Механизм действия п.

Обзор литературы, посвященный результатам применения препарата Пентоксифиллин (Трентал) для улучшения подвижности сперматозоидов в программах ВРТ

Механизм действия п.

(отрывок статьи)

Reprod Biol Endocrinol. 2003; 1: 108.

Published online 2003 November 14. doi: 10.1186/1477-7827-1-108.

Copyright © 2003 Henkel and Schill; licensee BioMed Central Ltd. This is an Open Access article: verbatim copying and redistribution of this article are permitted in all media for any purpose, provided this notice is preserved along with the article's original URL.

Sperm preparation for ART

Ralf R Henkel ¹ and Wolf-Bernhard Schill¹

¹Department of Dermatology and Andrology, Justus Liebig University, Giessen, Gaffkystr. 14, Germany

PENTOXIFYLLINE

П. – это один из производных группы метилксантинов, который подобно кофеину, является неспецифическим ингибитором фосфодиэстераз. В отличие от кофеина, Food and Drug Administration (FDA) одобряет использование п. у человека. П. используется для системной терапии пациентов с кардиоваскулярной недостаточностью (Trental^® or Torental^®). Т.к. п. является более водорастворимым, чем кофеин, всасываемость его выше.

Улучшающий эффект п. на подвижность сперматозоидов и скорость их движения многократно описаны как для свежей спермы, так и для замороженной. Но результаты стимуляции сперматозоидов п. противоречивы. Yovich et al., Rees et al. и Lewis et al. не обнаружили эффекта п. при нормоспермии, тогда как другие обнаружили значительное возрастание подвижности и числа прогрессивно подвижных у пациентов с астенозооспермией. Этот стимулирующий эффект приписывается возрастающему уровню сАМР в клетке. В отсутствии п. содержание сАМР остается неизменным и коррелирует только с гиперподвижностью и амплитудой латерального смещения головки сперматозоида. сАМР в свою очередь стимулирует сАМР-зависимые киназы, которые индуцируют фосфорилирование белков хвостика с последующим возрастанием подвижности.

Помимо влияния на подвижность, описано влияние п. на акросомальную реакцию. Nassar et al. показал, что индукция акросомальной реакции в этом случае зависит от всплеска концентрации внутриклеточного Са. Действие сАМР проявляется через вторичные мессенджеры. Кроме того, описана улучшающая роль п. в связывании сперматозоида с зоной пеллюцида. Другие исследователи, однако, считают, что такое улучшение является лишь следствием возрастания скорости движения сперматозоида (VSL,VAP). Улучшение качества спермы после обработки п. было использовано в программах ВРТ. Однако полученные результаты противоречивы. Tasdemir et al. и Tarlatzis et al., проведя анализ циклов ЭКО с малыми выборками (51 and 43 patients, respectively) показали улучшение исходов циклов после использования п. Другие не нашли различий между контрольной и опытной группами при проведении ВМИ и ЭКО. Поэтому был сделан вывод о том, что п. должен применяться не повсеместно, а индивидуально. С другой стороны п. успешно применялся для повышения процента оплодотворения у коров и для стимуляции тестикулярных и эпидидимальных сперматозоидов перед ИКСИ у человека. Противоречивые результаты применения п. поставили вопрос об эмбриотоксичности этой субстанции, особенно когда появились сообщения об ухудшении качеств спермы после обработки п. и ухудшение развития мышиных эмбрионов. И напротив, Lacham-Kaplan & Trounson не наблюдали никаких негативных эффектов на развитие эмбрионов после оплодотворения спермой, обработанной 3 мМ п. Показано, что кратковремменная инкубация сперматозоидов с п. и последующая отмывка не вызывает неблагоприятных последствий при ВМИ и ИКСИ (Henkel et al). Альтернативный подход к повышению подвижности и увеличению доли подвижных форм- назначение п. орально в течение 3-6 мес. В плацебо-контролируемом исследовании, включающих 47 мужчин с идиопатической астенозооспермией Merino et al.показал значительное увеличение прогрессивно подвижных форм у мужчин, получавших 1200 мг п. в день в течение 6 месяцев. Правда, на сегодня неизвестны клинические данные об оплодотворении и наступлении беременностей у этих пар.

При применении п. необходимо учитывать тот факт, что это неспецифический ингибитор фосфодиэстераз, чем и объясняется его эффективность в одних случаях и неэффективность в других. На сегодня описаны 11 различных классов фосфодиэстераз, из которых в сперматозоидах присутствуют PDE-1 и PDE-4, которые отвечают соответственно за акросомальную реакцию и подвижность. Неспецифическое ингибирование обоих, очевидно, должно приводить и к возрастанию подвижности, и к стимуляции акросомной реакции. В зависимости от условий применения и концентраций п. может приводить к преждевременной акросомной реакции. В большей степени это относится к случаям применения п. в программах ЭКО и ВМИ, а не ИКСИ. Эта дилемма может быть решена применением неэмбриотоксичных ингибиторов только PDE-4 для стимуляции только подвижности.

1. Эффект п. на подвижность и целостность мембраны криоконсервированных человеческих сперматозоидов.
Stanic P, Sonicki Z, Suchanek E.
Department of Obstetrics and Gynecology, Zagreb University School of Medicine, Zagreb, Croatia.

Целью исследования была оценка эффекта п., примененного до и после замораживания/размораживания спермы по подвижности сперматозоидов и целостности мембраны. 24 образца спермы были разделены на 4 одинаковые аликвоты. Аликвоты инкубировались при 37°С в течение 30 мин.перед криоконсервацией с использованием TEST-YOLK freezing medium по протоколу программируемого замораживателя. Через 2 недели образцы спермы размораживались, дважды отмывались Quinn's Sperm Washing Medium (modified HTF with 5.0 mg/mL Human Albumin) и инкубировались 30 мин. при 37°С. В 3 аликвоты каждого образца был добавлен п. Аликвота 1: П. добавлен к сперме в течение инкубации. Аликвота 2: П. добавлен к сперме во время добавления криопротектора как добавка к нему. Аликвота 3: П. добавлен к размороженной сперме в период инкубации. Аликвота 4 – контроль. Добавление 3мМ/л пентоксифиллина к свежей сперме в течение периода инкубации до криоконсервации достоверно снижало общую и прогрессивную подвижность по сравнению с контролем. Однако добавление 3мМ/л п. после размораживания достоверно повышало общую и прогрессивную подвижность по сравнению с контролем. В группе аликвот 2 после размораживания подвижность (общая и прогрессивная) была такая же как в контроле. Кроме того, проведенный после размораживания HOS-тест не показал улучшение выживаемости сперматозоидов после добавления п. Т.о. эффект п. по улучшению подвижности наблюдается только, если п. добавлен после размораживания.

2. П. улучшает результаты оплодотворения и последующего развития бычьих ооцитов.
Numabe T, Oikawa T, Kikuchi T, Horuchi T.
Miyagi Prefectural Animal Industry Experiment Station, Japan.

Целью исследования была проверить, улучшает ли п. оплодотворения и развитие бычьих ооцитов/эмбрионов. В первом эксперименте мы оценивали эффекты различных концентраций п. (0-7.5 mM), дополненных гепарином (10 IU/mL). Во втором эксперименте мы оценивали оплодотворение, дробление и дорастание до Бц после использования размороженных сперматозоидов 4-х различных быков, которые инкубировались с гепарином (10 IU/mL) с или без кофеина (5 mM) или п. (5 mM). В первом эксперименте достоверно больший % оплодотворения был получен при использовании раствора гепарина, дополненного 5мМ п. по сравнению с только гепарином и по сравнению с 7,5 мМ п.+гепарин (86% vs 60% vs 64%, respectively). % моноспермного оплодотворения в 5мМ п. (81%) был достоверно выше, чем при использовании только гепарина (57%). Во втором эксперименте исследовалось сперм-ооцитарное взаимодействие спермы быков A, B, C, D после обработки (pentoxifylline-with-heparin, caffeine-with-heparin and heparin alone), и контрольной группы и анализировалось число пенетрированных ооцитов, моноспермных, дробящихся и бластоцист. Среди спермы различных быков оказались достоверные различия в числе пенетрированных ооцитов (P < 0.01), моноспермных ооцитов (P < 0.05), дробящихся ооцитов (P < 0.001), бластоцист (P < 0.001). Среди различных способов обработки были достоверные различия в числе пенетрированных ооцитов (P < 0.001), моноспермных ооцитов (P < 0.01) и дробящихся (P < 0.001). Индивидуально, для быков А, C и D, число пенетрированных и моноспермных ооцитов, обработанных п. с гепарином было достоверно выше, чем только при обработке гепарином. Для спермы быка D достоверно более высокие результаты были получены в числе пенетрированных ооцитов, моноспермных и дробящихся ооцитов и Бц в группе п.+гепарин, чем в группе только гепарина и кофеина+гепарин (P < 0.05).

Эти результаты показывают, что обработка спермы 5 мМ пентоксифиллина в комбинации с гепарином является эффективной для оплодотворения и данная обработка более эффективна, чем обработка только гепарином или кофеином-гепарином.

3. Эффект п. на параметры человеческой спермы in vitro.
Mladenovic I, Micic S, Pearson RM, Genbacev O, Papic N.
Institute for the Application of Nuclear Energy--INEP, Belgrade, Yugoslavia.

П. был опробован на человеческих сперматозоидах в 3-х различных концентрациях (0.7 mM/l, 1.5 mM/l, 3.6 mM/l). Были исследованы 143 образца спермы с анализом концентрации подвижных сперматозоидов, типов подвижности, акросомной реакции и мембранного статуса. Результаты: полученные результаты показали увеличение доли подвижных сперматозоидов, также как увеличение доли прогрессивно подвижных сперматозоидов в большинстве образцов. Заключение: мембрана сперматозоидов как и акросомная реакция не страдают при обработке спермы п.

4. Использование п. для улучшения подвижности криоконсервированных лошадиных сперматозоидов.
Gradil CM, Ball BA.
Department of Clinical Sciences, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA.

Обработка п. была оценена как метод увеличения подвижности лошадиных сперматозоидов после размораживания. В предварительном эксперименте п. (3.5 mM or 7.0 mM) добавляли к сперме, охлажденной до 4ºС. Подвижность оценивалась через 8 часовые интервалы в теч. 48 ч. Добавление 3.5 или 7.0 mM п. проявлялось увеличением подвижности охлажденных сперматозоидов по сравнению с контролем. Основываясь на этих результатах сходные концентрации п. добавляли до и после криоконсервации. Добавление п. до криоконсервации достоверно снижает (P < 0.001) общую и прогрессивную подвижность по сравнению с контролем. Эти результаты показывают, что п. улучшает подвижность лошадиных сперматозоидов, когда добавлен после размораживания. Дальнейшие исследования необходимы для оценки эффекта п. на оплодотворяющую способность лошадиных сперматозоидов.

5. Эффект п. на специфическую плавательную силу человеческих сперматозоидов, оцененную с помощью лазерного пинцета.
Patrizio P, Liu Y, Sonek GJ, Berns MW, Tadir Y.
Department of Obstetrics and Gynecology, University of Pennsylvania Medical Center, Philadelphia 19104-4283, USA. [e-mail]

На сегодняшний день все еще спорным остается вопрос, увеличивает ли in vitro экспозиция спермы с п. скорость частоты биений хвостика. В предыдущих работах для оценки такого параметра успешно использованы лазерные оптические щипцы. Целью этого проспективного исследования было определить, влияет ли экспозиция сперматозоидов с п. на подвижность. Двенадцати здоровым мужчинам выполняли обычную спермограмму для зачисления в это исследование. 10 из них показали нормальную подвижность, у 2 была обнаружена астенозооспермия. Каждый образец спермы отмывали и после swim-up ресуспендировали в HTF и делили на 2 аликвоты. Одна аликвота инкубировалась с пентоксифиллином 30 мин. (конечная концентрация 3,5 мМ), вторая аликвота без пентоксифиллина – контроль. После 30 мин. Инкубации с п. проба разделялась на 2 части: первая отмывалась от п., вторая оставлялась с п. Главный измеряемый результат - «специфическая сила сперматозоидов», измеряемая в милливаттах, которая оценивалась с помощью неинвазивной инфракрасной лазерной ловушки, создаваемой непрерывной волной лазерного излучения (1064-nm Nd:YAG laser на инвертированном микроскопе). Экспозиция спермы с п. увеличивало силу выхода сперматозоидов из лазерной оптической ловушки. Это увеличение силы составило от 33% до 154% по сравнению с контролем. Среднее абсолютное увеличение силы выхода из ловушки было от 37 mW до 79 mW (P <.05). Наибольшее возрастание силы выхода наблюдалось у образцов с изначально более низкой подвижностью. Эффект п. на силу выхода наблюдался уже через 5 мин. коинкубации, достигал пика через 30 мин. И продолжался в течение 3 часов как у сперматозоидов, оставленных с п., так и у сперматозоидов, отмытых от него через 30 мин. инкубации. Т.о. п. достоверно повышает подвижность сперматозоидов при нормозооспермии и астенозооспермии. Этот эксперимент подтверждает, что лазерные оптические щипцы могут обеспечить точное определение силы сперматозоидов в in vitro условиях. Теперь клинические исследования должны подтвердить, способствует ли увеличение силы сперматозоидов возрастанию оплодотворяющей способности.

6. П. инициирует подвижность у неподвижных эпидидимальных и тестикулярных сперматозоидов и способствует нормальному оплодотворению, беременности и родам после ИКСИ.
Terriou P, Hans E, Giorgetti C, Spach JL, Salzmann J, Urrutia V, Roulier R.
Institut de Medecine de la Reproduction, Marseille, France.

П. используется во многих IVF-программах для улучшения подвижности сперматозоидов. Целью исследования было установить, может ли п. стимулировать свежие и замороженные тестикулярные и эпидидимальные сперматозоиды со 100% неподвижностью для детекции живых и использования их в программе ИКСИ. 10 образцов с тотальной неподвижностью инкубировались в течение 10 мин. с 3,6 мМ п. Подвижность была инициирована во всех случаях (14.8% подвижных после обработки п. в 5 образцах свежих или замороженных эпидидимальных сперматозоидов, 13,6% подвижных в 5 образцах свежих или замороженных тестикулярных сперматозоидов). Для оценки выбора жизнеспособных сперматозоидов после п. перед ИКСИ, мы сравнили исходы 20 циклов ИКСИ с использованием обработанных свежих или замороженных эпидидимальных или тестикулярных сперматозоидов и исходы 139 контрольных ИКСИ с использованием свежих или замороженных подвижных эпидидимальных или тестикулярных сперматозоидов. Процент оплодотворения оказался сходным в обеих группа (45.2% vs. 51.0%). Качество эмбрионов и стадии дробления на день ПЭ были также сравнимы. В исследуемой группе было получено 6 беременностей (30.0% per cycle vs. 26.6% in control group), из которых 2 закончились родами здоровых детей, 4 прогрессируют.

7. Эффект п. на характеристики подвижности сперматозоидов у мужчин с нормозооспермией, оцененных с помощью CASA.
Kinutani M.
Department of Obstetrics and Gynecology, Hiroshima University School of Medicine, Japan.

Это исследование было проведено для определения того, может ли п. иметь какие-то эффекты на подвижность сперматозоидов у мужчин с нормозооспермией. Субъектами исследования были 15 здоровых волонтеров. После отмывки сперматозоидов в mBWW medium, каждый образец разделяли на 2 аликвоты: первая обрабатывалась 1 mg/ml п., вторая была контролем. Характеристики подвижности определялись на HT-M2030 через 30, 60, 120, 180, 240 and 300 min воздействия препарата. П. повышал curvilinear velocity и lateral head displacement. Показатель straight line velocity не изменялся. П. может улучшить оплодотворяющую способность спермы, изменяя характеристики ее подвижности, но не за счет увеличения числа подвижных сперматозоидов.

8. П. стимулирует различные параметры подвижности сперматозоидов и пенетрабельность цервикальной слизи у пациентов с астенозооспермией.
Nassar A, Morshedi M, Mahony M, Srisombut C, Lin MH, Oehninger S.
Jones Institute for Reproductive Medicine, Department of Obstetrics and Gynecology, Eastern Virginia Medical School, Norfolk 23507, USA.

П. инкубировался in vitro для оценки его эффекта на характеристики подвижности сперматозоидов и их способность проходить цервикальную слизь (бычью). Характеристики подвижности оценивались с помощью computer-assisted motion analysis (CASA) HTM-IVOS, пенетрабельность слизи оценивалась с помощью набора Penetrak. In vitro инкубация с п. достоверно не изменяла характеристики подвижности (1mg ml-1; 3.6 mM, 30 min):VAP, VSL, BCF сперматозоидов из эякулята с нормозооспермией и астенозооспермией. Однако при этом значительно возрастали величины VCL, ALH, гиперактивная подвижность и достоверно снижалась линейность (LIN) сперматозоидов при нормо-и астенозооспермии. П. увеличивает пенетрабельность сперматозоидов через слизь в образцах с астенозооспермией, но не влияет на этот параметр в образцах с нормозооспермией. Т.о. пенетрабельность позитивно и достоверно зависит от доли подвижных сперматозоидов как в обработанных, так и в необработанных п. образцах. Эти данные показывают, что п. улучшает некоторые параметры подвижности и пенетрабельность цервикальной слизи в образцах с астенозооспермией и может использоваться у соответствующих пациентов перед искусственной инсеминацией.

9. Использование п. в ВРТ.
Tournaye H, Devroey P, Camus M, Van der Linden M, Janssens R, Van Steirteghem A.
Centre for Reproductive Medicine, University Hospital, Dutch-speaking Brussels Free University (Vrije Universiteit Brussel), Belgium.

Методы для улучшения оплодотворяющего потенциала сперматозоидов при ЭКО включают «стимуляцию» функций сперматозоидов in vitro. Метаболическая стимуляция in vitro может стать главным направлением исследований в ART. В данном исследовании представлены данные неселективного применения п. у пациентов с мужским фактором бесплодия. Данные нашего контролируемого исследования показывают, что применение п. (3,6 мМ) и п. вместе с 2-дезоксиаденозином (3,0мМ) не улучшает процент оплодотворения при нулевой или низкой фертилизации ранее или при наличии антиспермальных антител. Оценка эффекта п. на функцию спермы перед ЭКО должна приводить к более рациональному использованию этого компонента. В настоящее время недостаточно контролируемых исследований по эффективности п. в субгруппах пациентов с различными отклонениями в сперме.

10. Эффект п. и прогестерона на капацитацию человеческих сперматозоидов и акросомальный экзоцитоз.
DasGupta S, O'Toole C, Mills CL, Fraser LR.
Diagnostic Andrology Service, London, UK.

Эффекты п. и прогестерона на капацитацию и акросомальную реакцию человеческих сперматозоидов были оценены с помощью флюоресценции хлортетрациклина. Продолжительная экспозиция с 3,6 мМ п. вызывает значительные изменения в распределении трех СТС-паттернов (F, B, AR) по сравнению с контрольной суспензией. Первоначально эффект проявлялся переходом F-типа флюоресценции к В-типу, следом за которым возрастала доля клеток с признаками акросомной реакции. Такой ответ, очевидно, вызывается ингибированием п. сАМР-фосфодиэстераз, что ведет к увеличению доступного сАМР. Если сравнивалась непрерывная и кратковременная экспозиция с п. то ответ все равно был сходным: обе группы имели значительно большую долю капацитированных клеток по сравнению с контролем (паттерны В и AR). Прогестерон исследовался в концентрациях 1, 10 and 100 micrograms ml-1 и вызывал сходный с п. ответ (увеличение доли капацитированных и с акросомной реакцией клеток). Сперматозоиды, инкубировавшиеся в среде с двойным содержанием Са (3,6мМ) были более чувствительны к обработке прогестероном, чем в среде с 1,8 мМ Са; кроме того, в среде с двойной концентрацией Са втрое меньше была доля клеток с F- паттерном (некапацитированные с интактной акросомой). Двойное содержание Са, очевидно, имитирует опосредованное прогестероном увеличение внутриклеточного Са, которое завершает капацитацию и инициирует экзоцитоз акросомы. Использование 2-х реагентов в комбинации (п. после прогестерона) приводит к значительно большей доле AR- клеток, чем при использовании 2-х компонентов по отдельности.

11. Инкубация образцов спермы с астенозооспермией с п. и 2-дезоксиаденозином: различия в показателях гиперактивации и акросомной реакции.
Tournaye H, Wieme P, Janssens R, Verheyen G, Devroey P, Van Steirteghem A.

Centre for Reproductive Medicine, University Hospital, Dutch-speaking Brussels Free University (Vrije Universiteit Brussel), Belgium.

Мы провели исследование гиперактивации и акросомальной реакции у пациентов с астенозооспермией и неудачными попытками ЭКО в анамнезе. После обработки в градиенте Перколла сперматозоиды инкубировались с 3.6 mM п., 3.0 mM дезоксиаденозина или обоими реактивами. Гиперактивация и вызванная ионофором Са A-23187 акросомальная реакция исследовались немедленно после обработки и через 180 мин. Во всех группах средний показатель гиперактивации был низким, причем не было достоверных отличий между немедленной оценкой и оценкой через 180 мин., кроме группы с обработкой обеими реактивами. В последнем случае некоторые образцы показали усиление гиперактивации, в то время как другие- ее снижение. При оценке акросомной реакции не было отличий в ее интенсивности сразу после добавления ионофора и через 180 мин. Не было также достоверных различий между группами, хотя очень часто наблюдались индивидуальные изменения в обе стороны. Нами сделано заключение о том, что указанные реактивы и их комбинация могут восстановить функции сперматозоидов у некоторых пациентов, в то время как на других они не действуют или могут оказать негативный эффект.

Дата добавления: 2015-07-08