العقم عند الذكور والإجهاد التأكسدي: دور النظام الغذائي ونمط الحياة والمكملات الغذائية. ما هو السائل المنوي منتجات AFK في فك تحليل السائل المنوي

1

تتناول مقالة المراجعة هذه الأفكار الموجودة حاليًا حول الآليات التي تكمن وراء توليد أنواع الأكسجين التفاعلية أثناء نفاذية غشاء الميتوكوندريا. يعتبر دور أيونات الكالسيوم ومجمعات السلسلة التنفسية للميتوكوندريا. تمت مناقشة تأثير مستوى نيوكليوتيدات بيريدين ، ومكونات نظام مضادات الأكسدة ، وكذلك مشاركة مصفوفة Ca2 + نازعات الهيدروجين المنشط. هناك بيانات في الأدبيات تُظهر أن تحريض المسام المعتمدة على الميتوكوندريا Ca2 + يؤدي إلى إعادة ترتيب توافقية لمجمعات الجهاز التنفسي الأول والثاني والثالث ، مما يعزز توليد أنواع الأكسجين التفاعلية. يمكن أن يؤدي دخول الكالسيوم إلى مصفوفة الميتوكوندريا إلى زيادة معدل إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية بسبب تنشيط بيروفات ديهيدروجينيز و α-كيتوجلوتارات ديهيدروجينيز ، وكذلك تعزيز إطلاق السيتوكروم ج في العصارة الخلوية عند تحريض مسام الميتوكوندريا. إن إطلاق الجلوتاثيون ونوكليوتيدات البيريدين المختزلة عبر المسام يقلل من الحماية المضادة للأكسدة لمصفوفة الميتوكوندريا ويزيد من إنتاج أنيون فائق الأكسيد وبيروكسيد الهيدروجين. تصاحب ظاهرة انفجار أنواع الأكسجين التفاعلية التي تسببها نفاذية الميتوكوندريا العديد من الحالات المرضية ، بما في ذلك نقص التروية متبوعًا بإعادة التروية ؛ لذلك ، فإن فهم العمليات الجزيئية الكامنة وراءها ضروري لمزيد من التطوير لطرق التصحيح الدوائي.

أنواع الاكسجين التفاعلية

مسام الميتوكوندريا

سلسلة الجهاز التنفسي الميتوكوندريا

1. Halestrap A.P. ، Richardson A.P. انتقال نفاذية الميتوكوندريا: منظور حالي حول هويتها ودورها في إصابة نقص التروية / ضخه // مجلة أمراض القلب الجزيئية والخلوية. 2015. المجلد. 78. ص 129-141.

2. Brookes PS، Yoon Y.، Robotham J.L. وآخرون. الكالسيوم ، ATP ، و ROS: مثلث ميتوكوندريا الحب والكراهية // المجلة الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء. فسيولوجيا الخلية. 2004 المجلد. 287 (4). ص 817-833.

3. رويز راميريز أ. ، لوبيز-أكوستا أو ، باريوس-مايا م ، الحفيدي م. موت الخلايا وفشل القلب في السمنة: دور فصل البروتينات // الطب التأكسدي وطول العمر الخلوي. 2016. المجلد. 2016. ص 1-11.

4. Zorov D.B. ، Juhaszova M. ، Sollott S.J. أنواع الأكسجين التفاعلي للميتوكوندريا (ROS) وإطلاق ROS الناجم عن ROS // المراجعات الفسيولوجية. 2014. المجلد. 94 (4). ص 909-950.

5. Andrienko T. ، Pasdois P. ، Rossbach A. ، Halestrap A.P. قياسات التألق في الوقت الحقيقي لـ ROS وفي قلوب الفئران الإقفارية / المعاد دمجها: تحدث الزيادات التي يمكن اكتشافها فقط بعد فتح مسام الميتوكوندريا ويتم تخفيفها عن طريق التكييف المسبق الإقفاري // PLoS ONE. 2016. المجلد. 11 (12).

6. Korge P. ، John S.A ، Calmettes G. ، Weiss J.N. إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية الناجم عن فتح المسام في الميتوكوندريا القلبية: دور المركب II // مجلة الكيمياء البيولوجية. 2017 المجلد. 292 (24). ص 9896-9905.

7. Korge P.، Calmettes G.، John S.A، Weiss J.N. إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية الناجم عن فتح المسام في الميتوكوندريا القلبية: دور المركب III // مجلة الكيمياء البيولوجية. 2017 المجلد. 292 (24). ص 9882-9895.

8. Batandier C. ، Leverve X. ، Fontaine E. فتح مسام انتقال نفاذية الميتوكوندريا يؤدي إلى إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية على مستوى مجمع السلسلة التنفسية I // مجلة الكيمياء البيولوجية. 2004 المجلد. 279 (17). ص 17197-17294.

9. Cadenas S. ROS وإشارات الأكسدة والاختزال في إصابة ضخ ضخ الدم ونقص التروية في عضلة القلب // Free Radical Biology and Medicine. 2018 المجلد. 117. ص 76-89.

10. Chouchani E.T. ، Pell V.R. ، James A.M. وآخرون. آلية موحدة لإنتاج فوق أكسيد الميتوكوندريا أثناء إصابة نقص التروية - ضخه // التمثيل الغذائي للخلية. 2016. المجلد. 23 (2). ص 254-263.

11. Grivennikova V.G. ، Vinogradov A.D. توليد أنواع الأكسجين التفاعلية بواسطة الميتوكوندريا // التقدم في الكيمياء البيولوجية. 2013. V. 53. S. 245-296.

12. Maklashina E. ، Sher Y. ، Zhou H.Z. وآخرون. تأثير نقص الأكسجين / ضخه على الانتقال النشط / غير النشط من NADH-ubiquinone oxidoreductase (المركب I) في قلب الفئران // Biochimica et Biophysica Acta. 2002 المجلد. 1556 (1). ص 6-12.

13. Grivennikova V.G.، Kareyeva A.V.، Vinogradov A.D. ما هي مصادر إنتاج بيروكسيد الهيدروجين بواسطة ميتوكوندريا القلب؟ // Biochimica et Biophysica Acta. 2010 المجلد. 1797 (6-7). ص 939-944.

14. Chouchani E.T.، Methner C.، Nadtochiy S.M. وآخرون. حماية القلب عن طريق S-nitrosation لمفتاح السيستين في مجمع الميتوكوندريا I // طب الطبيعة. 2013. المجلد. 19 (6). ص 753-759.

15. إيملاي ، ج. إنزيم استقلابي ينتج بسرعة أكسيد فائق ، اختزال فومارات من Escherichia coli // مجلة الكيمياء البيولوجية. 1995 المجلد. 270. ص 19767-19777.

16. Siebels I. ، Drose S. Q- site المسبب لمثبط إنتاج ROS لمركب الميتوكوندريا II يتم تخفيفه بواسطة ثنائي كربوكسيلات دورة TCA // Biochimica et Biophysica Acta. 2013. المجلد. 1827 (10). ص 1156-1164.

17. Quinlan C.L.، Orr A.L.، Perevoshchikova IV. وآخرون. يمكن لمجمع الميتوكوندريا II أن يولد أنواعًا من الأكسجين التفاعلي بمعدلات عالية في كل من التفاعلات الأمامية والعكسية // مجلة الكيمياء البيولوجية. 2012. المجلد. 287 (32). ص 27255-27264.

18. Grivennikova V.G. ، Kozlovsky V.S. ، Vinogradov A.D. مجمع الجهاز التنفسي الثاني: إنتاج ROS وحركية تقليل يوبيكوينون // Biochimica et Biophysica Acta. 2017 المجلد. 1858 (2). ص 109-117.

19. Chouchani E.T. ، Pell V.R. ، Gaude E. et al. تتحكم التراكمات الإقفارية من السكسينات في إصابة ضخه من خلال الميتوكوندريا ROS // Nature. 2014. المجلد. 515. ص 431-435.

20. Lemarie A. ، Huc L. ، Pazarentzos E. et al. التفكك النوعي للسكسينات المركب II: يربط يوبيكوينون أوكسيريدوكتاز تغيرات الأس الهيدروجيني بالإجهاد التأكسدي لتحريض موت الخلايا المبرمج // موت الخلية والتمايز. 2011 المجلد. 18 (2). ص 338-349.

21. Huang L.S.، Cobessi D.، Tung E.Y.، Berry E.A. ربط مثبط سلسلة الجهاز التنفسي أنتيميسين بمركب الميتوكوندريا bc1: هيكل بلوري جديد يكشف عن نمط ارتباط هيدروجين داخل الجزيء متغير // مجلة البيولوجيا الجزيئية. 2005 المجلد. 351 (3). ص 573-597.

22. Vercesi A.E. مشاركة NADP وإمكانات الغشاء و NAD (P) transhydrogenase المرتبط بالطاقة في عملية تدفق Ca2 + من ميتوكوندريا كبد الفئران // أرشيفات الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية. 1987 المجلد. 252 (1). ص 171-178.

23. Peng TI.، Jou M.J. الإجهاد التأكسدي الناجم عن الحمل الزائد للكالسيوم في الميتوكوندريا // حوليات أكاديمية نيويورك للعلوم. 2010 المجلد. 1201. ص 183-188.

24. Starkov A.A. تحديث عن دور نازعة الهيدروجين ألفا كيتوجلوتارات الميتوكوندريا في الإجهاد التأكسدي // علم الأعصاب الجزيئي والخلوي. 2013. المجلد. 55. ص 13-16.

25. Nickel A.G. ، von Hardenberg A. ، Hohl M. et al. يؤدي انعكاس هيدروجيناز الميتوكوندريا إلى الإجهاد التأكسدي في قصور القلب // التمثيل الغذائي للخلية. 2015. المجلد. 22 (3). ص 472-484.

26. Wei A. 6) ، ص 465-478.

27 دينتون آر إم. تنظيم ديهيدروجينازات الميتوكوندريا بواسطة أيونات الكالسيوم // Biochimica et Biophysica Acta. 2009 المجلد. 1787 (11). ص 1309-1316.

28. Patterson S.D. ، Spahr CS ، Daugas E. et al. تحديد الكتلة الطيفية للبروتينات المنبعثة من الميتوكوندريا التي تمر بمرحلة انتقال النفاذية // موت الخلية والتمايز. 2000 المجلد. 7 (2). ص 137 - 144.

29. Ott M. ، Robertson JD ، Gogvadze V. et al. يستمر إطلاق السيتوكروم ج من الميتوكوندريا من خلال عملية من خطوتين // وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية. 2002 المجلد. 99 (3). ص 1259–1263.

30. Pereverzev M.O. ، Vygodina T.V. ، Konstantinov A.A. ، Skulachev V.P. السيتوكروم ج ، مضادات الأكسدة المثالية // معاملات المجتمع البيوكيميائية. 2003 المجلد. 31. نقطة. 6. ص 1312 - 1315.

يتم تعريف نفاذية الغشاء الخارجي للميتوكوندريا على أنها زيادة حادة في نفاذية الأيونات والمحاليل التي يقل وزنها عن 1.5 كيلو دالتون ، مما يؤدي إلى فقدان إمكانات الغشاء ، وتورم الميتوكوندريا ، وتمزق الغشاء الخارجي ، وإطلاق عوامل موت الخلايا المبرمج. تحدث هذه العملية بعد فتح قناة ضخمة تُعرف باسم مسام الميتوكوندريا غير المعتمدة على Ca2 + (mPTP). يبدو أن افتتاح mPTP هو عامل رئيسي يسبب موت الخلايا وتلف الأعضاء الذي لا رجعة فيه في العديد من الحالات المرضية مثل نقص التروية متبوعًا بإعادة ضخ الدم والأمراض التنكسية العصبية وضمور العضلات.

المنشط الرئيسي لـ mPTP هو الكالسيوم ، بينما تزداد الحساسية للكاتيون عدة مرات تحت الإجهاد التأكسدي. تُرى هذه الحالات أثناء نقص التروية / ضخه ويُعتقد أنها السبب الرئيسي لفتح mPTP. الافتراض القائل بأن الاندفاع الرئيسي لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) يحدث أثناء فتح المسام وبعده ، كان موضع تساؤل منذ فترة طويلة ، لأنه من المعروف أن تحريضها يؤدي إلى فك اقتران الميتوكوندريا ، وهذا بدوره يقلل من الإنتاج من ROS. ومع ذلك ، وجدت مجموعة D. Zorov أن تراكم ROS في مصفوفة الميتوكوندريا لخلايا عضلة القلب أثناء التنشيط الضوئي لمشتقات رباعي ميثيل رودامين يؤدي إلى تحريض mPTP ، والذي يصاحبه إنتاج محسن مضاعف ("انفجار") لـ ROS. أطلق المؤلفون على هذه الظاهرة إطلاق ROS الناجم عن ROS ("إصدارات ROS المستحثة بـ ROS" (RIRR)). بعد ذلك ، ظهرت العديد من الأوراق التي توضح الارتفاع المفاجئ في ROS الناجم عن تحريض mPTP. يمكن أن يؤدي إطلاق ROS في العصارة الخلوية إلى تنشيط الإنزيمات الحساسة للأكسدة والاختزال ، بالإضافة إلى تحفيز استجابة إشارات معقدة وتوليد ROS في الميتوكوندريا المجاورة. هذه العملية لها أهمية فسيولوجية ومرضية مهمة ، لأنها يمكن أن تسبب موت الميتوكوندريا والخلايا القديمة والتالفة ، ولكن أيضًا الخلايا السليمة. تعد مسألة مسارات تكوين ROS أثناء تحريض mPTP ذات أهمية علمية وعملية كبيرة ، ولكنها تظل مفتوحة حتى الآن.

الغرض من الدراسة

مراجعة بيانات الأدبيات الحالية والفرضيات حول مواقع وآليات إنتاج ROS أثناء نفاذية غشاء الميتوكوندريا الخارجي.

المركب الأول من السلسلة التنفسية للميتوكوندريا

المركب الأول (NADH-ubiquinone oxidoreductase) هو أحد المواقع الرئيسية لإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في الميتوكوندريا. من المعتقد أن المواقع الرئيسية لتوليد ROS فيه هي أحادي نيوكليوتيد الفلافين في موقع ربط NADH (الموقع I f) ، وأنزيم ubisemiquinone في موقع الربط Q (الموقع I q). يحدث إنتاج Superoxide في موقع I f أثناء النقل المباشر للإلكترون ، عندما يكون FMN في حالة منخفضة للغاية ويعتمد على نسبة NADH / NAD + في المصفوفة. يزيد روتينون مثبط موقع الارتباط المساعد Q الإنزيم Q من إنتاج الأكسيد الفائق عن طريق التسبب في عودة الإلكترونات إلى FMN. يحدث إنتاج Superoxide في المركب I أيضًا أثناء نقل الإلكترون العكسي عندما يتم تقليل تجمع Coenzyme Q بالكامل.

في ظل الظروف المرضية ، قد ترتبط زيادة كفاءة مواقع توليد ROS للمركب الأول بإعادة ترتيبها التوافقي. يقلل افتتاح mPTP بشكل كبير من نشاط اختزال NADH-ubiquinone المستجيب للروتينون ويزيد من إنتاج H 2 O 2 في وجود ≥50 ميكرومتر NADH. يتميز NADH-ubiquinone oxidoreductase بانتقال بطيء من حالة نشطة إلى حالة غير نشطة والعكس صحيح. يشير هذا إلى إعادة ترتيب توافقية كبيرة للمركب ، على الأقل في ذلك الجزء منه الذي يشارك في تقليل حساسية الروتينون للأوبيكوينون. لقد تبين أن المركب I المعزول من قلوب الفئران التي تعرضت لنضح الأكسجين لمدة 30 دقيقة دخل في حالة غير نشطة وعاد إلى الحالة النشطة بعد إعادة الأكسجة. اقترح المؤلفون أن هذه الترتيبات التوافقية قد تكون مرتبطة بتوليد ROS بعد إعادة أكسجة أنسجة القلب المغطاة بالشريان التاجي. يصاحب انتقال المجمع إلى الحالة غير النشطة كشف محدد للوحدة الفرعية Cys39 ND3. لقد ثبت أن مركبات النتروز التي تعدل هذا السيستين بشكل عكسي يمكن استخدامها كدفاع دوائي ضد توليد ROS أثناء إعادة التسريب.

المركب الثاني من سلسلة الجهاز التنفسي الميتوكوندريا

المركب II ، أو سكسينات - يوبيكوينون أوكسيدوروكتاز ، عبارة عن مجموعة رباعي الحديد والكبريت تحتوي على بروتين فلافوبروتين في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. إنه يشارك في وقت واحد في عمل دورة كريبس وسلسلة الجهاز التنفسي ، مما يؤدي إلى تحويل السكسينات إلى فوماريت وتقليل يوبيكوينون إلى يوبيكوينول.

تم عرض إمكانية تكوين ROS بواسطة E. coli fumarate reductase flavin (الموقع II f) في وجود تركيزات منخفضة من الأحماض ثنائية الكربوكسيل لأول مرة في العمل. بعد ذلك ، تم إظهار إنتاج ROS في جزيئات تحت الميتوكوندريا لقلب الأبقار وميتوكوندريا العضلات الهيكلية. يحفز مثبط المركب II atpenin A5 ومثبط المركب III stigmatellin ، الذي يمنع أكسدة ubiquinol بواسطة المركب III ، إنتاج ROS بواسطة المركب II في وجود السكسينات. على النقيض من ذلك ، يمنع Malonate توليد ROS بواسطة المركب II ، مما يشير إلى أن ROS يتم إنشاؤه في موقع flavin المختزل بالكامل IIf ، على الرغم من عدم استبعاد المواقع الأخرى. اعتماد إنتاج بيروكسيد الهيدروجين على تركيز السكسينات يكون على شكل جرس: يزداد مستوى البيروكسيد مع زيادة تركيز الركيزة حتى 400 ميكرومتر ، ثم ينخفض ​​بشكل ملحوظ عند تركيزات الملي مولار التي يشيع استخدامها في تنشيط الميتوكوندريا. والسبب في هذه الظاهرة هو أن المركب II يولد ROS فقط عندما لا يشغل موقع flavin IIf الأحماض ثنائية الكربوكسيل. يمكن للسكسينات والمواد الوسيطة الأخرى لدورة كريبس التي تتفاعل مع موقع ارتباط حمض الكربوكسيل أن تحد من وصول الأكسجين إليه وبالتالي قمع إنتاج ROS بواسطة المركب II. تزداد مستويات السكسينات والفومارات في المصفوفة أثناء نقص التروية / نقص الأكسجة ، لكن هذا لا يمنع تكوين ROS. على النقيض من ذلك ، فقد ثبت أن تراكم السكسينات أثناء الإصابة بنقص التروية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية وإصابة إعادة التروية. اقترح المؤلفون أن المصدر الرئيسي لـ ROS في ظل هذه الظروف هو التدفق العكسي للإلكترونات عبر المعقد الأول. ومع ذلك ، في ظل ظروف نقص التروية لفترات طويلة ، عندما تكون الأغشية خالية من الاستقطاب تمامًا ، فإن هذه الآلية غير ممكنة. تقترح آلية بديلة لتوليد ROS الحصول على وصول الأكسجين إلى الموقع المنخفض II f بسبب انخفاض محتوى الأحماض ثنائية الكربوكسيل في جوارها المباشر نتيجة للإفراج السريع عن السكسينات والفومارات من المصفوفة أثناء تحريض mPTP. تتطلب هذه الآلية تثبيط المركب II عند مستوى اختزال يوبيكوينون أو تثبيط أكسدة يوبيكوينول بواسطة المركب III.

يمكن أن تساهم إعادة الترتيب التوافقي للمركب II أيضًا في زيادة ROS أثناء نفاذية الغشاء. تبين أنه مع انخفاض الأس الهيدروجيني داخل الخلايا الذي لوحظ أثناء موت الخلايا المبرمج ، يحدث تفكك المركب II: يتم فصل الوحدات الفرعية من نازعة هيدروجين السكسينات SDHA و SDHB ، والتي تعمل على أكسدة السكسينات إلى فومارات وتحويل الإلكترونات عبر مجموعات الحديد والكبريت ، عن موقع الاختزال. الإنزيم المساعد Q سكسينات CoQ أوكسيريدوكتاز (SQR). يؤدي هذا إلى تثبيط نشاط SQR ، بينما يظل نشاط نازعة هيدروجين السكسينات طبيعيًا. يؤدي هذا التفكك إلى اختزال مباشر للأكسجين بإلكترون واحد بواسطة كتلة الحديد والكبريت في المركب II. وعلى الرغم من أنه من المعروف أن الأس الهيدروجيني المنخفض هو مثبط لـ mPTP ، إلا أن آلية اندفاع ROS يمكن أن تحدث أثناء نقص التروية ، عندما ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني. في هذا الوقت ، يمكن أن تحدث عمليات إعادة الترتيب التوافقية للمركب II ، وبعد ذلك ، أثناء إعادة التسريب ، عندما يتم استعادة الأس الهيدروجيني إلى المستوى الأولي ، يفتح mPTP ويلاحظ اندفاع ROS المتكون على المجمع المنفصل.

المركب الثالث من سلسلة الجهاز التنفسي الميتوكوندريا

المركب الثالث (يوبيكوينول سيتوكروم مع oxidoreductase) هو موقع محتمل آخر لتكوين ROS. ينقل هذا البروتين الإلكترونات من يوبيكوينون إلى السيتوكروم معأثناء تشغيل ما يسمى بدورة Q. خلال هذه العملية ، يحدث تكوين semiquinone غير المستقر ، والذي يمكن أن ينقل الإلكترون إلى الأكسجين ، مكونًا جذريًا فوق الأكسيد. ومع ذلك ، في ظل الظروف العادية ، يكون مثل هذا التفاعل غير محتمل ، حيث يتأكسد السيميكينون بسرعة بواسطة السيتوكروم ب. تحدث زيادة حادة في مستوى الأكسيد الفائق عندما يتم تثبيط المركب بواسطة antimycin A ، وكذلك أثناء نقص التروية الذي يستمر لأكثر من 30 دقيقة. قد يكون أحد أسباب هذه الظاهرة هو إعادة ترتيبها التوافقي الناجم عن ارتباط المانع. وقد تبين في ميتوكوندريا القلب المعزولة أن المركب III المثبط بواسطة antimycin A يولد كميات كبيرة من ROS في وجود Mg2 + و NAD + وفي غياب ركائز خارجية عند تحريض mPTP بواسطة الكالسيوم والألميثيسين. أظهر المؤلفون أنه في ظل هذه الظروف ، يرتبط إنتاج بيروكسيد الهيدروجين بالجيل المعتمد على Mg 2+ من NADH بواسطة نازعة هيدروجين المالات. تم تثبيط إنتاج H 2 O 2 بواسطة ستيغماتيلين وبيريسيدين ، مما يشير إلى أهمية تقليل يوبيكوينون المعتمد على NADH لتوليد ROS في ظل هذه الظروف. تدعم هذه البيانات الفرضية القائلة بأنه أثناء نقص التروية أثناء تحريض mPTP ، تؤدي الزيادة في تركيز Mg 2+ و NAD + في المصفوفة إلى تنشيط نازعة هيدروجين المالات ، والذي يستعيد NAD + باستخدام malate ، ويزداد تركيزه بسبب زيادة المستوى من السكسينات والفومارات. تذهب المكافئات المخفضة إلى المركب المثبط III ، مما يؤدي إلى انفجار ROS.

دور نيوكليوتيدات بيريدين في جيل ROS

لقد تم إثبات سابقًا أن أكسدة NAD (P) H لمصفوفة الميتوكوندريا تسبق افتتاح mPTP. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي تحريض المسام إلى تسرب نيوكليوتيدات بيريدين إلى العصارة الخلوية للخلية. يجب أن يؤثر هذا التغيير في توازن NAD (P) H على إنتاج ROS أثناء نفاذية الميتوكوندريا. تمت دراسة اعتماد جيل ROS على تركيز NADH من قبل مجموعة A. Vinogradov. وقد تبين أن الحد الأقصى لإنتاج الأكسيد الفائق يصل إلى الحد الأقصى بتركيز NADH 10-50 ميكرومتر ، بتركيزات ملي مولار ، يتم تثبيط إنتاج الراديكالي. نظرًا لأن التركيزات الفسيولوجية لزوج مصفوفة NADH / NAD + تقع في النطاق الملي مولاري ، فإن مساهمة المركب I في توليد ROS في ظل الظروف العادية قد تكون ضئيلة. وجد أنه في الميتوكوندريا النفاذة يوجد إنتاج مرتفع من H 2 O 2 ، يعتمد على نسبة NAD (P) H / NAD (P) + وتحفزه أيونات الأمونيوم. في الوقت نفسه ، كان إنتاج بيروكسيد الهيدروجين غير حساس للديكومارول (مثبط لـ NADHquinone oxidoreductase) و NADH-OH (مثبط للمركب I) ، مما يشير إلى توطين المصفوفة لموقع توليد H2O2. يحتوي البروتين المدروس على NADH: نشاط أوكسيريدوكتاز الدهني وتم تحديده على أنه ثنائي هيدروجيناز ثنائي هيدروجين. هذا البروتين هو مكون مهم (ما يسمى مكون E3) لاثنين من إنزيمات الميتوكوندريا المحتوية على FAD: مركب α-ketoglutarate dehydrogenase و pyruvate dehydrogenase complex. وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها من المجمعات المنقاة والميتوكوندريا المعزولة ، فإن مكون E3 مسؤول عن إنتاج فوق أكسيد وبيروكسيد الهيدروجين. لقد ثبت أن ميتوكوندريا قلب الفئران المؤكسدة لـ NADH تنتج حوالي 50 ٪ من بيروكسيد الهيدروجين بسبب عمل المركب I ، مع نسبة 50 ٪ المتبقية بسبب ديهيدروجينيز ثنائي هيدروجين.

لا توفر الأشكال المختزلة من نيوكليوتيدات بيريدين الإلكترونات إلى السلسلة التنفسية للميتوكوندريا فحسب ، بل تنظم أيضًا حالة الأكسدة والاختزال في المصفوفة من خلال البروتينات المؤيدة ومضادات الأكسدة. أحد هذه البروتينات هو الجلوتاثيون ، والذي يعد ، مع NADPH ، ركيزة للبروتينات المضادة للأكسدة الجلوتاثيون بيروكسيديز واختزال الجلوتاثيون. عند فتح mPTP ، يمكن تحرير NADPH والجلوتاثيون ، مما يؤدي إلى تراكم H 2 O 2. علاوة على ذلك ، في ظل هذه الظروف ، بسبب انخفاض في إمكانات الغشاء ، لا يمكن أن يحافظ نيكوتيناميد نيوكليوتيد إنزيم هيدروجيناز (NADPH-transhydrogenase) على مستوى عالٍ من NADP + المنخفض ، مما يساهم في الإجهاد التأكسدي. في ظل الظروف الفسيولوجية ، يجدد هذا الإنزيم NADPH في تفاعل مباشر باستخدام NADH كركيزة. يعتبر هذا التفاعل مواتياً من حيث الطاقة لأن الهيدروجين بين NADH و NADPH يرتبط بتدرج بروتوني على طول الغشاء الداخلي. ومع ذلك ، في ظل الظروف المرضية ، يمكن أن تستمر في الاتجاه المعاكس ، وتجديد NADH لتوليف ATP من خلال استخدام NADPH. وبالتالي ، فإن الحماية المضادة للأكسدة المرتبطة بمستوى تقليل NADP + تنخفض ، مما يساهم في إنتاج H 2 O 2.

دور الكالسيوم في جيل ROS

من المعروف أن زيادة تركيز الكالسيوم في مصفوفة الميتوكوندريا تؤدي إلى تحريض mPTP ، بينما تزداد حساسية المسام للكاتيون تحت الإجهاد التأكسدي ، وزيادة مستوى الفوسفات ، وانخفاض في تجمع الأدينين النيوكليوتيدات. تركيز أيونات الكالسيوم في مصفوفة الميتوكوندريا في حدود حوالي 10 نانومتر. في الوقت نفسه ، فإن قدرتها على الكالسيوم عالية جدًا ؛ الميتوكوندريا المعزولة قادرة على عزل أكثر من 1 متر من الكالسيوم من البيئة ، والحفاظ على تركيز الكالسيوم الحر في نطاق الميكرومولار ، حيث يتم تنظيم إنزيمات Ca 2+ المعتمدة يحدث. تشمل هذه الإنزيمات نازعة هيدروجين البيروفات و a-ketoglutarate dehydrogenase. يؤدي تنشيطها إلى زيادة التنفس وتوليف ATP ، وربما إلى زيادة في إنتاج ROS.

في عملية نفاذية أغشية الميتوكوندريا ، يتم إطلاق حوالي 100 بروتين ، بما في ذلك عناصر مهمة للدفاع عن مضادات الأكسدة مثل الجلوتاثيون والسيتوكروم ، من الفضاء بين الغشاء والمصفوفة. مع.

السيتوكروم معهو بروتين موجب الشحنة يرتبط بالكارديوليبين على الجانب الخارجي من غشاء الميتوكوندريا الداخلي ، وكذلك مع المجمعات التنفسية الثالثة والرابعة. لقد ثبت أن إطلاق السيتوكروم معهي عملية من خطوتين تنطوي على فصل البروتين من مواقع الارتباط داخل الغشاء وانتقاله اللاحق عبر الغشاء الخارجي. يمكن أن يعزز Ca 2+ تفكك السيتوكروم معمن الغشاء الداخلي ، حيث إنه منافس له للارتباط بالكارديوليبين سالب الشحنة. يعزز إطلاق السيتوكروم معفي العصارة الخلوية عند تحريض mPTP. علاوة على ذلك ، يمكن أن تتسبب أنواع الأكسجين التفاعلية المتكونة أثناء نفاذية الغشاء في أكسدة الكارديوليبين ، مما يؤدي إلى تغيير في خواصه الفيزيائية ، والتي يمكن أن تزيد أيضًا من إطلاق السيتوكروم. معمن الميتوكوندريا وتساهم في توليد جيل أكبر من أنواع الأكسجين التفاعلية. يؤدي انخفاض مستوى البروتين إلى إبطاء نقل الإلكترونات من المركب III إلى المركب IV وبالتالي زيادة إنتاج ROS في دورة Q. بالإضافة إلى ذلك ، السيتوكروم معهو نفسه أحد مضادات الأكسدة الفعالة ، وهو قادر على تقليل الأنيون الفائق بشكل فعال. وبالتالي ، فإن زيادة تركيز الكالسيوم في الميتوكوندريا لها تأثير محفز على إنزيمات المصفوفة المنتجة لـ ROS وتؤدي إلى انخفاض في الحماية المضادة للأكسدة ، وبالتالي زيادة المستوى العام لـ ROS الناتج عن الميتوكوندريا.

خاتمة

تعتبر الميتوكوندريا مصدرًا محتملاً وهدفًا لـ ROS ، مما يؤدي إلى فقدان وظائف الميتوكوندريا ، ونتيجة لذلك ، إلى تلف الخلايا الذي لا رجعة فيه في العديد من العمليات المرضية. يلعب mPTP دورًا مهمًا ، حيث يمكن أن يؤدي تحريضه إلى توليد قوي من ROS ، والذي له تأثير ضار على العضيات المجاورة والخلايا الكاملة. في الوقت الحاضر ، أسباب هذه الظاهرة غير مفهومة جيدًا ، على الرغم من وجود العديد من الفرضيات في الأدبيات. من المفترض أن اندفاع ROS قد يعتمد على إعادة ترتيب مطابقة لمجمعات سلسلة الجهاز التنفسي ، وتفعيل مصفوفة نازعة الهيدروجين نتيجة لعمل Ca 2+ ، والتغيرات في توازن NAD (P) H / NAD (P) + المصفوفة ، واستنفاد نظام مضادات الأكسدة. يبدو أن مزيدًا من الدراسة لآليات ومواقع إنتاج ROS أثناء تحريض mPTP أمر ضروري ، لأن تحديدها الدقيق سيجعل من الممكن تطوير طرق لتنظيمها من أجل منع تطور العديد من الحالات المرضية في الجسم.

تم دعم هذا العمل من خلال منحة مؤسسة العلوم الروسية رقم 17-75-10122.

رابط ببليوغرافي

خاريشكينا إس ، نيكيفوروفا أ. آليات توليد أنواع الأوكسجين النشط في السماح لأغشية MITOCHONDRIAL // المشكلات الحديثة في العلم والتعليم. - 2018. - رقم 4 .؛
URL: http: // site / ru / article / view؟ id = 27719 (تاريخ الوصول: 01/30/2020).

نلفت انتباهكم إلى المجلات التي تصدرها دار النشر "أكاديمية التاريخ الطبيعي".

الخصائص الخاصة لجزيء الأكسجين ونواتج تحوله

الإنتاج المستهدف لـ ROS بواسطة الخلايا الحية

الإنتاج المستهدف لـ ROS بواسطة الخلايا الحية

تم تجهيز جميع الكائنات الحية بمجموعة متنوعة من الآليات للتوليد المستهدف لـ ROS. من المعروف منذ فترة طويلة أن إنزيم NADPH أوكسيديز ينتج بنشاط فائق الأكسيد "السام" ، والذي يتولد وراءه كامل جاما من ROS. ولكن حتى وقت قريب جدًا ، كان يُعتبر انتماءًا محددًا للخلايا البلعمية في الجهاز المناعي ، مما يفسر الحاجة إلى إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية من خلال الظروف الحرجة للحماية من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض والفيروسات. من الواضح الآن أن هذا الإنزيم موجود في كل مكان. تم العثور عليه وأنزيمات مماثلة في خلايا الطبقات الثلاث للشريان الأورطي ، في الخلايا الليفية ، والخلايا المخلوطة ، والخلايا الغضروفية ، والخلايا النباتية ، والخميرة ، وخلايا الكلى ، والخلايا العصبية والخلايا النجمية في القشرة الدماغية O 2 - تنتج إنزيمات أخرى منتشرة في كل مكان: لا -synthase ، السيتوكروم P-450 ، غاما-جلوتاميل ترانسبيبتيداز ، وتستمر القائمة في النمو. لقد وجد مؤخرًا أن جميع الأجسام المضادة قادرة على إنتاج H 2 O 2 ، على سبيل المثال. هم أيضا مولدات ROS. وفقًا لبعض التقديرات ، حتى في حالة الراحة ، يخضع 10-15٪ من إجمالي الأكسجين الذي تستهلكه الحيوانات لتخفيض إلكترون واحد ، وتحت الضغط ، عندما يزداد نشاط الإنزيمات المولدة للأكسجين الفائق بشكل حاد ، تزداد شدة تقليل الأكسجين بنسبة 20٪ أخرى. . وبالتالي ، يجب أن يلعب ROS دورًا مهمًا جدًا في علم وظائف الأعضاء الطبيعي.

1 الذئبة الحمامية الجهازية (SLE) هي مرض مناعي ذاتي كلاسيكي ، في التسبب في فرط إنتاج الأجسام المضادة السامة للخلايا إلى الحمض النووي ، وتشكيل المجمعات المناعية مع تثبيتها اللاحقة تحت الغشاء القاعدي للبشرة وفي جدران الأوعية الصغيرة ، مثل وكذلك تلعب عمليات موت الخلايا المبرمج دورًا رائدًا. في تطور آفات الأعضاء في هذا المرض ، فإن زيادة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) بواسطة الخلايا البلعمية ، التي لها تأثير تدميري عالي للنسيج ، لها أهمية خاصة. في الأدبيات المتاحة ، لم نجد أي أعمال على ميزات إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) بواسطة الخلايا الرئيسية لعملية الالتهاب الحادة والمزمنة - العدلات المنتشرة والوحيدات في متلازمة المفصل لدى مرضى الذئبة الحمراء.

درسنا إنتاج ROS بواسطة العدلات (Nf) و monocytes (Mn) باستخدام اختبارات تعتمد على اللومينول والمعتمد على لوسيجينين (عفويًا ومستحثًا بواسطة المكورات العنقودية المقتولة) اللمعان الكيميائي (CL) ، مما يعكس ، على التوالي ، إنتاج الأكسجين التفاعلي عالي السمية الأنواع (ROS) في نظام myeloperoxidase وأنيون superoxide في 66 مريضًا مصابًا بمرض الذئبة الحمراء ، وكذلك في 22 متبرعًا سليمًا. كان متوسط ​​عمر مرضى الذئبة الحمراء 41.4 ± 10.9 سنة ، ومدة العملية كانت 11 ± 4 سنوات ، على التوالي. تم تشخيص الحد الأدنى من نشاط العملية الالتهابية (A1) في 41 مريضًا (62.1٪) ، متوسط ​​(AII) - في 25 مريضًا (37.9٪). حدث المسار الحاد للمرض في المرضى الفرديين (لم يتم تضمين بيانات الفحص الخاصة بهم في هذا العمل) ، الدورة تحت الحاد - في 38 (57.6٪) ، مزمن - في 28 (42.4٪). حدثت متلازمة المفصل في مرض الذئبة الحمراء في 49 مريضاً (74.2٪).

في المرضى الذين يعانون من مرض الذئبة الحمراء ، سواء في وجود أو عدم وجود تلف في المفاصل ، زاد إنتاج ROS ، كل من Np و Mn ، وفقًا لاختبارات Lucigenin- و luminol المعتمدة على CL ، مقارنة بمجموعة التحكم ، التي تتميز بـ إنتاج مجموعة واسعة من أنواع الأكسجين التفاعلية ، بما في ذلك شديدة السمية ، مع تأثير تدميري قوي للنسيج. تميزت اختبارات CL المستحث بالتنوع ، وانخفضت معاملات تنشيط الخلايا البلعمية في كلا شكلي الذئبة الحمامية ، مما يشير إلى انخفاض في الوظائف الاحتياطية للخلايا البالعة المنتشرة.

عند مقارنة المعلمات المدروسة في المرضى الذين يعانون من مرض الذئبة الحمراء ، اعتمادًا على وجود أو عدم وجود متلازمة مفصلية ، تم العثور على انخفاض في CL NF المعتمد على لوسيجينين و CL NF المعتمد على اللومينول في المرضى الذين يعانون من آفات المفاصل مقارنة بالبيانات المماثلة في مجموعة مرضى الذئبة الحمراء مع عدم وجود آفات مفصلية.

تشير الدراسات التي تم إجراؤها إلى زيادة إنتاج ROS عن طريق تعميم الخلايا البلعمية في مرض الذئبة الحمراء ، بغض النظر عما إذا كانت هناك آفات في المفاصل أم لا. في الوقت نفسه ، يصاحب تطور آفات المفاصل لدى مرضى الذئبة الحمراء انخفاض في بعض مؤشرات الإجهاد التأكسدي للعدلات ، مما يدل على تنوع مظاهر الإجهاد التأكسدي للخلايا البلعمية اعتمادًا على المظاهر السريرية ، على وجه الخصوص ، على تطور آفات المفاصل.

تم تقديم العمل في المؤتمر العلمي الثاني للطلاب والعلماء الشباب والمتخصصين بمشاركة دولية "المشاكل الحديثة للعلم والتعليم" ، 19-26 فبراير 2005. الغردقة (مصر)

رابط ببليوغرافي

رومانوفا ن. إنتاج أنواع الأكسجين النشط عن طريق الطوائف الدورية والتناذر المفصلي في الحد من الذئبة النظامية // التطورات في العلوم الطبيعية الحديثة. - 2005. - رقم 3. - ص 116-116 ؛
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view؟id=8239 (تاريخ الوصول: 01/30/2020). نلفت انتباهكم إلى المجلات التي تصدرها دار النشر "أكاديمية التاريخ الطبيعي".

- [الصفحة 2] -

رسم بياني 1. أكثر الحالات المرضية شيوعًا عند الرجال من الأزواج المصابين بالعقم مع فرط إنتاج ROS.

بشكل عام ، يوجد فرط إنتاج لـ ROS ، وفقًا لبياناتنا ، في 38.2٪ من المرضى الذين يعانون من اضطرابات مختلفة في جودة الحيوانات المنوية. بين الرجال الذين يعانون من فرط إنتاج ROS ، اكتشفنا غالبًا دوالي الخصية (38.9٪ من الحالات) والتهاب البروستات الجرثومي المزمن في مرحلة الالتهاب النشط (25.1٪ من الحالات) ؛ في 8.9 ٪ من الرجال - كيسات في الزوائد ، في 1.2 ٪ - عدم وجود أحد الأسهر أو كليهما.

في 52.2٪ من الحالات ، على خلفية فرط إنتاج ROS ، وجدنا تفاعلات مناعية ذاتية ضد الحيوانات المنوية ، مصحوبة بإنتاج ACAT (الشكل 1).

على خلفية فرط إنتاج ROS ، تم الكشف عن سوية النطاف في 19.3 ٪ من الحالات. وهكذا وجدنا أن الإجهاد التأكسدي في 80.7٪ من الحالات كان مصحوباً بتدهور في جودة الحيوانات المنوية. علاوة على ذلك ، لوحظ في أغلب الأحيان استسقاء النطاف - 71.4٪ من الحالات ، ثم تراتوزوزبيرميا - 36.3٪ ، قلة النطاف - 28.3٪ ، تقيح النطاف - 21.3٪ ، عقم مناعي ، عندما تمت تغطية أكثر من نصف الحيوانات المنوية المتحركة بالأجسام المضادة - 10.6٪ ؛ في 5٪ من الحالات - فقد النطاف. تجدر الإشارة إلى أنه كان هناك عادة مجموعة من التشخيصات المتعددة. لوحظ حدوث انتهاك للتفاعل الأكروسومي على خلفية الإجهاد التأكسدي في أكثر من نصف جميع الحالات. نظرًا للوتيرة العالية لحدوث حالات مرضية معينة لدى الرجال من الأزواج المصابين بالعقم ، كانت المهمة العاجلة هي تحديد درجة خطر الإصابة بالإجهاد التأكسدي على خلفية العوامل المسببة للأمراض المختلفة (الشكل 2).

وجدنا أن الأمراض المعدية والالتهابية للأعضاء التناسلية الذكرية وبالأخص التهاب البروستات الجرثومي المزمن تؤدي إلى الإجهاد التأكسدي للحيوانات المنوية في 64.1٪ من الحالات ، والخطر النسبي هو 2.9. على خلفية العقم المناعي ، فإن الخطر المطلق للإجهاد التأكسدي هو 40.2-71.0٪ ، نسبي - 1.5-2.9 (اعتمادًا على كمية ASAT). مع دوالي الخصية ، كان الخطر المطلق للإجهاد التأكسدي للحيوانات المنوية 29.3-68.1٪ ، والخطر النسبي 1.6-2.6 ، على التوالي.

وبالتالي ، فإن أهم أسباب الإجهاد التأكسدي كانت التهاب البروستات الجرثومي المزمن في مرحلة الالتهاب النشط ، وتفاعلات المناعة الذاتية ضد الحيوانات المنوية ، ودوالي الخصية. تم تشخيص هذه الحالات المرضية في أغلب الأحيان في العقم عند الذكور ، وعلى خلفية هذه الحالات كان هناك خطر كبير للإصابة بالإجهاد التأكسدي.

درسنا خصائص الإجهاد التأكسدي في مجموعات لها أسباب مختلفة لانخفاض الخصوبة. وجدنا أنه في دوالي الخصية (n = 294) كان إنتاج ROS 0.48 + 0.40 mV / s مع نطاق فردي للقيم من 0.01 إلى 66.15 mV / s ، وهو أعلى 1.9 مرة من مرضى الخصوبة في غياب ASAT و 8 مرات في وجود تفاعلات المناعة الذاتية.

الصورة 2.الخطر المطلق للإجهاد التأكسدي للحيوانات المنوية في مختلف العوامل المسببة للأمراض من العقم عند الذكور . ملحوظة:*** - الفروق معنوية مقارنة بمجموعة الرجال المصابين بالخصوبة وفقًا لاختبار كاي تربيع مع p<0,001

في الوقت نفسه ، لم يكشف تحليل الارتباط عن وجود علاقة بين شدة دوالي الخصية ، من ناحية ، ومستوى ROS في السائل المنوي ، من ناحية أخرى (R = -0.004 ؛ جاما = -0.004 ؛ t = -0.003 ؛ ص> 0.05).

لقد قمنا بتحليل ميزات إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في القذف عند الرجال المصابين بأشكال مختلفة من دوالي الخصية. وجد أن فرط إنتاج الجذور النشطة في الشكل تحت الإكلينيكي لتوسيع أوردة الحبل المنوي لوحظ في 31.2٪ من الحالات ، في الأولى - 33.9٪ ، في الثانية - 25.5٪ ، 42.9٪ - في الثالثة . وبالتالي ، لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في حدوث فرط إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (P> 0.05).

بناءً على البيانات التي حصلنا عليها ، فإن الموجات فوق الصوتية لكيس الصفن إلزامية عند فحص الرجال من الأزواج المصابين بالعقم من أجل تحديد الأشكال دون السريرية من دوالي الخصية. يعد التشخيص الراسخ للقيلة الدوالية مؤشرًا مطلقًا لتحديد مستوى أنواع الأكسجين التفاعلية.

على خلفية فرط إنتاج ROS في دوالي الخصية ، في رأينا ، يشار إلى العلاج الجراحي ، بغض النظر عن درجة دوالي الخصية.

مع نفس درجة تمدد أوردة الحبل المنوي ، زاد إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية مع زيادة مدة العقم (p<0,04-0,01); в среднем по группам у пациентов с варикоцеле степенью +1 при продолжительности бесплодия от 12 до 36 мес. она составляла 0,39+0,23 мВ/с, при бесплодии больше 36 мес – 0,64+0,45 мВ/с (p<0,05). Исходя из этого, прогноз оперативного лечения в раннем возрасте в плане восстановления фертильности более благоприятный, а выжидательная тактика ведения пациентов с варикоцеле не является обоснованной, учитывая высокий риск оксидативного стресса.

على خلفية التهاب البروستاتا المزمن (ن = 130) ، أنشأنا علاقة مباشرة بين إنتاج جذور الأكسجين النشطة وعدد الكريات البيض في إفراز البروستاتا (R = 0.24 ؛ ع = 0.04). مع زيادة عدد الكريات البيض في إفراز البروستاتا ، لوحظ تقيح النطاف في 36.1٪ من الحالات. اعتماد إنتاج ROS على تركيز الكريات البيض في السائل المنوي (R = 0.29 ؛ ص<0,00001) сильнее, чем от содержания лейкоцитов в секрете простаты.

تميز المرضى الذين تم تشخيصهم بـ "تقيح النطاف" بمحتوى عالي من أنواع الأكسجين التفاعلية في السائل المنوي: كان متوسط ​​إنتاج المجموعة 9.81 +/- 25.56 ملي فولت / ثانية (عندما تم استبعاد قيم + 3S - 1.15 + 1.34 ملي فولت / ثانية ) انتشار فردي من 0.07 إلى 153.50 ملي فولت / ثانية ؛ المتوسط ​​0.925 مللي فولت / ثانية ، ويتراوح نطاق القيم غير المتطرفة من 0.07 إلى 9.52 مللي فولت / ثانية ، وهو أعلى بكثير (3.9 مرة) من الرجال الذين يتمتعون بالخصوبة (p.<0,001).

هناك علاقة معنوية بين تركيز الكريات البيض في السائل المنوي وشدة بكتيريا النطاف (R = 0.23 ؛ P = 0.033) ، وشدة بكتيريا النطاف وإنتاج ROS (r = 0.35 ؛ p<0,01).

بناءً على البيانات التي تم الحصول عليها ، أنشأنا علاقة إيجابية بين إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية وتراص الحيوانات المنوية لدى الرجال من الأزواج المصابين بالعقم المصابين بالنطاف المرضي. علاوة على ذلك ، مع استبعاد العينات المصابة بتضخم النطاف ، انخفض معامل الارتباط بشكل ملحوظ: R = 0.13 (p> 0.05) ، Gamma = 0.30 (p = 0.05).

جعل الاستبعاد من تحليل العينات التي تحتوي على تركيز حيوانات منوية أقل من 10 مليون / مل والقيم المتطرفة (+ 2S) من الممكن تحديد إنتاج ROS ونشاط تفاعلات المناعة الذاتية بشكل أكثر دقة. في ظل هذه الظروف ، في الرجال المصابين بالتهاب البروستاتا المزمن المصحوب بتقيح النطاف ، يكون إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية أكبر بـ 8.8 مرة من الرجال الذين يتمتعون بالخصوبة ، ويلاحظ وجود علاقة أكثر وضوحًا (R = 0.44) بين محتوى ROS والكريات البيض في السائل المنوي (R = 0.44) ..

تم تأكيد دور العملية الالتهابية في زيادة إنتاج ROS في السائل المنوي من خلال نتائج العلاج بالمضادات الحيوية لالتهاب البروستاتا المزمن (الجدول 1). تبين أنه بالفعل بعد أسبوعين من العلاج ، على خلفية انخفاض عدد الكريات البيض في إفراز البروستاتا بنسبة 39.1 ٪ (p<0,01) и на 35,2% в сперме (p>0.05) هناك انخفاض بأكثر من الضعف في إنتاج ROS (-58.1٪ ؛ ص<0,05). Одновременно происходит улучшение жизнеспособности (p<0,05) и подвижности (p<0,05), нормализация акросомальной реакции сперматозоидов в виде уменьшения доли гамет, преждевременно утративших целостность акросомальной мембраны (p<0,05), а у пациентов с АСАТ – снижение процента MAR-позитивных сперматозоидов (p<0,01).

وهكذا ، أظهر تحليل بيانات فحص الرجال من الأزواج المصابين بالعقم المصابين بالتهاب البروستات أن زيادة عدد الكريات البيض في السائل المنوي على خلفية التهاب البروستاتا هو المصدر الرئيسي للإنتاج المفرط لأنواع الأكسجين التفاعلية ، مما يؤدي إلى الإجهاد التأكسدي وتغيرات في الخصائص الوظيفية من الحيوانات المنوية.

في نصف (51.5٪) المرضى من الأزواج المصابين بالعقم والذين يعانون من تقيح النطاف ، تم العثور على ASAT ، ولكن في 9.2٪ فقط غطوا أكثر من 50٪ من الحيوانات المنوية المتحركة.

لا يوجد ارتباط بين تركيز الكريات البيض في السائل المنوي والنسبة المئوية للحيوانات المنوية المتحركة إيجابية ACAT (R = 0.0 ؛ P> 0.05).

وجدنا أن إنتاج الجذور الحرة يعتمد أكثر على كمية الأجسام المضادة في الحيوانات المنوية (R = 0.81) أكثر من النسبة المئوية للأمشاج الإيجابية لـ MAP (R = 0.44) ، والتي تم تحديدها باستخدام طريقة PCM ، والتي نوصي بأنها أكثر دقة • توصيف نشاط عمليات المناعة الذاتية في السائل المنوي.

قمنا بتحليل ميزات إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في أشكال مختلفة من مرض النطاف. لم يكشف تحليل الارتباط لمعلمات تصوير الحيوانات المنوية للمرضى الذين يعانون من تراتوزوزبيرميا عن أي علاقة بين النسبة المئوية للأشكال المرضية وإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية. ومع ذلك ، هناك علاقة بين النسبة المئوية للحيوانات المنوية ذات العنق المتغير وإنتاج ROS وغياب ASAT: r = 0.2 ؛ ص<0,01. Также в этой выборке обнаружена положительная корреляция между продукцией АФК и процентом сперматозоидов, спонтанно претерпевших акросомальную реакцию: r=0,24; p<0,05 для группы пациентов с нормальной концентрацией сперматозоидов и лейкоцитов.

يمكن تفسير الزيادة في مستوى ROS في teratozoospermia من خلال إطلاق الجذور النشطة مع تلف أغشية الحيوانات المنوية ، والاحتفاظ بالسيتوبلازم ، وعلى الأرجح نتيجة لإنتاج الأمشاج المعيبة شكليًا. في هذه الحالة ، يتم تعطيل المسار الطبيعي للتفاعل الأكرزومي ويحدث موت الخلايا المبرمج المشيج مع تلف سلامة الحمض النووي الخاص بهم (Aitken et al. ، 1989 ؛ Saleh et al. ، 2003 ؛ Jedrzejczak et al. ، 2005 ؛ Deepinder F. ، 2008).

تتمتع الحيوانات المنوية المتغيرة شكليًا ذات الحمض النووي المعيب بقدرة منخفضة على تخصيب البويضة ، وفي حالة الحمل ، يكون خطر الإصابة بأمراض وراثية للجنين مرتفعًا.

الجدول 1

التغيرات في إنتاج عوامل الأكسجين النشط ، بارامترات spermogram ، رد فعل acrosomal ، النسبة المئوية للحيوانات المنوية إيجابية ASAT وإفراز البروستاتا أثناء العلاج بالمضادات الحيوية لالتهاب البروستاتا المزمن لدى الرجال من الأزواج المصابين بالعقم (M + SE)

المؤشرات	الرجال المصابين بالتهاب البروستاتا(ن = 48)
	قبل العلاج	بعد أسبوعين ، عالجهنيا
أنواع الأكسجين التفاعلية ، بالسيارات / ثانية	22,1+6,91	9,28+4,63**
كريات الدم البيضاء في الحيوانات المنوية ، 106 / مل	2,07+0,52	1,34+0,58
فئة الحيوانات المنوية المتحركة أ ،٪	14,1+1,53	18,3+1,7*
الحيوانات المنوية الحية ،٪	73,0+2,7	77,6+2,7*
كريات الدم البيضاء في إفراز البروستاتا ، وحدات لكل مجال رؤية	27,6+4,6	16,8+3,8**
الحيوانات المنوية إيجابية MAR IgG ،٪	31,8+6,93	26,1+6,51**
تفاعل أكروسومال سابق لأوانه ،٪	23,3+2,57	18,1+2,21*
رد فعل أكروسومال الناجم ،٪	32,9+3,14	31,7+2,83
الحث على رد فعل acrosomal ،٪	8,8+2,6	13,6+2,3

يسمى السائل المنوي للرجال ، المعروف باسم السائل المنوي ، بالقذف في الطب. هذا سائل طبيعي تفرزه الخصيتان ، وله بنية مخاطية مميزة ، لزج وغير شفاف.

يحدث إطلاق القذف بسبب الإثارة الجنسية أثناء العلاقة الجنسية الحميمة أو العادة السرية. السائل المنوي له رائحة معينة ، تشبه رائحة الكستناء ، الفاتح ، الأبيض تقريبًا.

طعم السائل يعتمد على المنتجات التي يستهلكها الرجل وصحته العامة. في الذكور الأصحاء ، له طعم مالح قليلاً مع مسحة مريرة. مثل أي سائل في جسم الإنسان ، يمكن فحص السائل المنوي في المختبر لتقييم صحة المريض.

يتم تحليل السائل المنوي بطريقتين: الثقافة البكتريولوجية و spermogram.

الخصائص الرئيسية للحيوانات المنوية

أثناء الجماع أو الاستمناء ، يتم إطلاق كمية صغيرة من السائل المنوي ، يعتمد حجمها على عدة عوامل. وفقًا للمعايير الطبية ، يجب أن يكون بين 2 و 10 ملليلتر.

ومع ذلك ، في الرجال البالغين ، قد تكون كمية الحيوانات المنوية أقل ، ويقل حجمها مع كل اتصال جنسي يتبعه فترات راحة قصيرة مؤقتة. لذلك ، غالبًا ما يركز الأطباء على حدود القاعدة من 2 إلى 5 ملليلتر.

في كثير من الأحيان ، يأخذ ممثلو الجنس الأقوى انخفاضًا في كمية الحيوانات المنوية التي يتم إفرازها كعلامة تنذر بالخطر ، مما يشير إلى تدهور قوة الذكور وصحتهم. في سن مبكرة ، يعتقد الرجال أنه كلما تم إطلاق المزيد من الحيوانات المنوية أثناء القذف ، زاد تأثيرها على الشريك الجنسي.

في الواقع ، كمية السائل المنوي وجودته هما شيئان مختلفان تمامًا. ليس دائمًا حجم الحيوانات المنوية الكبير مؤشرًا على ارتفاع الخصوبة. لكن الشيء الرئيسي في السائل المنوي هو عدد الحيوانات المنوية السليمة والنشطة التي يمكنها الوصول إلى البويضة وتخصيبها.

يتم احتساب هذه القدرة على تخصيب الحيوانات المنوية في المختبر. وفقًا للدراسات ، يجب أن يحتوي 1 مل من السائل المنوي على 20 إلى 25 مليون حيوان منوي سليم.

يتكون القذف نفسه من بلازما منوية وعناصر مشكلة. لا يشمل هذا الأخير الحيوانات المنوية فحسب ، بل يشمل أيضًا الخلايا السنية. البلازما المنوية هي أساس الحيوانات المنوية المسؤولة عن تركيبتها الصحيحة. يبرز ما إذا كانت جميع الأعضاء الذكرية الداخلية تعمل بشكل صحيح وسلس. من الممكن تقييم مدى صحة السائل المنوي فقط من خلال إجراء الاختبارات المعملية.

توصف بذر السائل المنوي و spermogram للمرضى في الحالات التالية.

1. العقم. يتم إجراء هذا التشخيص للأزواج الذين لم يتمكنوا من إنجاب طفل بمفردهم خلال عام من الحياة الجنسية النشطة.
2. كإجراء فحص قبل إجراء الإخصاب في المختبر.
3. إذا كنت تشك في احتمال فقدان خصائص الحيوانات المنوية بسبب أمراض أو إصابات سابقة في الأعضاء التناسلية (الأمراض المعدية ، عدم التوازن الهرموني ، دوالي الخصية ، إلخ).
4. كإجراء وقائي بناء على طلب المريض.
5. تعتبر دراسة القذف جزءًا من التشخيص الإلزامي عند التخطيط لتصور الزوجين لطفل.

ومع ذلك ، فإن الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تحديد السبب الذي يمنع الرجل من أن يصبح أبًا ، أي العقم. تساعد دراسة السائل المنوي أيضًا في معرفة أسباب انخفاض حجم السائل المنطلق ، وانخفاض عدد الحيوانات المنوية النشطة.

ستحدد هذه التحليلات الالتهابات والالتهابات المحتملة التي تؤثر على المريض ، والتي ستساعد ليس فقط في علاج العقم ، ولكن أيضًا في الأمراض الأخرى ، وكذلك زيادة عدد الحيوانات المنوية النشطة.

تعد زراعة السائل المنوي واحدة من أكثر التشخيصات التي يتم إجراؤها بشكل متكرر لدراسة صحة الرجال. يتم تشخيص "العقم" بشكل متزايد للشباب الأصحاء الذين لا يشكون من جوانب صحية أخرى. ما الذي يؤدي إلى تطور هذا المرض؟

بادئ ذي بدء ، إنه خطأ المريض نفسه. نمط حياة غير صحي ، عادات سيئة ، نظام غذائي غير صحي - كل هذا يؤدي إلى خلل هرموني في الجسم ، مما يؤدي إلى انخفاض في عدد الحيوانات المنوية الصحية ونشاطها.

الاختلاط في العلاقات الجنسية ، وإهمال قواعد منع الحمل ، ونتيجة لذلك ، أمراض الجهاز التناسلي ، تؤثر أيضًا على قدرة الرجل على إنجاب طفل.

تشمل هذه العوامل الظروف البيئية السيئة ، والضغط المستمر ، والضغط النفسي والعاطفي الشديد ، وقلة النشاط البدني ، وظروف العمل الضارة.

بفضل التحليل ، سيكون الطبيب قادرًا على تحديد السبب الدقيق لعدم حدوث الحمل بشكل طبيعي ، كما سيصف أيضًا علاجًا يقضي على هذه العوامل ويحسن جودة الحيوانات المنوية ويعيد الوظائف الطبيعية لصحة الرجل. عادة ، يشمل هذا العلاج عددًا من الأنشطة: الأدوية ، والعلاج الطبيعي ، وتغيير نمط الحياة.

تتمثل مهمة البذر الجرثومي في تحديد أسباب عدم حدوث الحمل ، وتحديد الالتهابات المحتملة والأمراض المعدية والاختلالات الأخرى في الجهاز التناسلي للمريض.

الثقافة البكتريولوجية للقذف و spermogram

عند إجراء هذه الدراسة ، من الممكن تحديد الكائنات الحية الدقيقة الضارة الموجودة في السائل المنوي ، وكذلك لمعرفة حساسية البكتيريا المسببة للأمراض لأنواع معينة من عقاقير المضادات الحيوية.

يمكن أن تسبب البكتيريا والالتهابات الموجودة في السائل المنوي تغييرًا في بنية السائل المنوي ، أي تغيير في لزوجته.

هذه الظاهرة تسمى اعتلال اللزوجة. أسباب ظهوره: التهاب البروستات ، دوالي الخصية ، التهاب الخصية ، العمليات الالتهابية في الجهاز البولي التناسلي للرجل. هناك حالات متكررة لا يستطيع فيها الطبيب تحديد السبب الدقيق لهذه التغييرات ، ثم يبدو التشخيص مثل "اعتلال اللزوجة مجهول السبب".

لتوضيح التشخيص ، يتم أيضًا إجراء مخطط السائل المنوي مع باكبوسيف ، والذي يؤكد أو يدحض "متلازمة الحيوانات المنوية اللزجة". مع هذه الظاهرة ، تحدث اضطرابات في عمل الأعضاء التناسلية الداخلية في الجسم ، ونتيجة لذلك لا تسير العمليات المسؤولة عن تخفيف السائل المنوي بشكل صحيح.

إذا كان السائل المنوي شديد اللزوجة ، كثيف ، فلن يتمكن الحيوان المنوي من التحرك بحرية فيه ، وتقل سرعة حركته ، ويصبح غير قادر على الوصول إلى قناتي فالوب ويكون أكثر عرضة لتأثيرات العوامل البيئية ، وبيئة المهبل و رَحِم.

من المستحيل ملاحظة مثل هذه الانتهاكات بدون دراسات سريرية ، حيث يمكن أن يظل حجم الحيوانات المنوية كما هو ، لكن الخصوبة منخفضة جدًا. عادة ، يجب ألا تزيد لزوجة السائل المنوي عن سنتيمترين. تصبح الزيادة هي الأساس لتشخيص "اللزوجة".

عند إجراء مخطط الحيوانات المنوية ، يتم أخذ بيانات ومعايير السائل المنوي في الاعتبار ، كما هو الحال في الفحوصات الأخرى ، بالإضافة إلى بعض الخصائص الإضافية: جودة الحيوانات المنوية ، وجود أو عدم وجود كريات الدم الحمراء (عادة لا ينبغي أن تكون) ، وجود أو عدم وجود أشكال السوائل المخاطية ، وكذلك المعلمات البيوكيميائية.

متى توصف الثقافة البكتريولوجية؟

تتم زراعة الحيوانات المنوية بالتوازي مع دراسة خصائص إفراز البروستاتا. توصف هذه الإجراءات لجميع المرضى الذين يشتبه الطبيب في وجود عملية التهابية لديهم.

الفحص ضروري لتحديد الأمراض المعدية ووصف العلاج الذي يمكن أن يوقف هذه العمليات ويمنعها من الانتقال إلى المراحل الحادة أو المزمنة.

تحدد الدراسة الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض التي يمكن أن تسبب أمراضًا في مجال المسالك البولية أو تسبب الأمراض المنقولة جنسياً. هذه إحدى الدراسات شديدة الحساسية ، وهي ضرورية ليس فقط لاختيار أساليب العلاج الدوائي ، ولكن أيضًا لمراقبة العلاج المستمر.

القذف الأصلي وأنواع الأكسجين التفاعلية

من أحدث الطرق لدراسة السائل المنوي دراسة الحيوانات المنوية الأصلية (النقية وغير المعالجة). تتيح لك هذه التقنية دراسة القذف على المستوى تحت الخلوي ، ونتيجة لذلك يتم تحديد العديد من الظواهر غير الطبيعية الموجودة في خلايا الحيوانات المنوية.

للدراسة ، يتم أخذ الحيوانات المنوية "الحية" ، وتنبعث تحت المجهر ، مما يسمح بتكبيرها 15 ألف مرة.

لإجراء الدراسة بشكل صحيح ، من الأفضل التبرع بالسائل المنوي مباشرة في العيادة نفسها ، حيث سيتم إجراء الدراسات. من لحظة الجمع حتى بدء التشخيص المختبري ، يجب ألا يمر أكثر من ساعة واحدة. شرط آخر قبل اجتياز هذا التحليل هو الراحة الجنسية الكاملة قبل أيام قليلة من زيارة المختبر.

كما هو الحال مع الدراسات الأخرى ، يفحص هذا التحليل كلاً من الحيوانات المنوية نفسها والإفراز المنوي. يجب أن تتوافق هذه المعلمات مع المعايير الصحية. لذلك ، يجب أن يكون التوازن القلوي في النطاق من 7.2 إلى 7.8 درجة حموضة ، ويجب أن يكون حجم السائل 2 مل على الأقل. يبلغ عدد الحيوانات المنوية في 1 مل 20 مليونًا على الأقل ، ويجب أن يكون لدى 50٪ منها على الأقل حركة للأمام.

يجب ألا يقل الحجم الإجمالي للخلايا ذات البنية المورفولوجية الطبيعية عن ثلث الإجمالي.

يجب ألا تشكل الحيوانات المنوية غير النشطة والمتضررة أكثر من نصف حجم السائل المنوي الذي تم الحصول عليه. إذا تم انتهاك أحد هذه المعايير على الأقل ، فيمكننا التحدث عن العقم عند الذكور.

هناك حالات يكون فيها إنتاج زائد لأنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) في السائل المنوي الأصلي. ROS هي الأسباب الرئيسية لعمليات الأكسدة في السائل المنوي. يمكن أن تكون أسباب هذه الظاهرة أمراض الجهاز التناسلي واضطرابات المناعة الذاتية في الجسم والتأثيرات البيئية.

أيضًا ، يزداد إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية مع تقدم العمر ، مع أمراض مزمنة في جهاز الغدد الصماء ، مع مجهود بدني شديد. كل هذا يؤثر على حجم الحيوانات المنوية في السائل المنوي ، ونقص الكمية المطلوبة يؤدي إلى العقم.

كيف تستعد للتحليل

من أجل إجراء الفحص بشكل صحيح والحصول على أكثر النتائج دقة ، يجب أن تستعد بشكل مسؤول لإيصال السائل المنوي. يتم جمعها فقط في حاويات خاصة معقمة يمكن التخلص منها ، والتي يتم إصدارها في العيادة التي تجري مثل هذه الاختبارات.

يحظر استخدام أي أوعية زجاجية للأطعمة ، واقيات ذكرية ، وأكياس بلاستيكية ، وما إلى ذلك للتجميع.

من المهم جدًا وضع علامة على الحاوية ليس فقط على تاريخ جمع السائل المنوي ، ولكن أيضًا على الوقت المحدد. تعتمد دقة بعض المؤشرات المدروسة في عملية التشخيص على هذا. بالنسبة للتحليل ، يجدر إعطاء الأفضلية للعيادة التي أوصى بها الطبيب المعالج.

بمجرد جمع السائل المنوي ، يجب نقله على الفور إلى المختبر. من غير المرغوب تخزين المواد الحيوية التي تم جمعها. ولكن إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، فلن تحتاج الحاوية إلى التبريد.

تتراوح درجة حرارة التخزين المثلى من 20 إلى 40 درجة. قد يؤدي عدم وجود ظروف تخزين مناسبة إلى نتائج خاطئة. أيضًا ، قبل أيام قليلة من التحليل ، يجدر التخلي عن العلاقات الحميمة.

يتم الحصول على نتائج التحليلات عادة في غضون يوم واحد من تاريخ تسليم المادة الحيوية إلى المختبر. يتم إعطاء النموذج المستلم مع البيانات الشخصية والمعايير الأساسية والمعايير والمؤشرات المدروسة للمريض.

يتم تفسير البيانات المستلمة فقط من قبل الطبيب المعالج ، الذي أعطى التوجيه للتشخيص. كما أنه يحدد التشخيص النهائي ويصف العلاج العلاجي. في بعض الأحيان ، بالإضافة إلى اختصاصي الإنجاب ، قد تحتاج إلى استشارة متخصصين آخرين: طبيب المسالك البولية ، طبيب الأمراض التناسلية ، الجراح ، أخصائي الغدد الصماء.

بناءً على نتائج الفحوصات المخبرية ، سيحدد الطبيب السبب الدقيق للعقم ويصف علاجًا مصممًا لزيادة عدد الحيوانات المنوية النشطة والصحية في السائل المنوي. ولكن بالإضافة إلى تناول الأدوية والعلاج الطبيعي المتنوع ، يجب أن يشمل العلاج معايير أخرى.

يساعد الحفاظ على نمط حياة صحي في زيادة جودة الحيوانات المنوية. يساعد تجنب الكحول والسجائر على تحسين نتائج الاختبار في أقصر وقت ممكن.

سيصبح القذف أفضل إذا دخل حتى الحد الأدنى من النشاط البدني في حياة المريض: تمارين الصباح ، والمشي ، ورفض المصعد ، إلخ.

إذا كان من الممكن زيارة مراكز اللياقة البدنية ، فيجب أن تفضل التدريبات التي لا تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجسم. يمكن أن تكون السباحة واليوجا وتمارين الإطالة.

فترات الراحة في العمل قادرة أيضًا على زيادة عدد الحيوانات المنوية النشطة إذا ارتبطت بالجلوس المطول في مكان واحد. فترات الراحة المنتظمة كل ساعة ، والتي يمكن للمريض خلالها النهوض والتجول في الغرفة ، لن تسمح فقط بإراحة العينين ، ولكن أيضًا تحسن الدورة الدموية في الحوض ، مما يؤثر بشكل مباشر على صحة الرجل.

إذا لم تكن هناك طريقة للنهوض ، يمكنك أداء عدة تمارين أثناء الجلوس.

من المهم تناول الطعام بشكل صحيح ومنتظم ، ورفض الوجبات الخفيفة ، وخاصة الوجبات السريعة. من أجل أن يكون السائل المنوي ذو جودة أفضل ، يجب أن يكون أساس النظام الغذائي هو البروتين ومنتجات الخضروات ، وكذلك الأسماك ومشروبات اللبن الرائب. تحتاج إلى تناول الطعام بانتظام ، في كثير من الأحيان وفي أجزاء صغيرة.

يجدر تجنب الإجهاد غير الضروري والإرهاق العاطفي ، والذي يؤثر أيضًا بشكل مباشر على حالة صحة الرجل.

سيساعد رفض زيارة الأماكن التي ترتفع فيها درجة الحرارة على زيادة حجم الحيوانات المنوية: حمام ، شاطئ. الملابس الداخلية ، خاصة في الصيف ، يجب أن تكون مصنوعة فقط من الأقمشة الطبيعية.

تزيد المواد التركيبية من درجة حرارة الجسم في الفخذ ، مما يقلل من جودة الحيوانات المنوية.

ستساعد مثل هذه الإجراءات البسيطة على استكمال العلاج الموصوف من قبل الأخصائي المعالج ، وتحسين نتائج الاختبار في وقت أقصر وتصور الطفل الذي طال انتظاره بشكل أسرع.

أخصائي أمراض الذكورة والجنس من الفئة الأولى. رئيس فرع خيرسون للجمعية الأوكرانية لتنظيم الأسرة.