Vliv znečištěného ovzduší na kvalitu spermií. Jiří Rubeš Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v.v.i., Brno

Transkript

1 Vliv znečištěného ovzduší na kvalitu spermií Jiří Rubeš Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v.v.i., Brno

2 Postavení muže v reprodukčním procesu Příčiny mužské infertility Produkce spermií proces plný chyb Co jsme se dozvěděli v severních Čechách Co víme o Praze Co nevíme o Moravskoslezském kraji Genotyp a spermie

3 Essay de dioptrique (published in Paris, 1694, page 23).

4 Až donedávna panovalo přesvědčení o funkční jednoduchosti a bezporuchovosti mužských pohlavních orgánů. Neplodnost byla záležitostí žen.

5 Mužský faktor neplodnosti Nevyhovující spermiogram Chybějící produkce spermií (s příčinou ve varlatech) nebo obstrukce v genitalním traktu Endokrinologický faktor (2-5 %) Genetický faktor (Klinefelter, CF,...) Imunologický faktor(1-15 %) Poranění pánve Stres a životní podmínky (environmentální toxiny, léky, drogy, tabák, alkohol) Infekce a sexuálně přenosné nemoci Varikokéla (zvětšení žil chámového provazce) Potíže s ejakulací nebo impotence Kombinace několika faktorů Idiopatická infertilita (příčina neznámá: 3-4 %)

6

7

8 WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen

9

10

11

12

13 Native DNA Stainability (green fluorescence) 1 SCSA - Acridine Orange Stained DNA 1 Fragmented DNA (red fluorescence)

14 .

15 VZTAH SCSA K NEPLODNOSTI Integrita jaderné DNA ve spermii je důležitá pro správnou expresi samčího genomu spolu se samičím (oocytárním) genomem. Studie ukazují na silnou korelaci mezi SCSA daty a schopností fertilizace Podíl spermií s poškozenou integritou DNA: >3% DFI - ztráta fertilizační schopnosti, 15-3% - snížená fertilizační schopnost <15% DFI - vysoká fertilizační schopnost SCSA je nezávislá metoda k určování kvality semene, protože SCSA data pouze slabě korelují s jinými parametry určování kvality semene.

16 Těžké kovy, jako je olovo, rtuť, mangan, kadmium, arzen Organická rozpouštědla, jako je benzen, toluen, xylen, aceton, vinylchlorid, trichloretylen, fenoly apod. Perzistentní organické polutanty, jako jsou PCB, dioxiny, DDT a další organochloridové pesticidy Hormonálně aktivní látky zahrnující změkčovadla plastů, jako jsou ftalátové estery Pesticidy organofosfátového a karbamátového typu Polycyklické aromatické uhlovodíky

17 Kritická okna spermiogeneze Sp-gonia Sp-cytes Spermatids Sperm PAH mitosis meiosis differentiation počet morfologie počet aneuploidie morfologie motilita morfologie/motilita DNA zlomy- SCSA NO DNA REPAIR!

18 Evidence for decreasing quality of semen during past 5 years. E. Carlsen, A. Giwercman, N. Keiding, and N. E. Skakkebaek University Department of Growth and Reproduction, Rigshospitalet, Copenhagen. V roce 1992 provedl Carlsen a kol. metaanalýzu 61 článků se závěrem, že průměrné množství spermií zdravých mužů klesá během posledních 5 let o 1 % ročně.

19 SO 2, NO X, PM1 (PAU) TEPLICE

20 ng/m3 Daily Average Concentrations (ug/m 3 ) Expozice v průběhu let 1993 až 1997 Air Pollution Levels in the 9 Days Preceding the Sampling Periods SO 2 NOx PM1 2 III.93 XI.93 III.94 IX.95 I.96 II.96 III.96 IX.96 II.97 IX.97 morfologie motilita aneuploidie chromatin Sampling Periods chromatin PAH

21 SCSA DFI % (95% Confidence Intervals) /95 1/96 2/96 3/96 1/96 2/97 9/97 PAU ng/m PAH 1 day PAH 9 day PAHc 1 day PAHc

22 SCSA - DFI Winter Summer DNA Fragmentation Index

23 Co jsme se dozvěděli v severních Čechách? Že naděje existuje! , ,3 76,7 83, 6,1 67,3 69,1 62, 54,5 68,7 3,5 35,2 3, 32,5 38,1 4,5 28, 25, SO2 NOx PM1 sperm concentration (mil/ml) % normal sperm head % motile sperm

24 Co víme o Praze PRAHA

25 concentration [ng/m 3 ] Carcinogenic PAH 35 3 Praha - Smíchov Praha - Libuš

26 Morfologicky normální spermie (%) Koncentrace spermií (mil/ml) květen únor 4 2 květen únor 1 k-pau a benzo a pyren (ng/m 3 ) Praha květen 27 x únor květen únor květen únor

27 Morfologicky normální spermie (%) Koncentrace spermií (mil/ml) 2 P=,1 14 P=, květen únor 4 2 květen únor k-pau a benzo a pyren (ng/m 3 ) 2 15 Praha květen 29 x únor květen únor květen únor

28 Morfologicky normální spermie (%) k-pau (ng/m 3 ) květen 7 květen 9 únor 7 únor 1 květen 7 květen 9 únor 7 únor 1

29 Koncentrace spermií (mil/ml) k-pau (ng/m 3 ) květen 7 květen 9 únor 7 únor 1 květen 7 květen 9 únor 7 únor 1

30 Co nevíme o Moravskoslezském kraji

31

32 PRAHA Zvýšení koncentrace k-pau v zimě 21 proti jaru 29 způsobilo: Snížení koncentrace spermií Snížení počtu morfologicky normálních spermií Zhoršení kvality chromatinu spermií MORAVSKOSLEZKÝ KRAJ k-pau (ng/m 3 ) zima 21 (Personální monitoring, Švecová a kol. 21)

33 Jsme na tom všichni stejně?

34 GSTM + - GSTP AA AG,GG GSTP AA,AG GG GSTT + - EPHX 1 slow medium fast Cyp1A1 Ilv AA AG,GG Cyp1A1 Msp TT TC,CC Cyp1A1 Msp TT,TC CC XRCC1 GG GA,AA XRCC1 GG,GA AA XPD6 CC CA,AA XPD6 CC,CA AA XPD23 AA AC,CC XPD23 AA,AC CC HOGG1 CC CG,GG HOGG1 CC,CG GG MS AA AG,GG MS AA,AG GG MTHFR CC CT,TT MTHFR CC,CT TT Polymorfismus metabolických genů Faktory individuální vnímavosti Polymorfismus genů reparujících poškození DNA Polymorfismus metabolismu kyseliny listové

35 Glutation S- transferása M 1 (GSTM 1) Detoxifikace xenobiotik v savčích buňkách je účinně ovlivňována konjugací nukleofilních center chemických látek (např. PAH) s redukovaným glutationem pomocí glutation-s-transferázy (GST) Mutace v GST genu mohou vést k velké fenotypové variabilitě GSTM1- homozygotní delece genu je spojena se vzrůstem rizika rakoviny GSTM1- je u 5 % lidí v kavkazské populaci

36 SCSA-DFI (%) SCSA-DFI (%) Poškození DNA ve spermiích v závislosti na polymorfismu genu pro GSTM Cycle Cycle GSTM1 + muži GSTM1 - muži

37 KVALITU SPERMIÍ OVLIVŇUJE Místo kde žijete Životní styl Genotyp

38