Vyrų nevaisingumas ir oksidacinis stresas: dietos, gyvenimo būdo ir maisto papildų vaidmuo. Kas yra ejakuliatas?AFC produktai ejakuliate; analizės aiškinimas

1

Šiame apžvalginiame straipsnyje nagrinėjamas dabartinis supratimas apie mechanizmus, kuriais grindžiamas reaktyviųjų deguonies rūšių susidarymas mitochondrijų membranų pralaidumo metu. Nagrinėjamas kalcio jonų ir mitochondrijų kvėpavimo grandinės kompleksų vaidmuo. Aptariama piridino nukleotidų, antioksidacinės sistemos komponentų lygio įtaka, taip pat matricos Ca2+ aktyvuotų dehidrogenazių dalyvavimas. Literatūroje yra duomenų, kad mitochondrijų Ca2+ priklausomų porų indukcija sukelia I, II ir III kvėpavimo kompleksų konformacinius persitvarkymus, kurie skatina reaktyviųjų deguonies rūšių susidarymą. Kalcio patekimas į mitochondrijų matricą gali padidinti reaktyviųjų deguonies rūšių gamybos greitį dėl piruvato dehidrogenazės ir α-ketoglutarato dehidrogenazės aktyvavimo, taip pat paskatinti citochromo c išsiskyrimą į citozolį mitochondrijų porų indukcijos metu. Glutationo ir redukuotų piridino nukleotidų išsiskyrimas per poras sumažina mitochondrijų matricos antioksidacinę apsaugą ir padidina superoksido anijono ir vandenilio peroksido gamybą. Reaktyviųjų deguonies rūšių padidėjimo reiškinys, kurį sukelia mitochondrijų pralaidumas, lydi įvairias patologines sąlygas, įskaitant išemiją, po kurios eina reperfuzija, todėl norint toliau plėtoti jo farmakologinės korekcijos metodus, būtina suprasti jo pagrindu vykstančius molekulinius procesus.

reaktyviosios deguonies rūšys

mitochondrijų poros

mitochondrijų kvėpavimo grandinė

1. Halestrapas A.P., Richardsonas A.P. Mitochondrijų pralaidumo perėjimas: dabartinė jo tapatybės ir vaidmens išemijos / reperfuzijos pažeidimo perspektyva // Molekulinės ir ląstelių kardiologijos žurnalas. 2015. T. 78. P. 129-141.

2. Brookes P.S., Yoon Y., Robotham J.L. ir kt. Kalcis, ATP ir ROS: mitochondrijų meilės ir neapykantos trikampis // American Journal of Physiology. Ląstelių fiziologija. 2004. T. 287 straipsnio 4 dalį. P. 817-833.

3. Ruiz-Ramírez A., López-Acosta O., Barrios-Maya M.A., El-Hafidi M. Ląstelių mirtis ir širdies nepakankamumas nutukimo atveju: baltymų atsiejimo vaidmuo // Oksidacinė medicina ir ląstelių ilgaamžiškumas. 2016. T. 2016. P. 1-11.

4. Zorov D.B., Juhaszova M., Sollott S.J. Mitochondrijų reaktyviosios deguonies rūšys (ROS) ir ROS sukeltas ROS išsiskyrimas // Fiziologinės apžvalgos. 2014. T. 94 straipsnio 4 dalį. P. 909-950.

5. Andrienko T., Pasdois P., Rossbach A., Halestrap A.P. Realaus laiko fluorescencijos matavimai ROS ir išeminėse / reperfuzuotose žiurkių širdyse: aptinkamas padidėjimas atsiranda tik po mitochondrijų porų atidarymo ir susilpnėja išeminiu išankstiniu kondicionavimu // PLoS ONE. 2016. T. 11 (12).

6. Korge P., John S.A., Calmettes G., Weiss J.N. Reaktyviųjų deguonies rūšių gamyba, kurią sukelia porų atsivėrimas širdies mitochondrijose: II komplekso vaidmuo // Biologinės chemijos žurnalas. 2017. T. 292(24). P. 9896-9905.

7. Korge P., Calmettes G., John S.A., Weiss J.N. Reaktyviųjų deguonies rūšių gamyba, kurią sukelia porų atsivėrimas širdies mitochondrijose: III komplekso vaidmuo // Biologinės chemijos žurnalas. 2017. T. 292(24). P. 9882-9895.

8. Batandier C., Leverve X., Fontaine E. Mitochondrijų pralaidumo pereinamosios poros atidarymas sukelia reaktyviųjų deguonies rūšių gamybą kvėpavimo grandinės komplekso lygyje I // Biologinės chemijos žurnalas. 2004. T. 279(17). P. 17197-17294.

9. Cadenas S. ROS ir redokso signalizacija miokardo išemijos reperfuzijos pažeidimo ir kardioprotekcijoje // Laisvųjų radikalų biologija ir medicina. 2018. T. 117. P. 76-89.

10. Chouchani E.T., Pell V.R., James A.M. ir kt. Vienijantis mitochondrijų superoksido gamybos mechanizmas išemijos-reperfuzijos pažeidimo metu // Ląstelių metabolizmas. 2016. T. 23 straipsnio 2 dalį. P. 254-263.

11. Grivennikova V.G., Vinogradov A.D. Reaktyviųjų deguonies rūšių generavimas mitochondrijomis // Biologinės chemijos pažanga. 2013. T. 53. 245-296 p.

12. Maklashina E., Sher Y., Zhou H.Z. ir kt. Anoksijos / reperfuzijos poveikis grįžtamam aktyviam / deaktyviam NADH-ubichinono oksidoreduktazės (I komplekso) perėjimui žiurkės širdyje // Biochimica et Biophysica Acta. 2002. T. 1556 straipsnio 1 dalis. P. 6-12.

13. Grivennikova V.G., Karejeva A.V., Vinogradov A.D. Kokie yra vandenilio peroksido gamybos šaltiniai širdies mitochondrijose? // Biochimica et Biophysica Acta. 2010. T. 1797 (6-7). P. 939-944.

14. Chouchani E.T., Methner C., Nadtochiy S.M. ir kt. Širdies apsauga S-nitrozuojant cisteino jungiklį mitochondrijų komplekse I // Gamtos medicina. 2013. T. 19 straipsnio 6 dalį. P. 753-759.

15. Imlay, J.A. Metabolinis fermentas, greitai gaminantis superoksidą, Escherichia coli fumarato reduktazę // Biologinės chemijos žurnalas. 1995. T. 270. P. 19767-19777.

16. Siebels I., Drose S. Q-saitos inhibitorių sukeltą mitochondrijų komplekso II ROS gamybą susilpnina TCA ciklo dikarboksilatai // Biochimica et Biophysica Acta. 2013. T. 1827 (10). P. 1156-1164.

17. Quinlan C.L., Orr A.L., Perevoščikova I.V. ir kt. Mitochondrijų kompleksas II gali generuoti reaktyviąsias deguonies rūšis dideliu greičiu tiek tiesioginėse, tiek atvirkštinėse reakcijose // Biologinės chemijos žurnalas. 2012. T. 287(32). P. 27255-27264.

18. Grivennikova V.G., Kozlovsky V.S., Vinogradov A.D. Kvėpavimo sistemos II kompleksas: ROS gamyba ir ubikinono mažinimo kinetika // Biochimica et Biophysica Acta. 2017. T. 1858 (2). P. 109-117.

19. Chouchani E.T., Pell V.R., Gaude E. ir kt. Išeminis sukcinato kaupimasis kontroliuoja reperfuzijos pažeidimą per mitochondrijų ROS // Gamta. 2014. T. 515. P. 431-435.

20. Lemarie A., Huc L., Pazarentzos E. ir kt. Specifinis II komplekso sukcinato skilimas: ubichinono oksidoreduktazė susieja pH pokyčius su oksidaciniu stresu, kad sukeltų apoptozę // Ląstelių mirtis ir diferenciacija. 2011. T. 18 straipsnio 2 dalį. P. 338-349.

21. Huang L.S., Cobessi D., Tung E.Y., Berry E.A. Kvėpavimo grandinės inhibitoriaus antimicino surišimas su mitochondrijų bc1 kompleksu: nauja kristalų struktūra atskleidžia pakitusį intramolekulinį vandenilio jungčių modelį // Molekulinės biologijos žurnalas. 2005. T. 351 straipsnio 3 dalį. P. 573-597.

22. Vercesi A.E. NADP, transmembraninio potencialo ir su energija susietos NAD(P) transhidrogenazės dalyvavimas Ca2+ ištekėjimo iš žiurkių kepenų mitochondrijų procese // Biochemijos ir biofizikos archyvai. 1987. T. 252 straipsnio 1 dalį. P. 171-178.

23. Peng T.I., Jou M.J. Oksidacinis stresas, kurį sukelia mitochondrijų kalcio perteklius // Niujorko mokslų akademijos metraštis. 2010. T. 1201. P. 183-188.

24. Starkovas A.A. Atnaujinimas apie mitochondrijų α-ketoglutarato dehidrogenazės vaidmenį oksidaciniame strese // Molekulinė ir ląstelių neuromokslas. 2013. T. 55. P. 13-16.

25. Nickel A.G., von Hardenberg A., Hohl M. ir kt. Mitochondrijų transhidrogenazės pasikeitimas sukelia oksidacinį stresą sergant širdies nepakankamumu // Ląstelių metabolizmas. 2015. T. 22 straipsnio 3 dalį. P. 472-484.

26. Wei A.C., Liu T., Winslow R.L., O'Rourke B. Matricos neturinčio Ca2+ dinamika širdies mitochondrijose: du Ca2+ įsisavinimo komponentai ir fosfato buferio vaidmuo // Journal of General Physiology. 2012. T. 139 ( 6), 465-478 p.

27. Denton R.M. Mitochondrijų dehidrogenazių reguliavimas kalcio jonais // Biochimica et Biophysica Acta. 2009. T. 1787 (11). P. 1309-1316.

28. Patterson S.D., Spahr C.S., Daugas E. ir kt. Masės spektrometrinis baltymų, išsiskiriančių iš mitochondrijų, kuriose vyksta pralaidumo perėjimas, identifikavimas // Ląstelių mirtis ir diferenciacija. 2000. T. 7 straipsnio 2 dalį. P. 137–144.

29. Ott M., Robertson J. D., Gogvadze V. ir kt. Citochromo c išsiskyrimas iš mitochondrijų vyksta dviem etapais // Jungtinių Amerikos Valstijų nacionalinės mokslų akademijos darbai. 2002. T. 99 straipsnio 3 dalį. P. 1259–1263.

30. Pereverzevas M.O., Vygodina T.V., Konstantinovas A.A., Skulačevas V.P. Citochromas c, idealus antioksidantas // Biochemical Society Transactions. 2003. T. 31. Pt. 6. P. 1312–1315.

Išorinės mitochondrijų membranos pralaidumas apibrėžiamas kaip staigus jos pralaidumas jonams ir tirpalams, sveriantiems mažiau nei 1,5 kDa, dėl kurio prarandamas membranos potencialas, išbrinksta mitochondrijos, plyšta jų išorinė membrana ir išsiskiria apoptogeniniai faktoriai. Šis procesas vyksta atidarius megakanalą, žinomą kaip nuo Ca2+ priklausomos nespecifinės mitochondrijų poros (mPTP). Atrodo, kad mPTP atsidarymas yra pagrindinis veiksnys, sukeliantis ląstelių mirtį ir negrįžtamus organų pažeidimus daugeliu patologinių būklių, tokių kaip išemija, po kurios seka reperfuzija, neurodegeneracinės ligos ir raumenų distrofija.

Pagrindinis mPTP aktyvatorius yra kalcis, o jautrumas katijonui padidėja daug kartų esant oksidaciniam stresui. Tokios sąlygos pastebimos išemijos / reperfuzijos pažeidimo atveju ir manoma, kad jos yra pagrindinis mPTP atidarymo veiksnys. Prielaida, kad pagrindinis reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) antplūdis atsiranda atidarius poras ir po jų, jau seniai abejojama, nes žinoma, kad jo indukcija sukelia mitochondrijų atsijungimą, o tai savo ruožtu sumažina ROS gamybą. Tačiau D. Zorovo grupė išsiaiškino, kad ROS kaupimasis širdies miocitų mitochondrijų matricoje fotoaktyvuojant tetrametilrodamino darinius sukelia mPTP indukciją, kurią lydi labai suaktyvėjusi ROS gamyba ("sprogimas"). Autoriai šį reiškinį pavadino ROS sukeltu ROS išleidimu („ROS - induced ROS releases“ (RIRR)). Vėliau pasirodė daugybė tyrimų, rodančių ROS padidėjimą, kurį sukelia mPTP indukcijos. ROS išsiskyrimas į citozolį gali suaktyvinti redoksui jautrius fermentus, taip pat sukelti sudėtingą signalizacijos atsaką ir ROS susidarymą kaimyninėse mitochondrijose. Šis procesas turi didelę fiziologinę ir patologinę reikšmę, nes gali sukelti ne tik senų ir pažeistų, bet ir sveikų mitochondrijų bei ląstelių mirtį. Klausimas apie ROS susidarymo būdus mPTP indukcijos metu turi svarbią mokslinę ir praktinę reikšmę, tačiau iki šiol lieka atviras.

Tyrimo tikslas

Apžvelgti šiuolaikinėje literatūroje esamus duomenis ir hipotezes apie ROS susidarymo vietas ir mechanizmus išorinės mitochondrijų membranos pralaidumo metu.

Mitochondrijų kvėpavimo grandinės I kompleksas

I kompleksas (NADH-ubichinone oksidoreduktazė) yra viena iš pagrindinių ROS gamybos vietų mitochondrijose. Manoma, kad pagrindinės ROS susidarymo vietos jame yra NADH surišimo vietos flavino mononukleotidas (I f vieta) ir ubisemichinono kofermento Q surišimo vieta (I q vieta). Superoksido gamyba I f vietoje vyksta tiesioginio elektronų pernešimo metu, kai FMN yra labai sumažintos būsenos ir priklauso nuo NADH/NAD + santykio matricoje. Kofermento Q surišimo vietos inhibitorius rotenonas padidina superoksido gamybą, nes dėl jo elektronai grįžta į FMN. Superoksido gamyba I komplekse taip pat vyksta atvirkštinio elektronų transportavimo metu, kai visiškai sumažėja kofermento Q telkinys.

Patologinėmis sąlygomis I komplekso ROS generuojančių vietų efektyvumo padidėjimas gali būti susijęs su jo konformaciniais pertvarkymais. mPTP atidarymas stipriai sumažina rotenonui jautrų NADH-ubichinono reduktazės aktyvumą ir padidina H2O2 gamybą, kai yra ≥50 µM NADH. NADH-ubichinono oksidoreduktazė pasižymi lėtu perėjimu iš aktyvios į neaktyvią būseną ir atvirkščiai. Tai rodo didelius konformacinius komplekso pertvarkymus, bent jau tą jo dalį, kuri yra susijusi su rotenonui jautriu ubichinono redukavimu. Buvo parodyta, kad I kompleksas, išskirtas iš žiurkių širdžių, kurioms buvo atlikta 30 minučių beanoksinė perfuzija, tapo neaktyvus ir grįžo į aktyvų po reoksigenacijos. Autoriai iškėlė hipotezę, kad šie konformaciniai pertvarkymai gali būti susiję su ROS susidarymu po to, kai širdies audiniai, kuriems buvo atlikta vainikinių arterijų okliuzija, yra pakartotinai prisotinti deguonimi. Komplekso perėjimą į neaktyvią būseną lydi specifinis Cys39 subvieneto ND3 demaskavimas. Įrodyta, kad nitrozuojantys junginiai, kurie grįžtamai modifikuoja šį cisteiną, gali būti naudojami kaip farmakologinė apsauga nuo ROS susidarymo reperfuzijos metu.

Mitochondrijų kvėpavimo grandinės II kompleksas

II kompleksas arba sukcinato-ubichinono oksidoreduktazė yra tetramerinis, geležies ir sieros klasterio turintis vidinės mitochondrijų membranos flavoproteinas. Jis vienu metu dalyvauja Krebso cikle ir kvėpavimo grandinėje, sukcinatą paverčiant fumaratu, o ubichinoną – ubichinoliu.

Pirmą kartą darbe parodyta ROS susidarymo galimybė E. coli flavino fumarato reduktazei (II f vieta) esant mažoms dikarboksirūgščių koncentracijoms. Vėliau ROS gamyba buvo parodyta pateiktose mitochondrijų dalelėse iš galvijų širdies ir skeleto raumenų mitochondrijų. Komplekso II inhibitorius atpeninas A5 ir komplekso III inhibitorius stigmatellinas, blokuojantis ubichinolio oksidaciją kompleksu III, skatina II komplekso ROS gamybą esant sukcinatui. Priešingai, malonatas slopina II komplekso ROS susidarymą, o tai rodo, kad ROS susidaro visiškai sumažintoje flavino vietoje IIf, nors kitos vietos nėra atmestos. Vandenilio peroksido gamybos priklausomybė nuo sukcinato koncentracijos yra varpelio pavidalo: peroksido lygis didėja didėjant substrato koncentracijai iki 400 μM, tada žymiai sumažėja esant milimolinėms koncentracijoms, kurios dažniausiai naudojamos mitochondrijoms energizuoti. Šio reiškinio priežastis yra ta, kad II kompleksas sukuria ROS tik tada, kai jo flavino vieta II f nėra užimta dikarboksilo rūgščių. Sukcinatas ir kiti Krebso ciklo tarpiniai produktai, sąveikaujantys su dikarboksirūgšties surišimo vieta, gali apriboti deguonies patekimą į ją ir tokiu būdu slopinti II komplekso ROS gamybą. Sukcinato ir fumarato kiekis matricoje padidėja išemijos/hipoksijos metu, tačiau tai neapsaugo nuo ROS susidarymo. Priešingai, įrodyta, kad sukcinato kaupimasis išemijos metu labai koreliuoja su ROS gamyba ir reperfuzijos pažeidimu. Autoriai teigė, kad pagrindinis ROS šaltinis tokiomis sąlygomis yra atvirkštinis elektronų srautas per I kompleksą. Tačiau užsitęsusios išemijos sąlygomis, kai membranos yra visiškai depoliarizuotos, šis mechanizmas greičiausiai nebus įmanomas. Alternatyvus ROS generavimo mechanizmas apima deguonies patekimą į sumažintą II f vietą dėl sumažėjusio dikarboksilo rūgščių kiekio jos artimoje aplinkoje dėl pagreitėjusio sukcinato ir fumarato išsiskyrimo iš matricos, indukavus mPTP. Šis mechanizmas reikalauja slopinti II kompleksą ubichinono redukcijos lygiu arba slopinti ubichinolio oksidaciją kompleksu III.

II komplekso konformaciniai pertvarkymai taip pat gali prisidėti prie ROS padidėjimo membranos pralaidumo metu. Įrodyta, kad apoptozės metu sumažėjus intraceluliniam pH, atsiranda II komplekso disociacija: sukcinato dehidrogenazės subvienetai SDHA ir SDHB, kurie atlieka sukcinato oksidaciją į fumaratą ir elektronų perkėlimą per geležies ir sieros grupes, yra atskirti nuo kofermento Q sukcinato CoQ oksidoreduktazės (SQR) redukcijos vietos. Dėl to SQR aktyvumas slopinamas, o sukcinato dehidrogenazės aktyvumas išlieka normalus. Ši disociacija lemia tiesioginį deguonies redukavimą vienu elektronu II komplekso geležies ir sieros klasteryje. Ir nors yra žinoma, kad žemas pH yra mPTP inhibitorius, vis dėlto šis ROS padidėjimo mechanizmas gali atsirasti išemijos metu, kai pH sumažėja. Šiuo metu gali įvykti II komplekso konformaciniai persitvarkymai, o vėliau, reperfuzijos metu, kai pH atkuriamas iki pradinio lygio, atsidaro mPTP ir stebimas ROS antplūdis, susidaręs ant disocijuoto komplekso.

Mitochondrijų kvėpavimo grandinės III kompleksas

III kompleksas (ubichinolis-citochromas Su oksidoreduktazė) yra dar viena galima ROS susidarymo vieta. Šis baltymas perneša elektronus iš ubichinono į citochromą Su veikiant vadinamajam Q ciklui. Šio proceso metu susidaro nestabilus semichinonas, kuris gali perkelti elektroną į deguonį ir taip suformuoti superoksido radikalą. Tačiau normaliomis sąlygomis tokia reakcija mažai tikėtina, nes semichinoną greitai oksiduoja citochromas b. Staigus superoksido kiekio padidėjimas atsiranda, kai kompleksą slopina antimicinas A, taip pat kai išemija trunka ilgiau nei 30 minučių. Viena iš šio reiškinio priežasčių gali būti jo konformaciniai persitvarkymai, kuriuos sukelia inhibitorių prisijungimas. Naudojant izoliuotas širdies mitochondrijas, buvo įrodyta, kad III kompleksas, slopinamas antimicino A, sukuria reikšmingus ROS kiekius, kai yra Mg 2+ ir NAD + ir nesant egzogeninių substratų, kai kalcis ir alameticinas indukuoja mPTP. Autoriai parodė, kad tokiomis sąlygomis vandenilio peroksido gamyba yra susijusi su nuo Mg 2+ priklausomu NADH susidarymu malato dehidrogenaze. H2O2 gamybą slopino stigmatellinas ir piricidinas, o tai rodo nuo NADH priklausomo ubichinono mažinimo svarbą ROS susidarymui tokiomis sąlygomis. Šie duomenys patvirtina hipotezę, kad išemijos metu, indukavus mPTP, padidėjus Mg 2+ , NAD + koncentracijai matricoje, suaktyvinama malato dehidrogenazė, kuri sumažina NAD + naudojant malatą, kurio koncentracija didėja dėl padidėjusio sukcinatas ir fumaratas. Sumažėję ekvivalentai patenka į slopintą III kompleksą, todėl padidėja ROS.

Vaidmuo piridino nukleotidai kuriant ROS

Anksčiau buvo įrodyta, kad mitochondrijų matricos NAD (P) H oksidacija vyksta prieš mPTP atidarymą. Be to, porų indukcija lemia piridino nukleotidų nutekėjimą į ląstelės citozolį. Šis NAD (P) H balanso pokytis turėtų turėti įtakos ROS gamybai mitochondrijų permeabilizacijos metu. ROS susidarymo priklausomybę nuo NADH koncentracijos tyrė A. Vinogradovo grupė. Įrodyta, kad didžiausia superoksido gamyba pasiekia maksimumą, kai NADH koncentracija yra 10-50 μM, o esant milimolinėms koncentracijoms, radikalo gamyba yra slopinama. Kadangi NADH / NAD + matricų porų fiziologinės koncentracijos yra milimoliniame diapazone, I komplekso indėlis į ROS susidarymą normaliomis sąlygomis gali būti nereikšmingas. Nustatyta, kad pralaidžiose mitochondrijose yra didelė H2O2 gamyba, priklausomai nuo NAD(P)H/NAD(P)+ santykio ir stimuliuojama amonio jonais. Šiuo atveju vandenilio peroksido išeiga buvo nejautrus dikumaroliui (NADH-chinono oksidoreduktazės inhibitoriui) ir NADH-OH (I komplekso inhibitoriui), o tai rodo H 2 O 2 generuojančios vietos matricos lokalizaciją. Tirtas baltymas turėjo NADH: lipoamido oksidoreduktazės aktyvumą ir buvo identifikuotas kaip dihidrolipoamido dehidrogenazė. Šis baltymas yra svarbus dviejų FAD turinčių mitochondrijų fermentų – α-ketoglutarato dehidrogenazės komplekso ir piruvato dehidrogenazės komplekso – komponentas (vadinamasis E3 komponentas). Remiantis duomenimis, gautais apie išgrynintus kompleksus ir izoliuotas mitochondrijas, E3 komponentas yra atsakingas už superoksido ir vandenilio peroksido gamybą. Nustatyta, kad permeabilizuotos žiurkės širdies mitochondrijos, oksiduojančios NADH, per I komplekso aktyvumą gamina apie 50% vandenilio peroksido, o likusieji 50% gaunami iš dihidrolipoamido dehidrogenazės.

Sumažintos piridino nukleotidų formos ne tik tiekia elektronus į mitochondrijų kvėpavimo grandinę, bet ir reguliuoja matricos redokso būseną per pro- ir antioksidacinius baltymus. Vienas iš tokių baltymų yra glutationas, kuris kartu su NADPH yra antioksidantų baltymų glutationo peroksidazės ir glutationo reduktazės substratas. Kai atsidaro mPTP, gali išsiskirti NADPH ir glutationas, o tai sukelia H 2 O 2 kaupimąsi. Be to, tokiomis sąlygomis dėl sumažėjusio membranos potencialo nikotinamido nukleotidų transhidrogenazė (NADPH transhidrogenazė) negali išlaikyti aukšto sumažinto NADP + lygio, kuris prisideda prie oksidacinio streso. Fiziologinėmis sąlygomis šis fermentas regeneruoja NADPH tiesioginės reakcijos metu, naudodamas NADH kaip substratą. Ši reakcija yra energetiškai palanki, nes transhidrinimas tarp NADH ir NADPH yra susietas su protonų gradientu išilgai vidinės membranos. Tačiau patologinėmis sąlygomis jis gali tekėti priešinga kryptimi, regeneruodamas NADH ATP sintezei NADPH perdirbimo sąskaita. Taigi sumažėja antioksidacinė apsauga, susijusi su NADP + redukcijos lygiu, o tai skatina H 2 O 2 gamybą.

Vaidmuo kalcio ROS kartoje

Yra žinoma, kad kalcio koncentracijos padidėjimas mitochondrijų matricoje sukelia mPTP indukciją, o porų jautrumas katijonui didėja dėl oksidacinio streso, didėjant fosfatų kiekiui ir mažėjant adenino nukleotidų telkiniui. Kalcio jonų koncentracija mitochondrijų matricoje yra maždaug 10 nM. Tuo pačiu metu jų kalcio talpa yra labai didelė, izoliuotos mitochondrijos gali išskirti daugiau nei 1M kalcio iš aplinkos, palaikydamos laisvo kalcio koncentraciją mikromoliniame diapazone, kuriame vyksta nuo Ca 2+ priklausomų fermentų reguliavimas. Šie fermentai apima piruvato dehidrogenazę ir α-ketoglutarato dehidrogenazę. Jų aktyvinimas padidina kvėpavimą ir ATP sintezę bei, tikriausiai, padidina ROS gamybą.

Mitochondrijų membranų pralaidumo procese iš tarpmembraninės erdvės ir matricos išsiskiria apie 100 baltymų, įskaitant tokius svarbius antioksidacinės gynybos elementus kaip glutationas ir citochromas. Su.

Citochromas Su yra teigiamai įkrautas baltymas, kuris yra susijęs su kardiolipinu išorinėje vidinės mitochondrijų membranos pusėje, taip pat su kvėpavimo kompleksais III ir IV. Buvo įrodyta, kad citochromo derlius Su yra dviejų pakopų procesas, apimantis baltymo atsiskyrimą nuo intramembraninių surišimo vietų ir vėlesnį jo perkėlimą per išorinę membraną. Ca 2+ gali sustiprinti citochromo disociaciją Su nuo vidinės membranos, nes ji yra jos konkurentė prisijungiant prie neigiamo krūvio kardiolipino. Tai skatina citochromo išsiskyrimą Suį citozolį po mPTP indukcijos. Be to, membranos pralaidumo metu susidaręs ROS gali sukelti kardiolipino oksidaciją, dėl kurios pasikeičia jo fizinės savybės, o tai taip pat gali padidinti citochromo išsiskyrimą. Su iš mitochondrijų ir skatina dar didesnę ROS gamybą. Sumažėjęs baltymų kiekis sulėtina elektronų transportavimą iš III komplekso į IV kompleksą ir taip padidina ROS gamybą Q cikle. Be to, citochromas Su pats yra veiksmingas antioksidantas, kurį gali veiksmingai sumažinti superoksido anijonas. Taigi, kalcio koncentracijos padidėjimas mitochondrijose stimuliuoja ROS gaminančius matricos fermentus ir mažina antioksidacinę apsaugą, taip padidindamas bendrą mitochondrijų generuojamą ROS lygį.

Išvada

Mitochondrijos yra potencialus ROS šaltinis ir taikinys, dėl kurio prarandamos mitochondrijų funkcijos ir dėl to negrįžtamai pažeidžiamos ląstelės daugelyje patologinių procesų. Svarbų vaidmenį atlieka mPTP, kurio indukcija gali sukelti galingą ROS susidarymą, kuris daro žalingą poveikį kaimyninėms organelėms ir ištisoms ląstelėms. Šiuo metu šio reiškinio priežastys menkai suprantamos, nors literatūroje yra keletas hipotezių. Daroma prielaida, kad ROS banga gali būti pagrįsta kvėpavimo grandinės kompleksų konformaciniais persitvarkymais, matricos dehidrogenazių aktyvacija dėl Ca2+ veikimo, matricos NAD(P)H/NAD(P)+ balanso pokyčiais. , ir antioksidacinės sistemos išeikvojimas. Atrodo, kad reikia toliau tirti ROS gamybos mechanizmus ir vietas mPTP indukcijos metu, nes tiksliai nustačius juos bus galima sukurti jų reguliavimo metodus, kad būtų užkirstas kelias daugelio patologinių būklių vystymuisi organizme.

Darbas paremtas Rusijos mokslo fondo dotacijos Nr. 17-75-10122.

Bibliografinė nuoroda

Kharechkina E.S., Nikiforova A.B. AKTYVIŲJŲ DEGUONIO RŪŠIŲ GENERAVIMO MECHANIZMAI MITOCHONDRIJŲ MEMBRANŲ PERMEABILIZAVIMO MECHANIZMAI // Šiuolaikinės mokslo ir švietimo problemos. – 2018. – Nr.4.;
URL: http://site/ru/article/view?id=27719 (prisijungimo data: 2020-01-30).

Atkreipiame jūsų dėmesį į leidyklos „Gamtos mokslų akademija“ leidžiamus žurnalus

Ypatingos deguonies molekulės ir jos virsmo produktų savybės

Tikslinė ROS gamyba gyvose ląstelėse

Tikslinė ROS gamyba gyvose ląstelėse

Visi organizmai aprūpinti įvairiais mechanizmais tiksliniam ROS generavimui. Jau seniai žinoma, kad fermentas NADPH oksidazė aktyviai gamina „toksišką“ superoksidą, kuris generuoja visą ROS spektrą. Tačiau dar visai neseniai tai buvo laikoma specifine imuninės sistemos fagocitinių ląstelių savybe, paaiškinant ROS gamybos poreikį kaip kritinę apsaugos nuo patogeninių mikroorganizmų ir virusų aplinkybę. Dabar tapo aišku, kad šis fermentas yra visur. Jo ir panašių fermentų yra visų trijų aortos sluoksnių ląstelėse, fibroblastuose, sinocituose, chondrocituose, augalų ląstelėse, mielėse, inkstų ląstelėse, smegenų žievės neuronuose ir astrocituose. O 2 - gamina kitus visur esančius fermentus: NO sintazę. , citochromo P-450, gama-glutamilo transpeptidazės, ir sąrašas toliau auga. Neseniai buvo atrasta, kad visi antikūnai yra pajėgūs gaminti H 2 O 2, t.y. jie taip pat yra ROS generatoriai. Kai kuriais skaičiavimais, net ramybės būsenoje 10-15% viso gyvūnų suvartojamo deguonies redukuojasi vienu elektronu, o streso sąlygomis, kai superoksidą generuojančių fermentų aktyvumas smarkiai padidėja, deguonies redukcijos intensyvumas padidėja dar vienu elektronu. 20 proc. Taigi ROS turi atlikti labai svarbų vaidmenį normalioje fiziologijoje.

1 Sisteminė raudonoji vilkligė (SRV) yra klasikinė autoimuninė liga, kurios patogenezėje pagrindinis vaidmuo tenka citotoksinių autoantikūnų prieš DNR hiperprodukcijai, imuninių kompleksų susidarymui ir jų fiksavimui po bazine epidermio membrana ir mažų kraujagyslių sienelės, taip pat apoptozės procesai. Vystantis organų pažeidimams sergant šia liga, ypač svarbu padidinti reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) gamybą fagocituose, kurios turi didelį histo-destrukcinį poveikį. Turimoje literatūroje neradome jokių darbų apie reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) gamybos ypatybes, susijusias su pagrindinėmis ūminio ir lėtinio uždegiminio proceso ląstelėmis – cirkuliuojančiais neutrofilais ir monocitais sergant sąnarių sindromu pacientams, sergantiems SRV.

Mes ištyrėme neutrofilų (Nf) ir monocitų (Mn) ROS gamybą, naudodami nuo luminolio priklausomą ir nuo lucigenino priklausomą (spontanišką ir sukeltą nužudyto stafilokoko) chemiliuminescencijos (CL) testus, atitinkamai atspindinčius labai toksiškų reaktyviųjų deguonies rūšių gamybą. (ROS) mieloperoksidazės ir superoksido anijonų sistemose 66 pacientams, sergantiems SRV, taip pat 22 sveikiems donorams. SRV sergančių pacientų amžiaus vidurkis – 41,4±10,9 metų, proceso trukmė – atitinkamai 11±4 metai. Minimalus uždegiminio proceso aktyvumo laipsnis (A1) nustatytas 41 pacientui (62,1 proc.), vidutinis (AII) – 25 (37,9 proc.). Ūminė ligos eiga pasireiškė keliems ligoniams (jų tyrimo duomenys į šį darbą neįtraukti), poūmi – 38 (57,6 proc.), lėtinė – 28 (42,4 proc.). Sąnarinis sindromas sergant SRV pasireiškė 49 pacientams (74,2%).

Pacientams, sergantiems SRV, tiek esant sąnarių pažeidimams, tiek nesant, ROS, tiek Nf, tiek Mn, gamyba, remiantis spontaniškais nuo lucigenino ir luminolio priklausomų KL tyrimais, padidėjo, palyginti su kontrolinės grupės rodikliais. gaminant platų spektrą ROS, įskaitant labai toksiškas, turinčias stiprų histodestrukcinį poveikį. Indukuoti CL tyrimai pasižymėjo kintamumu, o abiejų raudonosios vilkligės formų fagocitų aktyvacijos koeficientai paprastai buvo sumažėję, o tai rodo, kad sumažėjo cirkuliuojančių fagocitų rezervinės funkcijos.

Lyginant tirtus parametrus pacientams, sergantiems SRV, priklausomai nuo sąnario sindromo buvimo ar nebuvimo, nustatytas sukelto lucigenino priklausomo KL Nf ir spontaninio luminolio priklausomo CL Nf sumažėjimas pacientams, sergantiems sąnarių pažeidimais, lyginant su panašiais grupės duomenimis. SLE pacientų, neturinčių sąnarių pažeidimų.

Atlikti tyrimai rodo, kad sergant SLE cirkuliuojantys fagocitai padidina ROS gamybą, neatsižvelgiant į tai, ar yra sąnarių pažeidimų, ar jų nėra. Tuo pačiu metu SRV sergančių pacientų sąnarių pažeidimų atsiradimą lydi kai kurių neutrofilų oksidacinio streso rodiklių sumažėjimas, o tai rodo fagocitų oksidacinio streso apraiškų įvairovę, priklausomai nuo klinikinių apraiškų, ypač nuo vystymosi. dėl sąnarių pažeidimų.

Darbas pristatytas 2005 m. vasario 19-26 d. II studentų, jaunųjų mokslininkų ir specialistų mokslinėje konferencijoje tarptautiniu mastu „Šiuolaikinės mokslo ir švietimo problemos“. Hurgada (Egiptas)

Bibliografinė nuoroda

Romanova N.V. AKTYVIŲJŲ DEGUONIO RŪŠIŲ GAMYBA APGYVENDINANT FAGOCITU IR SĄNARINĮ SINDROMĄ SERGANT SISTEMINE ERITEMATINĖ VILKLĖ // Šiuolaikinės gamtos mokslų pažanga. – 2005. – Nr.3. – P. 116-116;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8239 (prieigos data: 2020-01-30). Atkreipiame jūsų dėmesį į leidyklos „Gamtos mokslų akademija“ leidžiamus žurnalus

-- [ 2 puslapis ] --

1 pav. Dažniausios patologinės sąlygos vyrams iš nevaisingų porų, kurių ROS perprodukcija.

Apskritai ROS perprodukcija, mūsų duomenimis, yra 38,2% pacientų, turinčių įvairių spermos kokybės sutrikimų. Tarp vyrų, kurių ROS perprodukcija, dažniausiai nustatėme varikocelę (38,9 proc. atvejų) ir lėtinį bakterinį prostatitą aktyvaus uždegimo fazėje (25,1 proc. atvejų); 8,9% vyrų yra cistos prieduose, 1,2% - vienos ar abiejų kraujagyslių nebuvimas.

52,2 % atvejų ROS hiperprodukcijos fone aptikome autoimunines reakcijas prieš spermą, kartu su ASAT gamyba (1 pav.).

ROS hiperprodukcijos fone normospermija nustatyta 19,3 proc. Taigi, mes nustatėme, kad oksidacinis stresas 80, 7% atvejų buvo susijęs su spermos kokybės pablogėjimu. Be to, dažniausiai buvo stebima astenozoospermija - 71,4% atvejų, tada teratozoospermija - 36,3%, oligozoospermija - 28,3%, piospermija - 21,3%, imuninis nevaisingumas, kai daugiau nei pusė judrių spermatozoidų yra padengti antikūnais - 10,6% ; 5% atvejų – azoospermija. Reikia pažymėti, kad dažniausiai buvo kelių diagnozių derinys. Sutrikusi akrosominė reakcija dėl oksidacinio streso nustatyta daugiau nei pusėje visų atvejų. Atsižvelgiant į nevaisingų porų vyrų dažną tam tikrų patologinių būklių dažnį, buvo skubus uždavinys išsiaiškinti oksidacinio streso išsivystymo rizikos laipsnį įvairių etiopatogenetinių veiksnių fone (2 pav.).

Mes nustatėme, kad infekcinės ir uždegiminės vyrų reprodukcinių organų ligos, ypač lėtinis bakterinis prostatitas, sukelia oksidacinį spermos stresą 64,1% atvejų, santykinė rizika yra 2,9. Imuninio nevaisingumo fone absoliuti oksidacinio streso rizika yra 40,2-71,0%, santykinė rizika yra 1,5-2,9 (priklausomai nuo ASAT kiekio). Sergant varikocele, absoliuti spermatozoidų oksidacinio streso rizika buvo 29,3-68,1%, santykinė rizika buvo atitinkamai 1,6-2,6.

Taigi svarbiausios oksidacinio streso išsivystymo priežastys buvo lėtinis bakterinis prostatitas aktyvaus uždegimo fazėje, autoimuninės reakcijos prieš spermą ir varikocelė. Šios patologinės būklės dažniausiai buvo diagnozuojamos esant vyrų nevaisingumui, o jų fone buvo didelė rizika susirgti oksidaciniu stresu.

Ištyrėme oksidacinio streso ypatybes grupėse, turinčiose įvairių sumažėjusio vaisingumo priežasčių. Nustatėme, kad sergant varikocele (n=294), ROS gamyba buvo 0,48+0,40 mV/s, kai individualus verčių diapazonas buvo nuo 0,01 iki 66,15 mV/s, o tai yra 1,9 karto didesnis nei vaisingų pacientų, nesant ASAT ir 8 kartus esant autoimuninėms reakcijoms.

2 pav. Absoliuti spermatozoidų oksidacinio streso rizika esant įvairiems etiopatogenetiniams vyrų nevaisingumo veiksniams . Pastaba:*** - skirtumai, palyginti su vaisingų vyrų grupe, yra reikšmingi pagal CI kvadrato testą su p<0,001

Tuo pačiu metu koreliacinė analizė neatskleidė ryšio tarp varikocelės sunkumo, viena vertus, ir ROS lygio spermoje, kita vertus (R=-0,004; gama=-0,004; t=-0,003; p>0,05).

Išanalizavome ROS gamybos ypatumus vyrų, sergančių įvairių formų varikocele, ejakuliate. Nustatyta, kad aktyvių radikalų hiperprodukcija, esant subklinikinei spermatozoidinio laido venų išsiplėtimo formai, nustatyta 31,2% atvejų, pirmuoju - 33,9%, antruoju - 25,5%, 42,9% - trečiuoju. Taigi statistiškai reikšmingų reaktyviųjų deguonies rūšių perprodukcijos skirtumų nenustatyta (p>0,05).

Mūsų duomenimis, tiriant vyrus iš nevaisingų porų, siekiant nustatyti subklinikines varikocelės formas, būtina atlikti kapšelio organų ultragarsinį tyrimą. Nustatyta varikocelės diagnozė yra absoliuti ROS lygio nustatymo indikacija.

Mūsų nuomone, esant varikocelei perteklinei ROS gamybai, chirurginis gydymas yra nurodytas, neatsižvelgiant į varikocelės laipsnį.

Esant tokiam pačiam spermatozoidinio laido venų išsiplėtimo laipsniui, ROS gamyba didėjo ilgėjant nevaisingumo trukmei (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.

Lėtinio prostatito fone (n=130) nustatėme tiesioginę aktyvių deguonies radikalų gamybos priklausomybę nuo leukocitų skaičiaus prostatos sekrete (R=0,24; p=0,04). Prostatos sekrete padidėjus leukocitų skaičiui, piospermija buvo pastebėta 36,1% atvejų. ROS gamybos priklausomybė nuo leukocitų koncentracijos spermoje (R=0,29; p<0,00001) сильнее, чем от содержания лейкоцитов в секрете простаты.

Pacientai, kuriems buvo diagnozuota piospermija, išsiskyrė dideliu ROS kiekiu spermoje: vidutinė grupės gamyba buvo 9,81+/-25,56 mV/s (atmetus +3S vertes - 1,15+1,34 mV/s) su asmeniu. sklaida nuo 0,07 iki 153,50 mV/s; mediana – 0,925 mV/s, neišskirtinių verčių diapazonas – nuo ​​0,07 iki 9,52 mV/s, tai yra žymiai daugiau (3,9 karto) nei vaisingų vyrų (p<0,001).

Yra reikšminga koreliacija tarp leukocitų koncentracijos spermoje ir bakteriospermijos sunkumo (R = 0,23; p = 0,033), bakteriospermijos sunkumo ir ROS susidarymo (r = 0,35; p).<0,01).

Remdamiesi gautais duomenimis, nustatėme teigiamą ryšį tarp ROS gamybos ir spermatozoidų agliutinacijos vyrams iš nevaisingų porų, sergančių patozoospermija. Be to, atmetus mėginius su piospermija, koreliacijos koeficientas ženkliai sumažėjo: R=0,13 (p>0,05), Gama=0,30 (p=0,05).

Mėginių, kurių spermatozoidų koncentracija mažesnė nei 10 mln./ml, ir išskirtinių verčių (+2S) analizė leido tiksliau nustatyti ROS gamybą ir autoimuninių reakcijų aktyvumą. Esant tokioms sąlygoms, vyrams, sergantiems lėtiniu prostatitu, kurį lydi piospermija, ROS gamyba yra 8,8 karto didesnė nei vaisingų vyrų, be to, yra ryškesnis (R = 0,44) ryšys tarp ROS kiekio ir leukocitų spermoje nei visas pavyzdys.

Uždegiminio proceso vaidmenį didinant ROS gamybą spermoje patvirtina ir lėtinio prostatito gydymo antibiotikais rezultatai (1 lentelė). Nustatyta, kad po 2 gydymo savaičių leukocitų skaičius prostatos sekrete sumažėjo 39,1 % (p.<0,01) и на 35,2% в сперме (p>0,05) ROS gamyba sumažėjo daugiau nei du kartus (-58,1%; p<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).

Taigi, išanalizavus vyrų iš nevaisingų porų, sergančių prostatitu, tyrimo duomenis, nustatyta, kad padidėjęs leukocitų skaičius spermoje prostatito fone yra pagrindinis reaktyviųjų deguonies rūšių hiperprodukcijos šaltinis, sukeliantis oksidacinį stresą ir spermos funkcinių savybių pokyčius. .

Pusei (51,5 proc.) pacientų iš nevaisingų porų su piospermija buvo nustatyta ASAT, tačiau tik 9,2 proc. jie apėmė daugiau nei 50 proc. judrių spermatozoidų.

Koreliacijos tarp leukocitų koncentracijos spermatozoiduose ir ACAT teigiamų judrių spermatozoidų procentinės dalies nėra (R=0,0; p>0,05).

Mes nustatėme, kad laisvųjų radikalų gamyba labiau priklauso nuo spermoje esančių antikūnų kiekio (R = 0,81), nei nuo judrių MAP teigiamų lytinių ląstelių procento (R = 0,44), nustatyto PCM metodu, kurį rekomenduojame kaip daugiau. tiksliai apibūdinantis autoimuninių procesų aktyvumą ejakuliate.

Išanalizavome ROS gamybos ypatumus įvairiose patospermijos formose. Teratozoospermija sergančių pacientų spermogramos parametrų koreliacinė analizė neatskleidė ryšio tarp patologinių formų procento ir ROS gamybos. Tačiau yra ryšys tarp spermatozoidų su pakitusiu kaklu procento ir ROS gamybos bei ASAT nebuvimo: r=0,2; p<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.

ROS lygio padidėjimą teratozoospermijoje galima paaiškinti aktyvių radikalų išsiskyrimu su spermatozoidų membranų pažeidimu, citoplazmos susilaikymu ir, atvirkščiai, tai greičiausiai yra morfologiškai defektuotų lytinių ląstelių gamybos pasekmė. Tokiu atveju sutrinka normali akrosominės reakcijos eiga ir įvyksta lytinių ląstelių apoptozė, pažeidžiant jų DNR vientisumą (Aitken ir kt., 1989; Saleh ir kt., 2003; Jedrzejczak ir kt., 2005; Deepinder F ., 2008).

Morfologiškai pakitę spermatozoidai su defektuota DNR turi menką gebėjimą apvaisinti kiaušialąstę, o pastojus – didelė vaisiaus genetinių patologijų rizika.

1 lentelė

Aktyvių deguonies faktorių gamybos, spermogramos parametrų, akrosominės reakcijos, ACAT teigiamų spermatozoidų procentinės dalies ir prostatos sekrecijos pokyčiai gydant antibiotikais lėtinio prostatito gydymui vyrams iš nevaisingų porų (M + SE)

Rodikliai	Vyrai, sergantys prostatitu(n = 48)
	Prieš gydymą	Po 2 savaičių gydytienia
Reaktyviosios deguonies rūšys, mV/s	22,1+6,91	9,28+4,63**
Spermos leukocitai, x106/ml	2,07+0,52	1,34+0,58
Judri spermatozoidai A kategorija, %	14,1+1,53	18,3+1,7*
Gyva sperma, %	73,0+2,7	77,6+2,7*
Prostatos sekrecijos leukocitai, vienetai matymo lauke	27,6+4,6	16,8+3,8**
MAR IgG teigiami spermatozoidai, %	31,8+6,93	26,1+6,51**
Priešlaikinė akrosominė reakcija, %	23,3+2,57	18,1+2,21*
Sukelta akrosominė reakcija, %	32,9+3,14	31,7+2,83
Akrosominės reakcijos indukcija, %	8,8+2,6	13,6+2,3

Vyrų sėklinis skystis, geriau žinomas kaip sperma, medicinoje vadinamas ejakuliatu. Tai natūralus sėklidžių išskiriamas skystis, turintis būdingą gleivinę struktūrą, klampus ir nepermatomas.

Ejakuliatas išsiskiria dėl seksualinio susijaudinimo lytinio akto ar masturbacijos metu. Ejakuliatas turi specifinį kvapą, panašų į kaštonų aromatą, yra šviesus, beveik baltos spalvos.

Skysčio skonis priklauso nuo maisto produktų, kuriuos žmogus valgo, ir nuo jo bendros sveikatos. Sveikiems vyrams jis turi šiek tiek sūrų skonį ir kartaus atspalvio. Kaip ir bet kurį žmogaus organizmo skystį, ejakuliatą galima ištirti laboratorijoje, siekiant įvertinti paciento sveikatą.

Ejakuliato analizė atliekama dviem būdais: bakteriologiniu pasėliu ir spermograma.

Pagrindinės spermos savybės

Lytinio akto ar masturbacijos metu išsiskiria nedidelis kiekis sėklinio skysčio, kurio tūris priklauso nuo kelių faktorių. Pagal medicinos standartus jis turėtų būti nuo dviejų iki dešimties mililitrų.

Tačiau suaugusiems vyrams spermos kiekis gali būti mažesnis, jų tūris mažėja su kiekvienu lytiniu aktu, po trumpų laiko intervalų. Todėl gydytojai dažnai orientuojasi į normalias nuo dviejų iki penkių mililitrų ribas.

Labai dažnai stipriosios lyties atstovai sumažėjusį išskiriamų spermatozoidų kiekį laiko nerimą keliančiu ženklu, rodančiu vyriškos jėgos ir sveikatos pablogėjimą. Jaunystėje vyrai tiki, kad kuo daugiau spermatozoidų išsiskiria ejakuliacijos metu, tuo didesnį poveikį ji daro jų seksualinei partnerei.

Tiesą sakant, išsiskyrusio ejakuliato kiekis ir jo kokybė yra du visiškai skirtingi dalykai. Didelis spermatozoidų kiekis ne visada yra didelio vaisingumo rodiklis. Tačiau pagrindinis dalykas ejakuliate yra sveikų ir aktyvių spermatozoidų, galinčių pasiekti kiaušinėlį ir jį apvaisinti, skaičius.

Šis spermatozoidų apvaisinimo gebėjimas apskaičiuojamas laboratorinėmis sąlygomis. Remiantis tyrimais, 1 mililitre spermos turėtų būti nuo 20 iki 25 milijonų sveikų spermatozoidų.

Pats ejakuliatas susideda iš sėklinės plazmos ir suformuotų elementų. Pastariesiems priskiriami ne tik spermatozoidai, bet ir gonocitai. Sėklų plazma yra spermos pagrindas, atsakingas už teisingą jo struktūrą. Išsiskiria, jei visi vidiniai vyriški organai dirba teisingai ir harmoningai. Įvertinti, kiek sveikas yra sėklinis skystis, galima tik atlikus laboratorinius tyrimus.

Spermos pasėlis ir spermograma pacientams skiriami šiais atvejais.

1. Nevaisingumas. Ši diagnozė nustatoma susituokusioms poroms, kurios per metus nuo aktyvios seksualinės veiklos negalėjo pačios susilaukti vaiko.
2. Kaip apžiūra prieš apvaisinimo mėgintuvėlyje procedūrą.
3. Jei įtariate galimą spermos savybių praradimą dėl ankstesnių ligų ar lytinių organų traumų (infekcinių ligų, hormonų disbalanso, varikocelės ir kt.).
4. Kaip profilaktinė apžiūra paciento pageidavimu.
5. Ejakuliato tyrimas yra privalomos diagnostikos dalis, kai susituokusi pora planuoja susilaukti kūdikio.

Tačiau pagrindinis šio tyrimo tikslas – nustatyti priežastį, trukdančią vyrui tapti tėvu, tai yra nevaisingumą. Ejakuliato tyrimas padeda išsiaiškinti išskiriamo skysčio kiekio mažėjimo ir aktyvių spermatozoidų skaičiaus mažėjimo priežastis.

Šiais tyrimais bus nustatyti galimi pacientą patyrę uždegimai ir infekcijos, kurios padės pradėti ne tik nevaisingumo, bet ir kitų negalavimų gydymą, taip pat padidins aktyvių spermatozoidų skaičių.

Spermos pasėlis yra viena iš dažniausiai atliekamų diagnostikos priemonių, skiriamų tiriant vyrų sveikatą. Nevaisingumo diagnozė vis dažniau nustatoma visiškai sveikiems jauniems žmonėms, kurie nesiskundžia kitais savo sveikatos aspektais. Kas lemia šios ligos vystymąsi?

Visų pirma, tai yra paciento kaltė. Nesveikas gyvenimo būdas, žalingi įpročiai, netinkama mityba – visa tai lemia hormonų disbalansą organizme, dėl kurio mažėja sveikų spermatozoidų skaičius ir jų aktyvumas.

Išlaidumas seksualiniuose santykiuose, kontracepcijos taisyklių nepaisymas ir dėl to reprodukcinės sistemos ligos taip pat turi įtakos vyro galimybėms susilaukti vaiko.

Prie šių veiksnių galime pridėti prastą aplinkos situaciją, nuolatinį stresą ir didelę psichoemocinę įtampą, minimalaus fizinio aktyvumo stoką, kenksmingas darbo sąlygas.

Atliktų tyrimų dėka gydytojas galės nustatyti tikslią priežastį, kodėl pastojimas neatsiranda natūraliai, taip pat paskirs gydymą, kuris pašalins šiuos veiksnius, pagerins spermos kokybę ir atkurs natūralias vyriškos sveikatos funkcijas. Paprastai toks gydymas apima daugybę priemonių: vaistų vartojimą, fizioterapines procedūras, gyvenimo būdo keitimą.

Bakteriologinio pasėlio užduotis – nustatyti priežastis, kodėl pastojimas neįvyksta, nustatyti galimus uždegimus, infekcines ligas ir kitus paciento reprodukcinės sistemos sutrikimus.

Bakteriologinė ejakuliato pasėlis ir spermograma

Atliekant šį tyrimą galima nustatyti kenksmingus mikroorganizmus, esančius ejakuliate, taip pat nustatyti patogeninės mikrofloros jautrumą tam tikroms antibiotikų rūšims.

Sėkliniame skystyje esančios bakterijos ir infekcijos gali sukelti ejakuliato struktūros pokyčius, tai yra jo klampumo pokyčius.

Šis reiškinys vadinamas klampumu. Jo atsiradimo priežastys: prostatitas, varikocelė, orchitas, uždegiminiai procesai vyrų urogenitaliniuose organuose. Dažnai pasitaiko atvejų, kai gydytojas negali nustatyti tikslios šių pokyčių priežasties, tuomet diagnozuojama „idiopatinis klampumas“.

Diagnozei patikslinti kartu su bakterijų pasėliu atliekama ir spermograma, kuri patvirtina arba paneigia „klampaus spermos sindromą“. Dėl šio reiškinio organizme atsiranda vidinių lytinių organų veikimo sutrikimų, dėl kurių procesai, atsakingi už sėklinio skysčio skiedimą, vyksta netinkamai.

Jei ejakuliatas per klampus ir tankus, tai spermatozoidai negali jame laisvai judėti, mažėja jų judėjimo greitis, jie nebegali pasiekti kiaušintakių ir yra jautresni aplinkos veiksnių, makšties ir gimdos aplinkos poveikiui. .

Be klinikinių tyrimų tokių sutrikimų pastebėti neįmanoma, nes spermatozoidų kiekis gali išlikti toks pat, tačiau apvaisinimo gebėjimas labai mažas. Paprastai ejakuliato klampumas neturi būti didesnis nei du centimetrai. Perteklius tampa „klampumo“ diagnozės pagrindu.

Atliekant spermogramą, atsižvelgiama į šiuos sėklinio skysčio duomenis ir parametrus, kaip ir atliekant kitus tyrimus, taip pat į kai kurias papildomas charakteristikas: spermos kokybę, raudonųjų kraujo kūnelių buvimą ar nebuvimą (paprastai jų neturėtų būti), gleivinių skysčių formų buvimas ar nebuvimas, taip pat biocheminiai parametrai .

Kada skiriamas bakteriologinis pasėlis?

Spermos kultūra atliekama lygiagrečiai su prostatos sekreto savybių tyrimu. Šios procedūros skiriamos visiems pacientams, kuriems gydytojas įtaria uždegiminį procesą.

Ištyrimas būtinas siekiant nustatyti infekcines ligas ir paskirti gydymą, galintį sustabdyti šiuos procesus ir užkirsti kelią jų perėjimui į ūminę ar lėtinę stadiją.

Tyrimo metu nustatomi patogeniniai mikroorganizmai, galintys sukelti negalavimus urologijos srityje arba sukelti lytiniu keliu plintančias ligas. Tai vienas iš itin jautrių tyrimų, reikalingų ne tik pasirenkant medikamento terapijos taktiką, bet ir stebint gydymą.

Natūralios ejakuliato ir reaktyviosios deguonies rūšys

Vienas iš naujausių sėklinio skysčio tyrimo metodų yra vietinės (švarios, neapdorotos) spermos tyrimas. Ši technika leidžia ištirti ejakuliatą tarpląsteliniame lygmenyje, dėl ko nustatomi įvairūs nenormalūs reiškiniai, esantys spermos ląstelėse.

Tyrimui paimami „gyvi“ spermatozoidai, išskiriami po mikroskopu, todėl juos galima padidinti 15 tūkstančių kartų.

Norint teisingai atlikti tyrimą, geriausia spermą paaukoti tiesiai klinikoje, kurioje bus atliekamas tyrimas. Nuo surinkimo momento iki laboratorinės diagnostikos pradžios turi praeiti ne daugiau kaip viena valanda. Kitas reikalavimas prieš atliekant šį tyrimą – visiškas seksualinis poilsis likus kelioms dienoms iki apsilankymo laboratorijoje.

Kaip ir atliekant kitus tyrimus, ši analizė tiria tiek patį spermą, tiek sėklų sekreciją. Šie parametrai turi atitikti sveikus standartus. Taigi, šarminis balansas turi būti nuo 7,2 iki 7,8 pH, skysčio tūris turi būti ne mažesnis kaip du ml. Spermatozoidų skaičius 1 ml yra ne mažesnis kaip 20 milijonų, ir mažiausiai 50% jų turi judėti į priekį.

Bendras normalios morfologinės struktūros ląstelių tūris neturi būti mažesnis nei trečdalis viso skaičiaus.

Neaktyvūs ir pažeisti spermatozoidai neturėtų sudaryti daugiau nei pusės gautos spermos tūrio. Jei pažeidžiamas bent vienas iš šių parametrų, galime kalbėti apie vyrų nevaisingumą.

Yra situacijų, kai natūraliame ejakuliate pastebima perteklinė reaktyviųjų deguonies rūšių (ROS) gamyba. ROS yra pagrindinės oksidacinių procesų sėkliniame skystyje priežastys. Šio reiškinio priežastys gali būti reprodukcinės sistemos ligos, autoimuniniai organizmo sutrikimai, aplinkos įtaka.

Be to, ROS gamyba didėja su paciento amžiumi, sergant lėtinėmis endokrininės sistemos ligomis ir esant dideliam fiziniam krūviui. Visa tai turi įtakos spermatozoidų kiekiui ejakuliate, o reikiamo kiekio nebuvimas lemia nevaisingumą.

Kaip pasiruošti testui

Norint teisingai atlikti tyrimą ir gauti kuo tiksliausius rezultatus, reikia atsakingai ruoštis ejakuliato donorystei. Jis surenkamas tik į specialias sterilias vienkartines talpyklas, kurios išduodamos tokius tyrimus atliekančioje klinikoje.

Surinkimui draudžiama naudoti bet kokią stiklinę maisto tarą, prezervatyvus, plastikinius maišelius ir pan.

Labai svarbu ant talpyklos pažymėti ne tik datą, kada buvo paimtas ejakuliatas, bet ir tikslų laiką. Nuo to priklausys kai kurių rodiklių, tirtų diagnostikos proceso metu, tikslumas. Norėdami atlikti analizę, pirmenybę turėtumėte teikti gydytojo rekomenduotai klinikai.

Paėmus ejakuliatą, jį reikia nedelsiant nuvežti į laboratoriją. Surinktos biomedžiagos saugoti nepatartina. Bet jei tai neįmanoma, indo nereikia dėti į šaldytuvą.

Optimali laikymo temperatūra yra nuo 20 iki 40 laipsnių. Tinkamų laikymo sąlygų trūkumas gali lemti klaidingus rezultatus. Be to, likus kelioms dienoms iki analizės, turėtumėte atsisakyti intymių santykių.

Tyrimo rezultatai paprastai gaunami per 24 valandas nuo biomedžiagos pateikimo laboratorijai momento. Gauta forma su asmens duomenimis, pagrindiniais parametrais, standartais ir tiriamais rodikliais pateikiama pacientui.

Gautų duomenų dekodavimą atlieka tik gydantis gydytojas, kuris nurodė diagnozei nustatyti. Jis taip pat nustato galutinę diagnozę ir paskiria gydymą. Kartais, be reprodukcijos specialisto, gali prireikti ir kitų specialistų konsultacijos: urologo, venerologo, chirurgo, endokrinologo.

Remdamasis laboratorinių tyrimų rezultatais, gydytojas nustatys tikslią nevaisingumo priežastį ir paskirs gydymą, skirtą padidinti aktyvių ir sveikų spermatozoidų skaičių sėklų skystyje. Tačiau, be vaistų vartojimo ir įvairių fizinių procedūrų, gydymas turėtų apimti ir kitus parametrus.

Sveikos gyvensenos palaikymas padės pagerinti spermos kokybę. Alkoholinių gėrimų ir cigarečių atsisakymas padeda pagerinti tyrimo rezultatus per trumpiausią įmanomą laiką.

Ejakuliatas taps kokybiškesnis, jei į paciento gyvenimą bus įtrauktas net minimalus fizinis aktyvumas: rytinė mankšta, pasivaikščiojimai, lifto vengimas ir kt.

Jei turite galimybę lankytis kūno rengybos centruose, pirmenybę teikite treniruotėms, kurios nesukels pernelyg didelio kūno perkaitimo. Tai gali būti plaukimas, joga, tempimo pratimai.

Pertraukos darbe taip pat gali padidinti aktyvių spermatozoidų skaičių, jei tai susiję su ilgo sėdėjimo vienoje vietoje. Reguliarios kas valandą daromos pertraukėlės, kurių metu pacientas gali atsikelti ir pasivaikščioti po kambarį, ne tik pailsės akims, bet ir pagerins kraujotaką dubens srityje, o tai tiesiogiai veikia vyrų sveikatą.

Jei negalite atsistoti, keletą pratimų galite atlikti sėdėdami.

Svarbu tinkamai ir reguliariai maitintis ir vengti užkandžių, ypač greito maisto. Kad ejakuliatas būtų kokybiškesnis, mitybos pagrindas turėtų būti baltyminis ir augalinis maistas, taip pat žuvis ir rauginto pieno gėrimai. Jūs turite valgyti reguliariai, dažnai ir mažomis porcijomis.

Reikėtų vengti nereikalingo streso ir emocinio streso, kurie taip pat tiesiogiai veikia vyrų sveikatą.

Vengti lankytis vietose, kur pakyla temperatūra: pirtyje, paplūdimyje padės padidinti spermatozoidų kiekį. Apatiniai drabužiai, ypač vasarą, turėtų būti tik iš natūralių audinių.

Sintetika padidina kūno temperatūrą kirkšnyje, todėl pablogėja spermos kokybė.

Tokios paprastos priemonės padės papildyti gydančio specialisto paskirtą gydymą, pagerinti tyrimų rezultatus per trumpesnį laiką ir greitai susilaukti ilgai laukto kūdikio.

I kategorijos seksopatologas-andrologas. Ukrainos šeimos planavimo asociacijos Chersono skyriaus vadovas.