Сперматозоиды

В 17 году, на стадии попыток зачать ребёнка, решили с женой провериться на всякие возможные болячки и вообще возможность иметь детей. Тк вроде попытки регулярные и частые, а толку никакого нет уже третий месяц.
Супругу обследовали, все ок. Сказали ничего мешающего нет, ищите проблему у мужа.
Ну и отправился я сдавать спермограмму в одну клинику.
Ничего плохого про клинику сказать не могу, дорогая и весьма популярная.

Приехал, в комнатку проводили, объяснили все. Я как бы понимаю что это не комната для ублажения самцов, и мне просто нужно сдать свой биоматериал, но когда ты сидишь на стуле, в помещении с чуть ли не прожекторным светом, перед тобой окно, на подоконнике стоит кинескопный телевизор с пультом, как то немного нервно. Подборка видео, ужасного качества нарезка 80-х. Можно же и ноут с интернетом или сайтом каким поставить было… ну да ладно.
Дела свои сделал, уехал ждать результатов.

Спустя пару дней, пришёл анализ на почту. Уж что там точно было написано, не помню, но суть в том, что сперматазоиды у меня кривые, косые, с обломленными хвостиками и вообще их мало.
детей мне с таким зачать крайне проблематично.
Поведав супруге о результатах, расстроенный пошёл пить пиво. Как так то, мне всего 27 лет, а уже бесплодный.

На следующий день, когда вся родня уже об этом знала, а я собирался с силами записываться к врачу или думать о ЭКО, поглядел ещё раз на анализы.
И да, бинго. В углу оказалось ФИО совершенно другого человека, некого 50 летнего Игоря.
Хорошая конфиденциальность, подумал я тогда.
Позвонил в клинику, сказал так и так, дайте ка мне мои анализы. Поизвинялись, отправили уже мои результаты, в которых ожидаемо все было замечательно.
Ребёнка зачали через пару месяцев, с помощью тех же усердных и частых попыток)

Иммунофлуоресцентное изображение зародышевой линии C. elegans, полученное при помощи широкоугольного микроскопа DeltaVision с ультравысоким разрешением после того, как организм был подвержен тепловому удару. ДНК показана бирюзовым цветом (зеленовато-синим), а участки повреждённых ДНК показаны розовыми вкраплениями. Высокие степени повреждения ДНК видны в мейотической области зародышевой линии. Автор: Николь Курханевиц

Биологи Орегонского университета использовали модельный организм свободноживущей нематоды, или круглого червя (Caenorhabditis elegans, далее C. elegans), чтобы определить молекулярные механизмы, которые повреждают ДНК в сперматозоидах и влияют на мужское бесплодие, вызванное продолжительной жарой.

У людей оптимальная температура для производства спермы слегка ниже температуры тела — около 32-35 ℃. Исследования на людях показали, что даже повышение температуры всего лишь на 1 ℃ выше нормального диапазона резко влияет на мужскую фертильность, как заявила Диана Либуда, профессор кафедры биологии и института молекулярной биологии.

Явление мужского бесплодия, вызванного перегревом, хорошо известно. Воздействие современных факторов риска, связанных с повышением температуры и способных вызвать подобный эффект, к которым можно отнести, в частности, джакузи, плотную одежду и продолжительное вождение, изучено очень интенсивно. Но механизмы процесса повреждения сперматозоидов и снижения фертильности всё ещё не до конца поняты.

«Как для людей, так и для C. elegans относительно небольшого повышения температуры достаточно для снижения мужской фертильности», — сказала профессор Либуда.

Повышение температуры на 2 ℃ выше нормы для C. elegans привело к 25-кратному увеличению числа повреждений ДНК в развивающихся сперматозоидах, по сравнению с не подверженными нагреванию. Яйцеклетки, оплодотворённые этой повреждённой спермой, не смогли произвести потомство.

Это основное открытие исследования детально приведено в статье, опубликованной 15 октября в онлайн-версии журнала Current Biology исследователями из лаборатории профессора Либуды. Постдокторант Николь А. Курханевиц — ведущий автор исследования.

По словам Р. Скотта Хоули, эксперта по исследованиям мейоза, не участвовавшего в этой работе, исследование закладывает основу для дальнейших работ по изучению млекопитающих и человека, чтобы подтвердить, действительно ли те же механизмы влияют на мужское бесплодие.

Хоули, член национальной академии наук и заслуженный профессор высшей школы медицинских исследований Института Стоуэрса в Канзас-Сити, Миссури, узнал о предварительных результатах исследований на академической конференции.

«Я думаю, это значимая статья, потому что она показывает эффекты среды, которые меняют конкретные последовательности ДНК и, судя по всему, белки, которые контролируют их активность, — сказал Хоули. — В работе Дианы и Николь ясно показано, что происходит на молекулярном уровне, когда на производство сперматозоидов влияет тепловое воздействие, по крайней мере, у червей».

3D-моделирование развивающихся сперматозоидов раскрывает места теплового повреждения ДНК. Хромосомы показаны серым. Участки повреждённой ДНК видны в виде жёлтых и красных точек. Многочисленные участки повреждения ДНК представлены на каждом ядре сперматоцита, подверженном тепловому воздействию. Изображение получено при помощи широкоугольного микроскопа DeltaVision с ультравысоким разрешением. 3D-моделирование было выполнено при помощи программного обеспечения Imaris Microscopy Image Analysis от Bitplane. Автор: Николь Курханевиц

Исследование также поможет понять, как мейоз, процесс производства половых клеток, отличается для сперматозоидов и яйцеклеток.

Сперматозоиды, мельчайшие клетки в человеческом теле, миллиардами образуются при температуре ниже температуры тела и производятся на протяжении всей взрослой жизни. Яйцеклетки, самые большие клетки в теле человека, производятся внутри тела, где поддерживается постоянная температура, причём производятся они в ограниченный период времени в ходе внутриутробного развития.

«Мы знаем, что процесс развития сперматозоидов очень чувствителен к повышенным температурам, тогда как на развитие яйцеклеток это не влияет, — сказала Курханевиц. — На основе данных, представленных в этой статье, можно предположить, что ещё одно различие в том, как развиваются яйцеклетки и сперматозоиды, — это то, насколько сильно они контролируют способность подвижных элементов ДНК, также известных как «прыгающие гены» или транспозоны, двигаться по геному, и насколько механизмы предотвращения этого движения чувствительны к тепловому воздействию».

Транспозоны — это участки ДНК, которые могут перемещаться по ней и изменять генетическую информацию, вставляя себя в новые места. Они также повреждают ДНК на своём пути. Передвижение этих «прыгающих генов» обычно подавляется в развивающихся сперматозоидах и яйцеклетках. Однако в этом исследовании было выяснено, что после тепловой обработки транспозоны начинают двигаться именно в развивающихся сперматозоидах.

Команда исследователей использовала микроскопию для наблюдения за развивающимися сперматозоидами и яйцеклетками в нормальных условиях и при перегреве. В последнем случае учёные увидели более высокие показатели повреждений ДНК в сперматозоидах, но не в яйцеклетках. Используя секвенирование генома следующего поколения, они также определили местонахождение транспозонов по всему геному для обычного и подвергнутого перегреву образцов.

По словам Хоули, в исследовании не только показан тот факт, что небольшое повышение температуры влияет на мейотическое деление, но также и определение механизма данного процесса. То есть не только раскрывает, где ошибка, но и чем она заключается.

«Вот где становится интересно, — сказал он. — Если мы сможем определить, насколько серьёзны эти изменения, и если вы действительно обеспокоены такими вопросами, как влияние горячих ванн или “семейники против плавок”, то такое понимание на молекулярном уровне может позволить вам вести дебаты основываясь на твёрдых научных основаниях».

Перевод Антон Меньшенин, редакторы Елена Королёва и Екатерина Хананова. Наш блог в вк и телеграм.

Источник и исследование.