CC BY
89
УДК 612.663.53 DOI: 10.22141/2224-0721.14.3.2018.136428
Лучицький B.C., Лучицький C.B., Зубкова Г.А., Рибальченко В.М., Складанна I.I., Гулеватий С.В.
ДУ «1нститутэндокринологи та обмнуречовин 1м. В.П. Комсаренка НАМН Укра'Тни», м. КиТв, УкраТна
Фрагментащя ДНК сперматозо'шв у чоловЫв i3 безплшдям (огляд лтератури)
For cite: Miznarodnij endokrinologicnij zurnal. 2018;14(3):285-290. doi: 10.22141/2224-0721.14.3.2018.136428
Резюме. В оглядi лтератури анал'зуються дан щодо порушення фрагментаци ДНК сперматозо)'^в та механ'зм'ш пошкодження цл'юност! ДНК у чоловШв '¡з безплддям. Наведен основн: теорп молекулярних механ'зм'ш пошкождення ДНК та порушення хроматину сперматозодв. Загальновизнаними факторами, окр':м вроджених вад розвитку та статевих ¡нфекцй, варкоцеле та п'юсперм'И, що впливають на стан ре-продуктивно)' функцп чолов'чого органзму, е несприятлив'1 чинники зовншнього середовища. Одним '¡з механ'зм'ш пошкодження цтюност'I ДНК сперматозоидов е висок р'шн'! активних форм кисню. В оглядi наведено дан щодо можливо)' захисно)' ролi антиоксидант'в для лкування та запобгання пошкодженням ДНК. Зроблено висновок, що тестування пошкоджень ДНК сперматозощю та селекция непошкоджених сперма-тозо)'д1в повинн бути застосован як частина дагностичних та лкувальних метод '1в у пар, як страждають вд безпл'1ддя та повторних. викидн':в.
Ключовi слова: сперматозоди; безпл'!ддя; фрагментац':я ДНК; антиоксиданти; хроматин
—1 ' ,—1 ® Огляд лiтератури
b
— /Literature Review/
International Journal of Endocrinology
Порушення репродуктивно! функцп в чоловЫв е вагомим фактором у CTpyKTypi подружнього без-плщдя. За деякими даними, i3 врахуванням комбь нованих причин, при неспроможност пари зачати дитину чоловiчий фактор може досягати 50 % ви-падюв [1]. Загальновизнаними факторами, о^м вроджених вад розвитку та статевих шфекцш, що впливають на стан репродуктивно! функцп чоловь чого оргашзму, вважаються несприятливi чинники зовшшнього середовища та деякою мiрою шволю-тивш змши. Спостерпаеться тенденцiя до щорiч-ного збшьшення кшькосп пар, яю звертаються до допом1жних репродуктивних технологiй (ДРТ), i, за деякими даними, цей прирют становить 4 % на рж. Одним з основних методiв ДРТ е штрацитоплазма-тична iн'екцiя сперматозощв в яйцеклгтину (ICSI). Ще! процедури зазнають близько 30 % ж1нок, яю не можуть завагiтнiти природним шляхом.
Рутинний аналiз сперми залишаеться основним методом дiагностики чоловiчого безплщдя. Дiа-гностика неплiдностi в чоловiкiв базуеться на мор-фофункцiональних показниках сперми, включаючи
об'ем, показники рН, концентрацго сперматозощв в 1 мл та всьому об'eмi сперми, рухливiсть та морфо-логiю сперматозощв, число лейкоципв й аглютина-цiю. У рекомендац1ях Всесвггньо1 оргашзацп охоро-ни здоров'я з кожним новим виданням (на сьогодш ми маемо п'яте) зменшуються нормативнi морфо-функцiональнi показники. Однак рутинний аналiз сперми не завжди дае змогу поставити остаточний дiагноз, оскшьки приблизно в 15 % чоловтв iз без-плщдям морфофункцiональнi показники сперми вщповщають нормальним величинам [2]. Одшею з причин цього феномена можуть бути структурш порушення сперматозощв на молекулярному рiвнi [3]. Групою вчених було проведено дослiдження аналь зiв сперми (двократно) для ощнки чоловiчого фактора в 765 шфертильних та 696 фертильних пар вь ком 20—55 рокiв [4]. У бшьшосп пар з щюпатичною формою безплщдя можуть спостерiгатися проблеми чоловiчого чинника фертильностi, спричиненi тд-вищеними пошкодженнями ДНК сперматозощв, щ данi можуть бути корисними для планування по-дальшого лiкування [5].
© «Ммнародний ендокринологiчний журнал» / «Международный эндокринологический журнал» / «International Journal of Endocrinology» («Miznarodnij endokrinologicnij zurnal»), 2018 © Видавець Заславський О.Ю. / Издатель Заславский А.Ю. / Publisher Zaslavsky O.Yu., 2018
Для кореспонденци: Лучицький В£, ДУ «1нститут ендокринологита обмiну речовин iM. В.П. Комiсаренка НАМН УкраТни», вул. Вишгородська, 69, м. КиТв, 04114, УкраТна; e-mail: redact@i.ua For correspondence: V.Ye. Luchytsky, State Institution"V.P Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine', Vyshgorodska st., 69, Kyiv, 04114, Ukraine; e-mail: redact@i.ua
Загальноприйнятий аналiз сперми може показа-ти нормальш параметри за наявностi високих piB-шв пошкодження ДНК сперматозощв [6, 7]. Деяю автори оскаржують переваги додатково! шформа-цп для безплщних пар [8], однак е даш, що для бшь-шостi пар важливо знати причину неплiдностi [5]. У европейському багатоцентровому дослщженш продемонстровано iстотно високий ризик викиднiв у пар, у яких вiк жшок був > 35 рокiв, а чоловтв > 40 рокiв [9]. Рашше було доведено, що в чоловь кiв старших вiкових груп вищi рiвнi пошкодження ДНК сперматозощв [10]. Можливiсть продукцп анеуплощних ембрюшв була вищою в старших чо-ловiкiв [11], а також вони мали вищу частоту хро-мосомних аберацiй [12]. Яйцеклiтина може усунути пошкодження сперматозоида, але це залежить вiд рiзних факторiв: типу ушкодження ДНК, процента сперматозощв з ушкодженнями ДНК та якостi яйцеклггини. Так само вiдомо, що вж жiнки може впливати на здатшсть ооцита вiдновлювати част-ково пошкоджеш дiлянки ДНК сперматозоида, ця властивють може бути ослабленою в яйцеклггинах старших жiнок [12].
Доведено, що оксидативний стрес е вагомим чинником чоловiчого безплщдя [13]. Спонтаннi викиднi (аборти) спостерпаються в 10—15 % ва-гiтностей у нормальнiй фертильнiй популяцп, але вiрогiдно частiше в субфертильних пар [14, 15]. Цшсшсть ДНК сперматозощв е важливою де-термшантою нормально! фертилiзацп та розвитку ембрюна. Однак сперматозощи з пошкодженнями ДНК здатш заплiднити яйцеклiтину [2], i цей факт пояснюе ефект заплщнення при процедурi IVF та ICSI навиъ при пiдвищених показниках фрагмен-тацп ДНК сперми [16—18]. Бшьш висок1 показники пошкодження ДНК вщзначалися в еякульованих сперматозоидах пор1вняно з1 сперматозоидами з яе-чок. Це шдтвержуе гiпотезу, що 61льш1 пошкодження ДНК у сперматозоидах вщбуваються переважно на посттестикулярному р1вн1 [19]. Останшми до-слiдженнями доведено бшьш високий вщсоток по-шкоджень ДНК сперматозощв у сперм! безплщних чоловтв пор1вняно з фертильними [4, 20]. Бшьше того, висок1 показники пошкодження ДНК сперматозощв у безплщних чоловЫв корелюють !з пониженими значеннями к1лькост1, рухливост1 та патологiчних форм сперматозощв [21]. Щ факти дають можлив1сть припустити, що ц1л1сн1сть ДНК сперматозощв може бути маркером чолов1чо! фер-тильност1.
Хроматин сперматозощв ссавщв мае ушкаль-ну структуру — високооргашзовану, ущiльнену й упаковану, що дозволяе захистити генофонд батька п1д час транспортування через чолов1ч1 та жшо-ч1 репродуктивнi шляхи [22]. Батьювський геном доставляеться у форм^ що дозволяе розвивати ембрiон та точно передавати генетичну шфор-мацш [23]. Необхiдно вiдзначити, що хроматин сперматозощв чоловжа е менш компактним, н1ж у ссавцiв, тому ДНК у них бшьш сприйнятлива до пошкоджень.
1снують декшька píbhíb порушення хроматину сперматозощв: пошкодження цшсносп ДНК та ii розриви; дефекти ядерного бшка; струкгурн1 анома-лп хроматину [24]. Ет1олог1чн1 чинники, що можуть призводити до порушення фрагментацй ДНК сперматозоида та/або порушення цшсносп хроматину, численн1: чинники довкшля (опром1нення, курш-ня) [25]; патолопчш стани (лейкоцитосперм1я, ва-рикоцеле, онколопчш захворювання [26]; ятрогенн1 (кр1оконсервац1я сперми) [27].
Розглядаються три основн1 теорп молекуляр-них механ1зм1в пошкодження ДНК сперматозощв та/або порушень хроматину — аномали упаковки хроматину; реактивш види кисню; апоптоз.
Аномалп упаковки хроматину: пщ час спермю-генезу хроматин сперматозощв ремоделюеться, i цьому сприяе скоординоване ослаблення хроматину, що призводить до продукцп тимчасових нЫв (nicks) у ДНК сперми. До завершення спермюгене-зу й еякуляцп тимчасов1 н1ки в1дновлюються. Однак якщо вони не вщновлюються, то в сперматозоидах може бути наявний зайвий фрагмент ДНК [28]. Пошкодження ДНК сперматозощв може асощювати-ся з пщвищеними р1внями активних форм кисню (ROS). Активш форми кисню вщграють важливу роль у дозр1ванш i функц1онуванн1 сперматозоь д1в [29]. У с1м'янш плазм1 м1стяться антиоксидан-ти, як1 необх1дн1 для захисту ДНК сперматозощв [30]. Однак при утворенш надм1рних к1лькостей ROS, що продукуються за межами с1м'яно^ плазми i чолов1чого репродуктивного тракту, розвиваеться пошкодження ДНК сперматозощв [31]. Виявле-на позитивна кореляц1я м1ж фрагментащею ДНК сперматозощв i к1льк1стю ROS [32]. Основним джерелом ROS у сперм1 е лейкоцити та сам1 спер-матозощи [33]. Лейкоцитосперм1я та збереження залишково^ цитоплазми всередин1 сперматозощв (аномальна морфолопя головки), що пов'язаш з1 зб1льшенням пошкодження ДНК сперматозощв, ймов1рно, е вторинними щодо тдвищеного р1вня ROS, продукованого цими клиинами [31, 32]. Ра-н1ше було встановлено, що п1двищений р1вень ROS у сперм1 спостер1гався у 25 % безплщних чолов1к1в. Абортивний апоптоз може також бути причиною пошкодження ДНК сперматозощв [34]. Апоптоз в яечках необхвдний для запоб1гання надлишков1й продукцп сперматозощв та виб1рковому руйну-ванню пошкоджених кл1тин [35]. У чоловтв 1з пониженими морфофункц1ональними показниками сперми часто виявляеться великий вщсоток бшка, необхвдного для шщ1ацп процесу апоптозу [36].
Розроблено чимало метод1в визначення цшс-ност1 ДНК сперматозощв: у деяких вим1рюють розриви ДНК, в шших — аномалп в структур! хроматину. Для ощнки структури хроматину викорис-товують: анал1з структури хроматину сперматозощв (SCSA) [37], тест оранжевого кольору, тест 1з толуь диновим син1м [38].
Для кшьюсного вим1рювання розрив1в ДНК сперматозощв використовують так1 методи: TUNEL, анал1з переносу ниток in situ, метод ДНК-
комет, при якому молекули ДНК роздшяють елек-трофорезом, тест на дисперсш хроматину сперматозощв (SCD) [39]. Незважаючи на р1зш механ1зми оц1нки ц1л1сност1 ДНК сперматозощв, за допомо-гою яких вона визначаеться, бшьшють тест1в збь гаються. Стандартш морфофункц1ональн1 по-казники спермограми (концентрац1я, рухлив1сть, морфолог1я) не корелюють 1з р1внями фрагментацп сперматозощв незалежно в1д використаного методу визначення ц1л1сност1 ДНК сперматозощв [40]. Морфофункцюнальш параметри можуть сильно зм1нюватися в одного i того ж пащента в р1зш перю-ди обстеження [41].
Все б1льше досл1джень засвщчують негатив-ний вплив пошкодження ДНК сперматозощв на фертильний потенщал чоловтв [42]. Автори ви-користовували р1зш анал1зи для досл1дження цЫс-ност1 ДНК сперматозощв у безпл1дних чоловтв, як1 посл1довно показали наявн1сть бшьш високих концентрац1й пошкодження ДНК сперматозощв пор1вняно з фертильними чолов1ками. Для анал1зу ступеня фрагментацп ДНК сперматозощв вико-ристовували метод TUNEL. Пороговим значениям нормальних показниюв у фертильних чоловтв вважаеться 20 % [43].
У той же час потр1бне проведення масштабних досл1джень пошкодження ДНК сперматозощв у чоловтв для визначення порогового р1вня з метою бшьш точное д1агностики чолов1чого безплщдя [44]. Вважають, що показник ц1л1сност1 ДНК сперматозощв може мати високу прогностичну щншсть для запящнення з використанням внутршньоматково^ шсемшацп, оскшьки в декшькох досл1дженнях було показано, що в пар, у яких не настала ваптнють тс-ля тако^ процедури, показник в1дсотка фрагментацп ДНК сперматозощв був пщвищеним [45]. Бшьше того, у безпл1дних пар, яю використовували методику внутршньоматково^ шсемшацп, в1рогщшсть до-сягнення ваг1тност1 в 7,3 раза вища, якщо показник фрагментацп ДНК сперматозощв не перевищував порогового р1вня [46].
Також у найбшьшш серп з 387 циклами вну-тршньоматково^ шсемшацп було показано, що досягнення ваптносп було в1ропдно нижчим у па-ц1ент1в 1з п1двищеними показниками фрагментацп ДНК сперматозощв [47]. Останшм часом спосте-р1гаеться зб1льшення числа досл1джень, в яких ощ-нювався взаемозв'язок показник1в цшсносп ДНК сперматозощв i результат1в екстракорпорального заплщнення (ЕКЗ). У деяких дослщженнях спо-стер1галася негативна кореляц1я м1ж швидк1стю запл1днення in vitro та р1внями пошкодження ДНК сперматозощв [48]. Можливо, це пов'язано з тим, що ембрюнальний геном не експресуеться до стади чотирьох — восьми клгган, i тому запл1днення не може залежати вщ ц1л1сност1 ДНК сперматозощв [49]. Неоднозначш результати дослщження зв'язку м1ж пошкодженням ДНК сперматозощв та яюстю ембр1она в циклах ЕКЗ, оскшьки в деяких роботах знайдена негативна кореляц1я м1ж пошкоджен-ням ДНК сперматозощв та яюстю ембр1он1в, тод1
як у низщ шших дослiджень не виявлено зв'язку м1ж пошкодженням ДНК сперматозощв та яюстю eM6pioHa.
Також неоднозначнi результати отримаш при дослiдженнi впливу пошкодження ДНК сперматозощв на показники ваптносп при використан-нi штрацитоплазматично! ш'екцп сперматозоида (ICSI). У перших дослщженнях було показане зна-чне зниження кiлькостi вагiтностей пiсля ICSI [50, 51]. Було встановлено, що ваптнють при викорис-таннi процедури ICSI наставала, якщо показник фрагментацп ДНК сперматозощв був низьким, i не наставала при показниках понад 20 % [52]. Так само спостерпався тюний обернений зв'язок пошкодження ДНК сперматозощв iз рiвнем на-роджуваносп пiсля процедури IVF [53]. 6 даш про обстеження 203 пар, яю пройшли процедуру in vitro fertilization (IVF), та 136 пар — шсля процедури ICSI. Шсля процедури IVF народжуванiсть у пар iз показником фрагментацп ДНК < 25 % ста-новила 33 %, а у пар iз показником фрагментацп ДНК сперми > 50 % — 13 %. Шсля процедури ICSI не було виявлено суттевих вщмшностей у пошко-дженш ДНК сперми. Ураження ДНК сперми також асощювалося з низьким рiвнем народжуваностi пiсля процедури IVF та в пар з щопатичним без-плщдям: 39 % пар на процедурi IVF та 41 % чоловь кiв з щопатичним безплщдям мали високий рiвень пошкодження ДНК сперматозощв.
Виявлено вiрогiдне пiдвищення невдалих спроб у пащенпв iз високими показниками пошкодження ДНК сперматозощв порiвнянно з пащентами з низьким показником фрагментацп ДНК [54, 55].
Грубi хромосомнi аберацп наявнi в 70 % досль джених, що пов'язанi з викиднями [56], i в бiльшостi випадюв iз материнського боку е зростання мейозiв
[57]. У ж1нок iз повторними викиднями частота не-нормальних ембрiональних карiотипiв була вiрогiд-но нижчою за кiлькiсть попереднiх викидшв [58] з урахуванням у цш популяцп iнших чинникiв, одним з яких може бути пошкодження ДНК сперма-тозощв. У даному метааналiзi автори не знайшли будь-яко! вiдмiнностi у зв'язку м1ж високими показниками пошкодження ДНК сперматозощв та викиднями на rai рiзних методiв л^вання безплщдя. Подiбнi данi отримали також в шших дослщженнях
[58]. При застосуванш ICSI сперматозо!ди з пошкодженням ДНК бшьш придатш для фертилiзацп ооцита, н1ж при процедурi з IVF. Cтупiнь пошкодження ДНК сперматозощв впливае на результат ваптносп та залежить вiд якосп ооцита. Спермато-зо!ди не здатш до вiдновлення ДНК, тодi як ооцит мае певш репаративнi можливосп в перiод постфер-тилiзацп. Негативний вплив високо! фрагментацп ДНК на ваптнють може бути подоланий використанням високоякюних ооцитiв, як показано в досль дженнi з порiвнянням стандартного i донорського циклiв [59]. Cуперечливi результати впливу показ-ниюв фрагментацП ДНК сперматозощв у чоловтв наводяться в трьох метааналiзах. В одному з них без-плщш пари були вдвiчi бшьш схильш до вагiтностi
пiсля ЕКЗ та в 1,6 раза — тсля ICSI, якщо показник фрагментацп сперматозощв був низьким. Ще в одному метааналiзi показано статистично вiрогiдний зв'язок м1ж показниками ваптносп в циклах ЕКЗ та ICSI та вщсотком пошкодження ДНК сперматозощв [60]. В третьому дослщжент показники вагiтностi також значно понизилися тсля ЕКЗ, але не тсля ICSI в пацieнтiв iз високими показниками фрагментацп ДНК сперматозощв [61].
Наслщки використання сперматозощв iз по-шкодженими ДНК у циклах допом1жних репро-дуктивних технологiй досi не з'ясоваш, однак до-слiдники передбачають, що пошкодження ДНК сперматозощв може мати промутагенний вплив тсля заплщнення [62], оскшьки деякi епiгенетичнi аномалп пов'язанi з допом1жними репродуктивни-ми технолопями [63]. У деяких дослщженнях вияв-лений пiдвищений ризик вроджених дефектiв при використаннi ЕКЗ та ICSI [64]. Одним iз мехашз-мiв пошкодження цiлiсностi ДНК сперматозощв е високi рiвнi активних форм кисню. Були проведенi дослiдження можливо! захисно! ролi антиоксидан-тiв для лжування та запобiгання пошкодженням ДНК. Покращання показникiв фрагментацп ДНК сперматозощв у результат такого лiкування з ви-користанням антиоксидантiв показане в декшькох роботах [65], однак у даних дослщженнях не повь домлялося про вплив л^вання на показники ва-гiтностi. В однiй iз цих робiт обстежено 38 чоловтв iз пiдвищеним рiвнем фрагментацп ДНК сперматозощв, яю приймали вггамши С та E протягом двох мюящв пiсля невдало! спроби ICSI [66]. Проведений другий цикл ICSI тсля л^вання показав вiрогiдне покращання показниюв вагiтностi — 48,2 га 6,9 %. Також у 76 % пролжованих чоловтв спостерпалося зменшення вiдсотка фрагментацп ДНК сперматозощв. У той же час в шшш робот було встановлено нормалiзацiю показникiв фрагментацп! ДНК сперматозощв у 37 % чоловтв iз тдвищеним вiдсотком показникiв фрагментацп ДНК сперматозощв без л^вання при проведенш повторного тестування порiвняно з показниками при першому тестуваннi [67].
Таким чином, тестування пошкоджень ДНК сперматозощв та селек^ непошкоджених сперматозощв повинт застосовуватися як частина дiагностичних та лiкувальних методiв для бшьш точного визначення причин чоловiчого чинника неплiдностi та пщвищення ефективносп лiкування.
Конфлiкт штереав. Автори заявляють про вщ-сутнiсть конфлiкту штереав при пiдготовцi дано! статтi.
References
1. Polis CB, Cox CM, Tungalp O, McLain AC, Thoma ME. Estimating infertility prevalence in low-to-middle-income countries: an application of a current duration approach to Demographic and Health Survey data. Hum Reprod. 2017May 1;32(5):1064-1074. doi: 10.1093/humrep/ dex025.
2. Guzick DS, Overstreet JW, Factor-Litvak P, et al. Sperm morphology, motility, and concentration in fertile and infertile men. N Engl J Med. 2001 Nov 8;345(19):1388-93. doi: 10.1056/NEJMoa003005.
3. Asemota OA, Klatsky P. Access to infertility care in the developing world: the family promotion gap. Semin Reprod Med. 2015 Jan;33(1):17-22. doi: 10.1055/s-0034-1395274.
4. Lewis SEM. The place of .sperm DNA fragmentation testing in current day fertility management. Middle East Fertility Society Journal. 2013;18(2):78-83. doi: 10.1016/j.mefs.2013.01.010.
5. Bungum M, Humaidan P, Axmon A, et al. Sperm DNA integrity assessment in prediction of assisted reproduction technology outcome. Hum Reprod. 2007 Jan;22(1):174-9. doi: 10.1093/humrep/del326.
6. Simon L, Lewis SE. Sperm DNA damage or progressive motility: which one is the better predictor of fertilization in vitro? Syst Biol Reprod Med. 2011 Jun;57(3):133-8. doi: 10.3109/19396368.2011.553984.
7. Simon L, Lutton D, McManus J, Lewis SE. Sperm DNA damage measured by the alkaline Comet assay as an independent predictor of male infertility and in vitro fertilization success. Fertil Steril. 2011 Feb;95(2):652-7. doi: 10.1016/j.fertnstert.2010.08.019.
8. de la Rochebrochard E, Thonneau P. Paternal age and maternal age are risk factors for miscarriage; results of a multicentre European study. Hum Reprod. 2002 Jun;17(6):1649-56.
9. Singh NP, Muller CH, Berger RE. Effects of age on DNA double-strand breaks and apoptosis in human sperm. Fertil Steril. 2003 Dec;80(6):1420-30.
10. Griffin DK, AbruzzoMA, Millie EA, et al. Non-disjunction in human sperm: evidence for an effect of increasing paternal age. Hum Mol Genet. 1995;4(12):2227-2232.
11. Sartorelli EM, Mazzucatto LF, de Pina-Neto JM. Effect of paternal age on human sperm chromosomes. Fertil Steril. 2001;76(6):1119-23.
12. Agarwal A, Sharma RK, Desai NR, Prabakaran S, Tavares A, Sabanegh E. Role of oxidative stress in pathogenesis of varicocele and infertility. Urology. 2009 Mar;73(3):461-9. doi: 10.1016/j.urol-ogy.2008.07.053.
13. Kefer JC, Agarwal A, Sabanegh E. Role of antioxidants in the treatment of male infertility. Int J Urol. 2009 May;16(5):449-57. doi: 10.1111/j.1442-2042.2009.02280.x.
14. Gandini L, Lombardo F, Paoli D, et al. Full-term pregnancies achieved with ICSI despite high levels of sperm chromatin damage. Hum Reprod. 2004 Jun;19(6):1409-17. doi: 10.1093/humrep/deh233.
15. Collins JA, Barnhart KT, Schlegel PN. Do sperm DNA integrity tests predict pregnancy with in vitro fertilization? Fertil Steril. 2008;89(4):823-31. doi: 10.1016/j.fertnstert.2007.04.055.
16. Frydman N, Prisant N, Hesters L, et al. Adequate ovarian fol-licular status does not prevent the decrease in pregnancy rates associated with high sperm DNA fragmentation. Fertil Steril. 2008;89(1):92-7. doi: 10.1016/j.fertnstert.2007.02.022.
17. Lin MH, Kuo-Kuang LR, Li SH, Lu CH, Sun FJ, Hwu YM. Sperm chromatin structure assay parameters are not related to fertilization rates, embryo quality, and pregnancy rates in in vitro fertilization and intracytoplasmic sperm injection, but might be related to spontaneous abortion rates. Fertil Steril. 2008;90(2):352-9. doi: 10.1016/j.fertn-stert.2007.06.018.
18. Benchaib M, Lornage J, Mazoyer C, Lejeune H, Salle B, François Guerin J. Sperm deoxyribonucleic acid fragmentation as a prognostic indicator of assisted reproductive technology outcome. Fertil Steril. 2007;87(1):93-100. doi: 10.1016/j.fertnstert.2006.05.057.
19. Greco E, Scarselli F, Iacobelli M, et al. Efficient treatment of infertility due to sperm DNA damage by ICSI with testicular spermatozoa. Hum Reprod. 2005;20(1):226-30. doi: 10.1093/humrep/deh590.
20. Irvine DS, Twigg JP, Gordon EL, Fulton N, Milne PA, Aitken RJ.
DNA integrity in human spermatozoa: relationships with semen quality. J Androl. 2000;21(1):33-44.
21. Muratori M, Piomboni P, Baldi E, et al. Functional and ultrastructural features of DNA-fragmented human sperm. J Androl. 2000;21(6):903-12.
22. Comhaire FH, Christophe AB, Zalata AA, Dhooge WS, Mahmoud AM, Depuydt CE. The effects of combined conventional treatment, oral antioxidants and essential fatty acids on sperm biology in subfertile men. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2000;63(3):159-65. doi: 10.1054/plef.2000.0174.
23. Morris ID. Sperm DNA damage and cancer treatment. Int J An-drol.2002;25(5):255-61.
24. Saleh RA, Agarwal A, Nada EA, et al. Negative effects of increased sperm DNA damage in relation to seminal oxidative stress in men with idiopathic and male factor infertility. Fertil Steril. 2003 Jun;79 Suppl 3:1597-605.
25. Alvarez JG, Sharma RK, Ollero M, et al. Increased DNA damage in sperm from leukocytospermic semen samples as determined by the sperm chromatin structure assay. Fertil Steril. 2002;78(2):319-29.
26. Erenpreiss J, Hlevicka S, Zalkalns J, Erenpreisa J. Effect of leu-kocytospermia on sperm DNA integrity: a negative effect in abnormal semen samples. J Androl. 2002;23(5):717-23.
27. Kobayashi H, Larson K, Sharma RK, et al. DNA damage in patients with untreated cancer as measured by the sperm chromatin structure assay. Fertil Steril. 2001;75(3):469-75.
28. Muratori M, Marchiani S, Maggi M, Forti G, Baldi E. Origin and biological significance of DNA fragmentation in human spermatozoa. FrontBiosci. 2006;11:1491-9.
29. Barroso G, Morshedi M, Oehninger S. Analysis of DNA fragmentation, plasma membrane translocation of phosphatidylserine and oxidative stress in human spermatozoa. Hum Reprod. 2000;15(6):1338-44.
30. Ollero M, Gil-Guzman E, Lopez MC, et al. Characterization of subsets of human spermatozoa at different stages of maturation: implications in the diagnosis and treatment of male infertility. Hum Reprod. 2001;16(9):1912-21.
31. Sakkas D, Seli E, Bizzaro D, Tarozzi N, Manicardi GC. Abnormal spermatozoa in the ejaculate: abortive apoptosis and faulty nuclear remodelling during spermatogenesis. Reprod Biomed Online. 2003;7(4):428-32.
32. Seli E, Gardner DK, Schoolcraft WB, Moffatt O, Sakkas D. Extent of nuclear DNA damage in ejaculated spermatozoa impacts on blastocyst development after in vitro fertilization. Ferti Steril. 2004;82(2):378-83. doi: 10.1016/j.fertnstert.2003.12.039.
33. Muriel L, Garrido N, Fernandez JL, et al. Value of the sperm deoxyribonucleic acid fragmentation level, as measured by the sperm chromatin dispersion test, in the outcome of in vitro fertilization and intracyto-plasmic sperm injection. Fertil Steril. 2006;85(2):371-83. doi: 10.1016/j. fertnstert.2005.07.1327.
34. Schulte RT, Ohl DA, Sigman U, Smith GD. Sperm DNA damage in male infertility: etiologies, assays, and outcomes. J Assist Reprod Genet. 2010 Jan;27(1):3-12. doi: 10.1007/s10815-009-9359-x.
35. Saleh RA, Agarwal A, Nada EA, et al. Negative effects of increased sperm DNA damage in relation to seminal oxidative stress in men with idiopathic and male factor infertility. Fertil Steril. 2003 Jun;79 Suppl 3:1597-605.
36. Zini A, Bielecki R, Phang D, Zenzes MT. Correlations between two markers of sperm DNA integrity, DNA denaturation and DNA fragmentation, in fertile and infertile men. Fertil Steril. 2001;75(4):674-7.
37. Zini A, Kamal K, Phang D, Willis J, Jarvi K. Biologic variability of sperm DNA denaturation in infertile men. Urology. 2001 Aug;58(2):258-61.
38. Alvarez C, Castilla JA, Martínez L, Ramírez JP, Vergara F, Ga-forio JJ. Biological variation of seminal parameters in healthy subjects. Hum Reprod. 2003 Oct; 18(10):2082-8.
39. Saleh RA, Agarwal A, Sharma RK, Said TM, Sikka SC, Thomas AJ Jr. Evaluation of nuclear DNA damage in spermatozoa from infertile men with varicocele. Fertil Steril. 2003;80(6):1431-6.
40. Saleh RA, Agarwal A, Nelson DR, et al. Increased sperm nuclear DNA damage in normozoospermic infertile men: a prospective study. Fertil Steril. 2002;78(2):313-8.
41. Gandini L, Lombardo F, Paoli D, et al. Study of apoptotic DNA fragmentation in human spermatozoa. Hum Reprod. 2000;15(4):830-9.
42. Bungum M, Humaidan P, Spano M, Jepson K, Bungum L, Giwer-cman A. The predictive value of sperm chromatin structure assay (SCSA) parameters for the outcome of intrauterine insemination, IVF and ICSI. Hum Reprod. 2004;19(6):1401-1408. doi: 10.1093/humrep/deh280.
43. Huang CC, Lin DP, Tsao HM, Cheng TC, Liu CH, Lee MS. Sperm DNA fragmentation negatively correlates with velocity and fertilization rates but might not affect pregnancy rates. Fertil Steril. 2005;84(1):130-40. doi: 10.1016/j.fertnstert.2004.08.042.
44. Benchaib M, Braun V, Lornage J, et al. Sperm DNA fragmentation decreases the pregnancy rate in an assisted reproductive technique. Hum Reprod. 2003;18(5):1023-8.
45. Sergerie M, Laforest G, Bujan L, Bissonnette F, Bleau G. Sperm DNA fragmentation: threshold value in male fertility. Hum Reprod. 2005;20(12):3446-51. doi: 10.1093/humrep/dei231.
46. Duran EH, Morshedi M, Taylor S, Oehninger S. Sperm DNA quality predicts intrauterine insemination outcome: a prospective cohort study. Hum Reprod. 2002;17(12):3122-8.
47. Evenson D, Wixon R. Meta-analysis of sperm DNA fragmentation using the sperm chromatin structure assay. Reprod Biomed Online. 2006;12(4):466-472.
48. Payne JF, Raburn DJ, Couchman GM, Price TM, Jamison MG, Walmer DK. Redefining the relationship between sperm deoxyribonu-cleic acid fragmentation as measured by the sperm chromatin structure assay and outcomes of assisted reproductive techniques. Fertil Steril. 2005;84(2):356-364. doi: 101016/j.fertnstert.2005.02.032.
49. Virro MR, Larson-Cook KL, Evenson DP. Sperm chromatin structure assay (SCSA) parameters are related to fertilization, blastocyst development, and ongoing pregnancy in in vitro fertilization and intra-cytoplasmic sperm injection cycles. Fertil. Steril. 2004;81(5):1289-1295. doi: 10.1016/j.fertnstert.2003.09.063.
50. Henkel R, Kierspel E, Hajimohammad M, et al. DNA fragmentation of spermatozoa and assisted reproduction echnol. Reprod. Biomed. Online. 2003;7(4):477-484.
51. Zini A, Meriano J, Kader K, Jarvi K, Laskin CA, Cadesky K. Potential adverse effect of sperm DNA damage on embryo quality after ICSI. Hum Reprod. 2005;20(12):3476-3480. doi: 10.1093/humrep/dei266.
52. Morris ID, Ilott S, Dixon L, Brison DR. The spectrum of DNA damage in human sperm assessed by single cell gel electrophoresis (Comet assay) and its relationship to fertilization and embryo development. Hum Reprod. 2002;17(4):990-998.
53. Henkel R, Hajimohammad M, Stalf T, Hoogendijk C, Mehnert C, Menkveld R, et al. Influence of deoxyribonucleic acid damage on fertilization and pregnancy. Fertil Steril. 2004;81(4):965-972. doi: 10.1016/j. fertnstert.2003.09.044.
54. Zini A, Boman JM, Belzile E, Ciampi A. Sperm DNA damage is associated with an creased risk of pregnancy loss after IVF and ICSI: systematic review and meta-analysis. Hum Reprod. 2008;23(12):2663-2668. doi: 10.1093/humrep/den321.
55. Check JH, Graziano V, Cohen R, Krotec J, Check ML. Effect of an abnormal sperm chromatin structural assay (SCSA) on pregnancy out-
come following (IVF) with ICSI in previous IVF failures. Arch Androl. 2005;51(2):121-124. doi: 10.1080/014850190518125.
56. Aitken RJ, Krausz C. Oxidative stress, DNA damage and the Y chromosome. Reproduction. 2001;122(4):497-506.
57. De Baun MR, Niemitz EL, Feinberg AP. Association of in vitro fertilization with Beckwith-Wiedemann syndrome and epigenetic alterations of LIT1 andH19. Am J Hum Genet. 2003;72(1):156-160. doi: 10.1086/346031.
58. Gicquel C, Gaston V, Mandelbaum J, Siffroi JP, Flahault A, Le Bouc Y. In vitro fertilization may increase the risk of Beckwith-Wiedemann syndrome related to the abnormal imprinting of the KCN1OT gene. Am J Hum Genet. 2003;72(5):1338-1341.
59. Gosden R, Trasler J, Lucifero D, Faddy M. Rare congenital disorders, imprinted genes, and assisted reproductive technology. Lancet. 2003;361(9373):1975-1977. doi: 10.1016/S0140-6736(03)13592-1.
60. Hansen M, Bower C, Milne E, de Klerk N, Kurinczuk JJ. Assisted reproductive technologies and the risk of birth defects — a systematic review. Hum Reprod. 2005;20(2):328-338. doi: 10.1093/humrep/deh593.
61. Olson CK, Keppler-Noreuil KM, Romitti PA, et al. In vitro fertilization is associated with an increase in major birth defects. Fertil Steril. 2005;84(5):1308-1315. doi: 10.1016/j.fertnstert.2005.03.086.
62. Greco E, Romano S, Iacobelli M, et al. ICSI in cases of sperm DNA damage: beneficial effect of oral antioxidant treatment. Hum Re-prod. 2005;20(9):2590-2594. doi: 10.1093/humrep/dei091.
63. Keskes-Ammar L, Feki-Chakroun N, Rebai T, et al. Sperm oxidative stress and the effect of an oral vitamin E and selenium supplement on semen quality in infertile men. Arch Androl. 2003;49(2):83-94.
64. Meseguer M, Martinez-Conejero JA, O'Connor JE, Pellicer A, Remohi J, Garrido N. The significance of .sperm DNA oxidation in embryo development and reproductive outcome in an oocyte donation program: a new model to study a male infertility prognostic factor. Fertil Steril. 2008;89(5):1191-1199. doi: 10.1016/j.fertnstert.2007.05.005.
65. Henkel R, Kierspel E, Hajimohammad M. et al. DNA fragmentation of spermatozoa and assisted reproduction technology. Reprod. Biomed. Online. 2003;7(4):477-484.
66. Keskes-Ammar L, Feki-Chakroun N, Rebai T, et al. Sperm oxida-tive stress and the effect of an oral vitamin E and selenium supplement on semen quality in infertile men. Arch Androl. 2003;49(2):83-94.
67. Erenpreiss J, Bungum M, Spano M, Elzanaty S, Orbidans J, Gi-wercman A. Intra-individual variation in sperm chromatin structure assay parameters in men from infertile couples: clinical implications. Hum Reprod. 2006;21(8):2061-2064. doi: 10.1093/humrep/del134.
OTpuMaHO 16.04.2018 ■
Лучицкий В.Е., Лучицкий Е.В., Зубкова Г.А., Рыбальченко В.М., Складанная И.И., Гулеватый С.В. ГУ «Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комиссаренко НАМН Украины», г. Киев, Украина
Фрагментация ДНК сперматозоидов у мужчин с бесплодием (обзор литературы)
Резюме. В обзоре литературы анализируются результаты нарушения фрагментации ДНК сперматозоидов и механизмы повреждения целостности ДНК у мужчин с бесплодием. Представлены основные теории молекулярных механизмов повреждения ДНК и нарушения хроматина сперматозоидов. Общепризнанными факторами, кроме врожденных и половых инфекций, варикоцеле и пио-спермии, которые влияют на состояние репродуктивной функции мужчин, являются неблагоприятные факторы окружающей среды. Одним из механизмов повреждения
целостности ДНК сперматозоидов являются высокие уровни активных форм кислорода. В обзоре приведены данные о возможной защитной роли антиоксидантов для лечения и предупреждения повреждений ДНК. Сделан вывод, что тестирование повреждений ДНК сперматозоидов и селекция неповрежденных сперматозоидов должны стать частью диагностических и лечебных методов у пар, которые страдают от бесплодия и повторных выкидышей. Ключевые слова: сперматозоиды; бесплодие; фрагментация ДНК; антиоксиданты; хроматин
V.Ye. Luchytsky, Ye.V. Luchytsky, H.A. Zubkova, V.M. Rybalchenko, 1.1. Skladanna, S.V. Hulievaty
State Institution "V.P. Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine", Kyiv, Ukraine
DNA fragmentation in spermatozoa of men with infertility (literature review)
Abstract. In the literature review, data are analyzed on the violation of sperm DNA fragmentation and mechanisms of damage to DNA integrity in infertile men. The basic theories of molecular mechanisms of DNA damage and sperm chromatin abnormalities in male infertility are given. Adverse environmental conditions are generally recognized unfavorable factors, along with varicocele and pyospermia, congenital malformations and sexually transmitted infections, which affect the state of reproductive function in men. One of the mechanisms of damage to
the sperm DNA integrity is high levels of reactive oxygen species. Data on the potential protective role of antioxidants in the treatment and prevention of DNA damage are presented. It was concluded that testing of sperm DNA damage and the selection of undamaged spermatozoa should be used as a part of diagnostic and therapeutic methods in couples suffering from infertility and repeated miscarriages.
Keywords: spermatozoa; infertility; DNA fragmentation; an-tioxidants; chromatin
