Студија за краткорочните ефекти на зголемената потрошувачка на алкохол и цигари врз

предмети

апстрактен

вовед

Неплодноста влијае на околу 15% од паровите кои се обидуваат да забременат, а во половина од тие случаи причината е поврзана со машки репродуктивни проблеми 1. Голем процент на случаи на машка неплодност се идиопатски (

Во Португалија, потрошувачката на алкохол е зголемена кај луѓето над 15-годишна возраст (просечно 12,9 литри/лице/година) 14, додека околу 32,4% од Португалците постари од 15 години пушеле. Постои силна традиција на акутна злоупотреба на алкохол, цигари и дрога за време на академските прослави во Португалија. Ова обезбедува исклучителни услови за проучување на овој проблем бидејќи голем број млади мажи доброволно се изложуваат на високо ниво на штетни фактори за време на добро дефиниран и ограничен временски период, кои имале релативно здрав начин на живот пред и по изложувањето.

Целта на оваа студија беше да се испитаат раните и доцните краткорочни ефекти на акутните промени во животниот стил, особено потрошувачката на алкохол и цигари, врз основните параметри на човековата сперма и оксидативната рамнотежа. Со оглед на важноста на семенската плазма за созревање, исхрана и заштита на спермата, беше оценета и функцијата на епидидимисот и париеталните жлезди.

Методи

Дизајн на студија и учесници

Ефектите на неколку фактори на живот врз квалитетот на спермата беа испитани во примероци од здрави млади машки волонтери на репродуктивна возраст во три точно дефинирани моменти: пред (временска точка 1 - ТП1), една недела (временска точка 2 - ТП2) и три месеци (временска точка 3 - ТП3) по португалските академски прослави (7-дневен настан) каде злоупотребата на алкохол, цигари и дрога е традиција (Слика 1). Беа разгледани само оние волонтери кои дадоа примерок во сите три ТП.

ефекти

Немерните мешачи што се среќаваат за време на академските прослави вклучуваат фактори како што се диета и промени во деноноќниот ритам. ТП, поени во времето.

Студијата беше рекламирана на кампусот на Универзитетот во Авеиро и само студенти од тој универзитет беа прифатени како волонтери. Огласот јасно ги наведуваше хипотезата и главните цели на студијата и не беше применет финансиски надомест. Сите учесници добија јасни писмени упатства за земање примероци и одговорија на прашалник за асистирано исполнување секој пат кога ќе се земе примерок. Прашалниците содржеа прашања за времетраењето на апстиненцијата, претходни/неодамнешни болести, употреба на дрога и алкохол, употреба на цигари и дрога (како што се канабис и кокаин). Параметарот за потрошувачка на алкохол беше дефиниран како проценетата вкупна количина на алкохол (во грамови). Во СП1 и СП3, овој параметар ја зеде предвид потрошувачката на алкохол неделно во месецот пред академските прослави. TP2 ја рефлектираше потрошувачката на алкохол за време на академската недела на фестивалот. Параметарот на потрошувачката на цигари беше дефиниран како проценетата вкупна количина на никотин (во милиграми). Во СП1 и СП3, овој параметар ја зеде предвид неделната потрошувачка на никотин во месецот пред академските прослави. TP2 ја рефлектираше потрошувачката на никотин за време на неделата на академскиот фестивал. Сите податоци се анонимни.

Етичко признавање

Оваа студија беше одобрена од Комитетот за етика и внатрешен преглед на болницата Инфанте Д. Педро ЕПЕ, Авеиро, Португалија (број на процес: 36/АО) и спроведена во согласност со етичките стандарди на Хелсиншката декларација. Сите учесници добија јасни писмени упатства за дизајнот на студијата и потпишаа декларација за согласност со која се дозволува примероците да се користат за научни цели.

Земање примероци од семе, основна анализа на сперма и подготовка на сперма

Примероците од спермата беа добиени со мастурбација во стерилен контејнер и беа доставени во рок од 30 минути за основна анализа на спермата. Сите примероци беа анализирани од искусни техничари според критериумите на Светската здравствена организација 15. На кратко, откако примероците од спермата беа целосно течни на 37 ° C околу 30 минути, беше извршен макроскопски преглед. Микроскопскиот преглед вклучуваше анализа на подвижноста, концентрацијата и морфологијата на спермата. Сите микроскопски анализи беа извршени со помош на микроскоп Zeiss Primo Star (Carl Zeiss AG, Германија). Примероците од спермата се мијат три пати во PBS. Семената плазма е собрана од првото миење и се користи за понатамошно тестирање. Екстрактите од сперма се ресуспендираа во 1% СДС. Концентрацијата на протеините е измерена со помош на анализа на бицинхонична киселина (комплет за протеини Пирс БЦА, термо Фишер научен, САД) и крајната апсорпција е измерена на 562 nm во читач на микро плочи (серија Infinite® 200 PRO, Tecan Trading AG, Швајцарија).

Western blot анализа на експресија на антиоксидантни ензими супероксид дисмутаза 1 (SOD1) и глутатион пероксидаза 4 (GPx4)

Екстрактите од сперматозоидите беа соникирани, зовриени и еднакви количини на протеини (50 µg) беа натоварени во 10% SDS-PAGE гел и префрлени во нитроцелулозна мембрана. Имунодетекцијата е извршена со употреба на глувци анти-СОД1, 1: 1000 (MABC864, Мерк Милипор, Дармштад, Германија) и зајак анти-ГПх4 (ABC269, Мерк Милипор, Дармштад, Германија), проследено со инкубација со соодветна инфрацрвена -Секундарни антитела (1: 5000, LI-COR Biosciences UK Ltd., Кембриџ, Велика Британија). Бета-тубулин (Мерк Милипор, Дармштад, Германија) се користеше како контрола на товарење. Мембраната е скенирана со систем за инфрацрвени слики Одисеја (LI-COR Biosciences, Кембриџ, Велика Британија).

Одредување на карбонилната група (ЦГ) со размачкана форма

Екстрактите од сперматозоидите кои содржат 30 µg протеин се дериватизираат со 20 mM 2,4-динитрофенилхидразин растворен во 10% трифлуороцетна киселина и се неутрализира со 1,5 делови од волуменот на 2 M Tris со 18% меркаптоетанол. За да се изврши слот-блотот, примерокот се разреди до 0,002 μg/μl и се внесува во нитроцелулозна мембрана во слот-уредот (BioRad Португалија, Синтра, Португалија). Мембраната беше инкубирана со зајак-анти-ДНП, 1: 5000 (MAB2223, Мерк КГаА, Дармштад, Германија), проследено со анти-зајачко инфрацрвено секундарно антитело (1: 5000, LI-COR Biosciences UK Ltd., Кембриџ, Велика Британија). Откривањето е извршено во системот за инфрацрвени слики Одисеја (LI-COR Biosciences, Кембриџ, Велика Британија).

Одредување на 3-нитотирозин (3-NT) кај спермата со размачкана форма

Екстрактите од сперматозоидите беа во 1xTBS до крајна концентрација од 1? g/μ разредена Примероците беа применети во размачкана форма (BioRad Португалија, Синтра, Португалија) во нитроцелулозна мембрана. Следно, мембраната беше обложена со зајак анти-нитотирозин, 1: 1000 (DAM1514077, Merck KGaA, Дармштад, Германија), проследено со анти-зајачко инфрацрвено секундарно антитело (1: 5000, LI-COR Biosciences UK Ltd, Кембриџ, Велика Британија) инкубирана. Откривањето е извршено во системот за инфрацрвени слики Одисеја (LI-COR Biosciences UK Ltd., Cambridge, UK).

Целосен статус на антиоксиданс (TAS)

Концентрацијата на антиоксиданти во клетките на спермата е измерена со помош на анализата на Тоталниот антиоксидативен статус (TAS) (NX2332, Randox Laboratories, Crumlin, Северна Ирска). Протоколот обезбеден од производителот е изменет така што може да се користи микро плоча (реагенсите и количините на примероци се намалени).

Биохемиска анализа на маркери на епидидимични и дополнителни сексуални жлезди

Биохемиските маркери на функцијата на епидидимисот (неутрална α-глукозидаза, NAG), функцијата на простатата (лимонска киселина) и функцијата на семенската везикула (фруктоза) беа проценети во семенската плазма. Вкупната активност на NAG е измерена со употреба на комерцијално достапен комплет EpiScreen Plus анализа на α-глукозидаза (FertiPro, Беернем, Белгија) според упатствата на производителот. За да се измери количината на фруктоза во семената плазма, се користеше тест за фруктоза (FertiPro, Беернем, Белгија) според упатствата на производителот. Содржината на лимонска киселина во семената плазма е измерена со употреба на тест со лимонска киселина (FertiPro, Беернем, Белгија) според упатствата на производителот.

Статистичка анализа

Резултати

Вкупно 36 здрави кавкаски машки студенти со просечна возраст од 22 ± 3 години беа вклучени во оваа студија. Нема пријавено претходни бремености, медицински истовремени болести, лекови или употреба на лекови меѓу учесниците во сетот на податоци. Описна анализа на резултатите е претставена во Табела 1. Само статистички значајните резултати се опишани подолу (слика 2, табела 2). Сите разлики во парови помеѓу времињата на студијата (ТП) се опишани во дополнителната табела S1.

ефекти

Кутија за алкохол ( А. ) и потрошувачка на никотин ( Б. ), основниот параметар на спермата ( Ц. - К. ), маркер за оксидативен стрес ( Л. ) и функцијата на епидидимисот ( М. ) и придружните сексуални жлезди ( Н. и О ) во различни временски точки (ТП). P-вредностите од тестовите со спарени примероци се сумирани во Табела 2.

Влијание на академските прослави врз основните параметри на спермата и оксидативните стресни маркери на спермата

Потрошувачката на алкохол на ден се зголеми повеќе од осум пати помеѓу TP1 и TP2. Во ТП3, нивоата на потрошувачка на алкохол паднаа на основните вредности (ТП1) (Слика 2А; Табела 2). Во ТП2, потрошувачката на никотин значително се зголеми во споредба со ТП1 (2 пати) (2Б; Табела 2).

Забележани се разлики во основните параметри на семето (Слика 2C-K; Табела 2). Волуменот на семето покажа значително намалување во споредба со ТП (18% од ТП1 до ТП2; 19% од ТП2 до ТП3; 33% од ТП1 до ТП3) (Слика 2C, Табела 2). Концентрацијата на сперматозоидите и вкупниот број на сперматозоиди во ејакулатот значително се намалиле од TP1 на TP3 (20% и 52%, соодветно) (2D и E; Табела 2). Процентот на прогресивна подвижност се намали од TP1 до TP2 (15%) (Слика 2F; Табела 2). Процентот на непрогресивна подвижна сперма се зголеми над ТП (40% од ТП1 до ТП2; 50% од ТП1 до ТП3) (Слика 2Г; Табела 2). Процентот на неподвижни сперматозоиди значително се намали од TP1 на TP2 (14%) (Слика 2H; Табела 2). Во однос на морфологијата на спермата, процентот на нормална сперма е значително поголем во TP1 во споредба со TP2 и TP3 (Слика 2I; Табела 2). Особено, грешките во главата и во централното парче беа поголеми во TP2 отколку во TP1 и TP3 (Слика 2J и K; Табела 2).

Нивото на 3-нитотирозин (3NT) во спермата беше единствениот оксидативен стресен маркер кој покажа значителна промена (Слика 2L; Табела 2). Во ТП2, нивоата на остатоци од тирозин, кои страдаат од нитрација, беа 1,4 пати повисоки отколку во ТП3.

Влијание на академските прослави врз функцијата на епидидимисот и придружните сексуални жлезди

Имаше значително намалување на активноста на неутралната α-глукозидаза (NAG) во ејакулатот од TP1 до TP3 (46%) и од TP2 до TP3 (35%) (Слика 2M; Табела 2). Во однос на вкупната количина на фруктоза во ејакулатот, исто така, имаше значително намалување од TP1 до TP3 (28%) и од TP2 до TP3 (23%) (2N; Табела 2). Вкупната количина на лимонска киселина во ејакулатот беше значително помала во TP3 во споредба со TP1 (36%) (2O; Табела 2).

дискусија

Различни фактори на животниот стил се поврзани со машки репродуктивни проблеми 5, 6, 16, 17. Сепак, студиите што ги разгледуваат ефектите на токсичните материи врз сперматозоидите се контроверзни и честопати се пристрасни 5, 18, 19. Со цел да се надминат овие проблеми, академските свечености беа користени како модел на студија, бидејќи бројни промени во животниот стил се случија истовремено во рок од 7 дена (Слика 1). Овој модел обезбедува исклучителни услови за проучување на ефектите од акутните промени во животниот стил врз млада и здрава популација.

Нашата студија покажува дека акутната потрошувачка на алкохол и цигари, заедно со други навредливи однесувања на кои волонтерите биле изложени, во текот на академската недела, создадоа значителни рано (СП2) и доцни (СП3) краткорочни ефекти врз квалитетот на спермата (Слики 2 и 3). . Како што се очекуваше, потрошувачката на алкохол и цигари се зголеми за време на академските прослави во споредба со нивоата забележани една недела пред и три месеци по академските прослави (Слика 2). Оваа ненадејна промена во животниот стил беше поврзана со штетни ефекти врз квалитетот на спермата, и рано и доцна. Волуменот на спермата, концентрацијата на спермата, вкупниот број на сперматозоиди, прогресивната подвижност и нормалната морфологија беа намалени заедно со активноста на NAG и количината на фруктоза и лимонска киселина во ејакулатот. Покрај тоа, процентот на не напредувачка и неподвижна сперма е зголемен заедно со вредностите на протеинската нитрација (Слика 2 и 3).

краткорочните

Пријавено е дека хроничното консумирање алкохол и цигари може да доведе до дефект на дополнителните жлезди 20, 21. Нашите резултати сугерираат дека акутните промени во животниот стил имаат краткорочен негативен ефект врз функцијата на епидидимисот и придружните сексуални жлезди, што исто така се рефлектира во намалувањето на обемот на спермата во ТП.

Оваа студија исто така покажува дека акутните промени во животниот стил, главно како резултат на зголемената потрошувачка на алкохол и цигари, имаат значително влијание врз морфологијата на спермата. Една недела (ТП2) и 3 месеци (ТП3) по акутните промени во животниот стил, забележан е зголемен број на дефекти на главата и средната секција и намален дел од морфолошки нормалните сперматозоиди, што укажува на ефект врз морфолошки зрелите сперматозоиди во епидидимисот и врз формирањето на сперматозоидите кај тестисите може да се затвори (Слика 2). Една студија покажа дека многу малку алкохолизирани мажи се нормозооспермични, што ги засилува штетните ефекти на алкохолот врз морфологијата на спермата 5. И концентрацијата на сперматозоидите и процентот на морфолошки нормални сперматозоиди се намалиле 3 месеци по академските прослави, што сугерира дека процесот на сперматогенеза е нарушен.

Валидноста на студијата е ограничена од релативно малата вкупна големина на примерокот и ризикот од погрешна класификација поради употреба на ретроспективни информации за изложеност на алкохол, цигари и лекови. Пристрасноста при изборот, исто така, мора да се земе предвид бидејќи сите волонтери биле кавкаски. Понатаму, не можеме да исклучиме дека нашите резултати се резултат на неизмерени збунувачки фактори, вклучувајќи диета, промени на деноноќниот ритам, вежбање и стрес.

Поради вообичаеното однесување на населението на академските прослави, беше многу тешко да се регрутираат субјекти кои не го сменија својот животен стил во ТП2. Всушност, само 2 лица од нашиот примерок го исполнуваат овој критериум. Сепак, може да се забележи дека општиот тренд на резултатите сугерира дека промените во животниот стил имаат негативно влијание врз квалитетот на спермата. Ако резултатите беа резултат на природните разлики во анализата на спермата, ќе се очекуваше случаен модел на промена.

Минималната големина на примерокот не беше пресметана поради недостаток на информации за населението. Сепак, големината на множеството податоци се сметаше за соодветна затоа што теоремата на централното ограничување дозволи распределбата на променливите да приближи на нормална дистрибуција.

Оваа студија придонесе за подобро разбирање на патофизиологијата што лежи во основата на влошувањето на квалитетот на спермата предизвикано од акутни промени во животниот стил. Ова сугерира дека особено високата потрошувачка на алкохол и цигари е поврзана со намален квалитет на сперма кај здрави млади мажи и дека има негативен ефект врз сите параметри на спермата. Зголемување на оксидативниот стрес на сперматозоидите и нарушена функција на епидидимисот и придружните сексуални жлезди. За здрави мажи може да се советува дека повремени акутни промени во животниот стил краткорочно ја нарушуваат нивната плодност. Потребни се повеќе студии за да се разбере дали квалитетот на спермата се опоравува или дали акутните промени во животниот стил имаат долгорочни ефекти.

дополнителни информации

Како да го цитирате овој напис: Виеира Силва, Ј. И сор. Студија за краткорочните ефекти на зголемената потрошувачка на алкохол и цигари врз квалитетот на спермата кај здрави млади мажи. Наука Реп. 7-ми, 45457; дои: 10, 1038/srep45457 (2017).

Белешка на уредникот: Springer Nature останува неутрален во однос на побарувањата за надлежност во објавените мапи и институционалните врски.

Понатамошна информација

PDF-датотеки

Дополнителна табела S1

Забелешки

Со поднесување коментар, вие се согласувате со нашите услови за користење и упатствата за заедницата. Ако најдете нешто навредливо или што не е во согласност со нашите услови или упатства, означете го како несоодветно.