Что такое фрагментация ДНК сперматозоидов типы тестов, расшифровка, сдать анализ, цены

Что такое фрагментация ДНК в сперматозоидах, какой анализ ее выявляет и как вылечиться

Фрагментация ДНК сперматозоидов – дефект содержащегося в ядре мужской половой клетки генетического материала. Это серьезная и сложно корректируемая патология. При большом количестве таких сперматозоидов мужская сперма теряет фертильность (способность к оплодотворению). Даже современные методы искусственного оплодотворения (ЭКО и ИКСИ) зачастую оказываются бессильны. Выявить фрагментацию ДНК можно при помощи специальных микробиологических исследований эякулята.

Общие сведения

Молекула ДНК, по сути, является генетической инструкцией. В ней закодирован путь развития и функционирования любого живого организма. В сперматозоиде ДНК упакованы в виде особого вещества – хроматина, которое находится в ядре (в средней части головки).

ДНК состоит из двух спирально свитых друг с другом нитей (полинуклеотидов), состоящих из звеньев (нуклеотидов). Фрагментация – это ломка нитей, выпадение отдельных звеньев, вследствие чего нарушается генокод. Подобные микроповреждения не всегда влияют на способность сперматозоида проникать в яйцеклетку, но за таким оплодотворением последует самопроизвольный аборт или патологии развития плода.

Сперматозоиды с фрагментацией ДНК могут повреждать яйцеклетку и при протоколе ЭКО. В результате она теряет функциональность, эмбрион не образуется, протокол оплодотворения оканчивается неудачно. Если уровень фрагментации ДНК невысок, то в некоторых случаях молодая и здоровая яйцеклетка может восстановить структуру цепочки.

Причины фрагментации

Механизмы, которые приводят к фрагментации нитей ДНК, до сих пор до конца не исследованы. Одной из наиболее вероятных версий считается окислительный стресс сперматозоидов − повреждение их мембран, белков и ДНК свободными радикалами (активный кислород – ROS, или АФК). Последние являются продуктом обменных процессов в клетках, естественным компонентом среды, в которой вызревают сперматозоиды, и семенной плазмы. В норме радикалы нейтрализуются веществами-антиоксидантами, но в ряде случаев (при воспалительном процессе, иммунных нарушениях) баланс нарушается, активных форм кислорода становится слишком много. Выявить наличие АФК можно при помощи ROS-теста.

Основные причины окислительного стресса, приводящего к фрагментации ДНК:

  • Хронические воспалительные процессы в органах малого таза: яичках, их придатках, простате, мочевом пузыре, даже в копчике (инфекция легко мигрирует с кровотоком, периодически активизируясь).
  • Варикоцеле – расширение вен мошонки, приводящее к застою крови и нарушению питания яичек.
  • Длительное воздержание (чем дольше сперматозоид находится в придатке яичка, тем выше вероятность его повреждения оксидантами).

  • Интоксикация (курение, алкоголь, пестициды, гербициды). Исследования (Mutat Res за 1996 г, № 351(2), стр. 199-203, Cancer Inst за 1997 г, № 89(3), стр. 238-244) выявили прямую зависимость между онкологическими заболеваниями у детей и курением их отцов (сперматозоиды которых подверглись окислительному повреждению ДНК).
  • Длительный прием медикаментов: препараты для лечения гипертонии, подагры, противосудорожные, метадон, некоторые антибиотики.
  • Аутоиммунные нарушения, при которых организм вырабатывает антитела против собственных половых клеток.
  • Злоупотребление кофе (более 300 г в день). Кофеин способен провоцировать повреждения ДНК и препятствовать восстановлению нитей.

У 40% мужчин с бесплодием выявляется повышенный уровень активных форм кислорода (Androl за 2012, №33(6), Fertil. Steril за 1995 № 64(4)), поэтому определение их уровня является важным этапом диагностики.

Диагностика

Оценку фрагментации ДНК спермограмма не дает. С помощью этого анализа невозможно определить качество генетического материала, который несет сперматозоид. Даже расширенная версия с морфологией по Крюгеру позволяет обнаружить лишь внешние патологии головки (сперматозоиды с поврежденной цепью ДНК внешне могут ничем не отличаться от нормальных). Согласно исследованиям (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1110569016300607)10% мужчин с совершенно нормальной спермограммой не могут иметь детей именно из-за фрагментации ДНК, но им диагностируют идиопатическое (без видимых причин) бесплодие.

Читайте также:  Диета при геморрое, запорах и анальных трещинах разрешённые и запрещённые продукты, меню на каждый д

Тест на ДНК-фрагментацию позволяет парам выявить причину бесплодия и самопроизвольных абортов на ранних сроках. Анализ сперматозоидов на ДНК-фрагментацию перед ЭКО необходим для определения следующих параметров:

  1. Частота оплодотворения яйцеклетки.
  2. Качество предимплантационного развития эмбрионов.
  3. Вероятность развития врожденных пороков плода и выкидышей на ранних сроках.

В зависимости от результатов определяют целесообразность применения того или иного метода ЭКО.

Частота наступления беременности для пациентов с разной степенью фрагментации ДНК

Тест на ДНК-фрагментацию особенно актуален для мужчин, которые решили завести ребенка в позднем возрасте. После 45 лет риск окислительных повреждений сперматозоидов существенно увеличивается. В зоне повышенной опасности мужчины с артериальной гипертензией, сахарным диабетом, ожирением.

Типы тестов и расшифровка результатов

Исследование сперматозоида на наличие повреждений ДНК относится к области геномики и микробиологии. В андрологии и репродуктологии применяют следующие типы тестов:

  • TUNEL. Устаревший метод, который по-прежнему практикует большинство лабораторий. Для выявления пробелов в цепочке ДНК используется светооптический эффект. Отдельные нуклеотиды маркируются и помещаются в образец спермы. Там они находят сперматозоиды с поврежденными сегментами цепочек и встраиваются в них. Половые клетки с вклинившимися в ДНК нуклеотидами будут светиться, лаборантам остается вычислить их процент в общей массе. Результат будет готов через 2 недели (в некоторых лабораториях срок продлевается до трех).
  • HALO (HALOSPERM-тест, SCD). В отличие от предыдущего метода подсвечиваются не битые, а целые ДНК. Сперму смешивают с реактивом, в результате чего вокруг нормальных сперматозоидов образуется хорошо заметный ореол (на фото ниже). Метод считается наиболее чувствительным. Результат будет готов через 1-3 дня.
  • SCSA. Сперматозоиды просвечивают лазерным лучом, под воздействием которого они окрашиваются в зависимости от степени повреждений ДНК: зеленый – норма, желтый – несущественные повреждения, красный – серьезные дефекты. Референсное (среднее для здорового мужчины) значение – 20% (меньше – норма, больше – высокий уровень фрагментации).

Анализ ДНК методом HALO

Тест проводится только совместно со спермограммой. Некоторые лаборатории позволяют предоставить предыдущий результат анализа, выполненного не более двух дней назад. Подготовка к сдаче теста на фрагментацию такая же, как и перед обычной спермограммой.

Цены в популярных медучреждениях (по умолчанию указана стоимость методом TUNEL без учета цены спермограммы):

  • «ДНКом»: 8340 руб.;
  • «Инвитро»: 8620 руб.;
  • «Сперматест»: 6900 руб. за HALO, 7900 руб. за TUNEL.

По завершении исследования формируется протокол, где указывается индекс фрагментации – процентное соотношение между здоровыми и дефектными сперматозоидами (DNA Fragmentation Index (DFI)). Пример заключения и референсные значения:

Заключение теста ДНК-фрагментации, выполненного методом TUNEL

Интерпретация результатов исследования, выполненного методом HALO:

  1. 50%: потребуется отбор и искусственное введение сперматозоида в яйцеклетку (ИКСИ).
  2. > 60%: вероятность успешного протокола ИКСИ крайне низка, рекомендуется донорская сперма.

Для определения причин фрагментации назначают УЗИ органов малого таза, исследования спермы, простатического сока, крови и мочи на наличие инфекций.

Лечение фрагментации ДНК сперматозоидов

Методы лечения зависят от выявленной причины. Если БАК-посев или микроскопическое исследование показали наличие инфекции, то назначают курс антибиотиков. Варикоцеле, нарушение проходимости уретры, крипторхизм лечат путем хирургического вмешательства.

Читайте также:  Алфавит мамино здоровье; amp; Витрум пренатал форте, знающие, зайдите

Уровень фрагментации ДНК можно снизить при помощи антиоксидантной терапии (Cochrane Database Syst Rev (сборник баз данных по медицине, «библиотека Кокрейна») 2011 г № 1, CD007411). В центре вспомогательных репродуктивных технологий было выполнено пилотное исследование, в ходе которого было проанализировано 32 неудачных протокола ЭКО + ИКСИ (Источник: «Экспериментальная и клиническая урология», № 3 за 2017 г, стр. 70-76). У мужчин диагностирована низкая фертильность спермы: олигоастенотератозоспермия (малоподвижные сперматозоиды с нарушенным строением) при высоком уровне фрагментации ДНК (более 30%). Средние значения фрагментации и АФК были 38% и 4,6 соответственно.

Пациентам была предложена антиоксидантная терапия, включающая ежедневный прием следующих препаратов:

  • Селен (100 мг);
  • L-карнитин (3000 мг);
  • Витамины группы Е (токоферолы и токотриенолы в количестве 400 МЕ).
  • Витамин С (1000 мг).

Тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов

Описание

Тест на фрагментацию ДНК сперматозоидов — тест на выявление повреждений ДНК в сперматозоидах. Анализ помогает в оценке фертильной функции и выявлении причины бесплодия и спонтанных абортов.

Исследование выполняется только совместно с исследованием эякулята* (услуга 36.100 Спермограмма).

Показания:

  • бесплодие неясного генеза при нормальных показателях спермограммы;
  • неразвивающиеся беременности у супруги;
  • неудачные попытки использования вспомогательных репродуктивных технологий (ЭКО, ИКСИ, ИМСИ) в анамнезе;
  • поздний отцовский возраст.

Подготовка
Спермограмму сдают после полового воздержания. Рекомендуемый срок воздержания 2–7 дней. В период подготовки нельзя употреблять алкоголь в любых количествах.

За 7–10 дней необходимо исключить прием лекарственных препаратов, процедуры с перегреванием (УВЧ, сауна, баня).

В день, предшествующий выполнению анализа, желательно исключить тяжелые физические и психологические нагрузки.

После выполнения массажа простаты должно пройти не менее 3-х дней.

Если в период подготовки были простудные или другие острые заболевания, сопровождавшиеся подъемом температуры, стоит отказаться от выполнения исследования.

Условия взятия
Эякулят собирается путём мастурбации в стерильный пластиковый контейнер. Не допускается использование презерватива.

Для получения корректных результатов исследования необходимо собрать весь полученный материал.

Интерпретация результатов

Референсные значения: содержание сперматозоидов с разрывами ДНК — не более 15%.

Причины появления патологических изменений:

  • врождённые (генетически обусловленные) нарушения сперматогенеза (дефицит протаминов);
  • воздействие вредных факторов (различные виды излучения, приём некоторых лекарственных средств, систематический приём алкоголя, отравление свинцом, ртутью);
  • хронические воспалительные заболевания репродуктивных органов (простатит, везикулит);
  • варикоцеле.

Определение степени фрагментации ДНК сперматозоидов (Tunel, SCSA)

Фрагментация ДНК сперматозоидов, как один из факторов нарушения мужской фертильности, открыт не так давно — около 10 лет назад, и патофизиологические механизмы процесса фрагментации ДНК продолжают изучаться. Однако установлено, что показатель фрагментации ДНК сперматозоидов имеет определенное диагностическое и прогностическое значение в супружеских парах с нарушением репродукции.

Фрагментация ДНК сперматозоидов – это наличие одно- и двухцепочечных разрывов молекулы ДНК, нарушение целостности генетического материала сперматозоида. Именно в этой молекуле закодирована и хранится вся генетическая информация, которая при зачатии передается ребенку. И чем больше в молекуле ДНК таких разрывов, тем меньше вероятность оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом.

Причинами фрагментации ДНК могут явиться отклонения при образовании и созревании сперматозоидов, апоптоз (естественный процесс гибели, в результате которого сперматозоид распадается на отдельные части), воздействие вредных внешних факторов. Именно такое явление, как апоптоз объясняет, почему в сперме всегда есть сперматозоиды с разрывами ДНК.

Читайте также:  Аит щитовидной железы что это такое, как бороться

У здоровых фертильных мужчин доля сперматозоидов с нарушенной целостностью ДНК составляет примерно 15%. У бесплодных мужчин доля сперматозоидов с фрагментированной ДНК может доходить до 30 %, а в отдельных случаях может подниматься и выше. На показателях спермограммы это обычно не сказывается, однако ряд исследований последних лет обосновывают наличие корреляции между концентрацией сперматозоидов в эякуляте и частотой разрывов ДНК сперматозоида.

Как фрагментация ДНК сперматозоидов влияет на фертильность?

  1. Снижается вероятность зачатия.
  2. Поврежденный сперматозоид может оплодотворить яйцеклетку, но в большинстве таких случаев уже на ранних стадиях эмбриогенеза могут начаться нарушения, и произойдет самопроизвольное прерывание беременности. Высоким уровнем фрагментированных сперматозоидов довольно часто обусловлено привычное невынашивание беременности.
  3. Проблемы могут возникнуть во время ЭКО или ИКСИ. Если будет использован сперматозоид с фрагментированной ДНК, то эмбрион может развиваться неправильно еще до его имплантации в полость матки, и попытки ВРТ с участием такого сперматозоида обречены на неудачу. Отмечено снижение и образования бластоцист, и частота наступления беременности.

Для определения степени фрагментации проводится специальный анализ — определение степени фрагментации ДНК сперматозоидов. Существует несколько методик этого анализа, обладающих практически одинаково высокой чувствительностью.

TUNEL метод. Это микроскопическое исследование спермы, цель его — обнаружить сперматозоиды с поврежденной ДНК и посчитать их количество.

SCSA — еще один метод анализа степени фрагментации ДНК сперматозоидов, основан на исследование структуры хроматина с помощью флуоресцентного ДНК-маркера. Окрашенные им сперматозоиды пропускают сквозь лазерный луч, который заставляет клетки светиться разными цветами, в зависимости от степени повреждения ДНК: зеленый – норма, желтый – умеренные дефекты, красный – критические изменения.

Правила подготовки:

  • Половое воздержание не менее 2 дней и не более недели. Оптимально – 3 суток до сбора эякулята.
  • В период подготовки не употребляйте алкоголь, не курите.
  • Избегайте перегревания (сауны, бани и т.д.) сроком в течение 72 часов.
  • Не принимайте лекарственные препараты, любые, в течение 24 часов, если врачом не указано обратное и нет угрозы жизни из-за прерывания терапии.
  • Исключите все физиопроцедуры и рентгенологическое обследование в течение 72 часов.
  • Не рекомендуется тестирование сразу же после перенесенного воспалительного заболевания с повышением температуры. Исследование лучше перенести.
  • Накануне исследования исключите физические и эмоциональные перегрузки.
  • Правильно питайтесь в период подготовки, питьевой режим -1,5-2 литра в день.

Исследование проводится при концентрации сперматозоидов не менее 1 млн/мл и объеме эякулята не менее 1 мл.

По результату теста выдается протокол, в котором указан индекс фрагментации ДНК. Индекс отражает процентное соотношение между «здоровыми» и «больными» сперматозоидами.

  • индекс фрагментации не превышает 15% от общей численности сперматозоидов — вероятность наступления беременности естественным путем достаточно высока
  • индекс фрагментации повышен и находится в пределах от 15% до 30% — шанс естественного оплодотворения возможен, но снижен
  • индекс фрагментации от 30% до 50% — возможно оплодотворение с помощью ИКСИ или ЭКО
  • индекс фрагментации ДНК сперматозоидов равен 50% и более -даже при использовании репродуктивных технологий наступление беременности маловероятно.

Задать вопрос

Ссылка на основную публикацию
Что такое искусственный климакс Зачем нужен Побочные эффекты
Искусственный климакс Время чтения: мин. Искусственный климакс Симптомы искусственного климакса Препараты при искусственном климаксе Существуют ситуации, когда необходимо применить методику...
Что показывает посев мочи на стерильность как правильно его собрать
Лабораторный скрининг инфекций мочевыводящих путей и почек Комплексное лабораторное исследование, направленное на первичное выявление инфекционного процесса в почках и мочевыводящих...
Что показывает флюорография легких какие болезни органов грудной клетки выявляет, фото как делают и
Что видно на снимке флюорографии Беседуем с главным специалистом Екатеринбурга по лучевой диагностике о пользе и опасности рентгена. Главный специалист...
Что такое катаральный гастрит и как лечить причины, симптомы
Катаральный гастрит: причины, лечение и питание Катаральный гастрит является острым воспалением слизистых тканей желудка, которое чаще всего провоцирует однократное воздействие...
Adblock detector