Предварительное исследование влияния омега-3 на сперму человека

Фосфолипиды сперматозоидов млекопитающих обладают характерным и очень необычным составом жирных кислот, наиболее уникальной особенностью которого является очень высокая доля длинноцепочечных (С20-22) полиненасыщенных жирных ацильных групп. У большинства млекопитающих докозагексаеновая кислота (ДГК; 22:6,n-3) является доминирующей полиненасыщенной жирной кислотой (ПНЖК), хотя у некоторых видов докозапентаеновая кислота (22:5,n-6) также является основным компонентом 2. Состав липидов является основным фактором, определяющим гибкость мембраны, необходимой для характерного движения жгутиков сперматозоидов и для фузогенных свойств мембран, связанных с акросомной реакцией и оплодотворением. Кроме того, было продемонстрировано, что медиаторы липидного происхождения участвуют в различных механизмах передачи сигналов, которые регулируют функции сперматозоидов.

Таким образом, подвижность сперматозоидов тесно связана с фертильностью, однако факторы, контролирующие подвижность сперматозоидов у человека, до конца не изучены. Было показано, что количество ПНЖК, в основном ДГК и в меньшей степени эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК), положительно связано с подвижностью сперматозоидов и необходимо для оптимальной фертильности. Снижение количества ДГК в липидах сперматозоидов коррелирует со снижением концентрации сперматозоидов, прогрессивной подвижностью сперматозоидов и долей клеток с нормальной морфологией. Было обнаружено, что у астенозооспермии (плохая подвижность сперматозоидов) уровни ДГК (и общего количества ПНЖК) ниже, чем у нормозооспермических особей, несмотря на сходный состав жирных кислот в сыворотке 18. Сперматозоиды бройлеров, богатые ЭПК или ДГК, или обоими, показали значительно повышенную фертильность после искусственного осеменение (ИИ).

Охлаждение гамет млекопитающих было описано как необратимое повреждение, возникающее при охлаждении до низких, но не замерзающих температур. Несколько исследований показали, что травма от переохлаждения является основным ограничивающим фактором для успешной криоконсервации гамет. Другие исследования показали, что мембраны являются первичными местами структурных и функциональных повреждений сперматозоидов и ооцитов при охлаждении. Кроме того, повреждение мембран при охлаждении зависит от биохимических и биофизических свойств мембран. Фазовый переход термотропных липидов (Tm) плазматической мембраны из жидкой жидкокристаллической фазы в более жесткую гелевую фазу связан с повреждением от переохлаждения. Когда мембранные липиды претерпевают липидный фазовый переход (LPT), текучесть снижается, а структура и функционирование мембраны изменяются. В результате повышается проницаемость мембраны и повреждаются клетки. На температуру, при которой происходит Tm, сильно влияет жирнокислотный состав мембраны. Мембраны, состоящие из липидов с множественными ненасыщенностями или короткими углеродными цепями, более текучие при низких температурах. Таким образом, способность плазматической мембраны сперматозоидов противостоять структурным повреждениям во время криоконсервации может быть связана с составом ее жирных кислот и силой связей между компонентами мембраны 38. Было показано, например, что сперматозоиды азиатских слонов, которые более чувствительны к холоду, чем сперма африканских слонов, содержат более низкую концентрацию ПНЖК в своих мембранах и особенно бедны ДГК.

Существует несколько способов изменения чувствительности к холоду и Tm в гаметах млекопитающих. Сперматозоиды могут спонтанно взаимодействовать с липосомами, как это было описано в нескольких исследованиях. Предыдущая работа предполагала, что фосфолипиды, адсорбированные на сперматозоидах, которые затем были охлаждены до 4oC, повышали устойчивость сперматозоидов крупного рогатого скота, барана и слона к охлаждению.

Взаимосвязь между диетическими компонентами и репродукцией хорошо установлена. На созревание фолликулов, овуляцию и эструс у самок, а также на либидо и фертильность самцов может отрицательно влиять недоедание. Было обнаружено, что мужчины с бесплодной спермой потребляют меньше омега-3 жирных кислот, чем фертильные мужчины, и была установлена ​​значительная корреляция между потреблением альфа-линоленовой кислоты (18:3n-3), с одной стороны, и концентрацией сперматозоидов и их прогрессивной подвижностью, с другой. с другой стороны. У хряка на продукцию добавочных желез, но не на продукцию сперматозоидов семенниками, повлияло снижение потребления корма, что, вероятно, отражает подавление секреции андрогенов. Различные отчеты показали, что обогащение рациона ПНЖК может изменить биофизические свойства или репродуктивную функцию сперматозоидов и ооцитов млекопитающих и птиц.

Цели и предполагаемая значимость исследования Пациенты мужского пола, поступающие в клинику мужского бесплодия, часто страдают одним или несколькими из следующих симптомов: астенозооспермия (низкая прогрессивная подвижность), тератозооспермия (аномальная морфология) и/или олигозооспермия (низкое количество сперматозоидов), известные под общим названием О.Т.А. Предполагается, что путем дополнения рациона таких больных омега-3 ПНЖК можно добиться улучшения этих показателей. Поскольку количество нормальных клеток у всех таких пациентов ограничено, добавление омега-3 ПНЖК может привести к необходимым изменениям в плазматической мембране сперматозоидов, делая эти клетки более устойчивыми к холодовому повреждению во время консервации. Это даст нам возможность установить, что большее количество нормальных клеток выдержит процессы замораживания и оттаивания, связанные с криоконсервацией. Достигнув этого, мы сможем обеспечить достаточное количество нормальных клеток для оплодотворения.

Если гипотеза этого исследования окажется верной, это будет означать, что с помощью простого диетического средства мы сможем улучшить воспроизводство у тех, кто больше всего в этом нуждается.

Подробное описание методики и плана операции

1. План эксперимента: Эксперимент будет рандомизированным, двойным слепым, плацебо-контролируемым, перекрестным. Эксперимент начнется с пилотного проекта, в котором примут участие 20 человек, все из которых проходят амбулаторное лечение в клинике мужского бесплодия Медицинского центра Шаарей Цедек в Иерусалиме, Израиль. Ожидается, что за пилотным проектом последует крупномасштабное испытание с аналогичной конструкцией (без «переходной» части). Как пилотные, так и крупномасштабные испытания будут запрашивать и получать одобрение Хельсинкского комитета Медицинского центра Шааре Цедек до их начала. Всем участникам будет предложено подписать информированное согласие.
2. Основная база данных сперматозоидов: Для получения общей информации о сперматозоидах человека свежие и замороженные образцы нормальных и субфертильных мужчин будут проанализированы на состав общих липидов и жирных кислот с помощью газовой хроматографии. Все образцы будут оцениваться по основным характеристикам качества спермы в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 66. Затем образцы отделяют от семенной плазмы и хранят до анализа состава жирных кислот. Также будет проводиться определение температуры фазового перехода липидов с помощью ИК-Фурье-спектрометра на свежих образцах.
3. Пищевые добавки: в начале испытания каждому участнику будет предоставлено 120 капсул либо плацебо, либо имеющихся в продаже омега-3 жирных кислот. Капсулы будут потребляться следующим образом: 2 капсулы в день в течение первой недели, 3 капсулы в день в течение второй недели и, начиная с третьей недели, 4 капсулы в день, пока все не будет израсходовано. В этот момент будет перерыв в 4 недели перед переключением между группами и возобновлением того же протокола еще раз. В течение всего периода каждый участник также будет обеспечен витамином Е в таблетках в качестве антиоксиданта.
4. Во время и после экспериментальной характеристики спермы: каждый из участвующих пациентов предоставит 5 образцов во время пилотного эксперимента с пищевыми добавками: один раз в начале испытания, один раз в середине каждого из двух сегментов (подробности см. в разделе о пищевых добавках). , один раз в точке пересечения и один раз в конце испытания. Все образцы будут проанализированы так же, как описано выше.
5. Определение фазового перехода липидов: Приблизительно 10 участникам пилотного испытания будет предложено предоставить дополнительные образцы в точке пересечения и в конце испытания для определения температуры фазового перехода липидов с помощью ИК-Фурье-спектрометра. Эти участники будут отобраны на основе состава жирных кислот их спермы в начале испытания, чтобы охватить как можно более широкий диапазон составов.
6. Крупномасштабное испытание: после анализа результатов пилотного испытания будет принято решение, есть ли показания для проведения крупномасштабного испытания. Предполагая, что результаты укажут на такую ​​необходимость, будет проведено крупномасштабное испытание. Экспериментальный дизайн будет рандомизированным двойным слепым плацебо-контролируемым исследованием. Количество участвующих пациентов будет определено во время принятия решения о проведении такого исследования. Тогда же будет принято решение о том, какие еще клиники мужского бесплодия из дополнительных медицинских центров пригласить для участия.