Remote effects of post-Chornobyl irradiation on the biochemical characteristics of male spermatozoa
DOI:
https://doi.org/10.31548/biologiya13(3-4).2022.048Ключові слова:
spermatozoa, ionizing radiation, apoptosis, reactive oxygen species, mitochondrial potential.Анотація
The present research aim was analysis of long-term radiation effects on biochemical characteristics of sperm collected from donors originating from radioactive-polluted territories of Ukraine, namely Zhytomyr oblast, Ivano-Frankivsk oblast, Kyiv oblast and Poltava oblast. Apart from this, the role of radiation component in sperm damaging was assessed.
It was found that in the most radiation polluted region - Zhytomyr the sperm samples were characterized by a large proportion of degenerative spermatozoa along with immobile sperms. Early signs of apoptosis development in spermatozoa were shown to progress gradually from Poltava to Zhytomyr. Thus, the apoptotic index for sperm samples was highest in Zhytomyr and lowest in Poltava. Also, raise in accumulated radiation dose was associated with elevation of ROS production in sperm samples.
It was shown that the ROS production for Zhytomyr donors was threefold more than for Poltava’s donors and almost twofold more than for donors from Ivano-Frankivsk. Also we found differences in the mitochondrial potential (∆ψ) of spermatozoa too. The total ∆ψ tended to drop down depending on the mean value of radiation accumulated dose, for Kyiv and Zhytomyr the mean values being significantly less than for Poltava.
Thus, our investigations have shown that subjects living on radiation polluted territories may generate a great deal of damaged spermatozoa with the hidden molecular and cellular lesions. The latter would predispose inhabitants of radiation polluted regions to male-infertility.
Посилання
Dosimetry and radiation hygiene / I.A. Likhtariov, B.G. Bebeshko // Bulletin of Research Centre for Radiation Medicine AMS of Ukraine – 2005. – Vol. 5. – P. 2-10.
Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction / A. Agarwal, R.A. Saleh, M.A. Bedaiwy // Fertil Steril. – 2003. – Vol. 79. – P 829-843.
Apoptosis and necrosis in human ejaculated spermatozoa / C. Lachaud, J. Tesarik, M.L. Canadas [et al.] // Hum Reprod. – 2004. Vol. 19. – P. 607-610.
Origin and biological significance of DNA fragmentation in human spermatozoa / M. Muratori, S. Marchiani, M. Maggi, G. Forti, E. Baldi // Front Biosci. – 2006. – Vol. 11. – P. 1491-1499.
Mitochondrial membrane potential integrity and plasma membrane translocation of phosphatidylserine as early apoptotic markers: a comparison of two different sperm subpopulations / G. Barroso, S. Taylor, Morshedi M [et al.] // Fertil Steril. – 2006. – Vol. 85. – P. 149-154.
WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen / World Health Organization. 2010. – 5th editor. – WHO Press, Switzerland. – P. 12-286.
Binding of annexin V to plasma membranes of human spermatozoa: a rapid assay for detection of membrane changes after cryostorage / H.J. Glander, J. Schaller // Mol Hum Reprod. – 1999. – Vol. 5. – P. 109-115.
Significance of mitochondrial reactive oxygen species in the generation of oxidative stress in spermatozoa / A.J. Koppers, G.N. De Iuliis, J.M. Finnie [et al.] // J Clin Endocrinol Metab. – 2008. – Vol. 93. – P. 3199-3207.
Flow cytometric sorting of living, highly motile human spermatozoa based on evaluation of their mitochondrial activity / J. Auger, S. Leonce, P. Jouannet [et al.] // J Histochem Cytochem. – 1993. – Vol. 41. - P 1247-1251.
Malko MV. Doses of the whole body irradiation in Belarus as a result of the Chernobyl accident. In Imanaka T, eds. Many-sided approach to the realities of the Chernobyl NPP accident. Summary of the consequences of the accident twenty year after. Kyoto University, Japan: KURRI-KR-21, 2008; 136–46.
Maps of radiation pollution of Ukraine. http://chornobyl.in.ua/uk/karty-radiacia-ukraina.html.
Altman D.G. Practical statistics for medical research. 1991. – Chapman and Hall, USA. – 294 p.
Germ cell and dose-dependent DNA damage measured by the comet assay in murine spermatozoaa after testicular X-irradiation / G.A. Haines, J.H. Hendry, C.P. Daniel [et al.] // Biol Reprod. – 2002. – Vol. 67. – P. 854-861.
Fatty acid composition of spermatozoa and immature germ cells / A. Lenzi, L. Gandini, V. Maresca [et al.] // Mol Hum Reprod. – 2000. – Vol. 6. – P. 226-231.
Diagnostic value of the total antioxidant capacity (TAC) in human seminal plasma / R. Mahfouz, R. Sharma, D. Sharma [et al.] // Fertil Steril. – 2009. – Vol. 91. – P. 805-11.
Assessing sperm function / A. Agarwal, F. Monette, E. Sabanegh // Urol Clin North Am. – 2008. – Vol. 35. – P. 157-162.
Significance of sperm characteristics in the evaluation of male infertility / K.P. Nallella, R.K. Sharma, N. Aziz [et al.] // Fertil Steril. – 2006. – Vol. 85. – P. 629-634.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
