Характеристика глутатіонпероксидази сперматозоїдів інфертильних чоловіків
DOI:
https://doi.org/10.29038/2617-4723-2018-381-77-81Ключові слова:
глутатіонпероксидаза, антиоксидантна система, неплідність чоловіків, патосперміяАнотація
Загальновідомо, що порушення балансу між інтенсивністю процесів ліпопероксидації та активністю систем антиоксидантного захисту призводить до оксидативного стресу, який є потенційною передумовою в розвитку дисфункції сперматозоїдів. Особлива роль у системі антиоксидантного захисту належить глутатіоновій системі, зокрема глутатіонпероксидазі, що здійснює інактивацію активних форм Оксигену з одночасним окисненням відновленого глутатіону (GSH). Мета роботи – вивчення кінетичних властивостей глутатіонпероксидази сперматозоїдів фертильних та інфертильних чоловіків із різними формами патоспермії.
Активність глутатіонпероксидази визначали за кількістю GSH, який використано для нейтралізації пероксиду водню в глутатіонпероксидазній реакції. Уявні кінетичні параметри, які характеризують глутатіонпероксидазну реакцію – уявну константу спорідненості до GSH і початкову максимальну активність ензиму визначали в обернених координатах Лайнуівера-Берка.
З’ясовано, що підвищення концентрації GSH у середовищі інкубації призводить до поступового збільшення ензиматичної активності глутатіонпероксидази з виходом на плато. Максимальну активність глутатіонпероксидази сперматозоїдів фертильних та інфертильних чоловіків простежено за наявності 5 мМ GSH в інкубаційному середовищі. Значення початкової максимальної активності глутатіонпероксидази в сперматозоїдах інфертильних чоловіків із різними формами патоспермії у 2,4–4,1 нижче відносно цієї величини у фертильних чоловіків із нормозооспермією. Водночас не відзначається статично достовірної різниці у величині початкової максимальної активності глутатіонпероксидази між різними формами патоспермії. Значення уявної константи аффіності (спорідненості) до GSH у сперматозоїдах інфертильних чоловіків в 1,9–4,9 раза перевищують цей показник у сперматозоїдах нормозооспермічних чоловіків, що свідчить про зниження спорідненість ензиму до GSH при патоспермії.
При інтерпретації отриманих кінетичних параметрів, визначених за GSH, показано, що при патоспермії інгібування активності глутатіонпероксидази відбувається за змішаним типом – як за рахунок зменшення числа обертів ензиму, так і за рахунок зниження спорідненості ензиму до субстрату.
Посилання
2. de Lamirande, E.; O'Flaherty, C. (2008) Sperm activation: role of reactive oxygen species and kinases. Biochimica et Biophysica Acta, 1784(1), pp 106–115. DOI:10.1016/j.bbapap.2007.08.024
3. Agarwal, A.; Virk, G.; Ong, Ch.; S du Plessis S. (2014) Effect of Oxidative Stress on Male Reproduction. The World Journal of Men's Health, 32(1), pp 1–17. doi: 10.5534/wjmh.2014.32.1.1
4. Aitken, R. J.; Baker, M. A. (2013) Oxidative stress, spermatozoa and leukocytic infiltration: Relationships forged by the opposing forces of microbial invasion and the search for perfection. Journal of Reproductive Immunology, 100(1), pp 11–19. doi: 10.1016/j.jri.2013.06.005
5. Cacciatore, I.; Cornacchia, C; Pinnen, F.; Mollica, A.; Di Stefano, A. (2010) Prodrug approach for
increasing cellular Glutathione levels. Molecules, 15, ( 3), pp 1242–1264. doi: 10.3390/molecules15031242
6. Lavryshyn, Yu. Yu.; Varkholiak, I. S.; Martyshuk, T. V.; Huta, Z. A.; Ivankiv, L. B.; Paladiichuk, O. R.; Murska, S. D.; Hutyi, B. V.; Hufrii, D. F. (2016) Biolohichne znachennia systemy antyoksydantnoho zakhystu orhanizmu tvaryn [Biological value of the system of antioxidant protection of an organism of animals]. Naukovyi visnyk Lvivskoho natsionalnoho universytetu veterynarnoi medytsyny ta biotekhnolohii imeni S. Z. Gzhytskoho, 18, 2(66), s. 100–111. doi:10.15421/nvlvet6622 (in Ukrainian)
7. Morielli, T.; O'Flaherty, C. (2015) Oxidative stress impairs function and increases redox protein modifications in human spermatozoa. Reproduction, 149(1), pp 113–123. doi: 10.1530/REP-14-0240
8. Onufrovych, O. K.; Fafula, R. V.; Vorobets, D. Z. (2013) Stan hlutationovoi antyoksydantnoi systemy spermatozoidiv pry ekskretorno-toksychnii formi neplidnosti cholovikiv [State of glutathione antioxidant system of spermatozoa with excretory-toxic form of infertility of men]. Zdobutky klinichnoi i eksperymentalnoi medytsyny, 2, s. 148-151. (in Ukrainian)
9. Onufrovych, O. K.; Fafula, R. V.; Nakonechnyi, Y. A.; Vorobets, D. Z.; Yefremova, U. P.; Vorobets, Z. D. (2016) Aktyvnist hlutationzalezhnykh enzymiv spermatozoidiv za umov patospermii [The activity of glutathion-dependent enzymes of sperm in conditions of pathospermia]. Medychna ta klinichna khimiia; 18(4), s. 5–10. doi:10.11603/mcch.2410-681X.2016. v0.i4. 7246 (in Ukrainian)
10. WHO Laboratory Manual for the examination and processing of human semen, in 5th ed. World Health Organization Geneva; 2010, 271 p.
11. Moin, V. M. (1986) Prostoj i specificheskij metod opredeleniya aktivnosti glutationperoksidazy v ehritrocitah [A simple and specific method for determining the activity of glutathione peroxidase in erythrocytes]. Laboratornoe delo, 12, s. 124–126. (in Russian)
12. Keleti, T. (1986) Basic enzyme kinetics Academiai Kiado; Budapest, pp 112−129.
13. Muller, F. L.; Lustgarten, M. S.; Jang, Y.; Richardson, A.;Van Remmen, H. (2007) Trends in oxidative aging theories. Free Radical Biology and Medicine, 43(4), pp 477–503 doi:10.1016/j. freeradbiomed.2007.03.034
14. Freedman, J. E.; Frei, B; Welch, G. N.; Loscalzo, J. (1995) Glutathione peroxidase potentiates the inhibition of platelet function by S-nitrosothiols. Journal of Clinical Investigation; 96(1), pp 394–400. doi: 10.1172/JCI118047
15. Concetta, E. A.; Mantilacci, L.; Mauro, N.; Principato, G. (2000) Association of glutathione peroxidase activity with an acidic glutathione S‐transferase in carp liver. Italian Journal of Zoology; 67(1), pp 39–43. doi: 10.1080/11250000009356292
