Гл. ас. Богдан Хаджиев, д.б: Има връзка между витамин D статуса и качеството на сперматозоидите

В Катедрата по биохимия, молекулна медицина и нутригеномика през последните две години млади учени работят по проект “Връзка между витамин D статуса и качеството на сперматозоидите като фактор за оценка на мъжкото репродуктивно здраве”. Той е финансиран от Фонд “Научни изследвания” на МОН по програма “Конкурс за финансиране на фундаментални научни изследвания на млади учени и постдокторанти - 2020 г.” 

В научния екип на проекта участват четирима постдокторанти от Медицински университет - Варна: гл. ас. Богдан Хаджиев, д.б., ръководител на проекта, гл. ас. Тодорка Сократева, д.б. и гл. ас. Айше Салим, д.б. - тримата от Катедрата по биохимия, молекулна медицина и нутригеномика, и ас. Галина Ненкова, д.б., ембриолог - Катедра по биология.

Каква е връзката на витамин D и фертилитета при мъжете, разговаряме с гл. ас. Богдан Хаджиев, д.б., ръководител на проекта.

♦ Богдан Хаджиев е главен асистент, доктор по биология във Факултета по фармация, катедра “Биохимия, молекулна медицина и нутригеномика”, към МУ “Проф. д-р Параскев Стоянов”, гр. Варна. Завършва висше образование магистър по биология през 2004 г. в университета на Валенсия. Придобити научни степени и заемани академични длъжности: “МУ - Пловдив”, специалност “Клинична Химия” - 2009 г., академично звание “Асистент” - 2014 г., МУ-Варна “Д-р Параскев Стоянов” - образователна и научна степен “Доктор” - 2018 г., академично звание “Главен асистент” - 2018 г.

♦ Областите на професионалните му интереса са: биохимия, клинична биохимия, молекулярна биология.

♦ Член е на: COB - Официална колегия на биолозите (Испания), HCPC - Health and care professions council (Великобритания).

♦ Преминал е специализации в Германия, университет “Александер Фриедрич” - Ерланген. Курс по усвояване на методите HPLC през 2009 г.

♦ През 2012 г. работи една година в Испания, Университетска болница “Д-р Песет Александре" - Валенсия, като специалист по клинична биохимия. Участва в проекти на тема “Корелации между витамин D и андрогени при бенигнени и малигнени заболявания на простата” към фонд “Наука” при МУ - Варна, “Проучване на молекулни механизми на действие на съдържащи сяра минерални води от варненския басейн върху човешкия  метаболизъм с оглед използването им като лечебно-питейно средство” към “Фонд научни изследвания” от Министерството на образованието и науката, “Витамин K - зависими gla-протеини - нови биомаркери за сърдечносъдова калцификация” към Фонд “Наука” при МУ - Варна, “Изследване на единични нуклеотидни полиморфизми в некодиращи РНК-и при пациенти с колоректален карцином с цел идентифициране на нови диагностични, прогностични и предиктивни биомаркери за българската популация” към “Фонд научни изследвания” от Министерството на образованието и науката.

- Гл. ас. Хаджиев, кои са факторите, които влияят на фертилитета при мъжете?

- Факторите, от които зависи фертилитетът при мъжете, са генетични, имунологични, начин на живот, хранене и др. Все по-често набира популярност хипотезата, че дефицитът на витамин D може да бъде допълнителен фактор за понижен фертилитет при тях. Синтезът на този витамин протича поетапно. Първоначално, под влияние на ултравиолетовите слънчеви лъчи в кожата от холестеролово производно, с участието на ензима 25-хидроксилаза, се образува 25-хидроксихолекалциферол (25OHD) – неактивна форма на витамин D.

Под тази форма той циркулира в кръвообръщението, свързан с белтък, и се транспортира до тъкани като бъбреци, простата, бели кръвни клетки и др., където локална 1-алфа хидроксилаза го преобразува в активната форма на витамина - 1,25 хидроксихолекалциферол (1,25OHD). След свързване със своя рецептор 1,25OHD повлиява на много процеси. Например, на вътреклетъчните нива на калций, на клетъчната пролиферация, активиране наz имунната система и др.

- Каква по-точно е връзката на този витамин с фертилитета при мъжете?

- Известно е, че рецепторът за витамин D (VDR) и ензимите, участващи в синтеза на активната му форма, се експресират в незрели и зрели сперматозоиди, както и в семенния канал, но все още не са напълно изяснени молекулните механизми на въздействие на витамин D върху сперматогенезата. 

Има предположения, че са замесени както геномни, така и негеномни клетъчни отговори. Някои от тях са свързани с повишено навлизане на холестерол и фосфорилиране на протеини, което допринася за оцеляването на сперматозоидите след еякулация. Други са свързани с увеличение на вътреклетъчния калций, който повишава акрозиновата активност и мотилитета на сперматозоидите. 

Предполага се също, че витамин D индиректно повишава нивата на тестостерона, който е пряко отговорен за сперматогенезата. Описаните предполагаеми механизми повишават способността на сперматозоидите да оплождат яйцеклетката.

Нашата научна хипотеза е, че витамин D повлиява на качеството и оплодителната способност на сперматозоидите. Научното потвърждение на тази хипотеза ще позволи да се въведе още един биохимичен маркер за оценяване на мъжкия фертилитет и суплементиране с витамин D, което да увеличи шансовете за създаване на поколение.

Богдан Хаджиев

- Каква цел си поставихте при реализирането на проекта?

- Целта ни беше да се определи витамин D статусът и нивото на генна експресия на вътреклетъчни ензими, участващи в синтезата му в сперматозоиди при мъже с нормален фертилитет и такива с промени в един или повече показатели по спермограмата, съответстващи на понижен фертилитет.

- Какво показват резултатите от изследванията ви?

- В изследването се включиха общо 70 доброволци – здрави мъже на възраст между 25 и 45 години. В зависимост от извършените спермални анализи ги разпределихме в три групи: контролна – с нормални показатели на спермограмата, таргетна – с отклонения в един или в повече показатели на спермограмата, и група с олигоастенотератозооспермия – с отклонение във всички показатели на спермограмите.

Сравнявахме между тях средните нива на изследваните в кръвта биохимични маркери за витамин  D статуса (25-хидроксихолекалциферол, свободен и бионаличен холекалциферол и активната форма на витамина (1,25 дихидроксихолекалциферол), както и на активната форма на витамин D-1,25 дихидроксихолекалциферол в сперматозоиди.

Проучихме и ефекта на факторите, свързани със стила на живот върху качеството на сперматозоидите (ИТМ, прием на алкохол и тютюнопушене). Контролната група има силна тенденция за по-високи нива на 25-хидроксихолекалциферол спрямо таргетната група и групата с олигоастенотератооспермия. Свободният и бионаличен холекалциферол са значимо по-високи в контролната група в сравнение с останалите две. 

14 интересни факти за сперматозоидите, които вероятно не знаете

По отношение на активната форма на витамин D-1,25 дихидроксихолекалциферол, не констатирахме значими разлики между групите в кръвта. Но вътреклетъчните нива на активната форма на витамина в сперматозоидите бяха по-високи при контролната група, както и нивата на генна експресия на 1-алфа хидроксилаза. Докато нивата на генната експресия на рецептора за витамин  D бяха значително по-високи в таргетната група.

Анализите, които извършихме за взаимовръзка между нивата на витамина, метаболитите в кръвта и качеството на сперматозоидите показаха наличие на значима положителна корелация между свободния и бионаличен витамин D с подвижността и морфологията на сперматозоидите.

По отношение на стила на живот установихме, че контролната група доброволци консумират значимо по-рядко алкохол, пушат по-малко на брой цигари дневно и имат по-нисък ИТМ – по-близък до нормалните референтни стойности. Доказахме и значима отрицателна взаимовръзка между тютюнопушенето и обема на еякулата – от една страна, и между ИТМ и концентрацията и морфологията на сперматозоидите – от друга. Само честата консумация на алкохол оказва отрицателен ефект върху морфологията на сперматозоидите. 

Получените резултати показват, че качеството на сперматозоидите може да бъде повлияно от витамин D статуса и начина на живот. Нормалната морфология и подвижност на сперматозоидите се влияят положително от свободния и бионаличен витамин. С непрекъснато нарастващия брой случаи на мъжки фактор на безплодие, приемът на витамин D може да бъде неинвазивна, бърза и евтина стратегия за подобряване на подвижността и морфологията на сперматозоидите. Вярваме, че получените резултати могат да допринесат за изясняване на комбинирания ефект на всички анализирани фактори, а също и да изяснят някои идиопатични случаи на безплодие при видимо здрави млади мъже.

Милена ВАСИЛЕВА