Целостность акросомы как ключевой прогностический фактор фертильности (обзор)

Цель: изучение данных отечественных и зарубежных авторов о морфофункциональных особенностях акросомы, методах оценки акросомальной реакции и сравнении данных о фертильности. Фертильность – способность половозрелого организма производить жизнеспособное потомство.

Фертильность можно определить по различным критериям, но одним из ключевых факторов является оценка целостности акросомы. Акросома является частью сперматозоида, располагается на вершине его головки. Существует две основные ее функции: выделение протеолитических и гидролитических ферментов для прохождения сперматозоидом прозрачной оболочки яйцеклетки и обеспечение слияния сперматозоида с мембраной женской половой клетки. В образовании акросомы участвуют аппарат Гольджи, цитоскелет, клетки Сертоли и различные белки. Акросомальная реакция является экзоцитозом содержимого акросомы, в результате которого сперматозоид проникает через оболочки яйцеклетки. Оценивать целостность акросомы можно несколькими методами: электронная микроскопия с дифференцированным окрашиванием акросомы по разным методикам, функциональные тесты, флюоресцентная микроскопия, радио иммуноанализ.

1. Penagaricano F. Genomics and Dairy Bull Fertility / F. Penagaricano // Vet Clin North Am Food Anim Pract. – 2024. — № 40(1). – P. 185—190. DOI: 10.1016/j.cvfa.2023.08.005.

2. Rahman M. S. Prediction of male fertility using capacitation-associated proteins in spermatozoa / M. S. Rahman, W. S. Kwon, M. G. Pang // Mol Reprod Dev. – 2017. — № 84(9). – P. 749–759. DOI: 10.1002/mrd.22810.

3. Нарышкина Е. Н. Влияние генетических и паратипических факторов на качественные и количественные показатели спермы быков-производителей / Е. Н. Нарышкина, А. А. Сермягин, И. Н. Янчуков [и др.] // Молочное и мясное скотоводство. – 2017. – № 4. – С. 15–19.

4. Брагина Е. Е. Интерпретация спермограммы. Структура и функция спрематозоидов в норме и при нарушении фертильности / Е. Е. Брагина // Практическая медицина. — 2024. – 240 с.

5. Xu F. Human sperm acrosome function assays are predictive of fertilization rate in vitro: a retrospective cohort study and metaanalysis / F. Xu, G. Guo, W. Zhu, L. Fan // Reprod Biol Endocrinol. – 2018. – №16(1). – 81 р.

6. Teves M. E. Sperm bauplan and function and underlying processes of sperm formation and selection / M. E. Teves, E. R. S. Roldan // Physiol Rev. – 2022. – № 102(1). – P. 7–60. DOI: 10.1152/physrev.00009.2020.

7. Сатаева Т. П. Жизненный цикл сперматозоида. Норма и нарушения / Т. П. Сатаева, А. В. Ковальчук, С. А. Кутя // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. – 2018. – № 1. – С. 113–122.

8. Щербакова В. В. Значение акросомы в оплодотворяющей способности сперматозоидов / В. В. Щербакова // Научные проблемы производства продукции животноводства и улучшения ее качества. – Брянск. — 2021. – С. 141–144.

9. Бочарова Е. Н. Количественное ультраструктурное исследование сперматозоидов человека при нарушении фертильности / Е. Н. Бочарова, Е. Е. Брагина, Ю. К. Гусак // ВНМТ. – 2007. – № 4. – С. 199–201.

10. Abou-Haila A. Mammalian Sperm Acrosome: Formation, Contents, and Function / A. Abou-Haila, D. R. P. Tulsiani, Archives of Biochemistry and Biophysics. – 2000. - № 379 (2). – P. 173–182.

11. Fraser L. R. A glycolytic product is obligatory for initiation of the sperm acrosome reaction and whiplash motility required for fertilization in the mouse / L. R. Fraser, P. J. Quinn // J Reprod Fertil. – 1981. – № 61. – P. 25–35.

12. Baba T. Sperm from mice carrying a targeted mutation of the acrosin gene can penetrate the oocyte zona pellucida and effect fertilization / T. Baba, S. Azuma, S. Kashiwabara, Y. Toyoda // J Biol Chem. – 1994. – № 269. – P. 31845-31849.

13. O'Flaherty C. Hydrogen peroxide modifies human sperm peroxiredoxins in a dose dependent manner / C. O'Flaherty, A. R. de Souza // Biology of Reproduction. – 2011. – № 84. – P. 238–247.

14. Rahman, M. S. Sperm proteomics: Road to male fertility and contraception / M. S. Rahman, J. S. Lee, W. S. Kwon, M. G. Pang // International Journal of Endocrinology. – 2013. DOI: 10.1155/2013/360986.

15. Tesarik J. Acrosome reaction testing / J. Tesarik // Report of the consensus workshop on advanced diagnostic andrology techniques. ESHRE, Andrology Special Interest Group Hum. Reprod. – 1996. – Vol. 11. – P. 1463—1479.

16. Chavez J.C. Darszon. Acrosomal alkalization triggers Ca2+ release and acrosome reaction in mammalian spermatozoa / J. C. Chavez, De la Vega- J. L. Beltran et al. // Journal of Cellular Physiology. – 2018. – № 233 (6). – P. 4735–4747.

17. Снигиревская Е. С. Роль хроматоидных телец и цитоскелета в дифференцировке сперматозоидов крысы / Е. С. Снигиревская, М. И. Мосевицкий, Я. Ю. Комиссарчик // Цитология. – 2012. – № 54. – № 3. – С. 200–213.

18. Борунова С. М. Эффективный метод определения целостности акросомы сперматозоида у быков производителей / С. М. Борунова, Б. С. Иолчиев, П. Н. Абрамов, О. Э. Бадмаев, А. В. Таджиева, А. С. Рибченко // Ветеринария и зоотехния. – 2017. – № 4. – С. 29–34.

19. Mountjoy J. R. RAB2A: a major subacrosomal protein of bovine spermatozoa implicated in acrosomal biogenesis / J. R. Mountjoy, W. Xu, D. McLeod, D. Hyndman, R. Oko // Biol Reprod. – 2008. –№ 79. – P. 223–232. DOI: 10.1095/biolreprod.107.065060.

20. Suryavathi V. Dynamic Changes in Equatorial Segment Protein 1 (SPESP1) Glycosylation During Mouse / V. Suryavathi, S. Panneerdoss et al. // Spermiogenesis Biology of Reproduction. – 2015. – № 92(5). 21. Austin C. R. Role of the rodent acrosome and perforatorium in fertilization / C. R. Austin, M. W. H. Bishop // Proc. Roy. Soc. B. – 1958. – №149(935). – P. 241–248.

21. Okabe M. Sperm-egg interaction and fertilization: past, present, and future / M. Okabe Biol Reprod. – 2018. – № 99(1). – P. 134–146. DOI: 10.1093/biolre/ioy028.

22. Николаева М. А Оценка акросомной реакции при диагностике бесплодия / М. А. Николаева, Е. Л. Голубева, И. В. Ушакова, Л. В. Ванько, В. А. Божедомов, Г. Т. Сухих // Акушерство и гинекология. – 2010. – № 5. – С. 68–72.

23. Ramalho-Santos J. Control of membrane fusion during spermiogenesis and the acrosome reaction / J. Ramalho-Santos, G. Schatten, R. D. Moreno // BiolReprod. – 2002. – № 67(4). – P. 1043–1051.

24. Yanagimachi R. The status of acrosome caps of hamster spermatozoa immediately before fertilization in vivo / R. Yanagimachi, D. M. Phillips // Gamete Res. – 1984. – № 9. – P. 1 19.

25. Gupta S. K. Acrosome reaction: relevance of zona pellucida glycoproteins / S. K. Gupta, B. Bahandari //Asian J Androl. – 2011. – № 13(1). – P. 97–105.