O impacto da obesidade sobre a qualidade funcional dos espermatozoides e os mecanismos proteômicos do sêmen
Data
2015-11-30
Autores
Ferigolo, Paola Cristine 
Orientadores
Fraietta, Renato Fraietta
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Purpose: To evaluate the effect of obesity on the sperm function and seminal plasma proteome. Methods: A prospective study was performed including 47 male volunteers, of which 27 participated in the obese group (BMI ? 30 kg / m2) and 20 in the control group (? 18.5 and BMI <25 kg / m2). After semen retrieval by masturbation, an aliquot was used for semen analysis and another for evaluation of the main functional characteristics of sperm. Mitochondrial activity was determined by a colorimetric stain (3,3?-diaminobenzidine - DAB) and classified as DAB I (all mitochondria active) to DAB IV (all mitochondria inactive); acrosome integrity was determined by a fluorescent probe (PNA-FITC) and assessed by fluorescent microscopy; and sperm DNA fragmentation was assessed by an alkaline Comet assay, in which sperm were classified as high DNA integrity (class I) to high DNA fragmentation (class IV). The remaining semen volume was centrifuged and the supernatant seminal plasma was utilized for proteomic analysis by LC-MS/MS. Groups were compared by an unpaired Student?s t test. Differentially expressed proteins were subsequently used for functional enrichment analysis of Gene Ontology categories using the online platform PantherDB. Results: Significant diferences were observed in sperm non-progressive motility (p = 0.018), morphology (p = 0.028), PNA-FITC (p <0.0001), DAB I (p = 0.0001), DAB III (p = 0 , 0017), IV DAB (0.026), DAB (p = 0.0003), Comet III (p = 0.001), and Comet (p = 0.003). In proteomics analysis, a total of 489 proteins were quantified and identified, in which 73 are differentially expressed between the two groups and 416 proteins are conserved. Among the differentially expressed proteins, 1 protein was absent, 19 were down-regulated, 49 were up-regulated and 4 were exclusive in the study group. The main functions enriched in the obesity group were negative regulation of the intrinsic pathway of apoptosis, regulation of phagocytosis, endocytosis regulation, regulation of proteolysis, endopeptidase inhibitory activity, activation of immune and inflammatory and antioxidant activity. The functions depleted in the obesity group were the following: regulation of metabolic process, regulation of response to stimulus and regulation of cellular process. Conclusions: Based on our findings, obesity may affect semen quality and sperm function. There is a significant change in the proteome of the seminal plasma of men with excess weight that elucidates some processes involved in infertility of these men, such as excessive production of reactive oxygen species, endocrine disorders, testicular hyperthermia, exacerbated immune response, inflammatory response, inhibiting phospholipase and changes in apoptotic pathway.
Objetivo: Avaliar o efeito da obesidade sobre a função dos espermatozoides e do proteoma do plasma seminal. Métodos: Um estudo observacional transversal foi realizado a partir da inclusão de 47 voluntários do sexo masculino, dos quais 27 participaram do grupo obesidade (IMC ? 30 kg/m2) e 20 do grupo controle (IMC ? 18,5 e < 25 kg/m2). Após a coleta do sêmen por masturbação, uma alíquota foi utilizada para a análise seminal e outra para a avaliação das principais características funcionais dos espermatozoides, como análise da atividade mitocondrial através da coloração por DAB (3,3?-diaminobenzidina); a avaliação da integridade acrossomal, por meio da sonda PNA-FITC (Peannut Agglutinin); e a análise da fragmentação do DNA, pelo ensaio Cometa alcalino. O volume remanescente de sêmen foi centrifugado e o plasma seminal sobrenadante foi utilizado para a análise proteômica, realizada por meio da técnica de espectrometria de massas LC-MS/MS. Os grupos foram comparados por meio de análise univariada (teste t de Student). As proteínas diferencialmente expressas foram, posteriormente, submetidas à análise de classes e de enriquecimento funcional de categorias de Gene Ontology, utilizando a plataforma online PantherDB. Resultados: Foram observadas diferenças significativas na motilidade não-progressiva (p = 0,018), morfologia (p = 0,028), PNA (p < 0,0001), DAB I (p = 0,0001), DAB III (p = 0,0017), DAB IV (0,026), DAB (p = 0,0003), Cometa III (p = 0,001) e Cometa (p = 0,003). Na análise proteômica, foram quantificadas e identificadas 489 proteínas, das quais 73 estão diferencialmente expressas entre os dois grupos e 416 conservadas. Dentre as proteínas diferencialmente expressas, observou-se 1 ausente, 19 hipoexpressas, 49 hiperexpressas e 4 exclusivas no grupo de estudo. As principais funções enriquecidas do grupo obesidade foram: regulação negativa da via intrínseca da apoptose, regulação da fagocitose, regulação da endocitose, ativação da resposta imune e inflamatória e atividade antioxidante. As funções hiporepresentadas no grupo obesidade foram: regulação de processo metabólico celular e proteico, regulação de resposta a estímulos e regulação de processo celular. Conclusões: A obesidade exerce um efeito negativo sobre a qualidade seminal e funcional dos espermatozoides. Há uma mudança significativa no proteoma do plasma seminal de homens com excesso de peso que elucida alguns processos envolvidos na infertilidade desses homens, como: produção excessiva de espécies reativas de oxigênio, hipertermia testicular, resposta inflamatória e alterações na via apoptótica.
Objetivo: Avaliar o efeito da obesidade sobre a função dos espermatozoides e do proteoma do plasma seminal. Métodos: Um estudo observacional transversal foi realizado a partir da inclusão de 47 voluntários do sexo masculino, dos quais 27 participaram do grupo obesidade (IMC ? 30 kg/m2) e 20 do grupo controle (IMC ? 18,5 e < 25 kg/m2). Após a coleta do sêmen por masturbação, uma alíquota foi utilizada para a análise seminal e outra para a avaliação das principais características funcionais dos espermatozoides, como análise da atividade mitocondrial através da coloração por DAB (3,3?-diaminobenzidina); a avaliação da integridade acrossomal, por meio da sonda PNA-FITC (Peannut Agglutinin); e a análise da fragmentação do DNA, pelo ensaio Cometa alcalino. O volume remanescente de sêmen foi centrifugado e o plasma seminal sobrenadante foi utilizado para a análise proteômica, realizada por meio da técnica de espectrometria de massas LC-MS/MS. Os grupos foram comparados por meio de análise univariada (teste t de Student). As proteínas diferencialmente expressas foram, posteriormente, submetidas à análise de classes e de enriquecimento funcional de categorias de Gene Ontology, utilizando a plataforma online PantherDB. Resultados: Foram observadas diferenças significativas na motilidade não-progressiva (p = 0,018), morfologia (p = 0,028), PNA (p < 0,0001), DAB I (p = 0,0001), DAB III (p = 0,0017), DAB IV (0,026), DAB (p = 0,0003), Cometa III (p = 0,001) e Cometa (p = 0,003). Na análise proteômica, foram quantificadas e identificadas 489 proteínas, das quais 73 estão diferencialmente expressas entre os dois grupos e 416 conservadas. Dentre as proteínas diferencialmente expressas, observou-se 1 ausente, 19 hipoexpressas, 49 hiperexpressas e 4 exclusivas no grupo de estudo. As principais funções enriquecidas do grupo obesidade foram: regulação negativa da via intrínseca da apoptose, regulação da fagocitose, regulação da endocitose, ativação da resposta imune e inflamatória e atividade antioxidante. As funções hiporepresentadas no grupo obesidade foram: regulação de processo metabólico celular e proteico, regulação de resposta a estímulos e regulação de processo celular. Conclusões: A obesidade exerce um efeito negativo sobre a qualidade seminal e funcional dos espermatozoides. Há uma mudança significativa no proteoma do plasma seminal de homens com excesso de peso que elucida alguns processos envolvidos na infertilidade desses homens, como: produção excessiva de espécies reativas de oxigênio, hipertermia testicular, resposta inflamatória e alterações na via apoptótica.
Descrição
Citação
FERIGOLO, Paola Cristine. O impacto da obesidade sobre a qualidade funcional dos espermatozoides e os mecanismos proteômicos do sêmen. 2015. Dissertação (Mestrado) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2015.