Хранение спермы вызывает ее старение

Хранение спермы вызывает ее старение

доказательства вредного воздействия хранения спермы на различные результаты

Клаус Райнхардт (Klaus Reinhardt)

Шиничи Накагава (Shinichi Nakagawa), Университет Альберты, Канада, Клаус Райнхардт (Klaus Reinhardt), Технический университет Дрездена, Германия, Криш Сангхви (Krish Sanghvi), Ребекка Дин (Rebecca Dean), Ирем Сепил (Irem Sepil), Регина Вега-Трехо (Regina Vega-Trejo), Оксфордский университет, Великобритания "Хранение спермы вызывает ее старение у людей и животных", "Труды Королевского общества B: Биологические науки" (Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences), 293(2067), март 2026 г.

Шиничи Накагава (Shinichi Nakagawa)

1. Введение
В животном мире самцы хранят зрелые сперматозоиды в течение длительного времени между сперматогенезом и эякуляцией, в то время как самки, осуществляющие внутреннее оплодотворение, делают это между спариванием и оплодотворением. Например, самцы некоторых видов летучих мышей, саламандр и лягушек хранят зрелую сперму в течение многих месяцев спячки, в то время как королевы перепончатокрылых и самки некоторых рептилий хранят сперму в течение многих лет. У самцов половой покой разделяет производство спермы и ее доставку, позволяя сперме накапливаться, тем самым снижая риск дефицита спермы во время спаривания. У самок хранение спермы снижает затраты на повторное спаривание, поддерживает выбор места откладки яиц, облегчает конкуренцию сперматозоидов и скрытый выбор самки, а также предотвращает дефицит спермы, когда самцов мало. Однако хранение у самцов или самок может привести к временному ухудшению функции отдельных сперматозоидов (постмейотическое старение сперматозоидов (ПМСС)), что потенциально может повлиять на успех оплодотворения и результаты после оплодотворения.

Ребекка Дин (Rebecca Dean)

Оценка общей степени старения спермы во время хранения требует синтеза данных по таксонам и обоим полам, сочетания теории из биомедицинской и эволюционной областей и учета различных модераторов для объяснения наблюдаемых закономерностей. В данном исследовании мы проводим метаанализ данных по людям и животным с целью достижения трех целей: (i) задокументировать влияние хранения спермы in vivo на сперматозоид и репродуктивные результаты; (ii) оценить влияние различных модераторных переменных, в частности, пола человека, хранящего сперму, типа отбора проб и продолжительности хранения спермы; и (iii) сравнить влияние хранения спермы на сперматогенез и результаты после оплодотворения.

Ирем Сепил (Irem Sepil)

2. Материалы и методы
Мы провели и представили наш мета-анализ в соответствии с рекомендациями PRISMA-EcoEvo и выполнили все статистические анализы с использованием R версии 4.1.2. Мы проводили поиск, отбор и анализ исследований на людях и животных отдельно, учитывая существенные биологические и методологические различия между двумя типами исследований, а также потому, что исследований на людях было значительно больше.

(а) Протокол поиска
Мы сгенерировали соответствующие поисковые строки для поиска релевантных статей отдельно для исследований на людях и животных, основываясь на часто используемых словах, найденных в аннотациях и ключевых словах предыдущих исследований по этой теме. Для получения исследований на людях мы использовали SCOPUS и Web of Science по состоянию на 26 января 2024 года. Мы также провели обратный и прямой поиск статей, используя шесть систематических обзоров по мужскому сексуальному воздержанию, и выявили еще два исследования из других источников. Для поиска исследований на животных мы использовали базы данных SCOPUS и Web of Science по состоянию на 21 сентября 2021 года и 12 октября 2022 года соответственно, а также провели обратный поиск с использованием 11 релевантных обзоров. Для исследований на животных мы дополнительно включили восемь исследований, выявленных из других источников. После удаления дубликатов мы получили 1069 исследований на людях и 7559 исследований на животных. Аннотации этих исследований были проанализированы для оценки их релевантности для нашего метаанализа.

(b) Критерии отбора
Аннотации исследований на людях и животных оценивались с использованием заранее определенных критериев включения и исключения с помощью программного обеспечения Rayyan. В результате отборавыявлено 315 релевантных исследований на людях и 177 на животных, которые впоследствии были подвергнуты полнотекстовому анализу.

В ходе полнотекстового анализа дополнительно исключили исследования, которые: хранили/старили сперму in vitro или ex vivo (т. е. вне живых особей путем криоконсервации или в среде); касались несвязанных тем (например, приоритет спермы, воздержание от алкоголя); не включали вариации или манипуляции с продолжительностью хранения спермы; имели неясные экспериментальные схемы; измеряли признаки без четкой связи с характеристиками спермы или результатами после оплодотворения; и не имели достаточных данных для расчета размеров эффекта.

(c) Сбор данных
Для исследования влияния хранения спермы мы собрали данные о средних значениях, стандартных отклонениях или стандартных ошибках и размерах выборки отдельных особей для каждой группы/варианта хранения спермы. В исследованиях на людях все данные были сосредоточены на хранении спермы у мужчин из-за отсутствия исследований хранения спермы у женщин, и наши размеры выборки основывались на количестве отобранных самцов. В исследованиях на животных размер выборки соответствовал количеству особей того пола, которые хранили сперму.

Для изучения влияния модераторов мы собрали данные по различным биологическим и методологическим переменным из включенных исследований. Для исследований на людях это были: страна, признак, состояние здоровья мужчин, диапазон продолжительности хранения спермы и метод отбора проб (продольный, полупродольный или поперечный). Для исследований на животных наши модераторы включали: вид; таксономический класс; признак; Диапазон продолжительности хранения спермы; пол особи, хранящей сперму; метод отбора проб и тип популяции (лабораторная, в неволе, дикая или домашняя). Кроме того, собрали данные о максимальной продолжительности жизни включенных видов животных.

В целом, метаанализ содержал данные о том, как хранение спермы влияет на 3 основных результата: (i) внутриклеточное качество спермы (т.е. окислительный стресс и качество ДНК), которое отражает механизмы повреждения спермы; (ii) характеристики спермы (т.е. подвижность, скорость, жизнеспособность, морфология, успех оплодотворения), которые отражают результаты хранения спермы в течение одного поколения; (iii) результаты после оплодотворения (т.е. качество эмбриона или потомства), которые отражают результаты хранения спермы в течение нескольких поколений.

3. Результаты
Мы получили 453 показателя величины эффекта из 115 исследований, охватывающих не менее 54 889 уникальных мужчин из 31 страны, о том, как хранение спермы у мужчин влияет на сперматозоидную функцию, внутриклеточное качество спермы и результаты после оплодотворения. Мы также получили 235 показателей величины эффекта из 56 исследований, охватывающих 30 видов животных, о том, как хранение спермы у самцов или самок нечеловеческих животных влияет на репродуктивные результаты.

(а) Люди
Хранение спермы оказало слабое, но статистически значимое отрицательное влияние на общие результаты у мужчин. Подвижность и жизнеспособность сперматозоидов значительно снижались, в то время как повреждение ДНК сперматозоидов и окислительный стресс значительно ухудшались во время хранения. Качество эмбрионов, частота оплодотворения, скорость и морфология сперматозоидов существенно не изменялись. Важно отметить, что исследования, в которых одни и те же мужчины отбирались в течение длительного времени, выявили более серьезные последствия хранения спермы, чем поперечные исследования, где разные когорты мужчин представляли разные периоды хранения.

(b) Животные
Здесь также хранение спермы привело к значительному, умеренному общему ухудшению. Несмотря на то, что средний размер эффекта по всем показателям был более отрицательным для женщин, чем для мужчин, эта разница не была статистически значимой, и хранение спермы оказывало негативное воздействие на оба пола. Жизнеспособность сперматозоидов, скорость, подвижность, морфология, успешность оплодотворения и качество эмбрионов подвергались негативному воздействию. Повреждение ДНК сперматозоидов, окислительный стресс и качество потомства существенно не изменились. Как диапазон абсолютной (напрямую из исследования), так и относительной (по продолжительности жизни вида) продолжительности хранения спермы существенно негативно повлиял на результаты. Важно отметить, что более длительное хранение спермы было более вредным для самцов, чем для самок, тогда как более короткое хранение спермы было более вредным для самок, чем для самцов. Условия содержания популяции существенно не влияли на результаты, несмотря на то, что лабораторные животные испытывали больше негативных последствий, чем дикие, содержащиеся в неволе или домашние животные.

4. Обсуждение
Длительное хранение спермы у самцов и самок часто встречается в животном мире. Несмотря на это, удивительно мало существует количественного анализа механизмов повреждения спермы во время хранения или того, как хранение влияет на ее характеристики, включая успех оплодотворения или результаты после оплодотворения. Наш метаанализ выявил значимые, но слабые (у мужчин) и умеренные (у животных) доказательства вредного воздействия хранения спермы на различные результаты.

19.04.2026