Časopis ženských lékařů  G Y N E K O L O G - www.gyne.cz - email: info@gyne.cz

Význam seminální fruktózy při snížené plodnosti u mužů, Vliv na fertilizaci

Significance of seminal fructose in decreased men fertility, influence on fertilization

Pavelková-Seifertová P., Ulčová-Gallová Z., Balvín M.**, Netrvalová L., Panzner P.*, Rokyta Z.

Gynekologicko-porodnická klinika LF UK a FN v Plzni, přednosta doc. MUDr. Z. Rokyta, CSc.

* Ústav klinické imunologie a alergologie LF UK a FN v Plzni, přednosta doc. MUDr. P. Panzner, CSc.

** Ústav soudního lékařství FN a LF UK v Plzni, přednosta doc. MUDr. Kvapilová, CSc.

SOUHRN

Cíl studie: Hladina fruktózy v seminální plasmě patří ke standardním faktorům zjišťovaným při vyšetření lidského ejakulátu.Cílem studie bylo najít případnou souvislost mezi kvalitou spermiogramu,  hladinou spermaglutinačních protilátek a množstvím fruktózy v seminální plasmě.Současně byl sledován vývoj hladin fruktózy v seminální plasmě při kortikoterapii.

Metodika:         Ke stanovení hladin fruktózy byla použita Foremanova a Roeova modifikace Seliwanoffova barevného testu s resorcinolem, ke stanovení množství spermaglutinačních protilátek pak Fribergův mikroglutinační test a MAR-test.

Výsledky: Z 333  vyšetřených vzorků byla snížená hladina fruktózy nalezena v 27 případech, zvýšená hladina pak v 71 případech. Současně se sníženou hladinou fruktózy byla v 8 případech nalezena zvýšená hladina spermaglutinačních protilátek, ve 2 případech současně patologický spermiogram. Při zvýšené hladině fruktózy byla ve 26 případech nalezena zvýšená hladina spermaglutinačních protilátek, patologický spermiogram v 11 případech. V průběhu kortikoterapie došlo ke změnám v hladině spermaglutinačních protilátek a v hladině seminální fruktózy, vlastní kvalita spermiogramu se během léčby neměnila.

Závěr: Za nejnižší fyziologickou hladinu je považováno 1200mg fruktózy v 1ml seminální plasmy. Význam fruktózy spočívá především v energetické podpoře motility spermií a jejich enzymatického vybavení, v neposlední řadě se též uplatňuje v rámci fertilizace při kapacitaci spermií. Jako příliš vysoká se jeví hladina fruktózy přibližně od 6000mg/ml seminální plasmy, kdy se pravděpodobně začíná projevovat  inhibiční vliv monosacharidů na kapacitaci spermií. V průběhu celkové imunomodulace pak u léčených mužů kromě poklesu hladiny spermaglutinačních protilátek dojde i ke snížení hladiny fruktózy, a tím k odstranění této inhibice, výsledkem je pak úspěšná fertilizace. 

Klíčová slova: fruktóza – spermaglutinační protilátky – spermiogram

SUMMARY

Objective:         The aim of this study was to find the concentration of fructose in seminal plasma in correlation with the character of spermiogrammes and the level of spermagglutinating antibodies. There were the changes of fructose levels during immunosuppression by Prednison in decreased doses.

Methods: The colour test with resorcinol according to Seliwanoff, modified by Roe and Foreman was used for detection of fructose. Spermagglutinating antibodies were examined by the tray agglutinating and by the mixed antiglobulin reaction tests

Results:  There was examined 333 samples of seminal plasma of various patients from infertile couples. Significant decreased levels of fructose was found in 27 cases, in 2 of them connected with pathologic spermiogrammes at the same time, in 8 of them with increased levels of spermagglutinating antibodies. Increased level of fructose was found in 71 cases, in 26 of them with increased level of spermagglutinating antibodies, in 11 of them with pathologic spermiogramme. The levels of spermagglutinating antibodies were mostly decreasing during the corticotherapy, the fructose levels also decreased, but the quality of spermiogramme of observed men did not change during the therapy.

Conclusion: The lowest physiological level of fructose is about 1200mg per 1ml of seminal plasma. Main role of fructose in semen concerns on energetic function for sperm motility and enzymatic provision, there appears to be important the role of fructose in capacitation of spermatozoa during the fertilization.

The level of fructose from about 6000mg per 1ml of seminal plasma appears to be as too high, when the inhibiting influence of monosacharides to spermatozoa-capacitation comes. The level of spermagglutinating antibodies and even the level of fructose comes down during the decreased total imunomodulation, which eliminates its inhibition and leads to successful fertilization.

Key words: fructose – spermagglutinating antibodies - spermiogram

Úvod

Hladina fruktózy v seminální plasmě patří ke standardním faktorům zjišťovaným při vyšetření spermiogramu, za dolní fyziologickou hranici je ještě považováno množství 1200mg/ml seminální plasmy, horní hranice zatím nebyla stanovena. Při snížené plodnosti nacházíme u mužů kromě patologických spermiogramů  také přítomnost různých typů protilátek, např. spermaglutinačních, spermie shlukujících.

Cílem studie bylo zjistit, zda existuje souvislost mezi kvalitou spermiogramu,  hladinou spermaglutinačních protilátek a množstvím fruktózy v seminální plasmě. Současně byl sledován vývoj hladin fruktózy v seminální plasmě u těch mužů, kteří v Poradně pro  imunologii reprodukce při Gynekologicko-porodnické klinice LF UK a FN v Plzni  podstupují terapii Prednisonem v sestupných dávkách z důvodu imunologické příčiny snížené plodnosti, tj. vysokých hladin protilátek proti spermiím.

Metodika, soubor

Ke stanovení hladin fruktózy v tělních tekutinách lze obecně využít různé metody (např.1,2,4,6), v této studii byl použit jeden z dříve nejpoužívanějších barevných testů dle Seliwanoffa (6), v modifikaci dle Roea (4) a Foremana (1). Při určování přítomnosti a množství spermaglutinačních protilátek se u nás i v zahraničí běžně používá např. Fribergova mikroaglutinačního testu (např. 5) nebo tzv. MAR-testu (např. 7).

Barevný Seliwanoffův (6) test spočívá v reakci fruktózy (obecně ketóz) s resorcinolem v přítomnosti HCl. Roeova modifikace pro biologické materiály používá pro homogenizaci tkání trichloroctovou kyselinu (TCA) ve 4% koncentraci, Foreman z důvodu přítomnosti vedlejší reakce při reakci TCA, resorcinolu, fruktózy a některých tkání (např. krysí testes) zavádí homogenizaci pomocí kyseliny perchlorové (PCA) v 5% koncentraci, ve studii byla použita právě tato Foremanova modifikace. Seminální plasma získaná odstředěním ejakulátu (10minut při 500g) byla zředěna 5%-PCA v poměru 1:100. Směsný roztok po přidání resorcinolu a 30%-HCl byl inkubován 60minut ve vodní lázni o teplotě 80°C. Pomocí absorbance změřené fotometrem  při 490nm pak byly z kalibrační křivky odečteny vlastní hladiny fruktózy v jednotlivých vzorcích.

Soubor vyšetřovaných osob tvořili pacienti z Poradny pro  imunologii reprodukce při Gynekologicko-porodnické klinice LF UK a FN v Plzni. Celkem bylo provedeno 333 vyšetření seminální plasmy, přičemž u  11 mužů bylo vzhledem ke kontrolám v průběhu kortikoterapie vyšetření prováděno opakovaně. Výsledky byly zpracovány do tabulek a procentuálních grafů.

Výsledky

Z provedených 333 vyšetření byla ve 27 případech (8,11%) nalezena snížená hladina fruktózy, v 71 případech obzvláště vysoká hladina fruktózy (21,32%, za vysokou byla orientačně označena hladina fruktózy od 6000mg/ml výše). Významná hladina spermaglutinačních protilátek byla zjištěna v 96 případech (28,83%), patologický spermiogram potom v 75 případech (22,52%). Výsledky též znázorňuje přehledný graf 1. 

U pacientů se sníženou hladinou fruktózy byla v 8 případech  současně nalezena zvýšená hladina spermaglutinačních protilátek (29,63%), ve 2 případech současně patologický spermiogram (7,41%), v 1 případě pak zároveň zvýšená hladina protilátek i patologický spermiogram (3,70%). U 16 mužů se sníženou hladinou fruktózy byly ostatní parametry v normě (59,26%). U pacientů se zvýšenou hladinou fruktózy byla patologicky zvýšená hladina spermaglutinačních protilátek nalezena ve 26 případech (36,62%), patologický spermiogram u 11 těchto mužů (15,49%), zvýšená hladina protilátek současně s patologickým spermiogramem zde byla zjištěna v 10 případech (14,08%). Celkem 24 mužů se zvýšenou hladinou fruktózy v seminální plasmě mělo ostatní sledované parametry v normě (33,81%). Popsané výsledky jsou přehledně znázorněny v grafu 2.

Studie dále sledovala změny hladiny fruktózy v seminální plasmě a hladiny spermaglutinačních protilátek v krevním séru při výše zmíněné léčbě Prednisonem v sestupných dávkách (dávkování přísně individuální). Vzhledem k tomu, že vlastní kvalita spermiogramu se během léčby neměnila, sdělení tento parametr dále opomíjí. V tabulce 1 je vidět detailní výpis  vyšetření všech 11 pacientů, u nichž byla aplikována kortikoterapie.

Tabulka 1 : Během celkové léčbě Prednisonem v sestupném dávkování se měnila hladina spermglutinačních protilátek (Ab) i hladina fruktózy (Fru) v seminální plasmě.

Celková imunosuprese

 První vyšetření je prováděno vždy před podáním úvodní nejvyšší dávky Prednisonu, další tři pak vždy po jednom měsíci, přičemž denní dávka kortikoidu je postupně snižována. Je patrno, že v 5 případech došlo nejprve k poklesu hladiny fruktózy v seminální plasmě, při snížených dávkách pak hladina opět vzrostla. Ve 4 případech měla hladina fruktózy kolísavou tendenci, u 1 z mužů došlo k vzestupu hladiny fruktózy, u posledního z pacientů pak nebyly kompletní výsledky k dispozici.

Diskuze a závěr

 Jak již bylo zmíněno, za nejnižší fyziologickou hladinu je považováno 1200mg fruktózy v 1ml seminální plasmy. Vlastní význam fruktózy je především v energetické podpoře motility spermií a jejich enzymatického vybavení, uplatňuje se spolu s dalšími monosacharidy v procesu kapacitace (3). Hladina fruktózy je též obrazem sekreční  funkce semenných váčků a vlivu testosteronu na ně.

Jako příliš vysoká se jeví hladina fruktózy přibližně od 6000mg/ml seminální plasmy, kdy se pravděpodobně začíná projevovat  inhibiční vliv monosacharidů na kapacitaci spermií. V průběhu celkové léčby kortikoidy pak u léčených mužů kromě poklesu hladiny spermaglutinačních protilátek dochází i ke snížení hladiny fruktózy, a tím k odstranění této inhibice, výsledkem  pak může být úspěšná fertilizace. 

Za úvahu též stojí soustředit se na hladiny fruktózy v dalších tělesných tekutinách, jako např. v ovulačním hlenu nebo  ve folikulární tekutině, kde lze předpokládat, že by zvýšení hladiny tohoto monosacharidu mohly způsobit zablokování fertilizace in vivo nebo i in vitro. Tato myšlenka silně podporovaná výzkumem z animální říše se stala zdrojem našeho dalšího soustředění.

LITERATURA

1.Foreman, D.,Dietrich V.,Rose W.: A modification of the Roe Procedure for determination of Fructose in Tissues with Increased Specificity. Analyt.Biochem. 1973, 56, 584-589

2.Jungreis, E., Walt E., Kraus J.: A simple spot test for the detection of fructose deficiency in semen. Int.J. of Androl., 1989, 12, s.195-198

 3.Liberda J., Kraus M., Jonáková V., Tichá M.: D-fructose inhibition of heparin-binding activity of bull seminal plasma protein. VI.symposium Čes. reprod. imunologů s mezinárod. účastí, Žďár nad Sázavou, 26-28.5.2000, abstr.s.21

 4.Roe, J.H.: Laboratory modification in detection of fructose. J. Biol. Chem.  1934, 107, 15-18 (4)Seifertová, P., Ulčová-Gallová, Z., et alt.: Chování kryokonzervovaných spermií ve Fribergově mikroaglutinačním testu,   Čes.Gynek.65,3,2000,s.138-141

5.Seifertová P., Ulčová-Gallová Z., Panzner P.,Křižanovská K., Rokyta Z.: Chování kryokonzervovaných spermií ve Fribergově mikroaglutinačním testu. Čs.Gynek. 65, 3, 2000, s. 138-141

6.Seliwanoff, T.: Determination of fructose in human semen. Berlin Deutsch. Chem. Ges., 1887, 20, 181-1857.

7.Ulčová-Gallová, Z.: Mixed Antiglobulin Reaction and Tray Agglutinating Test for Detection of Sperm antibodies, Int. J. Fertil. 39(3), 1994, p. 185-191

Práce vznikla při řešení Výzkumného záměru LF UK v Plzni 111 4 0000 5 (6035).

MUDr. Petra Pavelková-Seifertová, Veleslavínova 1955/12, 40011 Ústí nad Labem

Graf 1 : Počet pacientů se sníženou hladinou fruktózy, se zvýšenou hladinou fruktózy, se zvýšenou hladinou spermaglutinačních protilátek, s patologickým spermiogramem.

Graf 2 : Zvýšená hladina spermaglutinačních protilátek a patologický spermiogram u mužů se sníženou nebo zvýšenou hladinou fruktózy v seminální plasmě.