Борьба с последствиями старения сперматозоидов: Протокол борьбы со старением сперматозоидов
Под старением сперматозоидов понимается процесс старения и связанное с ним снижение качества и функциональности сперматозоидов. Это понятие включает в себя целый ряд изменений, таких как снижение подвижности, увеличение фрагментации ДНК, морфологические аномалии и снижение способности к оплодотворению. По мере старения сперматозоидов накапливаются генетические и структурные повреждения, вызванные такими факторами, как окислительный стресс и воздействие окружающей среды, что может повлиять на эффективность сперматозоидов в успешном оплодотворении и отразиться на здоровье потенциального потомства. Старение сперматозоидов может способствовать снижению мужской фертильности и повышению вероятности генетических мутаций или хромосомных аномалий в сперме, что потенциально может привести к повышенному риску врожденных дефектов или нарушений развития у детей, зачатых в более старшем возрасте от отца.
Ниже перечислены некоторые процессы, на которые влияет старение сперматозоидов:
1. снижение производства и созревания сперматозоидов (сперматогенез)
С возрастом происходит постепенное снижение уровня тестостерона и изменение других гормональных балансов (например, повышение уровня эстрогена), что может снизить скорость сперматогенеза. Тестостерон способствует пролиферации и дифференцировке сперматогоний и созреванию сперматозоидов. Снижение уровня выработки тестостерона обычно объясняется снижением активности клеток Лейдига. Это снижение не только уменьшает выработку спермы, но и влияет на либидо и сексуальную функцию. Аналогичным образом, клетки Сертоли также начинают терять свою функцию в ответ на старение. Клетки Сертоли известны как поддерживающие клетки, которые обеспечивают питательную и структурную поддержку развивающихся сперматозоидов.
Под клеточной старостью понимается возрастное увеличение апоптоза (запрограммированной клеточной смерти). Повышенная апоптотическая активность среди сперматозоидов может еще больше снизить общую производительность сперматозоидов. Отчасти это связано с усилением окислительного стресса и повреждением ДНК в старых клетках.
С возрастом яички также могут претерпевать структурные изменения и атрофироваться, что еще больше снижает эффективность производства сперматозоидов.
2. Генетические и эпигенетические изменения
В сперме пожилых мужчин увеличивается частота хромосомных аномалий, таких как анеуплоидия (аномальное число хромосом). Это изменение связано с ошибками в сегрегации хромосом во время деления клеток. Возраст также может влиять на эпигенетические маркеры в ДНК сперматозоидов, такие как метилирование ДНК и модификации гистонов. Эти эпигенетические изменения могут влиять на экспрессию генов в эмбрионе и оказывать воздействие на развитие и здоровье потомства.
3. Окислительный стресс, функция митохондрий и целостность ДНК
С возрастом частота фрагментации ДНК сперматозоидов увеличивается. Эта фрагментация может быть вызвана окислительным стрессом и снижением способности сперматозоидов восстанавливать повреждения ДНК. С возрастом у мужчин часто наблюдается повышенный окислительный стресс из-за снижения уровня антиоксидантной защиты организма. Окислительный стресс может повреждать ДНК, белки и мембраны сперматозоидов, нарушая их функцию.
Окислительный стресс и функция митохондрий тесно связаны с качеством спермы и особенно важны при рассмотрении влияния старения на мужскую фертильность. Окислительный стресс возникает в результате дисбаланса между производством реактивных видов кислорода (ROS) и антиоксидантными защитными силами, способными их нейтрализовать. Сперматозоиды особенно восприимчивы к окислительному стрессу из-за высокого содержания полиненасыщенных жирных кислот в плазматической мембране и ограниченных внутриклеточных репаративных механизмов.
РОС в сперматозоидах образуются в основном как побочные продукты нормальных метаболических процессов, протекающих в митохондриях. Дополнительными источниками являются загрязненные лейкоциты и токсины в сперме, факторы окружающей среды, такие как курение и алкоголь. Избыток ROS может повреждать мембрану сперматозоидов, приводя к перекисному окислению липидов, а также вызывать фрагментацию ДНК и денатурацию белков. Это повреждение ставит под угрозу подвижность, жизнеспособность и способность сперматозоидов оплодотворить яйцеклетку.
Митохондрии играют важнейшую роль в производстве энергии посредством процесса окислительного фосфорилирования. В сперматозоидах митохондрии играют важнейшую роль в обеспечении энергии, необходимой для подвижности и успешного завершения реакции акросомы — необходимого этапа оплодотворения. С возрастом функция митохондрий снижается из-за накопленных со временем повреждений и снижения эффективности механизмов восстановления митохондриальной ДНК. Это снижение может привести к уменьшению выработки АТФ и снижению подвижности сперматозоидов. Мутации митохондриальной ДНК (мтДНК) также увеличиваются с возрастом. Эти мутации могут еще больше нарушить функцию митохондрий, усугубить энергетический дефицит в сперматозоидах и потенциально привести к увеличению выработки ROS.
Взаимосвязь между окислительным стрессом и функцией митохондрий носит циклический характер. Дисфункция митохондрий приводит к увеличению выработки ROS, что, в свою очередь, может вызвать дальнейшее повреждение митохондрий. Этот цикл особенно вреден для качества спермы по следующим причинам:
— Целостность мембраны: Окислительный стресс нарушает целостность мембран сперматозоидов, что имеет решающее значение для поддержания благоприятной среды для деятельности ферментов и рецепторов во время оплодотворения.
— Целостность ДНК: Окислительный стресс вызывает фрагментацию ДНК сперматозоидов. Высокий уровень фрагментации ДНК связан с низкой частотой оплодотворения, плохим развитием эмбриона и низкой частотой наступления беременности.
— Апоптоз: Повышенный окислительный стресс может вызвать апоптоз в сперматозоидах, уменьшить количество сперматозоидов и повлиять на общее качество спермы.
Для борьбы с окислительным стрессом сперматозоиды обладают антиоксидантными защитными механизмами, включающими такие ферменты, как супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и глутатионпероксидаза, а также неферментативные антиоксиданты, такие как витамин С, витамин Е и глутатион. С возрастом эффективность этих антиоксидантных систем может снижаться, и сперматозоиды становятся более уязвимыми к окислительному повреждению. Факторы питания и образа жизни потенциально могут смягчить некоторые последствия старения, влияя на уровень доступных антиоксидантов.
Снижение качества спермы с возрастом тесно связано с усилением окислительного стресса и снижением функции митохондрий. Процесс старения повышает естественную чувствительность сперматозоидов к окислительным повреждениям, что влияет на эффективность работы митохондрий и снижает потенциал оплодотворения спермы. Эти изменения подчеркивают важность устранения факторов образа жизни, способствующих окислительному стрессу, и оценки антиоксидантной терапии как потенциальной стратегии улучшения качества спермы у стареющих мужчин.
Старение сперматозоидов влияет на репродуктивную способность через сложные и многогранные механизмы, включающие физиологические, генетические и молекулярные изменения. Эти изменения могут поставить под угрозу способность сперматозоида эффективно оплодотворить яйцеклетку, а также повлиять на здоровье потомства. Понимание этих факторов крайне важно для пожилых мужчин, которые собираются стать отцами, поскольку оно может повлиять на принятие решений о сроках и использовании вспомогательных репродуктивных технологий.
Хотя некоторые повреждения, вызванные возрастом, невозможно обратить вспять, в Центре ЭКО на Северном Кипре мы разработали специальный протокол для восстановления сперматогенной активности, которая может быть связана с возрастом и старением в целом.
В этом протоколе используются определенные изменения в образе жизни, а также добавки, направленные на уменьшение количества стареющих клеток, восстановление антиоксидантного защитного механизма сперматозоидов, уменьшение количества провоспалительных цитокинов, вырабатываемых в результате воспалительных процессов, вызванных стареющими клетками.
Протокол антистарения сперматозоидов:
Список добавок, которые мы используем с учетом их способности модулировать воспаление, уменьшать старение и повышать антиоксидантную активность сперматозоидов:
1- Омега-3 жирные кислоты (EPA и DHA).
Рыбий жир и масло криля богаты омега-3 жирными кислотами — эйкозапентаеновой кислотой (EPA) и докозагексаеновой кислотой (DHA), которые известны своим мощным противовоспалительным действием. Омега-3 жирные кислоты могут препятствовать выработке воспалительных эйкозаноидов и цитокинов, таких как интерлейкин-1 (IL-1) и фактор некроза опухоли-альфа (TNF-α).
2- Куркумин (куркума)
Куркумин является активным компонентом куркумы и широко исследуется на предмет его противовоспалительных свойств. Он ингибирует ключевые молекулы, участвующие в воспалении, включая TNF-a, IL-1 и IL-6, в основном за счет ингибирования пути NF-kB, важнейшего регулятора иммунного ответа и воспаления.
3- Витамин D
Витамин D играет важную роль в модуляции иммунной системы и подавлении высвобождения провоспалительных цитокинов. Он может модулировать иммунный ответ, снижая выработку провоспалительных цитокинов и повышая экспрессию противовоспалительных цитокинов.
4.Фисетин
Фисетин — биоактивный флавоноидный полифенол, содержащийся в различных фруктах и овощах, включая клубнику, яблоки, хурму, лук и огурцы. Он привлек к себе внимание благодаря своим широким фармакологическим свойствам, в частности, благодаря своей роли в противовоспалительной, антиоксидантной и антиканцерогенной деятельности.
Фисетин, как и другие флавоноиды, обладает сильными антиоксидантными свойствами. Он действует главным образом путем уничтожения свободных радикалов, тем самым предотвращая окислительный стресс, который способствует повреждению клеток и играет роль в развитии различных хронических заболеваний, таких как рак, нейродегенерация и болезни сердца. Снижая окислительный стресс, фисетин помогает поддерживать целостность клеток и тканей, улучшая клеточные функции и продлевая жизнь.
Фисетин способен подавлять выработку и активность провоспалительных цитокинов, таких как TNF-a и IL-6. Он модулирует различные сигнальные пути, включая те, в которых участвует ядерный фактор каппа B (NF-κB) — белковый комплекс, играющий важную роль в контроле транскрипции ДНК и выживания клеток. Фисетин также подавляет активность ферментов, участвующих в воспалительном процессе, таких как циклооксигеназа (COX) и липоксигеназа (LOX), которые играют ключевую роль в биосинтезе провоспалительных медиаторов, таких как простагландины и лейкотриены.
Совсем недавно фисетин был признан за свою потенциальную сенолитическую активность, то есть он может избирательно вызывать гибель стареющих клеток. Сенильные клетки — это клетки, которые перестают делиться и способствуют старению и возрастным заболеваниям. Очищая сенильные клетки, фисетин может потенциально уменьшить или отсрочить возрастные нарушения функций тканей и способствовать долголетию.
5.NMN
Никотинамид мононуклеотид (NMN) играет важную роль в клеточном метаболизме и производстве энергии и влияет на различные биологические функции, в том числе на здоровье и функциональность сперматозоидов. NMN является предшественником никотинамид аденин динуклеотида (NAD+), важнейшего кофермента в окислительно-восстановительных реакциях, необходимых для производства клеточной энергии и многочисленных ферментативных процессов в организме. Как NMN влияет на сперматозоиды, описано ниже:
Подвижность сперматозоидов в значительной степени зависит от энергии, которую обеспечивают митохондрии — энергетические центры клетки. NMN улучшает работу митохондрий, повышая уровень NAD+, который необходим для производства АТФ (аденозинтрифосфата) путем окислительного фосфорилирования. Улучшение функции митохондрий означает улучшение подвижности сперматозоидов, что необходимо для успешного путешествия сперматозоидов к яйцеклетке во время процесса оплодотворения.
NMN помогает снизить окислительный стресс в сперматозоидах за счет повышения уровня NAD+, который поддерживает деятельность сиртуинов и других антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза (СОД) и каталаза. Эти ферменты играют важную роль в детоксикации реактивных видов кислорода (ROS), которые могут повреждать ДНК, белки и липиды сперматозоидов. Снижение уровня окислительного стресса помогает сохранить целостность ДНК сперматозоидов, уменьшить вероятность фрагментации ДНК и улучшить генетическое качество спермы. Это очень важно для развития эмбриона и снижения риска выкидыша и генетических отклонений.
Сиртуины — это семейство NAD+-зависимых ферментов, участвующих в восстановлении ДНК, регуляции экспрессии генов и поддержании клеточного здоровья, включая старение. NMN активирует сиртуины, повышая уровень NAD+. Активированные сиртуины могут увеличить продолжительность жизни и жизнеспособность сперматозоидов, способствуя развитию механизмов восстановления ДНК и регулируя воспалительные реакции в репродуктивной системе.
6. GlyNAC
GlyNAC (комбинированная добавка, состоящая из глицина и N-ацетилцистеина (NAC)) привлекает внимание своей потенциальной пользой для общего здоровья благодаря своей роли в повышении уровня глутатиона, важнейшего антиоксиданта в организме. Влияние на сперматозоиды может быть значительным, особенно учитывая чувствительность сперматозоидов к окислительному стрессу и важность антиоксидантов для поддержания здоровья сперматозоидов.
Глутатион — это трипептид, состоящий из глицина, цистеина и глутаминовой кислоты. Он является одним из важнейших антиоксидантов в клетках человека и защищает клетки от окислительного повреждения, вызванного реактивными видами кислорода (ROS). NAC выступает в качестве предшественника цистеина — лимитирующего субстрата для синтеза глутатиона. Глицин, входящий в состав добавки GlyNAC, является еще одним компонентом, необходимым для синтеза глутатиона. Вместе они обеспечивают доступность субстратов, необходимых для производства глутатиона.
Сперматозоиды особенно подвержены окислительному стрессу из-за высокой концентрации полиненасыщенных жирных кислот и относительно недостаточного объема цитоплазмы, в которой содержится меньше защитных ферментов от окислительного стресса. GlyNAC может помочь защитить сперматозоиды от окислительного повреждения, повышая уровень глутатиона, тем самым улучшая подвижность и целостность сперматозоидов. Эта защита распространяется на ДНК сперматозоидов и снижает вероятность фрагментации ДНК.
Окислительный стресс может негативно влиять на подвижность сперматозоидов и вызывать морфологические аномалии. Снижая окислительный стресс, GlyNAC помогает поддерживать нормальную подвижность и морфологию сперматозоидов, которые являются важными факторами для успешного оплодотворения. Улучшение антиоксидантной способности за счет повышения уровня глутатиона может способствовать сохранению целостности ДНК в сперматозоидах, что крайне важно для успешного оплодотворения и нормального развития эмбриона.
Помимо роли в антиоксидантной защите, глутатион может модулировать воспалительную реакцию. Было доказано, что NAC влияет на выработку цитокинов, потенциально уменьшая воспаление, которое может негативно влиять на производство и здоровье сперматозоидов.
Не все эти добавки и дозировки назначаются каждому пациенту, а длительность их приема подбирается индивидуально. Мы не рекомендуем добавки какой-либо одной марки. Добавки должны быть произведены компаниями, отвечающими требованиям GMP и прошедшими проверку третьими сторонами. Поэтому мы рекомендуем только следующие бренды:
1- Aging: Этот бренд занимает первое место в списке компаний, производящих биологически активные добавки, благодаря чистоте своей продукции. Если вы покупаете продукцию этой компании, не забудьте использовать код ваучера ELITE10 для получения скидки 10%.
2- VitalityPRO: этот бренд также был протестирован третьими лицами и прозрачен в отношении чистоты своей продукции. Если вы покупаете продукцию этой компании, не забудьте использовать код ваучера ELITE10 для получения скидки 10%.
3- Fusions of Nature: Если вы покупаете продукцию из США, Nature’s Fusions — один из лучших поставщиков, гарантирующих чистоту. Перед покупкой вам необходимо связаться с ними, чтобы получить код на скидку, указав, что вас направил доктор Ахмет Озйигит из Elite Hospital.
Помните, что самостоятельный прием добавок не приведет к оптимальным результатам, если наши специалисты по лечению бесплодия не подберут для вас индивидуальный режим. Информация на этом сайте предназначена для общего понимания факторов, влияющих на мужскую фертильность, и некоторых решений, которые могут быть полезны в борьбе с возрастным снижением фертильности. Однако информация, предоставленная без консультации специалиста, ни в коем случае не должна рассматриваться как медицинский совет.