astmedАстраханский медицинский журналAstrakhan medical journal1992-6499ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России10.17021/1992-6499-2024-1-100-108astmed-404Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL INVESTIGATIONSПротективные свойства лактоферрина при нарушении сперматогенезаProtective properties of lactoferrin in spermatogenesis disordersМередовС. А.MeredovS. A.

Сердар Аллабердиевич Мередов, аспирант кафедры урологии

Serdar A. Meredov, graduate student

Astrakhan

meredov_serdar@mail.ruМавлютоваЕ. Б.MavlyutovaE. B.

Елена Борисовна Мавлютова, ассистент кафедры фундаментальной химии

Elena B. Mavlyutova, Assistant of the Department

Astrakhan

elenanazarovast@yandex.ruПлосконосМ. В.PloskonosM. V.

Мария Вячеславовна Плосконос, доктор биологических наук, профессор кафедры фундаментальной химии

Mariya V. Ploskonos, Dr. Sc. (Biol.), Professor of the Department

Astrakhan

ploskonoz@mail.ruНиколаевА. А.NikolaevA. A.

Александр Аркадьевич Николаев, доктор медицинских наук, профессор кафедры фундаментальной химии

Alexandr A. Nikolaev, Dr. Sci. (Med.), Professor of the Department

Astrakhan

chimnik@mail.ruТерентьевА. А.TerentevA. A.

Александр Александрович Терентьев, доктор медицинских наук, профессор кафедры биохимии, член-корреспондент РАН

Москва

Alexandr A. Terentev, Dr. Sci. (Med.), Professor of the Department

Moscow

aaterent@inbox.ruАстраханский государственный медицинский университетРоссияAstrakhan State Medical UniversityRussian FederationРоссийский национальный исследовательский медицинский университет им. Н. И. ПироговаРоссияPirogov Russian National Research Medical UniversityRussian Federation202411042024191100108Copyright © Мередов С.А., Мавлютова Е.Б., Плосконос М.В., Николаев А.А., Терентьев А.А., 20242024Мередов С.А., Мавлютова Е.Б., Плосконос М.В., Николаев А.А., Терентьев А.А.Meredov S.A., Mavlyutova E.B., Ploskonos M.V., Nikolaev A.A., Terentev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.astmedj.ru/jour/article/view/404

Цель исследования: оценка защитного эффекта лактоферрина при дисфункции яичек низкоинтенсивным электромагнитным излучением миллиметрового диапазона. Материалы и методы. В исследование вошли 48 половозрелых крыс-самцов. Их разделили на четыре группы: группа контроля, группа облучения низкоинтенсивным электромагнитным излучением миллиметрового диапазона, группа «лактоферрин» с пероральным приемом лактоферрина по 10 мг в день, группа совместного облучения низкоинтенсивным электромагнитным излучением миллиметрового диапазона и прием лактоферрина. Тестикулярный сперматогенез оценивали традиционными методами. Гомогенат ткани семенников использовали для вестерн-блот анализа. Концентрацию тестостерона в сыворотке определяли с помощью наборов для иммуноферментного анализа. Данные проанализированы с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Статистическую разницу принимали при p < 0,05. Результаты. Низкоинтенсивное электромагнитное излучение миллиметрового диапазона вызывает достоверное снижение концентрации сперматозоидов почти в 2 раза (51,7 % от контроля). Совместное пероральное применение лактоферрина с низкоинтенсивным электромагнитным излучением миллиметрового диапазона оказывает защитное действие на концентрацию сперматозоидов. Электромагнитное излучение миллиметрового диапазона вызывает достоверное снижение выработки тестостерона яичками. Пероральное применение лактоферрина на фоне облучения сохранило нормальный уровень тестостерона. Лактоферрин также улучшает целостность гематотестикулярного барьера, нарушенного воздействием излучения миллиметрового диапазона. Излучение миллиметрового диапазона достоверно снижает экспрессию клаудина 11 на 40 %. Совместное применение излучения миллиметрового диапазона и перорального введения лактоферрина сохраняет продукцию клаудина 11 на уровне контроля. Облучение достоверно снижает продукцию N-кадгерина, совместное применение облучения и перорального введения лактоферрина не восстанавливает уровень этого белка. Заключение. Полученные результаты показали, что лактоферрин защищал сперматогенез и интегральные аспекты гематотестикулярного барьера, которые были нарушены воздействием излучения миллиметрового диапазона. 

Objective of the study: to evaluate the protective effect of lactoferrin on improving spermatogenic function in testicular dysfunction caused by low-intensity electromagnetic radiation of the millimeter range. Materials and methods: 48 mature male rats were used. They were divided into four groups: a control group, a group exposed to low-intensity electromagnetic radiation of the millimeter range, a group of lactoferrin with oral intake of lactoferrin 10 mg per day, a group of combined irradiation with lowintensity electromagnetic radiation of the millimeter range and taking lactoferrin. Testicular spermatogenesis was assessed using traditional methods. Testicular tissue homogenate was used for Western blot analysis. Serum testosterone concentrations were determined using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kits. Data were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA). A statistical difference was accepted at p < 0.05. Results. Low-intensity electromagnetic radiation in the millimeter range causes a significant decrease in sperm concentration by almost 2 times (51.7 % of the control). Combined oral administration of lactoferrin with low-intensity millimeter-wave electromagnetic radiation has a protective effect on sperm concentration. Electromagnetic radiation in the millimeter range causes a significant decrease in testosterone production in the testicles. Oral administration of lactoferrin during radiation maintained normal testosterone levels. Lactoferrin also improves the integrity of the blood-testis barrier, which is compromised by exposure to millimeter-wave radiation. Millimeter-wave radiation significantly reduces the expression of claudin 11 by 40 %. The combined use of millimeter-wave radiation and oral administration of lactoferrin maintains claudin 11 production at control levels. Irradiation significantly reduces the production of N-cadherin; the combined use of irradiation and oral administration of lactoferrin does not restore the level of this protein. Conclusion. Taken together, the results showed that lactoferrin ameliorated spermatogenesis and integral aspects of the blood-testis barrier that were compromised by exposure to millimeter-wave radiation, which was achieved by improving the integrity of the blood-testis barrier, restoring claudin-11 expression, as well as restoring testosterone levels.

низкоинтенсивное электромагнитное излучение миллиметрового диапазоналактоферринсперматогенезгематотестикулярный барьерlow-intensity electromagnetic radiation of the millimeter rangelactoferrinspermatogenesisblood-testis barrierReferencesKilchevsky A., Honig S. Male factor infertility in 2011: semen quality, sperm selection and hematospermia // Nature Reviews Urology. 2012. Vol. 9, no. 1. P. 68–70. doi: 10.1038/nrurol.2011.234.Kilchevsky A., Honig S. Male factor infertility in 2011: semen quality, sperm selection and hematospermia. Nature Reviews Urology. 2012; 9(1); 68–70. doi: 10.1038/nrurol.2011.234.Hajder M., Hajder E., Husic A. The Effects of Total Motile Sperm Count on Spontaneous Pregnancy Rate and Pregnancy After IUI Treatment in Couples with Male Factor and Unexplained Infertility // Medical Archives. 2016. Vol. 70, no. 1. P. 39–43. doi: 10.5455/medarh.2016.70.39-43.Hajder M., Hajder E., Husic A. The Effects of Total Motile Sperm Count on Spontaneous Pregnancy Rate and Pregnancy After IUI Treatment in Couples with Male Factor and Unexplained Infertility. Medical Archives. 2016; 70(1): 39–43. doi: 10.5455/medarh.2016.70.39-43.Mruk D. D., Cheng C. Y. The Mammalian Blood-Testis Barrier: Its Biology and Regulation // Endocrine Review. 2015. Vol. 36, no. 5. P. 564–591. doi: 10.1210/er.2014-1101.Mruk D. D., Cheng C. Y. The Mammalian Blood-Testis Barrier: Its Biology and Regulation. Endocrine Review. 2015; 36(5): 564–591. doi: 10.1210/er.2014-1101.Луцкий Д. Л., Николаев А. А., Гончарова Л. А., Ушакова М. В. Влияние на фертильность хронической интоксикации сероводородсодержащим газом // Проблемы репродукции. 2000. Т. 6, № 4. С. 19–23.Lutsky D. L., Nikolaev A. A., Goncharova L. A., Ushakova M. V. Effect of chronic intoxication with hydrogen sulfide gas on fertility. Problemy reprodukcii = Problems of reproduction. 2000; 6(4): 19–23. (In Russ.).Fang C., Ye Y., Yang F., Wang F., Shen Y. Integrative proteomics and metabolomics approach to identify the key roles of icariin-mediated protective effects against cyclophosphamide-induced spermatogenesis dysfunction in mice // Frontiers in Pharmacology. 2022. Vol. 13. P. 1–13. doi: 10.3389/fphar.2022.1040544.Fang C., Ye Y., Yang F., Wang F., Shen Y. Integrative proteomics and metabolomics approach to identify the key roles of icariin-mediated protective effects against cyclophosphamide-induced spermatogenesis dysfunction in mice. Frontiers in Pharmacology. 2022; 13: 1–13. doi: 10.3389/fphar.2022.1040544.Николаев А. А., Кузнецова М. Г., Сердюков В. Г. Гонадотоксическое действие миллиметрового излучения. Астрахань: Астраханская государственная медицинская академия, 2013. 214 c.Nikolaev A. A., Kuznetsova M. G., Serdyukov V. G. Gonadotoksicheskoe deystvie millimetrovogo izlucheniya = Gonadotoxic effect of millimeter radiation. Astrakhan: Astrakhan State Medical Academy; 2013: 214 p. (In Russ.).Николаев А. А., Логинов П. В., Кузнецова М. Г., Мавлютова Е. Б., Памешова А. К. Функционирование мужской репродуктивной системы при воздействии высокочастотного микроволнового облучения // Проблемы репродукции. 2020. Т. 26, № 6. С. 89–96.Nikolaev A. A., Loginov P. V., Kuznetsova M. G., Mavlyutova E. B., Pameshova A. K. Operation of the male reproductive system under the influence of high-frequency microwave irradiation Problemy reproduktsii = Problems of reproduction. 2020; 26(6): 89–96. (In Russ.).Николаев А. А., Сухарев А. Е. Лактоферрин и его роль в репродукции (обзор литературы) // Проблемы репродукции. 2015. Т. 21, № 6. С. 33–38.Nikolaev A. A., Sukharev A. E. Lactoferrin and its role in reproduction (literature review) Problemy reproduktsii = Problems of reproduction. 2015; 21(6): 33–38. (In Russ.).Gao Y. N., Li S. L., Yang X., Wang J. Q., Zheng N. The Protective Effects of Lactoferrin on Aflatoxin M1- Induced CompromisedIntestinal Integrity // The International Journal of Molecular Sciences. 2021. Vol. 23, no. 2. P. 289–301. doi: 10.3390/ijms23010289.Gao Y. N., Li S. L., Yang X., Wang J. Q., Zheng N. The Protective Effects of Lactoferrin on Aflatoxin M1- Induced CompromisedIntestinal Integrity. The International Journal of Molecular Sciences. 2021; 23(2): 289–301. doi: 10.3390/ijms23010289.Hering N. A., Luettig J., Krug S. M., Wiegand S., Gross G., Van Tol E. A., Schulzke J. D., Rosenthal R. Lactoferrin protectsagainst intestinal inflammation and bacteria-induced barrier dysfunction in vitro // The Annals of the New York Academy of Sciences. 2017. Vol. 1405, no. 1. P. 177–188. doi: 10.1111/nyas.13405.Hering N. A., Luettig J., Krug S. M., Wiegand S., Gross G., Van Tol E. A., Schulzke J. D., Rosenthal R. Lactoferrin protectsagainst intestinal inflammation and bacteria-induced barrier dysfunction in vitro. The Annals of the New York Academy of Sciences. 2017; 1405(1): 177–188. doi: 10.1111/nyas.13405.Piomboni P., Gambera L., Serafini F., Campanella G., Morgante G., Leo, V. D. Sperm quality improvement after natural anti-oxidant treatment of asthenoteratospermic men with leukocytospermia // Asian Journal of Andrology. 2010. Vol. 10, no. 3. P. 201–206. doi: 10.1111/j.1745-7262.2008.00356.x.Piomboni P., Gambera L., Serafini F., Campanella G., Morgante G., Leo V. D. Sperm quality improvement after natural anti-oxidant treatment of asthenoteratospermic men with leukocytospermia. Asian Journal of Andrology. 2010; 10(3): 201–206. doi: 10.1111/j.1745-7262.2008.00356.x.Луцкий Д. Л., Николаев А. А. Исследование межмолекулярных и молекулярно-клеточных взаимодействий в эякулированной сперме // Цитология. 2001. Т. 43, № 4. С. 361.Lutsky D. L., Nikolaev A. A. Study of intermolecular and molecular-cellular interactions in ejaculated sperm. Tsitologiya = Cytology. 2001; 43(4): 361–369. (In Russ.).Ефимов Т. В., Луцкий Д. Л., Николаев А. А., Плосконос М. В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2003612170 от 17 сентября 2003 г.Efimov T. V., Lutsky D. L., Nikolaev A. A., Ploskonos M. V. Svidetelstvo ob ofitsialnoy registratsii programmy dlya EVM № 2003612170 ot 17 sentyabrya 2003 g. = Certificate of official registration of the computer program No. 2003612170, dated September 17, 2003.Kesari K. K., Agarwal A., Henkel R. Radiations and male fertility // Reproductive Biology and Endocrinology. 2023. Vol. 16, no. 118. P. 1–16. doi: 10.1186/s12958-018-0431-1.Kesari K. K., Agarwal A., Henkel R. Radiations and male fertility. Reproductive Biology and Endocrinology. 2023; 16(118): 1–16. doi: 10.1186/s12958-018-0431-1.Avendano C., Mata A., Sarmiento C. S., Doncel G. Use of laptop computers connected to internet through Wi-fi decreases human sperm motility and increases sperm DNA fragmentation // Fertility and Sterility. 2022. Vol. 97, no. 1. P. 39–45. doi: 10.1016/j.fertnstert.2011.10.012.Avendano C., Mata A., Sarmiento C. S., Doncel G. Use of laptop computers connected to internet through Wi-fi decreases human sperm motility and increases sperm DNA fragmentation. Fertility and Sterility. 2022; 97(1): 39–45. doi: 10.1016/j.fertnstert.2011.10.012.Wei Y., Cao X. N., Tang X. L., Shen L. J., Wei G. H. Urban fine particulate matter (PM2.5) exposure destroys blood-testis barrier(BTB) integrity through excessive ROS-mediated autophagy // Toxicology Mechanisms and Methods. 2018. Vol. 28, no. 4. P. 302–319. doi: 10.1080/15376516.2017.1410743.Wei Y., Cao X. N., Tang X. L., Shen L. J., Wei G. H. Urban fine particulate matter (PM2.5) exposure destroys blood-testis barrier(BTB) integrity through excessive ROS-mediated autophagy. Toxicology Mechanisms and Methods. 2018; 28(4): 302–319. doi: 10.1080/15376516.2017.1410743.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.