Аннотация
Нарушения мужской фертильности выявляются в 50% случаев бесплодных браков и часто сопровождаются изменениями количественных и качественных показателей эякулята – снижением концентрации, подвижности и доли нормальных форм сперматозоидов. Биохимические и метаболические показатели эякулята определяются в недостаточном объёме. Многие авторы справедливо отмечают, что персонализированный подход в лечении многих патологических состояний невозможен без учета индивидуальных особенностей организма, в том числе этнических. Однако данные об особенностях у мужчин разных этнических групп метаболитов эякулята и плазмы крови, параллельное изучение которых, безусловно, представляет интерес, практически отсутствуют.
Цель исследования — выявление у мужчин двух этнических групп с идиопатическим бесплодием наиболее информативных молекулярно-метаболических параметров с помощью дискриминантного анализа.
Материал и методы. Проведено ретроспективное исследование 632 мужчин из бесплодных супружеских пар двух этнических групп: европеоиды – на примере русских (n=407, средний возраст 29,9±5,3 лет) и монголоиды – на примере бурят (n=225, средний возраст 31,6±5,9 лет). Материалом для исследований служили эякулят, плазма, сыворотка крови и эритроцитарный гемолизат. В крови и эякуляте мужчин определяли продукты перекисного окисления липидов, параметры неферментативного и ферментативного звена антиоксидантной защиты, общую антиокислительную активность. Относительную длину теломерных повторов определяли в лейкоцитах периферической крови и сперматозоидах методом полимеразной цепной реакции.
Результаты. Активность глутатионпероксидазы в крови, относительная длина теломерных повторов в лейкоцитах крови и сперматозоидах являются информативными признаками для бесплодных и фертильных мужчин — как европеоидов, так и монголоидов. Отличительными информативными признаками для бесплодных и фертильных европеоидов являются активность глутатионпероксидазы в эякуляте и уровень диеновых конъюгатов в крови, тогда как у бесплодных и фертильных монголоидов – общая антиокислительная активность крови.
Заключение. Применение дискриминантного анализа позволило определить наиболее информативные молекулярно-метаболические параметры и составить уравнения линейной классификационной функции у мужчин с идиопатическим бесплодием в зависимости от их этнической принадлежности.
Annotation
Violations of male fertility are detected in 50% of cases and are often accompanied by changes in quantitative and qualitative indicators of ejaculate — a decrease in concentration, mobility and share of normal forms of spermatozoa. Biochemical and metabolic sperm indicators are determined in insufficient volume. Many authors rightly note that the personalized approach in the treatment of many pathological conditions is impossible without taking into account the individual characteristics of the body, including ethnic ones. Clear algorithms for conducting men from barren couples connecting diagnostics and treatment still do not exist, there are also practically no data on the characteristics of the metabolites of ejaculate and blood plasma, the parallel study of which, of course, is of interest. The purpose of the study is to identify the most informative molecular -metabolic parameters in men with idiopathic infertility of two ethnic groups using discriminant analysis.
Material and methods. A retrospective study was conducted by 632 men from infertile married couples of two ethnic groups: Caucasians — for the example of Russians (n = 407, average age 29.9 ± 5.3 years) and Mongoloids — for the example of Buryats (N = 225, average age 31.6 ± 5.9 years). The material for the studies was ejaculates, plasma, blood serum and erythrocytichemolysate. In the blood and ejaculate of men, the products of lipid peroxidation, the parameters of the non-enzymatic and enzymatic link of antioxidant protection, and total antioxidant activity were measured. The relative length of telomeric repetitions was determined in the leukocytes of peripheral blood and spermatozoa by polymerase chain reaction.
Results. Glutathione peroxidase activity in the blood, the relative length of telomeric repetitions in blood leukocytes and sperm are informative signs for barren and fertile men, both Caucasians and Mongoloids. Distinctive informative signs for barren and fertile Caucasians are glutathione peroxidase activity in the ejaculate and the level of diene conjugates in the blood, while in fruitless and fertile Mongoloids — the general antioxidant activity of the blood.
Conclusion. The use of discriminant analysis made it possible to determine the most informative molecular-metabolic parameters and compose equations of linear classification function in men with idiopathic infertility depending on their ethnicity.
Key words: men; idiopathic infertility; ethnic group; oxidative stress; relative length of telomeres
Список литературы
ЛИТЕРАТУРА
Камалов А.А., Божедомов В.А., Габбасова Л.А., Нестерова О.Ю., Драпкина О.М. Гендерные различия в здоровье, развитии болезней, продолжительности жизни и подходы к выбору технологий здоровье сбережения. Вестник Российской академии наук. 2025; 95(1): 75-85. DOI: 10.31857/S0869587325010079.
Божедомов В.А., Корнеев И.А., Липатова Н.А., Божедомова Г.Е., Камарина Р.А., Николаева М.А. и др. Референтные показатели базового анализа эякулята фертильных мужчин: российские региональные особенности (многоцентровое поперечное ретроспективное исследование). Урология.2023; 56: 48-56.
Божедомов В.А., Николаева М.А., Ушакова И.В., Божедомова Г.Е., Липатова Н.А., Камарина Р.Н. и др. Структура нарушений качества спермы у мужчин из бесплодных пар и алгоритм ведения таких пациентов в специализированных учреждениях третьего уровня. Акушерство и гинекология.2020; 11:159-67.
Камалов А.А., Габбасова Л.А., Нестерова О.Ю., Божедомов В.А., Драпкина О.М. Системы здоровьесбережения мужского населения: международный опыт программных решений. Урология.2024; 6: 125-33. DOI: 10.18565/urology.2024.6.125-132.
Курашова Н.А. Оценка репродуктивного потенциала мужского населения. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2014: 96(2): 104-9.
Павлов В.Н., Галимова Э.Ф., Терегулов Б.Ф., Кайбышев В.Т., Галимов Ш.Н. Молекулярные и метаболические аспекты мужского бесплодия. Вестник урологии. 2016; 2: 40-59. DOI: 10.21886/2308-6424-2016-0-2-40-59.
Овчинников Р.И. Мужское бесплодие, связанное с окислительным стрессом сперматозоидов: патогенез и терапевтический подход. Медицинский совет. 2022;16(5):46–53. DOI: 10.21518/2079-701X-2022-16-5-46-53.
Kurashova N.A., Dashiev B.G., Kolesnikov S.I., Kolesnikova L.I. Indicators of the lipid peroxidation-antioxidant protection system as important metabolic markers of reproductive potential in men. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021; 171(6): 685-90. DOI: 10.1007/s10517-021-05295-0.
Kurashova N.A., Dashiev B.G., Kolesnikov S.I., Kolesnikova L.I. Oxidative stress, telomere length and telomerase activity in spermatogenesis disorders (review of scientific activity). Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2023; 176(2): 115-22. DOI: 10.1007/s10517-024-05979-3.
Wagner H., Cheng J.W., Ko E.Y. Role of reactive oxygen species in male infertility: an updated review of literature. Arab. J. Urol. 2017; 16(1): 35-43. DOI: 10.1016/j.aju.2017.11.001.
Семенова Н.В., Лесная А.С., Мадаева И.М., Никитина О.А., Колесникова Л.И. Оценка вклада глутатионовой системы и продуктов окисления биомолекул в состояние свободнорадикального гомеостаза у женщин двух этнических групп с инсомнией. Сибирский научный медицинский журнал. 2023; 43(5): 95-101. DOI: 10.18699/SSMJ20230509.
Darenskaya M.A., Rychkova L.V., Kolesnikov S.I., Semenova N.V., Nikitina O.A., Brichagina A.S. et al. Biochemical status of obese male adolescents of different ethnicity: discriminant analysis in the identification of the most informative indicators. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2022; 173(4): 459-63. DOI: 10.1007/s10517-022-05579-z.
Semenova N.V., Brichagina A.S., Madaeva I.M., Kolesnikova L.I. Enzymatic component of the glutathione system in russian and buryat women depends on the menopausal phase. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2022; 58(4): 971-8. DOI: 10.1134/S0022093022040032.
Kolesnikova L.I., Kolesnikov S.I., Kurashova N.A., Osadchuk L.V., Osadchuk A.V., Dolgikh M.I. et al. Reproductive health and peculiarities of lipid peroxidation–antioxidant defense system in men of the main ethnic groups of the Baikal region. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015; 160(1): 32-4. DOI: 10.1007/s10517-015-3091-6.
Курашова Н.А., Дашиев Б.Г., Колесникова Л.И. Этнические особенности антиоксидантного статуса у мужчин с бесплодием. Экология человека. 2022;10: 699-707. DOI: 10.17816/humeco105642.
Колесникова Л.И., Курашова Н.А., Гребенкина Л.А., Лабыгина А.В., Сутурина Л.В., Дашиев Б.Г. и др. Метаболические аспекты нарушения репродуктивного здоровья у мужчин. В сборнике: Мужское здоровье. Сборник научных трудов VII Российского конгресса с международным участием. 2011; 277-8.
Волчегорский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Г., Лифшиц Р.И. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах крови. Вопросы медицинской химии. 1989; 35(1): 127-31.
Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой. Вопросы медицинской химии. 1987; 1: 118-22.
Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О., Комаров О.С., Владимиров Ю.А. Оценка антиокислительной активности плазмы крови с применением желточных липопротеидов. Лабораторное дело. 1988; 5: 59-62.
Черняускене Р.Ч., Варшкявичене З.З., Грибаускас П.С. Одновременное определение концентраций витаминов Е и А в сыворотке крови. Лабораторное дело. 1984; 6: 362-5.
Hissin P.J., Hilf R. Fluorometric method for determination of oxidized and reduced glutathione in tissues. Analytical Biochemistry. 1976; 74: 214-26.
Misra H.P., Fridovich I. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J. Biol. Chem. 1972; 247: 3170-5.
Медицинские лабораторные технологии: справочник: в 2 т. А.И. Карпищенко, ред. 2-е изд., перераб. и доп. СПб: Интермедика; 2002.
Курашова Н.А., Дашиев Б.Г., Колесников С.И., Колесникова Л.И. Относительная длина теломер лейкоцитов как возможный биомаркер мужского идиопатического бесплодия. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2025; 180 (7): 109-13. DOI: 10.47056/0365-9615-2025-180-7-109-113.
Михалевич И.М., Юрьева Т.Н. Дискриминантный анализ в медико-биологических исследованиях (с применением пакета прикладных программ STATISTICA 6.1): пособие для врачей. Иркутск: ИГМАПО; 2015.
Загарских Е.Ю., Лабыгина А.В., Курашова Н.А. Опыт лечения нормогонадотропного бесплодия у мужчин. Урология. 2014; 5: 87-9.
Agarwal A., Parekh N., Selvam Panner M.K., Henkel R., Shah R., Homa S.T. et al. Male oxidative stress infertility (MOSI): proposed terminology and clinical practice guidelines for management of idiopathic male infertility. World J. Mens Health. 2019; 37:296–312. DOI: 10.5534/wjmh.190055.
Thilagavathi J., Kumar M., Mishra S.S., Venkatesh S., Kumar R., Dada R. Analysis of sperm telomere length in men with idiopathic infertility. Arch. Gynecol. Obstet. 2013; 287 (4): 803-7. DOI: 10.1007/s00404-012-2632-8.
Moazamian A., Gharagozloo P., Aitken R.J., Drevet J.R. Oxidative stress and reproductive function: Sperm telomeres, oxidative stress, and infertility. Reproduction. 2022; 164(6): F125-F133. DOI: 10.1530/REP-22-0189.
Tahamtan S., Tavalaee M., Izadi T., Barikrow N., Zakeri Z., Lockshin R.A. et al. Reduced sperm telomere length in individuals with varicocele is associated with reduced genomic integrity. Scientific Reports. 2019; 9(1): 4336. DOI: 10.1038/S41598-019-40707-2.
Chabory E., Damon C., Lenoir A., Henry-Berger J., Vernet P., Cadet R. et al. Mammalian glutathione peroxidases control acquisition and maintenance of spermatozoa integrity. J. Anim. Sci. 2010; 88: 1321-31.
Колесникова Л. И., Даренская М. А., Гребенкина Л. А., Сутурина Л.В., Лабыгина А.В, Семёнова Н.В. и др. Особенности состояния антиоксидантной системы у здоровых лиц основных этнических групп Прибайкалья. Вопросы питания. 2012; 81(3): 46-51.
REFERENCES
Kamalov А.А., Bozhedomov V.А., Gabbasova L.А., Nesterova О.Yu., Drapkina О.M. Gender differences in health, disease development and life expectancy and approaches to the choice of health-saving technologies Vestnik Rossiyskoy akademii nauk. 2025; 95(1): 75-85. DOI: 10.31857/S0869587325010079. (in Russian)
Bozhedomov V.A., Korneev I.A., Lipatova N.A., Bozhedomova G.E., Kamarina R.A., Nikolaeva M.A. et al. Reference values for basic ejaculate analysis from fertile men: Russian regional characteristics (multicenter cross-sectional retrospective study). Urologiya. 2023; 5: 48-56. (in Russian)
Bozhedomov V.A., Nikolaeva M.A., Ushakova I.V. Bozhedomova G.E., Lipatova N.A., Kamarina R.N. et al. Structure of defects in sperm quality in men in the infertile couples and the algorithm for their management in level 3 healthcare facilities. Akusherstvo i ginekologiya. 2020; 11: 159-67. (in Russian)
Kamalov A.A., Gabbasova L.A., Nesterova O.Yu., Bozhedomov V.A., Drapkina O.M. Men’s health preservation: gender-specific features of disease prevention and choice of program solutions. Urologiya. 2024; 6: 125-33. DOI: 10.18565/urology.2024.6.125-132. (in Russian)
Kurashova N.A. Assessment of the reproductive potential of the male population. Byulleten` Vostochno-Sibirskogo nauchnogo tsentra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk.2014; 2(96): 104-9. (in Russian)
Pavlov V.N., Galimova E.F., Teregulov B.F., Kaybishev V.T., Galimov Sh.N. Molecular and metabolic aspects of male infertility. Vestnik urologii. 2016; 2: 40-59. DOI: 10.21886/2308-6424-2016-0-2-40-59. (in Russian)
Ovchinnikov R.I. Male infertility associated with oxidative stress of spermatozoa: pathogenesis and therapeutic approach. Meditsinskiy sovet. 2022; 16(5): 46–53. DOI: 10.21518/2079-701X-2022-16-5-46-53. (in Russian)
Kurashova N.A., Dashiev B.G., Kolesnikov S.I., Kolesnikova L.I. Indicators of the lipid peroxidation-antioxidant protection system as important metabolic markers of reproductive potential in men. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2021; 171(6): 685-90. DOI: 10.1007/s10517-021-05295-0.
Kurashova N.A., Dashiev B.G., Kolesnikov S.I., Kolesnikova L.I. Oxidative stress, telomere length and telomerase activity in spermatogenesis disorders (review of scientific activity). Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2023; 176(2): 115-22. DOI: 10.1007/s10517-024-05979-3.
Wagner H., Cheng J.W., Ko E.Y. Role of reactive oxygen species in male infertility: an updated review of literature. Arab. J. Urol. 2017; 16(1): 35-43. DOI: 10.1016/j.aju.2017.11.001.
Semenova N.V., Lesnaya A.S., Madaeva I.M., Nikitina O.A., Kolesnikova L.I. Assessment of the glutathione system and the biomolecules oxidation products contribution to the state of free radical homeostasis in women of two ethnic groups with insomnia. Sibirskiy nauchnyi meditsinskiy zhurnal. 2023; 43(5): 95-101. DOI: 10.18699/SSMJ20230509. (in Russian)
Darenskaya M.A., Rychkova L.V., Kolesnikov S.I., Semenova N.V., Nikitina O.A., Brichagina A.S. et al. Biochemical status of obese male adolescents of different ethnicity: discriminant analysis in the identification of the most informative indicators. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2022; 173(4): 459-63. DOI: 10.1007/s10517-022-05579-z.
Semenova N.V., Brichagina A.S., Madaeva I.M., Kolesnikova L.I. Enzymatic component of the glutathione system in russian and buryat women depends on the menopausal phase. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2022; 58(4): 971-8. DOI: 10.1134/S0022093022040032.
Kolesnikova L.I., Kolesnikov S.I., Kurashova N.A., Osadchuk L.V., Osadchuk A.V., Dolgikh M.I.et al. Reproductive health and peculiarities of lipid peroxidation–antioxidant defense system in men of the main ethnic groups of the Baikal region. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2015; 160(1): 32-4. DOI: 10.1007/s10517-015-3091-6.
15. Kurashova N.A., Dashiev B.G., Kolesnikova L.I. Ethnic characteristics of antioxidant status in men with infertility. Ekologiya cheloveka. 2022; 10: 699-707. DOI: 10.17816/humeco105642. (in Russian)
Kolesnikova L.I., Kurashova N.A., Grebenkina L.A., Labygina A.V., Suturina L.V., Dashiev B.G. et al. Metabolic aspects of re-productive health disorders in men [V sbornike: Muzhskoezdorov’e. Sbornik nauchnykh trudov VII Rossiyskogo kongressa s mezhdunarodnym uchastiem]. 2011: 277-8. (in Russian)
Volchegorsky I.A., Nalimov A.G., Yarovinsky B.G., Lifshits R.I. Comparison of different approaches to determining lipid peroxidation products in heptane-isopropanol blood extracts. Voprosy meditsinskoy khimii. 1989; 35(1): 127-31. (in Russian)
Gavrilov V.B., Gavrilova A.R., Mazhul L.M. Analysis of methods for determining lipid peroxidation products in blood serum using the thiobarbituric acid test. Voprosy meditsinskoy khimii. 1987; 1: 118-22. (in Russian)
Klebanov G.I., Babenkova I.V., Teselkin Yu.O., Komarov O.S., Vladimirov Yu.A. Assessment of the antioxidant activity of blood plasma using yolk lipoproteins. Laboratornoe delo. 1988; 5: 59-62. (in Russian)
Cherniauskene R.Ch., Varshkiaviche Z.Z., Gribauskas P.S. Simultaneous determination of the concentrations of vitamins E and A in blood serum. Laboratornoe delo. 1984; 6: 362-5. (in Russian)
Hissin P.J., Hilf R. Fluorometric method for determination of oxidized and reduced glutathione in tissues. Analytical Biochemistry. 1976; 74: 214-26.
Misra H.P., Fridovich I. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J. Biol. Chem. 1972; 247: 3170-5.
Medical Laboratory Technologies: Handbook: in 2 vol. A.I. Karpishchenko., ed. 2nd ed., revised and expanded. St. Petersburg: Intermedika; 2002. (in Russian)
Kurashova N.A., Dashiev B.G., Kolesnikov S.I., Kolesnikova L.I. The relative length of the telomeres of leukocytes as a possible biomarker of male idiopathic infertility. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny. 2025; 180 (7): 109-13. DOI: 10.47056/0365-9615-2025-180-7-109-113. (in Russian)
Mikhalevich I.M., Yurieva T.N. Discriminant analysis in medical and biological research (Using the STATISTICA 6.1 Application Package): A guide for physicians. Irkutsk: IGMAPO; 2015. (in Russian)
Zagarskih E.Yu., Labygina A.V., Kurashova N.A. Experience in the treatment of normogonadotropic infertility in men. Urologiya. 2014; 5: 87-9. (in Russian)
Agarwal A., Parekh N., Selvam Panner M.K., Henkel R., Shah R., Homa S.T. et al. Male oxidative stress infertility (MOSI): proposed terminology and clinical practice guidelines for management of idiopathic male infertility. World J. Mens Health. 2019; 37: 296–312. DOI: 10.5534/wjmh.190055.
Thilagavathi J., Kumar M., Mishra S.S., Venkatesh S., Kumar R., Dada R. Analysis of sperm telomere length in men with idiopathic infertility. Arch. Gynecol. Obstet. 2013; 287 (4): 803-7. DOI: 10.1007/s00404-012-2632-8.
Moazamian A., Gharagozloo P., Aitken R.J., Drevet J.R. Oxidative stress and reproductive function: Sperm telomeres, oxidative stress, and infertility. Reproduction. 2022; 164(6): F125-F133. DOI: 10.1530/REP-22-0189.
Tahamtan S., Tavalaee M., Izadi T., Barikrow N., Zakeri Z., Lockshin R.A. et al. Reduced sperm telomere length in individuals with varicocele is associated with reduced genomic integrity. Scientific Reports. 2019; 9(1): 4336. DOI: 10.1038/S41598-019-40707-2.
Chabory E., Damon C., Lenoir A., Henry-Berger J., Vernet P., Cadet R. et al. Mammalian glutathione peroxidases control acquisition and maintenance of spermatozoa integrity. J. Anim. Sci. 2010; 88: 1321-31.
Kolesnikova L.I., Darenskaya M.A., Grebenkina L.A., Suturina L.V., Labygina A.V., Semenova N.V. et al. State features of the antioxidant system at healthy people of the basic ethnic groups of Baikal lake. Voprosy pitaniya. 2012; 81(3): 46-51.(in Russian)