Štúdia krátkodobých účinkov zvýšenej konzumácie alkoholu a cigariet na internet
predmetov
abstraktné
úvod
Neplodnosť postihuje asi 15% párov, ktoré sa pokúšajú otehotnieť, a v polovici týchto prípadov príčina súvisí s problémami reprodukcie mužov 1. Veľké percento prípadov mužskej neplodnosti je idiopatických (
V Portugalsku sa spotreba alkoholu zvýšila u ľudí starších ako 15 rokov (priemerne 12,9 litra na osobu/rok) 14, zatiaľ čo okolo 32,4% Portugalcov starších ako 15 rokov 14 fajčí. Počas portugalských akademických osláv existuje silná tradícia akútneho zneužívania alkoholu, cigariet a drog. Toto poskytuje výnimočné podmienky pre štúdium tohto problému, pretože veľký počet mladých mužov sa dobrovoľne vystavuje vysokej miere škodlivých faktorov počas presne stanoveného a obmedzeného časového obdobia, ktorí mali pred a po expozícii relatívne zdravý životný štýl.
Cieľom tejto štúdie bolo preskúmať skoré a neskoré krátkodobé účinky akútnych zmien životného štýlu, najmä konzumácie alkoholu a cigariet, na základné parametre ľudských spermií a oxidačnú rovnováhu. Z hľadiska dôležitosti semennej plazmy pre dozrievanie, výživu a ochranu spermií sa hodnotila aj funkcia nadsemenníka a sekundárnych žliaz.
Metódy
Dizajn štúdie a účastníci
Účinky viacerých faktorov životného štýlu na kvalitu spermy sa skúmali na vzorkách od zdravých mladých dobrovoľníkov mužského pohlavia v reprodukčnom veku v troch presne stanovených okamihoch: pred (časový bod 1 - TP1), jeden týždeň (časový bod 2 - TP2) a tri mesiace (časový bod 3 - TP3) po portugalských akademických oslavách (7-dňové podujatie), kde je zneužívanie alkoholu, cigariet a drog tradíciou (obr. 1). Do úvahy sa brali iba tí dobrovoľníci, ktorí poskytli vzorku vo všetkých troch TP.
Medzi nemerané zmätky, ktoré sa vyskytli počas akademických osláv, patria faktory, ako je strava a zmeny denného rytmu. TP, body v čase.
Štúdia bola zverejnená v kampuse univerzity v Aveiro a iba študenti z tejto univerzity boli prijatí ako dobrovoľníci. Inzerát jasne uvádzal hypotézu a hlavné ciele štúdie a nebola uplatnená žiadna finančná kompenzácia. Všetci účastníci dostali jasné písomné pokyny, ako odobrať vzorky, a pri každom odbere vzorky odpovedali na dotazník s asistenciou pri plnení. Dotazníky obsahovali otázky týkajúce sa trvania abstinencie, predchádzajúcich/nedávnych chorôb, užívania drog a alkoholu, cigariet a drog (napr. Kanabisu a kokaínu). Parameter konzumácie alkoholu bol definovaný ako odhadované celkové množstvo alkoholu (v gramoch). V SP1 a SP3 tento parameter zohľadňoval týždennú spotrebu alkoholu v mesiaci pred akademickými oslavami. TP2 odrážala konzumáciu alkoholu počas akademického týždňa festivalu. Parameter spotreby cigariet bol definovaný ako odhadované celkové množstvo nikotínu (v miligramoch). V SP1 a SP3 tento parameter zohľadňoval týždennú spotrebu nikotínu v mesiaci pred akademickými oslavami. TP2 odrážala spotrebu nikotínu počas akademického festivalového týždňa. Všetky údaje boli anonymizované.
Etické uznanie
Táto štúdia bola schválená etickým a interným kontrolným výborom nemocnice Infante D. Pedro Hospital EPE, Aveiro, Portugalsko (číslo procesu: 36/AO) a bola vykonaná v súlade s etickými štandardmi Helsinskej deklarácie. Všetci účastníci dostali jasné písomné pokyny o koncepcii štúdie a podpísali vyhlásenie o súhlase, ktoré umožňuje použitie vzoriek na vedecké účely.
Odber vzoriek spermy, základná analýza spermy a príprava spermií
Vzorky spermy sa získali masturbáciou v sterilnej nádobe a dodali sa do 30 minút na základnú analýzu spermy. Všetky vzorky boli analyzované skúsenými technikmi podľa kritérií Svetovej zdravotníckej organizácie 15. Stručne povedané, po úplnom skvapalnení vzoriek spermy pri teplote 37 ° C počas asi 30 minút sa uskutočnilo makroskopické vyšetrenie. Mikroskopické vyšetrenie zahŕňalo analýzu motility, koncentrácie a morfológie spermií. Všetky mikroskopické analýzy sa uskutočňovali s použitím mikroskopu Zeiss Primo Star (Carl Zeiss AG, Nemecko). Vzorky semena sa trikrát premyli v PBS. Semenná plazma sa zhromaždila z prvého premytia a použila sa na ďalšie testovanie. Spermové extrakty sa resuspendovali v 1% SDS. Koncentrácia proteínu sa merala pomocou testu na kyselinu bicinchónovú (Pierce BCA Protein Assay Kit, Thermo Fisher Scientific, USA) a konečná absorbancia sa merala pri 562 nm v čítačke mikrodoštičiek (séria Infinite® 200 PRO, Tecan Trading AG, Švajčiarsko).
Western blot analýza expresie antioxidačných enzýmov superoxiddismutázy 1 (SOD1) a glutatiónperoxidázy 4 (GPx4)
Extrakty zo spermatozoa sa podrobili sonikácii, povarili sa a rovnaké množstvá proteínu (50 ug) sa vložili do 10% SDS-PAGE gélu a preniesli sa na nitrocelulózovú membránu. Imunodetekcia sa uskutočňovala s použitím myšej anti-SOD1, 1: 1000 (MABC864, Merck Milipore, Darmstadt, Nemecko) a králičej anti-GPx4 (ABC269, Merck Milipore, Darmstadt, Nemecko), nasledovala inkubácia s príslušným infračerveným žiarením - Sekundárne protilátky (1: 5000, LI-COR Biosciences UK Ltd., Cambridge, UK). Ako kontrola naplnenia sa použil beta-tubulín (Merck Milipore, Darmstadt, Nemecko). Membrána bola skenovaná pomocou infračerveného zobrazovacieho systému Odyssey (LI-COR Biosciences, Cambridge, UK).
Stanovenie karbonylovej skupiny (CG) štrbinovým blotom
Extrakty zo spermatozoa obsahujúce 30 ug proteínu boli derivatizované 20 mM 2,4-dinitrofenylhydrazínu rozpusteným v 10% kyseline trifluóroctovej a neutralizované 1,5 objemovými dielmi 2 M Tris s 18% merkaptoetanolom. Na uskutočnenie blot blotu sa vzorka zriedila na 0,002 μg/μl a vložila sa do nitrocelulózovej membrány v zariadení štrbiny blot (BioRad Portugal, Sintra, Portugalsko). Membrána bola inkubovaná s králičím anti-DNP, 1: 5000 (MAB2223, Merck KGaA, Darmstadt, Nemecko), nasledovaná anti-králičou infračervenou sekundárnou protilátkou (1: 5000, LI-COR Biosciences UK Ltd., Cambridge, UK). Detekcia sa uskutočňovala v infračervenom zobrazovacom systéme Odyssey (LI-COR Biosciences, Cambridge, Veľká Británia).
Stanovenie 3-nitrotyrozínu (3-NT) v spermiách štrbinovým blotom
Extrakty spermií boli v 1xTBS na konečnú koncentráciu 1? g/u riedil som. Vzorky sa naniesli na štrbinu (BioRad Portugal, Sintra, Portugalsko) do nitrocelulózovej membrány. Membrána bola ďalej potiahnutá králičím anti-nitrotyrozínom, 1: 1000 (DAM1514077, Merck KGaA, Darmstadt, Nemecko), nasledovaným anti-králičou infračervenou sekundárnou protilátkou (1: 5000, LI-COR Biosciences UK Ltd, Cambridge, UK) inkubované. Detekcia sa uskutočňovala v infračervenom zobrazovacom systéme Odyssey (LI-COR Biosciences UK Ltd., Cambridge, UK).
Celkový stav antioxidantov (TAS)
Koncentrácia antioxidantov v spermatických bunkách sa merala pomocou testu Total Antioxidant Status (TAS) (NX2332, Randox Laboratories, Crumlin, Severné Írsko). Protokol poskytnutý výrobcom bol upravený tak, aby bolo možné použiť mikrotitračnú doštičku (množstvo reagencií a vzoriek bolo znížené).
Biochemická analýza markerov nadsemenných a prídavných pohlavných žliaz
V semennej plazme boli hodnotené biochemické markery funkcie nadsemenníka (neutrálna α-glukozidáza, NAG), funkcie prostaty (kyselina citrónová) a funkcie semenných vezikúl (fruktóza). Celková aktivita NAG sa merala pomocou komerčne dostupnej súpravy EpiScreen Plus a-glukozidázovej skúšky (FertiPro, Beernem, Belgicko) podľa pokynov výrobcu. Na kvantifikáciu množstva fruktózy v semennej plazme sa použil fruktózový test (FertiPro, Beernem, Belgicko) podľa pokynov výrobcu. Obsah kyseliny citrónovej v semennej plazme sa meral pomocou testu na kyselinu citrónovú (FertiPro, Beernem, Belgicko) podľa pokynov výrobcu.
Štatistická analýza
Výsledky
Do tejto štúdie bolo zahrnutých celkovo 36 zdravých študentov belošského pôvodu s priemerným vekom 22 ± 3 roky. Medzi účastníkmi súboru údajov neboli hlásené žiadne predchádzajúce tehotenstvá, lekárske komorbidity, lieky alebo užívanie drog. Popisná analýza výsledkov je uvedená v tabuľke 1. Ďalej sú opísané iba štatisticky významné výsledky (obr. 2, tabuľka 2). Všetky párové rozdiely medzi časmi štúdie (TP) sú opísané v doplnkovej tabuľke S1.
Škatuľka s alkoholom ( A. ) a spotreba nikotínu ( B. ), základný parameter spermy ( C. - K ), marker oxidačného stresu ( Ľ ) a funkcia nadsemenníka ( M. ) a doplnkové pohlavné žľazy ( a O ) v rôznych časových bodoch (TP). Hodnoty P z testov so spárovanými vzorkami sú zhrnuté v tabuľke 2.
Vplyv akademických osláv na základné parametre spermy a markery oxidačného stresu spermií
Spotreba alkoholu za deň sa medzi TP1 a TP2 zvýšila viac ako osemnásobne. V TP3 klesla hladina alkoholu na základné hodnoty (TP1) (obr. 2A; tabuľka 2). V prípade TP2 sa spotreba nikotínu významne zvýšila v porovnaní s TP1 (dvojnásobne) (2B; tabuľka 2).
Pozorovali sa rozdiely v základných parametroch semena (obr. 2C-K; tabuľka 2). Objem spermy vykázal významný pokles v porovnaní s TP (18% z TP1 na TP2; 19% z TP2 na TP3; 33% z TP1 na TP3) (obr. 2C, tabuľka 2). Koncentrácia spermií a celkový počet spermií v ejakuláte významne poklesla z TP1 na TP3 (20%, respektíve 52%) (2D a E; tabuľka 2). Percento progresívnej pohyblivosti pokleslo z TP1 na TP2 (15%) (obr. 2F; tabuľka 2). Percento neprogresívnych pohyblivých spermií sa zvýšilo v priebehu TP (40% z TP1 na TP2; 50% z TP1 na TP3) (obr. 2G; tabuľka 2). Percento imobilných spermií sa významne znížilo z TP1 na TP2 (14%) (obr. 2H; tabuľka 2). Pokiaľ ide o morfológiu spermií, percento normálnych spermií bolo významne vyššie u TP1 v porovnaní s TP2 a TP3 (2I; tabuľka 2). Najmä chyby hlavy a stredového dielu boli vyššie v TP2 ako v TP1 a TP3 (obr. 2J a K; tabuľka 2).
Hladina 3-nitrotyrozínu (3NT) v spermiách bola jediným markerom oxidačného stresu, ktorý vykázal významnú zmenu (obr. 2L; tabuľka 2). V TP2 boli hladiny zvyškov tyrozínu, ktoré trpia nitráciou, 1,4-krát vyššie ako v TP3.
Vplyv akademických osláv na funkciu nadsemenníkov a pomocných pohlavných žliaz
Došlo k významnému zníženiu aktivity neutrálnej a-glukozidázy (NAG) v ejakuláte z TP1 na TP3 (46%) a z TP2 na TP3 (35%) (obr. 2M; tabuľka 2). Pokiaľ ide o celkové množstvo fruktózy v ejakuláte, došlo tiež k významnému poklesu z TP1 na TP3 (28%) a z TP2 na TP3 (23%) (2N; tabuľka 2). Celkové množstvo kyseliny citrónovej v ejakuláte bolo významne nižšie v TP3 v porovnaní s TP1 (36%) (2O; tabuľka 2).
diskusia
S problémami reprodukcie mužov súvisia rôzne faktory životného štýlu 5, 6, 16, 17. Štúdie zamerané na účinky toxických látok na spermie sú však kontroverzné a často zaujaté 5, 18, 19. Na prekonanie týchto problémov sa ako študijný model použili akademické slávnosti, pretože k mnohým zmenám životného štýlu došlo súčasne do 7 dní (obr. 1). Tento model poskytuje výnimočné podmienky na štúdium účinkov akútnych zmien životného štýlu na mladú a zdravú populáciu.
Naša štúdia ukazuje, že akútna konzumácia alkoholu a cigariet spolu s ďalším násilným správaním, ktorým boli dobrovoľníci vystavení počas akademického týždňa, mala významný skorý (SP2) a neskorý (SP3) krátkodobý vplyv na kvalitu spermy (obrázky 2 a 3). . Podľa očakávaní sa konzumácia alkoholu a cigariet počas akademických osláv zvýšila v porovnaní s úrovňami pozorovanými jeden týždeň pred a tri mesiace po akademických oslavách (obr. 2). Táto náhla zmena životného štýlu bola spojená so škodlivými účinkami na kvalitu semena, a to skoro aj neskoro. Objem semena, koncentrácia spermií, celkový počet spermií, progresívna pohyblivosť a normálna morfológia sa znížili spolu s aktivitou NAG a množstvom fruktózy a kyseliny citrónovej v ejakuláte. Okrem toho sa zvýšilo percento neprogresívnych a nepohyblivých spermií spolu s hodnotami nitrácie proteínov (obr. 2 a 3).
Bolo publikované, že chronické požívanie alkoholu a cigariet môže viesť k poruche činnosti prídavných žliaz 20, 21. Naše výsledky naznačujú, že akútne zmeny životného štýlu majú krátkodobý negatívny vplyv na funkciu nadsemenníkov a prídavných pohlavných žliaz, čo sa prejaví aj poklesom objemu spermií v TP.
Táto štúdia tiež ukazuje, že akútne zmeny v životnom štýle, hlavne v dôsledku zvýšenej konzumácie alkoholu a cigariet, majú významný vplyv na morfológiu spermií. Jeden týždeň (TP2) a 3 mesiace (TP3) po akútnych zmenách životného štýlu bol pozorovaný zvýšený počet defektov hlavy a bránice a znížený podiel morfologicky normálnych spermií, čo naznačuje vplyv na morfologicky zrelé spermie v nadsemenníku a na tvorbu spermií v semenníkoch. sa môže zavrieť (obr. 2). Jedna štúdia ukázala, že len veľmi málo mužov alkoholikov je normozoospermatických, čo zosilňuje škodlivé účinky alkoholu na morfológiu spermií 5. Koncentrácia spermií a percento morfologicky normálnych spermií sa znížili 3 mesiace po akademických oslavách, čo naznačuje, že proces spermatogenézy bol narušený.
Informatívna hodnota štúdie je obmedzená relatívne malou celkovou veľkosťou vzorky a rizikom nesprávnej klasifikácie v dôsledku použitia spätných informácií o vystavení alkoholu, cigaretám a drogám. Je tiež potrebné vziať do úvahy skreslenie výberu, pretože všetci dobrovoľníci boli beloši. Ďalej nemôžeme vylúčiť, že naše výsledky sú výsledkom nemeraných zmätočných faktorov, ako sú strava, zmeny denného rytmu, cvičenie a stres.
Z dôvodu obvyklého správania obyvateľstva na akademických oslavách bolo veľmi ťažké prijať do TP2 subjekty, ktoré nezmenili svoj životný štýl. Toto kritérium v skutočnosti spĺňajú iba 2 ľudia z našej vzorky. Možno však pozorovať, že všeobecný trend vo výsledkoch naznačuje, že zmeny životného štýlu majú nepriaznivý vplyv na kvalitu spermy. Ak by výsledky boli výsledkom prirodzených rozdielov v analýze spermy, dalo by sa očakávať náhodný vzorec zmeny.
Minimálna veľkosť vzorky sa nevypočítala pre nedostatok informácií o populácii. Veľkosť súboru údajov sa však považovala za vhodnú, pretože centrálna limitná veta umožnila distribúcii premenných približne sa priblížiť normálnemu rozdeleniu.
Táto štúdia prispela k lepšiemu pochopeniu patofyziológie, ktorá je základom zhoršenia kvality spermy spôsobeného akútnymi zmenami životného štýlu. To naznačuje, že obzvlášť vysoká spotreba alkoholu a cigariet súvisí so zníženou kvalitou spermy u zdravých mladých mužov a má nepriaznivý vplyv na všetky parametre spermy. Zvýšenie oxidačného stresu na spermie a zhoršená funkcia nadsemenníka a pomocných pohlavných žliaz. Zdravým mužom preto možno odporučiť, že občasné akútne zmeny v životnom štýle krátkodobo poškodia ich plodnosť. Je potrebných viac štúdií, aby sa zistilo, či sa kvalita spermy obnovuje alebo či majú akútne zmeny životného štýlu dlhodobé účinky.
Ďalšie informácie
Ako citovať tento článok: Vieira Silva, J. a kol. Štúdia krátkodobých účinkov zvýšenej konzumácie alkoholu a cigariet na kvalitu semena zdravých mladých mužov. Sci. Rep. 7., 45457; doi: 10, 1038/srep45457 (2017).
Poznámka redakcie: Springer Nature zostáva neutrálny, pokiaľ ide o nároky na jurisdikciu v publikovaných mapách a inštitucionálne prepojenia.
Ďalšie informácie
Súbory PDF
Doplnková tabuľka S1
Poznámky
Odoslaním komentára vyjadrujete súhlas s našimi podmienkami používania a pokynmi pre komunitu. Ak zistíte, že niečo zneužíva alebo nie je v súlade s našimi podmienkami alebo pokynmi, označte to ako nevhodné.