مقایسه پارامترهای اسپرم و میزان آسیب DNA در مردان نابارور مبتلا به واریکوسل و چاقی

محورهای موضوعی : فصلنامه زیست شناسی جانوری

مهشید الهی ¹ , ویدا حجتی ² , محمود هاشمی تبار ³ , مهسا افروغ ⁴ , حسین محمدپور کارگر ⁵

1 - گروه زیست شناسی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران
2 - گروه زیست شناسی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران
3 - مرکز تحقیقات سلولی و مولکولی، پژوهشکده علوم پایه پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور، اهواز، ایران
4 - گروه پژوهشی بیولوژی تولیدمثل، مرکز تحقیقات و درمان ناباروری جهاددانشگاهی خوزستان، اهواز، ایران
5 - گروه زیست شناسی، واحد دامغان، دانشگاه آزاد اسلامی، دامغان، ایران

تاریخ دریافت : 1400/12/22 تاریخ پذیرش : 1401/01/22 تاریخ انتشار : 1401/09/01

کلید واژه: چاقی, ناباروری, تحرک اسپرم, واریکوسل, مورفولوژی اسپرم, تعداد اسپرم, DFI,

چکیده مقاله :

واریکوسل و چاقی از علل شایع در ناباروری مردان است که می تواند تاثیر منفی بر اسپرماتوژنز بگذارد. هدف از این مطالعه بررسی پارامترهای اسپرمی و همبستگی بین میزان آسیب DNA در بیماران مبتلا به چاقی و بیماران مبتلا به واریکوسل در مقایسه با افراد نرمال بود. به طور کلی 210 نمونه که به ترتیب شامل 95 نمونه مایع سیمن مربوط به مردان نابارور چاق،50 نمونه سیمن مردان نابارور مبتلا به واریکوسل و 65 مرد نرمال با محدوده سنی 27 الی 50 سال که شرایط ورود به مطالعه را داشتند، بودند. از سایر نمونه ها جداسازی و بر اساس پارامترهای سازمان بهداشت جهانی آنالیز مایع سیمن مورد بررسی قرار گرفت و سپس ارزیابی میزان شکنندگی DNA اسپرم برای نمونه های مذکور صورت پذیرفت که در نهایت درصد تستDNA Fragmentation Index (DFI) در شرایط یکسان برای نمونه ها تعیین گردید. مردان نابارور چاق در مقایسه با افراد نرمال کاهش معنی دار در تعداد اسپرم، تحرک اسپرم، مورفولوژی اسپرم و افزایش معنی دار در آسیب DNA نشان دادند (001/0 > p). همچنین همبستگی منفی معنی دار بین DFI با پارامترهای اسپرم در مردان نابارور چاق مشاهده گردید بدین صورت که با افزایش میزان DFI سایر پارامترها کاهش را نشان دادند. در افراد نابارور چاق DFI با پارامترهای اسپرم از جمله تعداد (171/0- r=)، حرکت (467/0- r= ) و مورفولوژی اسپرم (314/0- r=) همبستگی منفی داشت. در افراد نابارور مبتلا به واریکوسل در مقایسه با افراد نرمال کاهش معنی دار در تعداد اسپرم، تحرک اسپرم، مورفولوژی اسپرم و افزایش معنی دار در آسیب DNAمشاهده گردید. همچنین همبستگی منفی معنی دار بین پارامترها و DFI مشاهده شد. بدین صورت که با افزایش میزان DFI سایر پارامترها کاهش یافتند. در بیماران واریکوسل DFI با پارامترهای اسپرم از جمله تعداد (466/0- r=)، حرکت ( 413/0- r=) و مورفولوژی (484/0- r=) همبستگی منفی وجود داشت. نتایج نشان داد که واریکوسل و چاقی علاوه بر کاهش کیفیت پارامترهای اسپرمی بر سلامت DNA اسپرم تاثیر منفی دارد. همچنین همبستگی منفی معنی داری بین میزان قطعه قطعه شدن DNA با پارامترهای اسپرمی مشاهده شد که نشان می دهد این موارد می توانند بر روند اسپرماتوژنز اثرات سو بگذارند.

چکیده انگلیسی:

Varicocele and obesity are common causes of male infertility that negatively influence spermatogenesis. This study aims at investigating sperm parameters and the correlation between the amount of DNA damage in obese patients and patients with varicocele compared with normal subjects. Generally, there were 210 samples, which respectively included 95 semen samples from obese infertile men, 50 semen samples from infertile men with varicocele, and 65 normal men with an age range from 27 to 50 years who met the conditions to be included in the study. It was separated from other samples and the semen was analyzed based on the parameters of the World Health Organization (WHO). The fragility of sperm DNA was evaluated for the mentioned samples. Compared with normal subjects, obese infertile men showed a significant decrease in sperm count, sperm motility, sperm morphology and a significant increase in DNA damage (p < 0.001). Also, a significant negative correlation was observed between DNA Fragmentation Index (DFI) and sperm parameters in obese infertile men, so that with the increase in DFI, other parameters showed a decrease. In obese infertile subjects, DFI had a negative correlation with sperm parameters including number (r = -0.171), movement (r = -0.467) and sperm morphology (r = -0.314). Infertile people with varicocele compared with normal people, a significant decrease in sperm count, sperm motility, sperm morphology and a significant increase in DNA damage were observed. Also, a significant negative correlation was observed between parameters and DFI. In this way, with the increase in DFI, other parameters decreased. In varicocele patients, DFI had a negative correlation with sperm parameters including number (r = -0.466), movement (r = -0.413) and morphology (r = -0.484). The results showed that varicocele and obesity have a negative effect on the health of sperm DNA in addition to reducing the quality of sperm parameters. Also, a significant negative correlation was observed between the amount of DFI and sperm parameters, which shows that these items may adversely influence the process of spermatogenesis.  

منابع و مأخذ:

1. Agarwal A., Allamaneni S.S. 2005. Sperm DNA damage assessment: a test whose time has come. Fertility and Sterility, 84(4):850-853.


2. Agarwal A., Majzoub A., Esteves S.C., Ko E., Ramasamy R., Zini A. 2016. Clinical utility of sperm DNA fragmentation testing: practice recommendations based on clinical scenarios. Transl Andrology and Urology, 5:935-950.


3. Alsaikhan B., Alrabeeah K., Delouya G., Zini A. 2016. Epidemiology of varicocele. Asian Journal of Andrology, 18(2):179-181.


4. Andrade Rocha F.T. 2003. Semen analysis in laboratory practice: An overview of routine tests. Journal of Clinical Laboratory Analysis, 17(6): 247-258.


5. Avendano C., Franchi A., Taylor S., Morshedi M., Bocca S., Oehninger S. 2009. Fragmentation of DNA in morphologically normal human spermatozoa. Fertility and Sterility, 91(4):1077‐


6. Kahn B.E., Brannigan R.E. Brannigan.Obesity and male infertility. Current Opinion Urology, 27 (5) :441-445.


7. Barratt C.L., Aitken R.J., Bjorndahl L. 2010. Sperm DNA: organization, protection and vulnerability: from basic science to clinical applications-a position report. Hum Reprod. 25 (4): 824-38.


8. Birowo P., Wijaya J.R., Atmoko W., Rasyid N. 2020. The effects of varicocelectomy on the DNA fragmentation index and other sperm parameters: a meta-analysis. Basic and Clinical Andrology, 30:15.


9. Cabler S, Agarwal A, Flint M, du Plessis SS. 2010. Obesity: Modern man’s fertility nemesis. Asian Journal of Andrology, 12(4): 480-489.


10. Cho CL, Esteves SC, Agarwal A. 2016. Novel insights into the pathophysiology of varicocele and its association with reactive oxygen species and sperm DNA fragmentation. Asian Journal of Andrology, 18(2):186 735.


11. Clarke B.G.1966. Incidence of varicocele in normal men and among men of different ages. JAMA, 198(10):1121–2.


12. Esteves S.C., Roque M., Bradley C.K., Garrido N. 2017. Reproductive outcomes of testicular versus ejaculated sperm for intracytoplasmic sperm injection among men with high levels of DNA fragmentation in semen: systematic review and meta-analysis. Fertility and Sterility, 108 (3):456-67.


13. Evgeni E., Lymberopoulos G., Touloupidis S., Asimakopoulos B. 2015. Sperm nuclear DNA fragmentation and its association with semen quality in Greek men. Andrologia, 47(10): 1166- 1174.


14. Kasturi S.S., Tannir J., Brannigan R.E. 2008. The metabolic syndrome and male infertility. Journal of Andrology, 29(3): 251e9.


15. Khalili M.A., Aghaie‐Maybodi F., Anvari M., Talebi A.R. 2006.  Sperm nuclear DNA in ejaculates of fertile and infertile men: correlation with semen parameters. Urology Journal, 3(3):154-159.


16. Zini A., Dohle G. 2011. Are varicoceles associated with increased deoxyribonucleic acid fragmentation? Fertility and Sterility, 9(6): 1283-1287.


17. Li M.W., Lloyd K.C.K. 2020. DNA fragmentation index (DFI) as a measure of sperm quality and fertility in mice. Scientific Reports, 10(1):1-11.


18. Lu J.C., Jing J., Dai J.Y., Zhao A.Z., Yao Q., Fan K. 2015. Body mass index, waistto-hip ratio, waist circumference and waist-to-height ratio cannot predict male semen quality:A report of 1231 subfertile Chinese men. Andrologia, 47(9):1047-1054.


19. Lu J.C., Jing J., Yao Q., Fan K., Wang G.H., Feng R.X. 2016. Relationship between lipids levels of serum and seminal plasma and semen parameters in 631 Chinese subfertile men. PLoS One, 11: e0146304.


20. Birowo P., Rahendra Wijaya J., Atmoko W., Rasyid 2020. The effects of varicocelectomy on the DNA fragmentation index and other sperm parameters: a meta-analysis. Basic and Clinical Andrology, 30:15


21. Mascarenhas M.N., Flaxman S.R., Boerma T., Vanderpoel S., Stevens G.A. 2012. National, regional, and global trends in infertility prevalence since 1990: a systematic analysis of 277 health surveys. PLoS Medicine, 9(12): e1001356.


22. Mermer M. Akdevelioğlu 2018. The role of obesity in male infertility. International Journal of Reproduction, Contraception, Obstetrics and Gynecology, 7(9): 3435-3440


23. Muriel L., Meseguer M., Fernandez J.L. 2006. Value of the sperm chromatin dispersion test in predicting pregnancy outcome in in- trauterine insemination: a blind prospective study. Human Reproduction, 21(3):738‐


24. Osman A., Alsomait H., Seshadri S. 2015. The effect of sperm DNA fragmentation on live birth rate after IVF or ICSI: a systematic review and meta-analysis. Reproductive BioMedicine Online, 30:120-127.


25. Rafighdoost H., Farsi M.M., Javadi M., Khafri S. 2013. Relationship between sperm parameters and DNA Fragmentation using a Halosperm kit. Anatomical Sciences Journal 10(2):79-85.


26. Robinson L., Gallos I.D., Conner S.J., Rajkhowa M., Miller D., Lewis S. 2012. The effect of sperm DNA fragmentation on miscarriage rates: a systematic review and meta-analysis. Human Reproductive, 27(10): 2908-2917.


27. Roque M., Esteves S.C. 2018. Effect of varicocele repair on sperm DNA fragmentation: a review. International Urology and Nephrology, 50(4):583-603.


28. Samplaski M.K., Dimitromanolakis A., Lo KC, et al. 2015. The relationship between sperm viability and DNA fragmentation rates. Reproductive Biology and Endocrinology, 13: 42.


29. Saremi A.T., Zamanian M., Pooladi A. 2018. Male Infertility Effective Factors and Failure Type Determination in Iranian Infertile Men. Sarem Journal of Reproductive Medicine, 2(1):3-8.


30. Schauer I., Madersbacher S., Jost R., Hübner W.A., Imhof M. 2012. The impact of varicocelectomy on sperm parameters: a meta-analysis. Journal of Urology, 187(5): 1540–1547.


31. Sedaghatpour D., Berookhim B.M. 2017. The Role of Varicocele in Male Factor Subfertility. Men's Health (A Dabaja, Section Editor), 18(9):73.


32. Sepaniak S., Forges T., Gerard H., Foliguet B., Bene M.C., Monnier-Barbarino P. 2006. The influence of cigarette smoking on human sperm quality and DNA fragmentation. Toxicology, 223(1-2):54- 60.


33. Sepidarkish M., Maleki-Hajiagha A., Maroufizadeh S., Rezaeinejad M., Almasi-Hashian A., Razavi M. 2020. The effect of body mass index on sperm DNA fragmentation: a systematic review and meta-analysis. International Journal of Obesity. 44(3):549-558


34. Jarow J.P., Sharlip I.D., Belker A.M., Lipshultz L.I., Sigman M., Thomas A.J., Schlegel P.N., Howards S.S., Nehra A., Damewood M.D., Overstreet J.W., Sadovsky R. 2002. Best practice policies for male infertility.  Male Infertility Best Practice Policy Committee of the American Urological, 167(5):2138-2144. 


35. Sivanarayana T., Ravi Krishna C., Jaya Prakash G. 2014. Sperm DNA sperm chromatin dispersion (SCD): correla- Correlation between DNA fragmentation and outcome of intracytoplasmic sperm injection. Reproductive Medicine and Biology, 13(2):87‐


36. Tsatsanis C., Dermitzaki E., Avgoustinaki P. 2015. The impact of adipose tissuederived factors on the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis. Hormones (Athens), 14(4):549-562.


37. Velez de la Calle J., Muller A., Walschaerts M. 2008. Sperm deoxy- ribonucleic acid fragmentation as assessed by the sperm chroma- tin dispersion test in assisted reproductive technology programs. Fertility and Sterility, 90(5):1792-1799.


38. Zini A., Dohle G. 2011. Are varicoceles associated with increased deoxyribonucleic acid fragmentation? Fertility and Sterility, 96(6):1283-1287.