Roluri Conceptualizare, Achiziție de finanțare, Investigație, Scriere - proiect original, Scriere - revizuire și editare

bărbații

Institutul de afiliere pentru știință și tehnologia animalelor, Laboratorul de biotehnologie a reproducerii, Universitatea Politehnică din Valencia, Valencia, Spania

Roluri Conceptualizare, achiziție de finanțare, Scriere - proiect original, Scriere - recenzie și editare

Institutul de afiliere pentru știință și tehnologia animalelor, Laboratorul de biotehnologie a reproducerii, Universitatea Politehnică din Valencia, Valencia, Spania

  • Francisco Marco-Jiménez,
  • José Salvador Vicente

Corecţie

12 decembrie 2018: Marco-Jiménez F, Vicente JS (2018) Corecție: supraponderalitatea la bărbații tineri reduce fertilitatea la modelul de iepure. PLOS ONE 13 (12): e0209378. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0209378 Vizualizați corecția

Cifre

Abstract

Citare: Marco-Jiménez F, Vicente JS (2017) Excesul de greutate la bărbații tineri reduce fertilitatea la modelul de iepure. PLoS ONE 12 (7): e0180679. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0180679

Editor: Stefan Schlatt, Spitalul Universitar din Münster, GERMANIA

Primit: 29 martie 2017; Admis: 19 iunie 2017; Publicat: 10 iulie 2017

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierul său de informații de suport.

Finanțarea: Această cercetare a fost susținută de proiectele: proiectul de cercetare spaniol AGL2014- 53405-C2-1-P Comisia Interministerial de Știință și Tehnologie (FMJ, JSV). Finanțatorul nu a avut nici un rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Calitatea semenului a scăzut cu siguranță în ultimele decenii, posibil din cauza factorilor de viață moderni [1]. De fapt, în jur de 49 de milioane de cupluri erau infertile în 2010 și aproximativ 40-50% din infertilitate este cauzată de factori masculini [2-4]. Starea sau căderea acestor situații depinde de factori multipli, adică genetic, de mediu, comportamental sau dietetic [5]. Potrivit OMS, prevalența mondială a obezității la bărbați s-a dublat între 1980 și 2008, crescând de la 5% la 10% la bărbați (IMC ≥30 kg/m2, [6]). În 2013, proporția bărbaților cu supraponderalitate (indicele de masă corporală [IMC] de 25 kg/m2 sau mai mare) s-a accelerat până la o medie de 36,9% [7]. Drept urmare, a crescut interesul cercetării în studierea impactului IMC asupra calității spermei [5], parțial pentru că există un număr considerabil de cupluri infertile supraponderale și obeze în anii lor de reproducere [8]. Cu toate acestea, nu este încă clar în ce măsură excesul de greutate și obezitatea afectează calitatea spermei [5,9]. De fapt, datele relativ limitate publicate sunt contradictorii [1].

Multe lucrări de cercetare relevante publicate succesiv, inclusiv meta-analize, au descris o asociere negativă între IMC și diferiți parametri de calitate a materialului seminal (volumul materialului seminal, concentrația spermei, numărul total de spermatozoizi, motilitatea, morfologia normală a spermei, [5, 10-18]) . Cu toate acestea, aceste rezultate nu au fost reproduse în toate rapoartele pe această temă [19-24]. Astfel, ar trebui să fim atenți atunci când interpretăm rezultatele, deoarece acestea provin din studii transversale sau studii prospective de cohortă bazate pe populație pe cupluri care încearcă să conceapă, necontrolate și non-randomizate. În lumina acestei limitări, modelele animale oferă o alternativă viabilă [25,26]. De fapt, modelele animale au arătat că starea de capacitație și capacitatea de legare a spermatozoizilor la șoarecii cu dietă bogată în grăsimi au fost afectate [27-31]. În plus, sa stabilit că obezitatea masculină a redus implantarea și rata natalității vii [32,33]. Astfel, pe baza dezbaterii continue cu privire la factorii de risc pentru subfertilitatea asociată cu supraponderabilitatea și obezitatea, prezentul studiu a testat efectele supraponderabilității asupra parametrilor de calitate a spermei și asupra fertilității într-un studiu controlat randomizat într-un model de iepure.

Materiale și metode

Toate substanțele chimice, cu excepția cazului în care se prevede altfel, au fost de calitate reactivă și au fost achiziționate de la Sigma-Aldrich Química S.A. (Alcobendas, Madrid, Spania). Toate procedurile experimentale utilizate în acest studiu au fost efectuate în conformitate cu Directiva 2010/63/UE CEE pentru experimentele pe animale și revizuite și aprobate de Comitetul etic pentru experimentarea cu animale din cadrul Universității Politehnice din Valencia, Spania (cod de cercetare: 2015/VSC/PEA/00061).

Animale

Un total de paisprezece bărbați dintr-o linie sintetică de iepuri numită linia R au fost folosiți în experiment (fig. S1). Linia R provine din fuziunea a două linii paterne, una fondată în 1976 cu iepuri californieni crescuți de fermieri valencieni și alta fondată în 1981 cu iepuri aparținând unor linii paterne specializate [34]. Metoda de selecție a fost selectarea individuală a câștigului zilnic post-înțărcare, înțărcarea având loc la 28 de zile și sfârșitul îngrășării la 63 de zile. Actuala generație de selecție este a 36-a. Iepurele a fost folosit ca animal experimental în genetică și fiziologia reproducerii de la începutul secolului [35].

Animalele au fost găzduite la ferma experimentală a Universității Politehnica din Valencia în cuști plate de interior (75 × 50 × 30 cm). Fotoperioada este setată să asigure 16 h de lumină și 8 h de întuneric, iar temperatura camerei este reglată pentru a menține temperaturi cuprinse între 10 ° C și 28 ° C. Bărbații tineri au fost hrăniți până la vârsta de 12 săptămâni cu o dietă comercială peletată (minimum 15 g de proteină brută pe kg de substanță uscată (DM), 15 g de fibre brute pe kg de DM și 10,2 MJ de energie digerabilă pe kg de DM). Până la vârsta de 9 săptămâni, bărbații tineri erau coliviați în colivie și, ulterior, adăpostiți individual. La vârsta de 12 săptămâni, bărbații au fost apoi repartizați aleatoriu în grupul de hrană de control în care au fost îndeplinite cerințele nutriționale sau în grupul hrănit până la sațietate. Regimul de control al hranei a constat într-un aport zilnic de 130 g pentru a acoperi necesarul de energie pentru întreținere (340 kJ zi-1 kg-1 LW0.75 [36]). Aportul mediu zilnic de hrană al grupului hrănit până la sațietate a fost determinat prin cântărirea hrănitorului la începutul și la sfârșitul fiecărei săptămâni și s-au înregistrat toate alimentele furnizate în decurs de o săptămână. Regimul de hrănire a fost menținut pe tot parcursul experimentului.

Evaluarea calității materialului seminal

Succesul sarcinii și numărul de descendenți

În timpul perioadei de încercare, au fost efectuate un total de 375 inseminări (189 în grupul alimentat cu satietate și 186 în grupul martor). Eșantionul de material seminal pentru fiecare mascul a fost ajustat la o concentrație finală de spermă de 20x106 celule/ml cu extensor Tris-citrat-glucoză. În cele din urmă, fiecare femelă a fost inseminată cu 0,5 ml (10x10 6 celule per doe), care a fost efectuată în decurs de 2-4 ore de la colectarea materialului seminal. La momentul inseminării, fiecare femelă a fost injectată intramuscular cu 1 μg de acetat de buserelină (Hoechst Marion Roussel, S.A., Madrid, Spania) pentru a induce ovulația. Doar receptivul (culoarea roșie a buzelor vulvare) a fost inseminat, folosind o pipetă standard din plastic curbat (Imporvet, S.A., Barcelona, ​​Spania). Au fost înregistrate numărul de femele care au născut după numărul de inseminații (rata fertilității) și numărul de descendenți pe puiet.

Starea corpului

Greutatea corporală și grosimea perirenală a grăsimii (PFT) au fost măsurate pe parcursul a trei sesiuni de testare în timpul studiului: la început (vârsta de 24 de săptămâni), la mijloc (vârsta de 28 de săptămâni) și la ultima sesiune (vârsta de 32 de săptămâni). PFT a fost măsurat prin ultrasunete așa cum este descris de Pascual și colab. [39]. Pe scurt, imaginile au fost obținute de un dispozitiv portabil cu ultrasunete Doppler color (Esaote, Spania) cu sonda liniară de 7,5 MHz (interval de 4-12 MHz). Măsurile PFT au fost obținute indirect utilizând software-ul unității cu ultrasunete. Astfel, în momentul fiecărei măsurători PFT, toți masculii au fost, de asemenea, cântăriți.

analize statistice

Modelul utilizat pentru a examina relația dintre aportul zilnic de hrană și parametrii materialului seminal a fost un model mixt (SAS Institute Inc., Cary, NC, SUA), conform unor măsuri de proiectare repetate care iau în considerare variația dintre animale și covariația din ele. Structurile de covarianță au fost comparate obiectiv folosind cele mai severe criterii (criteriul Schwarz Bayesian [40]). Modelul a inclus aportul zilnic de alimente (hrănit până la sațietate sau restricționat), precum și timpul (săptămâna) și interacțiunea lor ca efecte fixe. Termenii aleatori din model au inclus un efect permanent al fiecărui animal (p) și termenul de eroare (e), ambii presupunând că au o medie de zero și, respectiv, varianța σ2p și σ2e. Pentru a evalua efectul posibil al variabilității DFI asupra caracteristicilor semințelor, a fost inclus ca covariabil coeficientul de variație intra-animal al DFI în patru săptămâni consecutive.

Pentru a compara fertilitatea între grupuri, s-a efectuat un model liniar general, incluzând regimul zilnic de aport alimentar cu două niveluri (martor sau alimentat până la sațietate) ca factor fix. Eroarea a fost desemnată ca având o distribuție binomială utilizând funcția de legătură probit. Datelor binomiale privind fertilitatea li s-a atribuit o valoare de una dacă AI a fost pozitivă. Eșecul inseminării a dus la un scor zero. Prolificitatea a fost comparată cu un model liniar generalizat, incluzând regimul zilnic de aport alimentar cu două niveluri (hrănit până la sațietate și control) ca efect fix. În cele din urmă, greutatea corporală și grosimea perirenală a grăsimii au fost comparate folosind un test T.

Diferențe de p Fig 1. Efectul tratamentului dietetic (alimentat până la sațietate și controlul cerințelor de întreținere) asupra evoluției greutății corporale a masculilor de iepure pe tot parcursul experimentului.

a, b Săptămânile care nu împărtășesc scrisori sunt semnificativ diferite la P Fig 2. Efectul tratamentului dietetic (alimentat până la sațietate și controlul cerințelor de întreținere) în evoluția grosimii grăsimii perirenale a masculilor de iepure de-a lungul experimentului.

a, b Săptămânile care nu împărtășesc scrisori sunt semnificativ diferite la P 6/mL, p 6/mL). Nu au existat diferențe în parametrii rămași ai spermei între grupuri (Tabelul 1). Toți parametrii spermatozoizilor au fost în intervalul normal la iepure.

Bărbații hrăniți până la sațietate au prezentat o scădere clară și semnificativă a ratei fertilității (64 ± 8,9% față de. 35 ± 9,2%, p. Tabelul 2. Efectul masculilor hrăniți la sațietate asupra fertilității și descendenților într-un studiu randomizat controlat pe modelul de iepure.

Discuţie

În ciuda rapoartelor publicate în ultimul deceniu, este încă neclar în ce măsură supraponderalitatea/obezitatea afectează calitatea spermei [5,9]. Acest experiment de control demonstrează că a fi supraponderal moderat (13,6%) are un impact negativ asupra ratei fertilității, deși parametrii convenționali ai calității spermei nu au fost afectați, cu excepția concentrației spermei. Preocupările majore legate de studiile de caz-control, ca proiectare observațională, sunt prejudecățile informaționale, în special părtinirea amintirii și confuzia [41-43]. În studiile la om, factorii de confuzie asociați cu stilul de viață și patologiile [30] ar putea explica parțial lipsa consensului cu privire la relația dintre supraponderalitatea/obezitatea și fertilitatea masculină [44].

Concluzii

În concluzie, prezentul studiu raportează că parametrii de calitate a spermei analizați prin analiza convențională a materialului seminal, cu excepția concentrației de spermă, nu sunt asociați cu supraponderalitatea masculină în modelul nostru de iepure. Cu toate acestea, datele noastre oferă dovezi că excesul de greutate este legat de o reducere clară a capacității de fertilitate. Astfel, studiile viitoare care contrastează profilurile „genomice” și „proteomice” ale spermatozoizilor sunt justificate pentru a identifica modificările specifice care ar putea afecta capacitatea de fertilitate a spermei la bărbații supraponderali/obezi.

Informatii justificative

S1 FIG. Iepure dintr-o linie sintetică numită linie R.

Mulțumiri

Dorim să mulțumim dr. C. Naturil-Alfonso și dr. R. Lavara pentru sprijinul lor tehnic. Versiune text în limba engleză revizuită de serviciul de limbă engleză N. Macowan.