به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که چگونه استرس تحرک اسپرم را از طریق تغییرات میتوکندری و تغییرات اپی‌ژنتیک افزایش می‌دهد. در مطالعه‌ای که اخیراً در نشریه Nature Communications منتشر شده است، محققان اثرات استرس درک شده بر تحرک و بلوغ اسپرم را بررسی کردند. استرس باعث افزایش تحرک اسپرم در انسان پس از دو تا سه ماه شد. در موش‌ها، استرس باعث تنظیم ژن دیفرانسیل می‌شود و ترکیب وزیکول خارج سلولی (EV) را تغییر می‌دهد که متعاقباً منجر به تغییر فعالیت و تحرک میتوکندری اسپرم می‌شود.

استرس و باروری

استرس بر تناسب اندام باروری طولانی مدت تأثیر می‌گذارد. با این حال، مکانیسم‌های سلولی و مولکولی زیربنایی مسئول تأثیر استرس بر باروری نامشخص است. شواهد نشان می‌دهد که استرس طولانی مدت باعث آلوستاز می‌شود، فرآیندی که در آن تغییرات ناشی از استرس در عملکرد سلولی پس از پایان استرس ادامه می یابد. در واقع آلوستاز یک مکانیسم فیزیولوژیکی تنظیم است که در آن ارگانیسم مصرف انرژی خود را بر اساس نیازهای محیطی پیش بینی و تنظیم می‌کند. مفهوم آلوستاز تمرکز را از بدن و حفظ یک نقطه تنظیم داخلی سفت و سخت، مانند هموستاز، به توانایی و نقش مغز برای تفسیر استرس محیطی و هماهنگ کردن تغییرات در بدن تغییر می‌دهد. با استفاده از انتقال دهنده‌های عصبی، هورمون‌ها و سایر مکانیسم‌های سیگنالینگ. اعتقاد بر این است که آلوستاز نه تنها در پاسخ به استرس بدن و سازگاری با استرس مزمن نقش دارد. همچنین ممکن است در تنظیم سیستم ایمنی و همچنین در ایجاد بیماری‌های مزمن مانند فشار خون بالا و دیابت نقش داشته باشد. سلول‌های اپیتلیال اپیدیدیم (EECs) در مردان فاکتورها و EV‌های حامل محموله ترشح می‌کنند که برای بلوغ اسپرم حیاتی هستند. تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که تغییرات ناشی از استرس در EV‌های ترشح شده توسط EEC بر ترکیب و باروری اسپرم تأثیر می‌گذارد. گیرنده گلوکوکورتیکوئیدی (GR)، که مرکزی برای پاسخ‌های استرس است، بر فرآیندهای میتوکندری و رونویسی تأثیر می‌گذارد.(گیرنده گلوکوکورتیکوئید که با نام NR3C1 هم شناخته می‌شود، یک گیرنده است که کورتیزول و سایر گلوکوکورتیکوئیدها بدان اتصال می یابند.
این گیرنده تقریباً در تمامی سلول‌های بدن موجود است و ژن‌های کنترل کننده رشد، سوخت وساز و پاسخ ایمنی را تنظیم می‌کند. از آنجایی ژن تولیدکننده این گیرنده، به چندین صورت گوناگون بیان می‌شود، این گیرنده اثرات چندگانه ای در نقاط مختلف بدن از خود نشان می‌دهد.) در مطالعه حاضر، محققان بررسی می‌کنند که چگونه استرس عملکرد اسپرم را از طریق مسیرهای متابولیک و میتوکندری، به ویژه شامل GRs تغییر می‌دهد. محققان همچنین اثرات استرس درک شده قبلی بر تحرک اسپرم در مردان را بررسی کردند.

در مورد مطالعه

در مجموع 34 مرد سالم بین 18 تا 35 سال از دانشگاه کلرادو و منطقه متروپولیتن دنور با استفاده از رسانه‌های اجتماعی و آگهی‌ها استخدام شدند. شرکت کنندگان در مطالعه از نظر سابقه پزشکی غربالگری شدند و بر اساس معیارهای خاصی از جمله مصرف داروهای روانگردان، سوء مصرف مواد و ناهنجاری‌های اسپرم از مطالعه خارج شدند. همه شرکت‌کنندگان ارزیابی‌ها، از جمله مقیاس استرس درک شده (PSS) را تکمیل کردند و نمونه‌های مایع منی را پس از یک دوره پرهیز دو روزه ارائه کردند. نمونه‌های منی بر اساس توصیه‌های سازمان بهداشت جهانی (WHO) پردازش شدند و با استفاده از یک دستگاه آنالیز اسپرم به کمک کامپیوتر آنالیز شدند. مدل سازی با اثرات مختلط برای ارزیابی ارتباط بین سرعت اسپرم و استرس درک شده قبلی مورد استفاده قرار گرفت. برای آزمایش‌های آزمایشگاهی، سلول‌های اپیتلیال اپیدیدیم دیستال کاپوت موش (DC2) کشت داده شدند و با کورتیکوسترون تیمار شدند. اسپرم و EVs از موش‌های نر جدا و به صورت همزمان انکوبه شدند. جداسازی زیر اهداف و رهاسازی با استفاده از نوکلئاز (CUT&RUN) و اسید ریبونوکلئیک (RNA) برای مطالعه بیان ژن و تغییرات کروماتین انجام شد. تنفس سنجی برای ارزیابی میزان مصرف اکسیژن در سلول‌های DC2 و اسپرم انجام شد. فعالیت آنزیم کمپلکس I برای ارزیابی عملکرد میتوکندری اندازه گیری شد. ایمونوبلات وسترن برای تجزیه و تحلیل پروتئین استفاده شد، در حالی که میکروسکوپ الکترونی عبوری تجسم ساختارهای میتوکندری را ارائه کرد. کور کردن و تصادفی سازی هم در مطالعات همگروهی انسانی و حیوانات آزمایشگاهی برای کاهش سوگیری استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از ابزارهای مختلف بیوانفورماتیک و روش‌های آماری استفاده شد.

یافته‌های مطالعه

حجم، غلظت و تحرک اسپرم در انسان تغییر معنی داری نداشت. PSS در سه ماه قبل از جمع آوری اسپرم با میانگین سرعت مسیر (VAP)، سرعت منحنی (VCL) و سرعت خط مستقیم (VSL) ارتباط مثبت داشت. PSS بالاتر در این نقطه زمانی با افزایش معیارهای تحرک اسپرم ارتباط داشت، در حالی که PSS در زمان جمع آوری و دو ماه قبل تفاوت معنی داری نداشت. در شرایط آزمایشگاهی، بیش از نیمی از محل‌های اتصال H3K27me3، یک سرکوب‌کننده رونویسی پاسخ‌دهنده به استرس، در نزدیکی پروموترهای ژن قرار داشتند، با 7282 منطقه که تغییراتی در H3K27me3 نشان می‌داد. مکآن‌های اتصال به ژن‌های دخیل در سازمان‌دهی و متابولیسم میتوکندری مرتبط بودند، بنابراین نشان می‌دهد که استرس قبلی ممکن است بر بلوغ اسپرم از طریق تغییرات مداوم در تنظیم ژن تأثیر بگذارد. در مجموع 11 ماژول ژن و 272 ژن با بیان متفاوت شناسایی شدند که ماژول مربوط به عملکرد میتوکندری به شدت با درمان قبلی کورتیکوسترون ارتباط دارد. درمان کورتیکوسترون باعث کاهش تنفس میتوکندری پایه و تولید آدنوزین تری فسفات (ATP) در EECs شد در حالی که فراساختار ارتدوکس میتوکندری را افزایش داد. تغییرات در محلی سازی GR، همراه با کاهش GR هسته ای، افزایش GR میتوکندری، و تنفس اسپرم تغییر یافته مشاهده شد. تزریق سوبسترا نشان‌دهنده کاهش تنفس برای بسترهای کمپلکس I در EECs پس از کورتیکوسترون بود. EV‌ها از EEC‌های تحت درمان با کورتیکوسترون کوچکتر بودند و میزان تنفس میتوکندری اسپرم و میزان تولید ATP را افزایش دادند. قرار گرفتن در معرض EV‌ها از EEC‌های تحت درمان با کورتیکوسترون، پارامترهای تحرک اسپرم، از جمله سرعت منحنی، VAP، و VSL را افزایش داد، بدون اینکه بر درصد حرکت کلی تأثیر بگذارد.

نتیجه گیری

یافته‌های مطالعه نشان می‌دهد که یک ارتباط وابسته به زمان بین استرس درک شده قبلی و عملکردهای مهم اسپرم وجود دارد. EVها همچنین به عنوان ارتباطات بین سلولی مهم با کاربردهای درمانی بالقوه برای تقویت عملکرد اسپرم شناسایی شدند. چندین فرآیند مولکولی مهم دیگر به آلوستاز، به ویژه تغییرات میتوکندریایی و اپی ژنتیکی ناشی از استرس مرتبط بودند. در مجموع، این مشاهدات نشان می‌دهد که مدیریت استرس می‌تواند یک جزء حیاتی در بهبود نتایج باروری در مردان باشد، بنابراین بر نیاز به یک رویکرد جامع در ارزیابی‌ها و درمان‌های  باروری تاکید می‌کند.

پایان مطلب./