بررسی اثر ان-استیل سیستئین بر پارامترهای اسپرم و میزان آسیب DNA در نمونه های اسپرم منجمد-ذوب شده افراد آستنوزواسپرمی

یكي از ویژگي های منحصر به فرد موجودات زنده، توانایي تولید مثل مي باشد. از این رو، باروری و داشتن فرزند در جامعه بشری از اهمیت به سزایي برخوردار است. ناباروری یک مشكل بالیني جدی در زمینه تولید مثل مي باشد که شیوع بالای این بیماری، اهمیت آن را دوچندان نموده و استرس زیادی را بر زوج های نابارور وارد مي کند. بدین ترتیب سلامت رواني زوجین را تهدید مي نماید. نقص عملكرد اسپرم به عنوان یكي از بزرگترین عوامل دخیل در ناباروری مردان مطرح مي باشد. اختلال در تحرك اسپرم یكي از شاخص های عمده در ناباروری مردان است. به طوری که ناباروری ناشي از بي تحرکي یا کیفیت ضعیف تحرك اسپرم، مشكل اصلي بیماران مراجعه کننده به مراکز درمان ناباروری مي باشد.

روش انجماد اسپرم

حدود 60 سال است که انجماد به عنوان یک روش نگهدارنده اسپرم برای مدت طولاني مطرح مي باشد. با وجود تاریخچه طولاني انجماد اسپرم، میزان بقای اسپرم همچنان محدود بوده و نمي تواند. انتظارات ایده آل را برآورده نماید؛ زیرا فرایند انجماد با ایجاد آسیب های شیمیایي و فیزیكي مانند تولید گونه های فعال اکسیژن در اسپرم موجب آسیب به غشای سلول، اختلال در تحرك اسپرم، ایجاد ناهنجاری های ریختي، آسیب به آکروزوم، قطعه قطعه شدن  DNA و در نتیجه کاهش عملكرد اسپرم مي شود. معمولاً در روش انجماد برای حفظ حیات و تحرك اسپرم و کاهش آسیب، از محیط های انجماد اسپرم استفاده مي شود.

بهبود پارامترهای اسپرم

اخیراً محققان برای بهبود پارامترهای اسپرمي پس از انجماد و ذوب، افزودن برخي از آنتي اکسیدان ها به محیط انجماد اسپرم را در دستور کار خود قرار دادند. با توجه به اینكه انتخاب یک اسپرم مناسب پس از فرایند ذوب جهت استفاده در ICSI (Intracytoplasmic sperm injection) (یكي از تكنیک های لقاح مصنوعي) مي تواند. با درصد حاملگي بالاتر و رشد جنیني بیشتر همراه باشد. دستیابي به اسپرمي با حفظ کیفیت بالا پس از فرآیند ذوب بسیار حائز اهمیت است.

سیستئین اسید آمینه ای با وزن مولكولي پایین حاوی تیول مي باشد. که پیش ساز گلوتاتیون داخل سلولي است. سیستئین به راحتي از غشای سلول وارد شده و باعث افزایش بیوسنتز گلوتاتیون داخل سلولي  -هم در برون تني و هم درون تني- و نیز محافظت لیپیدها و پروتئین های غشایي به علت خواص خنثي کنندگي غیر مستقیم رادیكال های آزاد مي شود.

کمبود سیستئین

مطالعات نشان مي دهند که سنتز گلوتاتیون در شرایط برون تني ممكن است. به علت کمبود سیستئین در محیط کشت دچار نقص شود. که این امر ناشي از ناپایداری بالای گلوتاتیون و اکسیده شدن خود به خودی آن به سیستئین مي باشد.  سیستئین اثر محافظتي در برابر یكپارچگي عملكرد آکروزوم و میتوکندری در برابر انجماد داشته و فعالیت حرکتي اسپرم پس از خروج از انجماد را بهبود ميبخشد. اثبات شده است. که تیول هایي از قبیل گلوتاتیون و سیستئین، مانع از دست رفتن فعالیت حرکتي اسپرم در مایع مني گاو پس از ذوب شده و باعث بهبود قابلیت حیات. حفظ ساختار کروماتین و یكپارچگي غشای اسپرم گاو طي ذخیره مایع مني مي شود.

بررسي اثر آنتي اکسیدان ان-استیل سیستئین

با توجه به مطالب. مطالعه حاضر با هدف بررسي اثر آنتي اکسیدان ان-استیل سیستئین بر محیط استاندارد فریز اسپرم با ارزیابي پارامترهای اسپرمي، قابلیت حیات و میزان شكست DNA اسپرم در بیماران آستنوزواسپرمي انجام شد.

پژوهش

در پژوهش حاضر 20 مرد مبتلا به آستنوزواسپرمي که به منظور درمان ناباروری به مرکز درمان ناباروری جهاد دانشگاهي قم مراجعه کرده بودند. پس از اعلام رضایت برای شرکت در مطالعه انتخاب شدند. نمونه اضافي مایع مني این بیماران پس از انجام اسپرموگرام مطابق با استانداردهای سازمان جهاني بهداشت  و تأیید توسط پزشک متخصص ارولوژیست، جمع آوری گردید. نمونه به دست آمده از هریک از بیماران به سه گروه به شرح زیر تقسیم شد: گروه اول: گروه کنترل؛ گروه دوم: گروه انجماد؛ گروه سوم: گروه انجماد + ان-استیل سیستئین (1 میليگرم بر میلي لیتر) و به مدت یک ساعت در دمای 37 درجه انكوبه گردید.

روند پژوهش

پس از اخذ شرح حال بیماران و سه تا چهار روز پرهیز از مقاربت، یک ظرف استریل و درجه بندی را برای انجام نمونه به بیماران دادند. آنالیز پارامترهای اسپرم هر فرد آستنوزواسپرمي مطابق با استانداردهای سازمان جهاني بهداشت قبل و بعد از فرایند انجماد-ذوب انجام شد.

تلاش برای قابلیت باروری اسپرم از یک قرن پیش آغاز و همچنان ادامه دارد. یافته های مطالعه حاضر نشان دادند که در فرایند انجماد-ذوب، بروز استرس اکسیداتیو که ناشي از بر هم خوردن تعادل بین رادیكال های آزاد اکسیژن و ظرفیت آنتي اکسیداني مایع مني مي باشد. ممكن است. منجر به کاهش کیفیت پارامترهای اسپرمي مردان شود.

استرس اکسیداتیو

استرس اکسیداتیو شامل: غلبه رادیكال های آزاد تولید شده نظیر رادیكال های هیدروکسیل، آنیون های سوپراکسید و پراکسید هیدروژن بر سیستم دفاع آنتي اکسیدانتي در سلول ها مي باشد. در مطالعه حاضر گروه انجماد کاهش معناداری را در میزان تحرك و تحرك پیشرونده نسبت به گروه کنترل نشان داد. در صورتي که گروه درمان با ان-استیل سیستئین، بهبود قابل توجهي در میزان تحرك نسبت به گروه انجماد داشت. Michael گزارش نمود که ان-استیل سیستئین اثر مثبتي بر تحرك اسپرم دارد.  این اطلاعات با نتایج مطالعه حاضر مطابقت دارند.

تاثیر ان-استیل سیستئین

در مطالعه ای که Oeda و همكاران انجام دادند، بیان نمودند. که تیمار با ان-استیل سیستئین در شرایط آزمایشگاهي باعث افزایش پارامترهای اسپرمي از جمله افزایش میزان حرکت اسپرم ها و همچنین افزایش واکنش آکروزمي در اسپرم ها گردیده و پس از 20 دقیقه انكوباسیون با ان-استیل سیستئین، سطح ROS به طور معناداری کاهش یافته است. در پژوهش دیگری اثر ال-سیستئین بر اسپرم اسب در شرایط انجماد بررسي گشت و گزارش گردید. که این اسید آمینه باعث بهبود پارامترهای کیفي اسب در طول ذخیره سازی در دمای 5 درجه سانتيگراد به مدت 48 ساعت شد. به گونه ای که غلظت 200 مول بر لیتر آن سبب بهبود تحرك پیشرونده. حیات و یكپارچگي آکروزوم اسپرم گردید.  از سوی دیگر، بررسي اثر آنتي اکسیدان های ویتامین E و سیستئین بر پارامترهای اسپرم بیانگر بهبود تحرك اسپرم و سلامت غشای پلاسمایی پس از انجماد مي باشد.

مورفولوژی اسپرم

در مطالعه حاضر نتایج حاصل از ارزیابي مورفولوژی اسپرم های تیمار شده با ان-استیل سیستئین پس از فرایند انجماد-ذوب نشان دادند که در گروه انجماد، کاهش معنا داری در میانگین درصد اسپرم ها با مورفولوژی نرمال نسبت به گروه کنترل رخ داده است. مورفولوژی نرمال اسپرم در گروه انجماد + ان-استیل سیستئین، افزایش معناداری را نسبت به گروه انجماد نشان داد. در طول روند انجماد-ذوب، آسیب به غشای سلول باعث نقص و تغییرات مورفولوژیكي و آسیب های ساختاری و عملكردی به اسپرم می شود. در نتیجه موجب کاهش توان باروری اسپرم مي شود.

تأثیر ان-استیل سیستئین بر مورفولوژی نرمال اسپرم

در مورد تأثیر ان-استیل سیستئین بر مورفولوژی نرمال اسپرم ها. مطالعات In vivo وجود دارد که در جدیدترین آنها نشان داده شده است. که این آنتي اکسیدان مي تواند باعث بهبود مورفولوژی اسپرم ها در بیماران آستنو تراتوزواسپرمي شود. جدا شدن سلول های زنده از مرده امر بسیار مهمي است. که همواره مورد توجه محققان مي باشد. به دلیل استرس های ناشي از ذوب و انجماد. همواره نگه داشتن تعداد سلول های زنده پس از این پدیده از نظر کلینیكي بسیار مهم مي باشد. از این رو مطالعات متعددی با استفاده از آنتي اکسیدان های مختلف در مورد میزان زنده ماني اسپرم پس از انجماد و ذوب ، انجام دادند. همواره محققان به دنبال پیدا کردن راهي برای افزایش کیفیت اسپرم هستند. در این مطالعه. میانگین درصد قابلیت حیات اسپرم در گروه انجماد نسبت به گروه کنترل کاهش معناداری یافت.

از سوی دیگر، قابلیت حیات اسپرم در گروه انجماد + ان-استیل سیستئین، افزایش معناداری را نسبت به گروه انجماد نشان داد.

یافته های پژوهش

در تأیید یافته های پژوهش حاضر، اسدپور و همكاران  نشان دادند که ان-استیل سیستئین مي تواند در موش هایي که با استات سرب آلوده شده بودند، باعث افزایش معنادار تحرك و قدرت زنده ماندن اسپرم شود.هم چنین در مطالعه خلیلي و همكاران اثر غلظت های مختلف اسیدهای آمینه سیستئین بر اسپرم قوچ مغاني در شرایط انجماد بررسي شد و مشاهده گردید که این اسید آمینه سبب بهبود قابل توجه حرکت پیشرونده اسپرم، حیات و یكپارچگي غشای آکروزوم اسپرم شده است.  در پژوهش مذکور، میانگین درصد آسیب DNA در گروه انجماد + ان-استیل سیستئین، کاهش معناداری نسبت به گروه انجماد داشت.پس در این راستا، در مطالعه ای که Lopes و همكاران پیرامون اثربخشي ان-استیل سیستئین بر پارامترهای اسپرم انجام دادند، گزارش گردید. که میزان آسیب به ROS در شرایط آزمایشگاهي به میزان قابل توجهي کاهش که این امر را با کاهش در گونه های فعال اکسیژن مرتبط دانستند.

تاثیر آنتي اکسیدان ها

بنابراین تصور مي شود که استفاده از آنتي اکسیدان هایي مانند ان- استیل سیستئین بتواند باعث کاهش عوامل استرس زا مانند ROS و در نهایت کاهش آسیب DNA شود.

نتایج

نتیجه حاصل از این مطالعه بیانگر آن بودند که ان-استیل سیستئین به عنوان یک آنتي اکسیدان بسیار قوی، دفاع مؤثری علیه رادیكال های آزاد داشته و سبب افزایش درصد تحرك کل، تحرك پیشرونده اسپرم، مورفولوژی نرمال، حیات سلول و کاهش فراگمانتاسیون  DNA  پس از فرایند انجماد-ذوب در افراد آستنوزواسپرمي مي شود؛ بدین صورت که بر اسپرم انسان در برابر آسیب ناشي از واکنش پراکسیداسیون لیپیدی غشا که در محیط های انجمادی اسپرم به وقوع مي پیوندد، اثر حفاظتي دارد؛ بنابراین مي توان چنین نتیجه گیری کرد که اضافه نمودن این آنتي اکسیدان موجب بهبود عملكرد اسپرم مي شود.

منبع:

جنتی فر، راحیل، پیروزمنش، حمید، و جنتی فر، زینب. (1399). بررسی اثر ان-استیل سیستئین بر پارامتر های اسپرم و میزان آسیب DNA در نمونه های اسپرم منجمد-ذوب شده افراد آستنوزواسپرمی. مجله دانشگاه علوم پزشکی قم، 14(12 )، 32-40. SID. https://sid.ir/paper/377902/fa