034
  4. Khan MS, Zaman S, Sajjad M, et al. Assessment of the level of trace element zinc in seminal plasma of males and evaluation of its role in male infertility. Int J Appl Basic Med Res. 2011;1(2): 93–96. doi: 10.4103/2229-516X.91152
  5. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen. 6th ed. Geneva: WHO Press; 2021. 276 p.
  6. Skalny AV, Aschner M, Tinkov AA. Zinc. Adv Food Nutr Res. 2021;96:251–310. doi: 10.1016/bs.afnr.2021.01.003
  7. Fallah A, Mohammad-Hasani A, Colagar A. Zinc is an essential element for male fertility: A review of Zn roles in men’s health, germination, sperm quality, and fertilization. J Reprod Infertil. 2018;19(2):69–81.
  8. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. Москва: Медицина, 1991. 496 с. [Avtsyn AP, Zhavoronkov AA, Rish MA, Strochkova LS. Human microelementoses: etiology, classification, organopathology. Moscow: Medicina; 1991. 496 р. (In Russ).]
  9. Brown KH, Rivera JA, Bhutta Z, et al. International Zinc Nutrition Consultative Group (IZiNCG) technical document #1. Assessment of the risk of zinc deficiency in populations and options for its control. Food Nutr Bull. 2004;25(1 Suppl 2):S99–203.
  10. Сальникова Е.В. Потребность человека в цинке и его источники // Микроэлементы в медицине. 2016. Т. 17, № 4. С. 11–15. [Salnikova EV. Human needs for zinc and its sources. Trace elements med. 2016;17(4):11–15. (In Russ).] doi: 10.19112/2413-6174-2016-17-4-11-15
  11. Полунин А.И., Мирошников В.М., Николаев А.А., и др. Использование препарата цинка в лечении мужской субфертильности // Микроэлементы в медицине. 2001. Т. 2, № 4. С. 44–46. [Polunin AI, Miroshnikov VM, Nikolaev AA, et al. The use of zinc preparation in the treatment of male subfertility. Trace elements med. 2001;2(4):44–46. (In Russ).]
  12. Allouche-Fitoussi D, Breitbart H. The role of zinc in male fertility. Int J Mol Sci. 2020;21(20):7796. doi: 10.3390/ijms21207796
  13. Осадчук Л.В., Даниленко А.Д., Осадчук А.В. Влияние цинка на мужскую фертильность // Урология. 2021. № 5. С. 84–93. [Osadchuk LV, Danilenko AD, Osadchuk AV. The effect of zinc on male fertility. Urologiya. 2021;(5):84–93. (In Russ).] doi: 10.18565/urology.2021.5.84-93
  14. Fuse H, Kazama T, Ohta S, Fujiuchi Y. Relationship between zinc concentrations in seminal plasma and various sperm parameters. Int Urol Nephrol. 1999;31(3):401–408. doi: 10.1023/a:1007190506587
  15. Chia SE, Ong CN, Chua LH, et al. Comparison of zinc concentrations in blood and seminal plasma and the various sperm parameters between fertile and infertile men. J Androl. 2000;21(1):53–57.
  16. Zhao RP, Xiong CL. [Zinc content analysis in serum, seminal plasma and spermatozoa of asthenozoospermic and oligoasthenozoospermic patients.] Zhonghua Nan Ke Xue. 2005; 11(9):680–682. (In Chinese).
  17. Colagar AH, Marzony ET, Chaichi MJ. Zinc levels in seminal plasma are associated with sperm quality in fertile and infertile men. Nutr Res. 2009;29(2):82–88. doi: 10.1016/j.nutres.2008.11.007
  18. Abdul-Rasheed OF. The relationship between seminal plasma zinc levels and high molecular weight zinc binding protein and sperm motility in Iraqi infertile men. Saudi Med J. 2009;30(4):485–489.
  19. Dissanayake D, Wijesinghe P, Ratnasooriya W, Wimalasena S. Relationship between seminal plasma zinc and semen quality in a subfertile population. J Hum Reprod Sci. 2010;3(3):124–128. doi: 10.4103/0974-1208.74153
  20. Atig F, Raffa M, Habib BA, et al. Impact of seminal trace element and glutathione levels on semen quality of Tunisian infertile men. BMC Urology. 2012;12(6):1–8. doi: 10.1186/1471-2490-12-6
  21. Sundaram V, Srinivas M, Gurunathan J, et al. Influence of trace elements and their correlation with semen quality in fertile and infertile subjects. Turk J Med Sci. 2013;43(6):1000–1007. doi: 10.3906/sag-1211-54
  22. Зиганшин О.Р., Гизингер О.А., Францева О.В. Снижение цинка в семенной жидкости как фактор нарушения фертильности у пациентов с хламидийным поражением мочеполовой системы // Клиническая дерматология и венерология. 2016. Т. 15, № 4. С. 42–47. [Ziganshin OR, Gizinger OA, Frantseva OV. Decrease in zinc level in the semen as a factor of impaired fertility in patients with Chlamydial infection of the genitourinary system. Clin Dermatol Venereol. 2016;15(4):42–47. (In Russ).] doi: 10.17116/klinderma201615442-47
  23. Ниткин Д.М., Ракевич М.В., Коледа А.Г., и др. Характеристика репродуктивного потенциала эякулята в зависимости от антропометрического статуса и метаболического состояния организма мужчин фертильного возраста // Лабораторная диагностика. Восточная Европа. 2018;7(4):517–526. [Nitkin DM, Rakevich MV, Koleda AG, et al. Characteristics of the reproductive potential of ejaculate depending on anthropometric status and metabolic condition of the organism of fertile men. Laboratory diagnostics. Eastern Europe. 2018;7(4): 517–526. (In Russ).]
  24. Milostić-Srb A, Včev A, Tandara M, et al. Importance of zinc concentration in seminal fluid of men diagnosed with infertility. Acta Clin Croat. 2020;59(1):154–160. doi: 10.20471/acc.2020.59.01.19
  25. Aljaser F, Tabassum H, Fatima S, et al. Effect of trace elements on the seminal oxidative status and correlation to sperm motility in infertile Saudi males. Saudi J Biol Sci. 2021;28(8):4455–4460. doi: 10.1016/j.sjbs.2021.04.042
  26. Bazid HA, Attia AM, Yousef AM, et al. Evaluating the serum and seminal plasma levels of zinc and cadmium in smokers and their relation to the semen parameters. Biol Trace Elem Res. 2022;200(3):1002–1009. doi: 10.1007/s12011-021-02720-3
  27. Johnsen O, Eliasson R. Evaluation of a commercially available kit for the colorimetric determination of zinc in human seminal plasma. Int J Androl. 1987;10(2):435–440. doi: 10.1111/j.1365-2605.1987.tb00216.x
  28. Ших Е.В., Махова А.А., Мандыч Д.В. Влияние лекарственных средств на мужскую фертильность. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2018. 128 с. [Shikh EV, Makhova AA, Mandych DV. Influence of medicinal products on male fertility. Moscow: GEOTAR-Media; 2018. 128 р. (In Russ).]
  29. Луцкий Д.Л., Николаев А.А., Луцкая А.М. Руководство по исследованию эякулята человека: монография. Астрахань: Астраханский государственный медицинский университет, 2022. 215 с. [Lucky DL, Nikolaev AA, Luckaya AM. Guide to the study of human ejaculate: Monograph. Astrakhan: Astrakhan State Medical University; 2022. 215 p. (In Russ).]
  30. Elgazar V, Razanov V, Stoltenberg M, et al. Zinc-regulating proteins, ZnT-1, and metallothionein I/II are present in different cell populations in the mouse testis. J Histochem Cytochem. 2005;53(7):905–912. doi: 10.1369/jhc.4A6482.2005
  31. Taravati A, Tohidi F. Association between seminal plasma zinc level and asthenozoospermia: A meta-analysis study. Andrologia. 2016;48(6):646–653. doi: 10.1111/and.12494
  32. Foresta C, Garolla A, Cosci I, et al. Role of zinc trafficking in male fertility: From germ to sperm. Hum Reprod. 2014;29(6): 1134–1145. doi: 10.1093/humrep/deu075
  33. Allouche-Fitoussi D, Bakhshi D, Breitbart H. Signaling pathways involved in human sperm hyperactivated motility stimulated by Zn. Mol Reprod Dev. 2018;85(6):543–556. doi: 10.1002/mrd.22996
  34. Balbach M, Beckert V, Hansen JN, Wachten D. Shedding light on the role of cAMP in mammalian sperm physiology. Mol Cell Endocrinol. 2018;468:111–120. doi: 10.1016/j.mce.2017.11.008
  35. Allouche-Fitoussi D, Bakhshi D, Breitbart H. Signaling pathways involved in human sperm hyperactivated motility stimulated by Zn. Mol Reprod Dev. 2019;86(5):502–515. doi: 10.1002/mrd.23128
  36. Michailov Y, Ickowicz D, Breitbart H. Zn2+-stimulation of sperm capacitation and of the acrosome reaction is mediated by EGFR activation. Dev Biol. 2014;396(2):246–255. doi: 10.1016/j.ydbio.2014.10.009
  37. Roy B, Baghel RP, Mohanty TK, Mondal G. Zinc and male reproduction in domestic animals: A review. Indian J Anim Nutr. 2013;30(4):339–350.
  38. Николаев А.А., Кузнецова М.Г. Ферроптоз в репродуктивной системе // Проблемы репродукции. 2022. Т. 28, № 5. С. 65–71. [Nikolaev AA, Kuznetsova MG. Ferroptosis in the reproductive system. Russ J Human Reproduction. 2022; 28(5):65–71. (In Russ).] doi: 10.17116/repro20222805165
  39. Луцкий Д.Л., Луцкая А.М., Махмудов Р.М. Исследование эякулята и его компонентов в диагностике воспалительных заболеваний мужской репродуктивной системы. Часть 1 // Проблемы репродукции. 2011. Т. 17, № 1. С. 83–87. [Lutsky DL, Makhmudov RM, Lutskaya AM. Parameters of ejaculate in men with inflammatory diseases of reproductive system. Part 1. Russ J Human Reproduction. 2011;17(1):83–87. (In Russ).]
  40. Полунин А.И., Мирошников В.М., Луцкий Д.Л., Николаев А.А. Хронический неспецифический простатит и уретрит: современные вопросы диагностики и лечения. Астрахань: АГМА, 2001. 194 с. [Polunin AI, Miroshnikov VM, Lutsky DL, Nikolaev AA. Chronic nonspecific prostatitis and urethritis: Modern issues of diagnosis and treatment. Astrakhan: AGMA; 2001. 194 p. (In Russ).]
  41. Cui D, Han G, Shang Y, et al. The effect of chronic prostatitis on zinc concentration of prostatic fluid and seminal plasma: A systematic review and meta-analysis. Curr Med Res Opin. 2015;31(9):1763–1769. doi: 10.1185/03007995.2015.1072707
  42. Луцкий Д.Л., Луцкая А.М., Выборнов С.В., Махмудов Р.М. Биохимическое и морфофункциональное исследование спермы мужчин, инфицированных антибиотикорезистентными штаммами Ureaplasma urealyticum // Клиническая практика. 2021. Т. 12, № 2. C. 21–29. [Lutsky DL, Lutskaya AM, Vybornov SV, Makhmudov RM. A biochemical and morphofunctional study of the sperm of men infected with antibiotic-resistant strains of ureaplasma. J Clin Practice. 2021;12(2):21–29. (In Russ).] doi: 10.17816/clinpract71584
  43. Shcherbitskaia AD, Komarova EM, Milyutina YP, et al. Oxidative stress markers and sperm DNA fragmentation in men recovered from COVID-19. Int J Mol Sci. 2022;23(17):10060. doi: 10.3390/ijms231710060
  44. Луцкий Д.Л., Махмудов Р.М., Луцкая А.М., и др. Влияние бессимптомного и легкого течения COVID-19 на характеристики спермы // Клиническая практика. 2022. Т. 13, № 3. C. 17–24. [Lutsky DL, Makhmudov RM, Lutskaya AM, et al. The impact of asymptomatic and mild COVID-19 on sperm characteristics. J Clin Practice. 2022;13(3):17–24. (In Russ).] doi: 10.17816/clinpract109001
  45. Nguyen TT, Trieu TS, Tran TO, Luong TL. Evaluation of sperm DNA fragmentation index, Zinc concentration and seminal parameters from infertile men with varicocele. Andrologia. 2019; 51(2):e13184. doi: 10.1111/and.13184
  46. Khadivi F, Razavi S, Hashemi F. Protective effects of zinc on rat sperm chromatin integrity involvement: DNA methylation, DNA fragmentation, ubiquitination and protamination after bleomycin etoposide and cis-platin treatment. Theriogenology. 2020;142:177–183. doi: 10.1016/j.theriogenology.2019.09.039
  47. Kerns K, Zigo M, Drobnis EZ, et al. Zinc ion flux during mammalian sperm capacitation. Nat Commun. 2018;9(1):2061. doi: 10.1038/s41467-018-04523-y
  48. Kerns K, Sharif M, Zigo M, et al. Sperm cohort-specific zinc signature acquisition and capacitation-induced zinc flux regulate sperm-oviduct and sperm-zona pellucida interactions. Int J Mol Sci. 2020;21(6):2121. doi: 10.3390/ijms21062121
  49. Mankad M, Sathawara NG, Doshi H, et al. Seminal plasma zinc concentration and alpha-glucosidase activity with respect to semen quality. Biol Trace Elem Res. 2006;110(2):97–106. doi: 10.1385/BTER:110:2:97

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Взаимосвязь уровня цинка с параметрами спермоплазмы по данным литературы. Частота выявления взаимосвязи с количеством (a); морфологией (б) и подвижностью (в) сперматозоидов; (г) — методы определения цинка в спермоплазме.

3. Рис. 2. Средний уровень цинка в спермоплазме у мужчин разных возрастных групп.


© Луцкий Д.Л., Луцкая А.М., Махмудов Р.М., Палкина Е.В., Полунин А.И., 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах