اثر مواجهات شغلی بر روی پارامترهای اسپرمی و ساختار کروماتین اسپرم

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه رویان، پژوهشکده زیست فناوری جهاد دانشگاهی، مرکز تحقیقات پزشکی تولید مثل، گروه زیست فناوری تولید مثل، اصفهان، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد فلاورجان، گروه زیست شناسی، اصفهان، ایران

3 مرکز باروری و ناباروری اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

هدف: هدف از این پژوهش، پارامترهای اسپرمی (غلظت، تحرک و مورفولوژی) و وضعیت سلامت DNA اسپرم را در مردان ناباروری که در معرض مواجهات شغلی مختلف می باشند، است. 
مواد و روش‌ها: 152 مردی که برای اهداف تشخیصی به مرکز باروری و ناباروری مراجعه کرده بودند،( بهار 1393 تا پاییز 1395) وارد این مطالعه شدند. با همه شرکت کنندگان مصاحبه شد و نمونه مایع منی آن‏ها برای بررسی پارامترهای اسپرمی و سلامت کروماتین اسپرم به‏ترتیب بر اساس پروتکل سازمان بهداشت جهانی و روش TUNEL جمع‌آوری شد.
نتایج: نتایج نشان می‏دهند که در مردانی که در معرض مواد شیمیایی، نشستن طولانی مدت و با فعالیت فیزیولوژیکی بالا می باشند، درصد تحرک اسپرم کمتر و درصد آسیب DNA اسپرم بیشتر از معیارهای ارائه شده در مقالات قبلی می باشد. به‏علاوه، در مردان با آسیبDNA  بیشتر از 10 درصد، کاهش معنی‏داری در پارامترهای اسپرمی مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: مواجهات شغلی دارای اثرات منفی بر روی کیفیت پارامترهای اسپرمی و سلامت کروماتین اسپرم می باشد، اما مطالعات بیشتری برای اثبات این نتایج لازم است. 
 

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


مقدمه

10 تا 15درصد از مردم جهان با مشکل ناباروری مواجه هستند که در حدود نیمی از ناباروری ها به‏دلیل فاکتورهای مردانه می‏باشد (1). تعدادی از عوامل ایجاد کننده ناباروری مردان شامل جهش‏های ژنی، آنوپلوئیدی، بیماری‏های عفونی، انسداد مجاری تناسلی، واریکوسل، پرتو درمانی و شیمی درمانی می‏باشد (2). پیامد ناشی از این عوامل می­تواند کاهش کیفیت مایع منی باشد که علاوه بر آن‏که برروی پارامتر­های اسپرمی از جمله غلظت، تحرک و مورفولوژی اثر می‏گذارد، می­تواند برروی ساختار کروماتین اسپرم که نیمی از ژنوم آینده جنین را تشکیل می­دهد، تاثیرگذار باشد. سلامت کروماتین اسپرم به‏عنوان یک عامل مهم در باروری بوده، به‏طوری‏که در افرادی که بیشتر از 30 درصد از اسپرم‏ها، دارای آسیب DNA می‏باشند، امکان دست‏یابی به حاملگی تحت تاثیر قرار می‏گیرد (3). در این زمینه مطالعات متعددی اذعان داشته‌اند که انتخاب اسپرم بر اساس شکل ظاهری می‏تواند نشانگری از سلامت DNA اسپرم باشد، ولی در مطالعه اخیری که توسط اوندانو و همکاران انجام شد مشخص شده که در برخی افراد، اگرچه اسپرم طبیعی جهت درمان استفاده می‏شود ولی این اسپرم‏های به ظاهر طبیعی امکان دارد با آسیب DNA مواجه باشند (6-4). عوامل متعددی از جمله عوامل اگزوژنی و آندروژنی می‏تواند سلامت DNA اسپرم را تحت تاثیر قرار دهد. عوامل آندروژنی شامل استرس اکسیداتیو (Oxidative stress)، نقص در بسته بندی کروماتین اسپرم و فرآیند آپوپتوزیس است (7). عوامل اگزوژنی شامل آلایندهای محیطی، ترکیبات شیمیایی، سن، شیوه زندگی و غیره می‏باشد. از مهم‏ترین عوامل محیطی، می‏توان به مواجهات شغلی اشاره کرد. قرار گرفتن در معرض امواج الکترومغناطیس، فلزات مانند سرب، کروم، منگنز، جیوه، مواد حلال آلی، دود، هیدروکربن‏های آروماتیک چند حلقه ای و ارتعاشات مکانیکی می­تواند برروی پارامترهای اسپرمی (غلظت، تحرک، زنده مانی، مورفولوژی) و عملکرد دستگاه تناسلی اثر گذار باشد. در مردانی که با مواد شیمیایی مانند کود شیمیایی یا سموم در تماس هستند، فعالیت غدد درون ریز، سطح ترشح گنادوتروپین­ها، تستوسترون و در نهایت کیفیت پارامترهای اسپرمی تحت تاثیر قرار می‏گیرد (10-8). نشستن طولانی مدت و مشاغلی که به‏طور مستمر در معرض درجه حرارت بالا می‏باشند، نقص در فرآیند اسپرماتوژنز و کاهش کیفیت پارامترهای اسپرمی را به‏همراه دارد و گاهی منجر به آسیب DNA اسپرم نیز می‏شود (11). اما اثر سن برروی پارامترهای اسپرمی و سلامت کروماتین اسپرم به‏صورت متناقض گزارش شده است (13،12). بنابراین، با توجه به اهمیت سلامت DNA اسپرم در باروری، بررسی DNA اسپرم مردان دارای ارزش تحقیقاتی به‏سزایی می‏باشد و همچنین با توجه به این‏که امروزه در معرض گیری افراد به آلاینده­های شیمیایی، محیطی و شغلی بیشتر شده است و امکان تاثیر این آلاینده­ها برروی کیفیت مایع منی بیشتر به‏نظر می­رسد، لذا در این مطالعه سعی بر آن است که پارامتر­های اسپرمی (تعداد، تحرک، مورفولوژی) و سلامت DNA اسپرم در بین افرادی که در معرض عوامل محیطی ذکر شده هستند، بررسی شود.

مواد و روش ها

این مطالعه توصیفی برروی 152 مرد نابارور مراجعه کننده به مرکز باروری و ناباروری اصفهان، انجام گرفت. این مطالعه در کمیته اخلاق برای تحقیقات انسانی، در پژوهشکده رویان به تصویب رسیده و از افراد شرکت کننده رضایت نامه کتبی گرفته شد. برای این افراد پرسشنامه ای حاوی اطلاعات مربوط به سن، شغل و نوع مواجه شغلی و استفاده از دخانیات تکمیل شد.

نمونه مایع­ منی افراد، بعد از 3 تا 4 روز پرهیز از مقاربت جمع­آوری شد و پارامترهای اسپرمی شامل غلظت، تحرک و مورفولوژی بر اساس معیار سازمان بهداشت جهانی (2010) (WHO: World Health Organization ) مورد بررسی قرار گرفت (14).غلظت نمونه اسپرمی با استفاده از دستگاه شمارش اسپرم (Makler Counting Chamber) بر حسب میلیون بر لیتر، میزان تحرک اسپرم به‏وسیله نرم افزار  CASA  (Computer Aided Sperm Analysis) و مورفولوژی اسپرم با استفاده از رنگ­آمیزی دیف­کوئیک (Diff Quik) بر اساس معیار (2010)WHO مورد ارزیابی قرار گرفت  (14).

ارزیابی آسیب DNA اسپرم با استفاده از آزمون (Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling )( TUNEL): در این مطالعه برای ارزیابی آسیب DNA اسپرم از کیت TUNEL (Apoptosis Detection System Fluorescein, Promega, Mannheim, Germany) استفاده شد. در این روش، سطح آسیب DNA در اسپرم به‏طور مستقیم اندازه‏گیری می‏شود. در روش TUNEL قطعات DNA را می‏توان در محل OH انتهایی 3' توسط آنزیم دئوکسی نوکلئوتیدیل ترانسفراز در حضور نوکلئوتید همراه با ماده فلورسنت (برای مثال، bromolated deoxyuridine تری فسفات نوکلئوتید [BrdU]) نشاندار کرد. برای انجام این تست، بطور خلاصه ابتدا مایع ­منی را با محلول بافر فسفات سالین (PBS: Phosphate Buffer Saline) شستشو و با تهیه اسمیر برروی لام، طبق دستورالعمل کیت TUNEL رنگ­آمیزی شد. بررسی آسیبDNA  اسپرم، با استفاده از میکروسکوپ فلئورسنت با بزرگنمایی 100(BX51, Olympus, Japan ) انجام گرفت. رنگ قرمز فلئورسنت در ناحیه سر اسپرم نشان‏ دهنده اسپرم‌های TUNEL منفی (اسپرم­های با DNA سالم) و رنگ سبز فلئورسنت مشاهده شده، بیانگر اسپرم­های  TUNELمثبت (اسپرم­های دارای آسیب DNA) بوده که به‏صورت درصد آسیب DNA اسپرم گزارش شده است (15).

آنالیز آماری:آنالیز آماری به‏وسیله نرم ­افزار 18SPSS (SPSS, Chicago, IL, USA) با استفاده از آنالیز Descriptive، Independent- Sample T Test (برای مقایسه بین دو گروه) و one-way ANOVA (برای مقایسه بین چند گروه) مورد ارزیابی قرار گرفت. 05/0p< از لحاظ آماری، معنی­دار در نظر گرفته می­شود.

نتایج

در این مطالعه میانگین سن مردان، 65/5±76/37 و میانگین مدت زمان ناباروری، 34/6±81/8 بوده است. توصیف پارامترهای اسپرمی مورد مطالعه در جدول 1 گزارش شده است.

 

جدول 1: توصیف پارامترهای اسپرمی و درصد آسیب DNA اسپرم در افراد مورد مطالعه (152 N=)

پارامترهای اسپرمی

خطای استاندارد ± میانگین

غلظت اسپرم

45/5±24/64

درصد تحرک اسپرم

18/2±40/41

درصد اسپرم‏های دارای مورفولوژی غیر طبیعی

55/0±30/94

درصد آسیب DNA اسپرم

92/0±65/14

 

 

جهت بررسی اثر سن برروی پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم، افراد شرکت کننده بر اساس سن، به دو گروه مردان کمتر و بیشتر از 35 سال تقسیم بندی شده (16) و پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم در این دو گروه مورد مقایسه قرار گرفت (جدول 2). هیچ اختلاف معنی‏داری بین مردان کمتر و بیشتر از 35 سال، از لحاظ درصد تحرک اسپرم، درصد اسپرم‏های دارای مورفولوژی غیر طبیعی و درصد آسیب DNA اسپرم وجود نداشت. اما در افراد بالای 35 سال میانگین غلظت اسپرم (میلیون در هر میلی لیتر) به‏طور معنی‏داری بیشتر بوده است (05/0>p).

 

 

جدول 2: مقایسه پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم بین مردان با سن کمتر و بیشتر از 35 سال.

p-Value  کمتر از 05/0 نشانگر اختلاف معنی‏داری بین دو گروه مورد نظر در راستای متغیر عنوان شده است.

پارامترها

رده سنی

خطای استاندارد ± میانگین

P-Value

غلظت اسپرم (106 در هر میلی لیتر)

کمتر از 35 سال

59/5 ± 48/48

02/0

بیشتر از 35 سال

99/7 ± 28/74

درصد تحرک اسپرم

کمتر از 35 سال

52/3 ± 35/38

27/0

بیشتر از 35 سال

77/2 ± 26/43

درصد اسپرم های دارای مورفولوژی غیرطبیعی

کمتر از 35 سال

69/0 ± 26/95

18/0

بیشتر از 35 سال

77/0 ± 74/93

درصد آسیب DNA اسپرم

کمتر از 35 سال

44/1 ± 00/15

78/0

بیشتر از 35 سال

19/1 ± 46/14

 

 

 

در این مطالعه افراد بر اساس حد آستانه  تعریف شده برای آسیب DNA در مطالعه قبلی، به دو گروه کمتر و بیشتر از 10 درصد آسیب DNA تقسیم (17) و پارامترهای اسپرمی بین این دو گروه مقایسه شد (جدول3). نتایج نشان می دهد، غلظت اسپرم در افراد دارای آسیب DNA کمتر از 10درصد (89/14±24/87) به‏طور معنی‏داری بیشتر از افراد دارای آسیب DNA بیشتر از 10 درصد (32/5±12/53) می‏باشد (01/0p=). درصد تحرک اسپرم در افراد دارای آسیب DNA کمتر از 10 درصد (36/4±73/53) به‏طور معنی‏داری بیشتر از افراد دارای آسیب DNA بیشتر از  10 درصد (83/2±40/37) است (01/0>p). همچنین، درصد اسپرم‏های دارای مورفولوژی غیرطبیعی در افراد دارای آسیب DNA کمتر از 10 درصد (22/1±15/91) به‏طور معنی‏داری کمتر از افراد دارای آسیب DNA بیشتر از 10 درصد (78/0±95/94) می‏باشد (01/0>p).

 

جدول 3: مقایسه پارامتر­های اسپرمی در افراد با آسیب DNA کمتر و بیشتر از 10درصد.

p-Value  کمتر از 05/0 نشانگر اختلاف معنی داری بین دو گروه مورد نظر در راستای متغیر عنوان شده است.

پارامترها

میزان آسیب DNA

خطای استاندارد ± میانگین

P-Value

غلظت اسپرم (106 در هر میلی لیتر )

آسیبDNA  کمتر از 10 درصد

89/14±24/87

012/0

آسیب DNA بیشتر از 10 درصد

32/5±12/53

درصد تحرک اسپرم

آسیبDNA  کمتر از 10 درصد

36/4±73/53

002/0

آسیبDNA  بیشتر از 10 درصد

83/2±40/37

درصد اسپرم های دارای مورفولوژی غیرطبیعی

آسیبDNA  کمتر از 10 درصد

22/1±15/91

008/0

آسیبDNA  بیشتر از 10 درصد

78/0±95/94

 

 

در این مطالعه، اثرات مواجهات شغلی برروی پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم با پرکردن پرسشنامه تحقیقاتی که حاوی گزینه‏های اصلی شغلی بود (18)، بررسی شد و نتایج در نمودار 1 ارائه شده است.         

 

 

 

־

+

־

־

־

+

گرما

־

+

+

־

+

־

نشستن طولانی مدت

־

+

+

+

־

־

آلاینده های شیمیایی

+

־

־

־

־

־

کار پرتحرک

 

 

 

 

نمودار 1:  مقایسه پارامتر­های اسپرمی و آسیب DNA اسپرم در گروه‏هایی با مواجهات شغلی مختلف، مانند گرما، نشستن طولانی مدت، آلاینده‏های شیمیایی و کار پرتحرک.

 

میانگین غلظت اسپرم (میلیون در هر میلی لیتر) در افراد در معرض گرما، 73/19±37/65، افراد در معرض نشستن طولانی مدت، 99/9±53/67، افراد در معرض مواد شیمایی (مانند نقاش‌ها، کارگران کارگاه های صنعتی و...)، 57/21±87/66، افراد در معرض نشستن طولانی مدت (مانند رانندگان، برخی مشاغل ادارای و ..) و مواد شیمیایی 44/27±43/85، افراد در معرض هر سه عامل گرما (مانند نانواها، کشاورزان، و ...)، نشستن طولانی مدت و مواد شیمیایی، 50/41±50/58 و در افراد پرتحرک، 43/8±71/40 می‏باشد، که بین این گروه­ها اختلاف معنی‏داری وجود ندارد و احتمالا اثر این مواجهات شغلی برروی غلظت اسپرم کمتر است.

میانگین درصد تحرک اسپرم در افراد در معرض گرما، 27/8±22/49، افراد در معرض نشستن طولانی مدت، 20/3±60/40، افراد در معرض مواد شیمیایی، 02/9±33/27، افراد در معرض نشستن و مواد شیمیایی،62/7±05/36، افراد در معرض هر سه عامل گرما، نشستن طولانی مدت و مواد شیمیایی به طور همزمان، 00/25±00/45 و افراد پرتحرک، 71/9±4/30 است. اگر چه از لحاظ آماری، اختلاف معنی‏داری بین گروه­های ذکر شده وجود ندارد ولی نتایج گویای آن است که افرادی که بیشتر در معرض مواد شیمیایی و نشستن طولانی مدت هستند و همچنین افراد پرتحرک از میانگین درصد تحرک اسپرمی پایین‏تری نسبت به حد آستانه‏ای که توسط سازمان بهداشت جهانی (2010) (14) برای این پارامتردر نظر گرفته شده (40 درصد)، برخوردارند.

میانگین اسپرم­های دارای مورفولوژی غیر طبیعی در افراد در معرض گرما، 70/0±75/96، افراد در معرض نشستن طولانی­ مدت 75/0±43/94، افراد در معرض مواد شیمیایی 98/1±5/96، افراد در معرض نشستن طولانی مدت و مواد شیمیایی 02/2±75/94، افراد در معرض هر سه عامل گرما، نشستن طولانی مدت و مواد شیمیایی به‏طور هم‏زمان، 50/2±50/94 و در افراد پرتحرک، 88/0±14/98 است. بین گروه­های ذکر شده در رابطه با درصد مورفولوژی غیرطبیعی، اختلاف معنی‏داری وجود ندارد ولی آنچه از این نمودار می‏توان استنباط کرد این است که در افراد پرتحرک، درصد مورفولوژی غیرطبیعی بیشتر از بقیه گروه­ها است و اگر حد آستانه سازمان بهداشت جهانی (2010) (14) را برای این پارامتر در نظر بگیریم (4 درصد مورفولوژی طبیعی)، شکل ظاهری اسپرم این افراد بیشتر تحت تاثیر بوده و ناهنجارتر است.

درصد آسیب DNA اسپرم در افراد در معرض گرما، 23/3±11/13، افراد در معرض نشستن طولانی مدت، 53/1±19/15، افراد در معرض مواد شیمیایی، 08/2±60/16، افراد در معرض نشستن طولانی مدت و مواد شیمیایی، 16/3±53/14، افراد در معرض هر سه عامل گرما، نشستن طولانی مدت و مواد شیمیایی، 17/4±75/8 و در افراد پرتحرک، 80/3±37/11 است. اگرچه از لحاظ آماری، اختلاف معنی‏داری بین گروه ها وجود ندارد ولی اگر حد آستانه 10 درصد را برای میزان آسیب DNA اسپرم با روش TUNEL در نظر گرفت کاملا واضح است که افراد پویا و پر تحرک و افرادی که در معرض دمای بالای، مواد شیمیایی و نشستن طولانی مدت هستند، بیشتر تحت تاثیر قرار گرفته اند. 

بحث

در طی روند لقاح طبیعی، وجود سدهای فیزیولوژیک از جمله ناحیه شفاف و غشای تخمک باعث می شود که تنها اسپرم طبیعی با ماده ژنتیکی سالم بتواند با تخمک، وارد فرآیند لقاح شود، اما اسپرمی که در طی تکنیک ICSI به‏درون تخمک تزریق می شود از این مسیر طبیعی عبور نمی‏کند (20،19). انتخاب اسپرم در این روش، بر اساس شکل ظاهری و تحرک بوده که تضمین کننده سلامت ژنوم اسپرم نمی‏باشد (5). در بعضی از موارد، اسپرم دارای آسیب DNA حتی با وجود موفقیت در لقاح، توانایی ادامه تکوین جنین را تا مرحله بعد از 4 تا 8 سلولی که مصادف با فعال شدن ژنوم است، را ندارد، بنابراین بررسی آسیب DNA اسپرم از اهمیت بسیاری برخوردار است. دلایل ایجاد آسیب DNA اسپرم، مانند دلایل ایجاد ناباروری در مردان، پیچیده و نیز وابسته به عوامل داخلی بیضه و فاکتورهایی خارجی می باشد. با وجودی که قسمت عمده‏ای از آسیب DNA اسپرم در مردان نابارور به نقص در مرحله اسپرماتوژنز نسبت داده می‏شود، اما گاهی اسپرم افراد بارور نیز دارای میزان قابل توجه از آسیب DNA می باشند (7،5). آسیب DNA اسپرم یا ساختار کروماتین آن می‏تواند در هر مرحله از اسپرماتوژنز رخ ­دهد. عمدتا آسیب DNA اسپرم ناشی از نقص در تراکم کروماتین، آپوپتوزیس و سطح بالای استرس اکسیداتیو می‏باشد (21). همچنین، فاکتور­های محیطی مانند سن، سیگار کشیدن، شغل و افزایش دمای بیضه از دیگر دلایل ایجاد آسیب DNA اسپرم به‏شمار می­روند (11-9). در این مقاله مدنظر است که بیشتر اثر عوامل شغلی برروی پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم مورد بررسی قرار گیرد.

در این مطالعه بررسی اثر سن برروی پارامتر­های اسپرمی و آسیب DNA اسپرم، بیانگر آن است که درصد تحرک، مورفولوژی و آسیب DNA اسپرم تحت تاثیر سن نبوده اما غلظت اسپرم، با افزایش سن به‏طور معنی‏داری  افزایش یافته است. مطالعات متناقضی در این راستا وجود دارد اما نتایج این مطالعه، می‏تواند توجیه کننده این مسئله باشد که شاید در افراد با سن بالا، روند تولید اسپرم، طبیعی باشد ولی این امکان وجود دارد که اسپرم تولید شده از لحاظ کیفی و عملکردی مناسب نباشد. پلاستریا و همکاران (12)، ارتباط مستقیمی بین سن و غلظت اسپرم را گزارش کرده‏اند (13). نتایج مطالعات دیگر نشان داده اند که برای مردان با سن بالا که تصمیم به پدرشدن دارند، احتمال خطر قابل توجهی برای تولد نوزادان دارای ناهنجاری‏های کروموزومی وجود نداشته و غلظت، مورفولوژی و آسیب DNA اسپرم تحت تاثیر سن قرار نگرفته است (16). همچنین، ارتباطی بین سطح ((Reactive Oxygen Species ROS و افزایش سن دیده نشده و ظرفیت کل آنتی اکسیدانت‏های پلاسما (Total Antioxidant Capacity) در افراد کمتر از 40 سال و بالای 40 سال تفاوتی نداشته اند (22). اما برخلاف این یافته‏ها، مطالعات دیگر نشان داده اند که با افزایش سن، آسیب DNA اسپرم افزایش و پارامترهای اسپرمی کاهش یافته است (24،23). بنابراین، به‏طور کلی بررسی سن پدر برای بررسی توانایی باروری زوجین بسیار بحث برانگیز است، از این جهت که معیار مشخصی برای تعریف پیری و سن قابل قبول برای باروری مردان وجود ندارد و شاید برای نتیجه‏گیری بهتر نیاز به بررسی نتایج کلینیکی در تکنیک‏های کمک باروری  باشد.

نتایج این مطالعه در بررسی اثر مواجهات شغلی مانند افراد پرتحرک و افراد در معرض گرما، نشستن و مواد شیمیایی برروی پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم نشان داده است که مواجهات شغلی تا حدودی برروی این پارامتر­ها اثرگذار است. روند صنعتی شدن سریع و تغییرات گسترده در شرایط زندگی باعث شده که افراد در محل کار در معرض مواد شیمیایی جدیدی قرار بگیرند و مشاغل کم تحرک، ساعات طولانی رانندگی و استفاده از کامپیوتر و لب تاپ افزایش یابد (25). دمای بیضه،  3 تا 4 درجه سانتی‏گراد پایین تر از دمای بدن است، بنابراین احتمالا در افرادی که به‏طور مستمر در معرض درجه حرارت بالا باشند (مانند صنعت سرامیک و جوشکاری)، نقص در فرآیند اسپرماتوژنز شایع‏تر است (11). موقعیت‏های کاری کم تحرک نیز، یک عامل افزایش درجه حرارت بیضه بوده که بر فرآیند اسپرماتوژنز اثرگذار است. برای مثال، احتمال ناباروری در مدیران و اپراتورهایی که ساعات طولانی از کامپیوتر استفاده می‏کنند، بیشتر از مشاغل دیگر است (26) و یک ارتباط معنی‏دار بین نشستن بیش از 6 ساعت و افزایش آسیب DNA و کاهش تحرک اسپرم گزارش شده است (27،10). در رانندگان تاکسی، کیفیت پارامترهای اسپرمی کاهش یافته و این مسئله شاید به این دلیل باشد که دمای بیضه، بعد از 2 ساعت رانندگی نسبت به کسی که در حال راه رفتن است، افزایش می‏یابد (10 و 28). در کارگران ریخته گری و صنعت سرامیک، نانواها و شغل های در معرض فلزات آلیاژی، کاهش کیفیت پارامترهای اسپرمی گزارش شده است (29 و30). مشاغل در معرض آفت کش هایی مثل (Dichlorodiphenyltrichloroethane) DDT و (Dichlorodiphenyldichloroethylene) DDE، فنالات، استراز و فتالیک اسید، (Poly vinyl chloride) PVC، سرب و کادمیوم باعث کاهش کیفیت پارامترهای اسپرمی، اختلال در عملکرد غدد تناسلی درون ریز و اختلال در روند اسپرماتوژنز شده است (31).

برخلاف این مطالعات، مطالعه ولز و همکاران (32) برروی نظامیان فرانسوی نشان داده است که مشاغل در معرض گرما، اثری برروی ناباروری مردان نداشته و به‏عنوان یک فاکتور خطر برای ناباروری محسوب نمی‏شود. همچنین برخلاف مطالعاتی که به این نتیجه رسیده‏اند که افراد دارای مشاغل با تحرک بالاتر، دارای کیفیت اسپرمی بهتری می‏باشند، نتایج استوی و همکاران (33) نشان می‏دهد که هیچ اثر مضری از مشاغل کم تحرک برروی توانایی باروری افرادی که به مرکز درمان ناباروری مراجعه کرده بودند، مشاهده نشده است.

به‏طورکلی، مکانیسمی که از طریق آن شغل‏های در معرض مواد شیمیایی و سمی باعث اختلال در سیستم تولید مثلی می‏شود، بسیار پیچیده است. این احتمال وجود دارد که مواد شیمیایی مستقیما برروی ارگانل‏های تولید مثلی مانند بیضه اثر گذاشته و یا اینکه اثر آن‏ها، به‏طور غیرمستقیم از طریق تغییر تنظیم هورمونی می‏باشد. گاهی مواد سمی باعث آسیب به سلول‏های لایدیگ و کاهش ترشح تستوسترون شده که اثر منفی برروی عملکرد سلول‏های سرتولی و اسپرماتوژنز دارد (31).

یکی از مشکلات بررسی اثرات مواجهات شغلی برروی پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA اسپرم، این است که بررسی اثر هر کدام از این موارد به تنهایی مشکل است و در اکثر موارد، افراد، هم‏زمان در معرض چند فاکتور می‏باشند. برای مثال رانندگان حرفه‏ای، زمانی که در معرض مواد شیمیایی، سر و صدا، استرس‏های اجتماعی، اعمال فشار برروی ارگانل‏های لگنی و افزایش دما بوده‏اند، میزان آسیب به اسپرماتوژنز افزایش یافته است (28). همچنین این مسئله در مورد جوشکارانی که در معرض حلال‏ها، فلزات سنگین و سر و صدا می‏باشند، صادق است. به‏علاوه، افراد شرکت کننده در این مطالعه از افراد نابارور مراجعه کننده به یک مرکز درمان ناباروری می‏باشند و شاید بهتر باشد که اطلاعات مراکز مختلف بر اساس یک استاندارد کلی مورد بررسی قرار گرفته و متغیر‏های دیگر، مانند عادات زندگی متفاوت، سن و تفاوت‏های منطقه‏ای در نظر گرفته شوند.

نتایج این مطالعه نشان می دهد که مصرف سیگار اثری برروی پارامتر­های اسپرمی و آسیب DNA  اسپرم ندارد (نتایج نشان داده نشده است). نتایج مطالعات در مورد اثر مصرف سیگار برروی پارامترهای اسپرمی و آسیب DNA متناقض است. بر اساس نتایج چندین مطالعه، سیگار کشیدن اثری برروی پارامترهای اسپرمی ندارد (35،34). اما برخی از مطالعات، نشان می‏دهند که در افراد سیگاری نسبت به غیر سیگاری آسیبDNA  اسپرم افزایش یافته (37،36) و همچنین سلامت آکروزوم اسپرم و فعالیت میتوکندری تحت تاثیر قرار گرفته است (38). نیکوتین (به‏عنوان یک کوتینین) موجود در پلاسمای مایع منی افراد سیگاری با اثر برروی ساختار تاژک و آکسونم دم اسپرم، اثر منفی برروی تحرک اسپرم دارد و از طریق افزایش ROS برروی سیستم تولیدمثلی مردان اثرگذار است. دود سیگار حاوی مواد شیمیایی کارسینوژن و موتاژن می‏باشد و عملکرد پروستات، اپی‏دیدیم و وزیکول سمینال را تحت تاثیر قرار می‏دهد (39).

نتایج این مطالعه نشان می دهد که در افراد دارای آسیبDNA  بیشتر از 10 درصد، پارامترهای اسپرمی به‏طور معنی‏داری کاهش می یابد (جدول 3). در این راستا، نتایج برخی از مطالعات نشان داده اند که یک رابطه معنی‏دار منفی بین آسیب DNA اسپرم و پارامترهای اسپرمی وجود دارد (41،40). آسیب DNA اسپرم، در صورتی‏که نقص در اسپرماتوژنز باشد، کاهش پارامترهای اسپرمی را به‏همراه دارد و اگر ناشی از پراکسیداسیون لیپیدی غشای اسپرم باشد برروی تحرک اسپرم نیز اثرگذار است (7). مطالعات قبلی نشان داده اند که پارامترهای اسپرمی طبیعی و تراکم کروماتین با میزان موفقیت در روش‏های کمک باروری ارتباط دارد (42،7) که این پارامترهای طبیعی نتیجه اسپرماتوژنز طبیعی در بیضه، بلوغ طبیعی در اپی‏دیدیم و وجود ترکیبات پلاسمای مایع منی طبیعی می باشد. بنابراین در نهایت افراد دارای پارامترهای اسپرمی طبیعی و سلامت کروماتین اسپرم دارای شانس بیشتری برای فرزند دار شدن می‏باشند.

نتیجه گیری

نتایج این مطالعه، نشان می‏دهد که مواجهات شغلی در افرادی که در معرض مواد شیمیایی و نشستن طولانی مدت هستند و همچنین افراد پویا و پرتحرک، برروی کیفیت پارامترهای اسپرمی و سلامت کروماتین اسپرم تا حدودی اثر گذار است. همچنین با توجه به اینکه سلامت کروماتین اسپرم، نتایج روش‏های کمک باروری را تحت تاثیر قرار می‏دهد، بررسی آسیب DNA اسپرم در افراد کاندید روش‏های کمک باروری به‏خصوص ICSI، از اهمیت کلینیکی ویژه‏ای برخوردار است.

تشکر و قدردانی

این تحقیق با همکارى پژوهشکده رویان و مرکز بارورى و نابارورى اصفهان انجام گرفته است. لذا از کلیه مسئولین و پرسنل مراکز فوق کمال تشکر و قدردانى را داریم.

منابع:

1. Jungwirth A, Giwercman A, Tournaye H, Diemer T, et al. European Association of Urology Working Group on Male Infertility. European Association of Urology guidelines on Male Infertility: the 2012 update. Eur Urol. 2012; 62(2): 324-32

2. Ollero M, Gil-Guzman E, Lopez MC, Sharma RK, et al. Characterization of subsets of human spermatozoa at different stages of maturation: implications in the diagnosis and

 

treatment of male infertility. Hum Reprod 2001; 16(9): 1912-1921.

3. Evenson DP, Larson KL, Jost LK. Sperm chromatin structure assay: its clinical use for detecting sperm DNA fragmentation in male infertility and comparisons with other techniques. J Androl 2002; 23(1): 25-43.

4. Tavalaee M, Razavi S, Nasr-Esfahani MH. Influence of sperm chromatin anomalies on assisted reproductive technology outcome. Fertil Steril 2009; 91(4): 1119-26.

5. Avendaño C, Franchi A, Taylor S, Morshedi M, et al. Fragmentation of DNA in morphologically normal human spermatozoa. Fertil Steril 2009; 91(4):1077-84.

6. Simon L, Castillo J, Oliva R, Lewis SE. Relationships between human sperm protamines, DNA damage and assisted reproduction outcomes. Reprod Biomed Online 2011; 23(6):724-34.

7. Ioannou D, Miller D, Griffin DK, Tempest HG. Impact of sperm DNA chromatin in the clinic. J Assist Reprod Genet 2016; 33(2): 157-66.

8. Jeng HA, Pan CH, Chao MR, Chiu CC, et al. Sperm quality and DNA integrity of coke oven workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons. Int J Occup Med Environ Health 2016; 29(6): 915-926.

9. De Fleurian G, Perrin J, Ecochard R, Dantony E, et al. Occupational exposures obtained by questionnaire in clinical practice and their association with semen quality. J Androl 2009; 30(5): 566-79.

10. Jurewicz J, Radwan M, Sobala W, Radwan P, et al. Effects of occupational exposure - is there a link between exposure based on an occupational questionnaire and semen quality? Syst Biol Reprod Med 2014; 60(4): 227-33.

11. Figà-Talamanca I, Dell'Orco V, Pupi A, Dondero F, et al. Fertility and semen quality of workers exposed to high temperatures in the ceramics industry. Reprod Toxicol 1992; 6(6): 517-23.

12. Plastira K, Msaouel P, Angelopoulou R, Zanioti K, et al. The effects of age on DNA fragmentation, chromatin packaging and conventional semen parameters in spermatozoa of oligoasthenoteratozoospermic patients. J Assist Reprod Genet 2007; 24(10): 437-43.

13. Luetjens CM, Rolf C, Gassner P, Werny JE, et al. Sperm aneuploidy rates in younger and older men. Hum Reprod 2002; 17(7): 1826-32.

14. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen 5th Ed. Cambridge: Cambridge University Press. WHO Library Cataloguing-in-Publication Data; 2010; 1-271.

15. Kheirollahi-Kouhestani M, Razavi S, Tavalaee M, Deemeh MR, et al. Selection of sperm based on combined density gradient and Zeta method may improve ICSI outcome. Hum Reprod 2009; 24(10): 2409-16.

16. Winkle T, Rosenbusch B, Gagsteiger F, Paiss T, et al. The correlation between male age, sperm quality and sperm DNA fragmentation in 320 men attending a fertility center. J Assist Reprod Genet 2009; 26(1): 41-6.

17. Borini A, Tarozzi N, Bizzaro D, Bonu MA, et al. Sperm DNA fragmentation: paternal effect on early post-implantation embryo development in ART. Hum Reprod 2006; 21(11): 2876-81.

18. Jensen TK, Bonde JP, Joffe M. The influence of occupational exposure on male reproductive function. Occup Med (Lond).  2006; 56(8): 544-53.

19. Suarez SS, Pacey AA. Sperm transport in the female reproductive tract. Hum Reprod Update. 2006; 12(1): 23-37.

20.  Nasr-Esfahani MH, Deemeh MR, Tavalaee M.  New era in sperm selection for ICSI. Int J Androl. 2012; 35(4): 475-84.

21. Tavalaee M, Nasr-Esfahani MH, Deemeh MR. Etiology and Evaluation of Sperm Chromatin Anomalies. Int J Fertil Steril. 2008; 2(1):1-8.

22. Alshahrani S, Agarwal A, Assidi M, Abuzenadah AM, et al. Infertile men older than 40 years are at higher risk of sperm DNA damage. Reprod Biol Endocrinol 2014; 12:103.

23. Varshini J, Srinag BS, Kalthur G, Krishnamurthy H, et al. Poor sperm quality and advancing age are associated with increased sperm DNA damage in infertile men. Andrologia 2012; 44 Suppl 1: 642-9

24. Gao J, Gao ES, Yang Q, Walker M, et al. Semen quality in a residential, geographic and age representative sample of healthy Chinese men. Hum Reprod 2007; 22(2): 477-84.

25. Figà-Talamanca I, Traina ME, Urbani E. Occupational exposures to metals, solvents and pesticides: recent evidence on male reproductive effects and biological markers. Occup Med (Lond) 2001; 51(3): 174-88.

26. Magnusdottir EV, Thorsteinsson T, Thorsteinsdottir S, Heimisdottir M, et al. Persistent organochlorines, sedentary occupation, obesity and human male subfertility. Hum Reprod 2005; 20(1): 208-15.

27. Hjollund NH, Storgaard L, Ernst E, Bonde JP, et al. The relation between daily activities and scrotal temperature. Reprod Toxicol 2002; 16(3): 209-14.

28. Figà-Talamanca I, Cini C, Varricchio GC, Dondero F, et al. Effects of prolonged autovehicle driving on male reproduction function: a study among taxi drivers. Am J Ind Med 1996; 30(6): 750-8.

29. Thonneau P, Bujan L, Multigner L, Mieusset R. Occupational heat exposure and male fertility: a review. Hum Reprod 1998; 13(8): 2122-5.

 30. Bonde JP. Semen quality in welders exposed to radiant heat. Br J Ind Med 1992; 49(1): 5-10.

31. Queiroz EK, Waissmann W. Occupational exposure and effects on the male reproductive system. Cad Saude Publica 2006; 22(3): 485-93.

32.Velez de la Calle JF, Rachou E, le Martelot MT, Ducot B, et al. Male infertility risk factors in a French military population. Hum Reprod 2001; 16(3): 4816.

33. Stoy J, Hjollund NH, Mortensen JT, Burr H, et al. Semen quality and sedentary work position. Int J Androl 2004; 27(1): 5-11.

34. Sergerie M, Ouhilal S, Bissonnette F, Brodeur J, et al. Lack of association between smoking and DNA fragmentation in the spermatozoa of normal men. Hum Reprod 2000; 15(6): 1314-21.

35 .De Jong AM, Menkveld R, Lens JW, Nienhuis SE, et al. Effect of alcohol intake and cigarette smoking on sperm parameters and pregnancy. Andrologia 2014; 46(2): 112-7

36.Shen HM, Chia SE, Ni ZY, New AL, et al. Detection of oxidative DNA damage in human sperm and the association with cigarette smoking. Reprod Toxicol 1997; 11(5): 675-80.

37. Sepaniak S, Forges T, Gerard H, Foliguet B, et al. The influence of cigarette smoking on human sperm quality and DNA fragmentation. Toxicology 2006; 223(1-2): 54-60.

38. Antoniassi MP, Intasqui P, Camargo M, Zylbersztejn DS, et al. Analysis of the functional aspects and seminal plasma proteomic profile of sperm from smokers. BJU Int 2016; 118(5): 814-822

39. Pakrashi A, Chatterjee S. Effect of tobacco consumption on the function of male accessory sex glands. Int J Androl 1995; 18(5): 232-6.

40. Tang SS, Gao H, Zhao Y, Ma S. Aneuploidy and DNA fragmentation in morphologically abnormal sperm. Int J Androl 2010; 33(1): e163-79.

41. Nallella KP, Sharma RK, Aziz N, Agarwal A. Significance of sperm characteristics in the evaluation of male infertility. Fertil Steril 2006; 85(3): 629-34.

42. Tavalaee M, Razavi Sh, Nasr-Esfahani MH. Effects of Sperm Acrosomal Integrity and Protamine Deficiency on In Vitro Fertilization and Pregnancy Rate. IJFS 2007; 1(1): 27-34.

1. Jungwirth A, Giwercman A, Tournaye H, Diemer T, et al. European Association of Urology Working Group on Male Infertility. European Association of Urology guidelines on Male Infertility: the 2012 update. Eur Urol. 2012; 62(2): 324-32

2. Ollero M, Gil-Guzman E, Lopez MC, Sharma RK, et al. Characterization of subsets of human spermatozoa at different stages of maturation: implications in the diagnosis and

 

treatment of male infertility. Hum Reprod 2001; 16(9): 1912-1921.

3. Evenson DP, Larson KL, Jost LK. Sperm chromatin structure assay: its clinical use for detecting sperm DNA fragmentation in male infertility and comparisons with other techniques. J Androl 2002; 23(1): 25-43.

4. Tavalaee M, Razavi S, Nasr-Esfahani MH. Influence of sperm chromatin anomalies on assisted reproductive technology outcome. Fertil Steril 2009; 91(4): 1119-26.

5. Avendaño C, Franchi A, Taylor S, Morshedi M, et al. Fragmentation of DNA in morphologically normal human spermatozoa. Fertil Steril 2009; 91(4):1077-84.

6. Simon L, Castillo J, Oliva R, Lewis SE. Relationships between human sperm protamines, DNA damage and assisted reproduction outcomes. Reprod Biomed Online 2011; 23(6):724-34.

7. Ioannou D, Miller D, Griffin DK, Tempest HG. Impact of sperm DNA chromatin in the clinic. J Assist Reprod Genet 2016; 33(2): 157-66.

8. Jeng HA, Pan CH, Chao MR, Chiu CC, et al. Sperm quality and DNA integrity of coke oven workers exposed to polycyclic aromatic hydrocarbons. Int J Occup Med Environ Health 2016; 29(6): 915-926.

9. De Fleurian G, Perrin J, Ecochard R, Dantony E, et al. Occupational exposures obtained by questionnaire in clinical practice and their association with semen quality. J Androl 2009; 30(5): 566-79.

10. Jurewicz J, Radwan M, Sobala W, Radwan P, et al. Effects of occupational exposure - is there a link between exposure based on an occupational questionnaire and semen quality? Syst Biol Reprod Med 2014; 60(4): 227-33.

11. Figà-Talamanca I, Dell'Orco V, Pupi A, Dondero F, et al. Fertility and semen quality of workers exposed to high temperatures in the ceramics industry. Reprod Toxicol 1992; 6(6): 517-23.

12. Plastira K, Msaouel P, Angelopoulou R, Zanioti K, et al. The effects of age on DNA fragmentation, chromatin packaging and conventional semen parameters in spermatozoa of oligoasthenoteratozoospermic patients. J Assist Reprod Genet 2007; 24(10): 437-43.

13. Luetjens CM, Rolf C, Gassner P, Werny JE, et al. Sperm aneuploidy rates in younger and older men. Hum Reprod 2002; 17(7): 1826-32.

14. World Health Organization. WHO laboratory manual for the examination and processing of human semen 5th Ed. Cambridge: Cambridge University Press. WHO Library Cataloguing-in-Publication Data; 2010; 1-271.

15. Kheirollahi-Kouhestani M, Razavi S, Tavalaee M, Deemeh MR, et al. Selection of sperm based on combined density gradient and Zeta method may improve ICSI outcome. Hum Reprod 2009; 24(10): 2409-16.

16. Winkle T, Rosenbusch B, Gagsteiger F, Paiss T, et al. The correlation between male age, sperm quality and sperm DNA fragmentation in 320 men attending a fertility center. J Assist Reprod Genet 2009; 26(1): 41-6.

17. Borini A, Tarozzi N, Bizzaro D, Bonu MA, et al. Sperm DNA fragmentation: paternal effect on early post-implantation embryo development in ART. Hum Reprod 2006; 21(11): 2876-81.

18. Jensen TK, Bonde JP, Joffe M. The influence of occupational exposure on male reproductive function. Occup Med (Lond).  2006; 56(8): 544-53.

19. Suarez SS, Pacey AA. Sperm transport in the female reproductive tract. Hum Reprod Update. 2006; 12(1): 23-37.

20.  Nasr-Esfahani MH, Deemeh MR, Tavalaee M.  New era in sperm selection for ICSI. Int J Androl. 2012; 35(4): 475-84.

21. Tavalaee M, Nasr-Esfahani MH, Deemeh MR. Etiology and Evaluation of Sperm Chromatin Anomalies. Int J Fertil Steril. 2008; 2(1):1-8.

22. Alshahrani S, Agarwal A, Assidi M, Abuzenadah AM, et al. Infertile men older than 40 years are at higher risk of sperm DNA damage. Reprod Biol Endocrinol 2014; 12:103.

23. Varshini J, Srinag BS, Kalthur G, Krishnamurthy H, et al. Poor sperm quality and advancing age are associated with increased sperm DNA damage in infertile men. Andrologia 2012; 44 Suppl 1: 642-9

24. Gao J, Gao ES, Yang Q, Walker M, et al. Semen quality in a residential, geographic and age representative sample of healthy Chinese men. Hum Reprod 2007; 22(2): 477-84.

26. Magnusdottir EV, Thorsteinsson T, Thorsteinsdottir S, Heimisdottir M, et al. Persistent organochlorines, sedentary occupation, obesity and human male subfertility. Hum Reprod 2005; 20(1): 208-15.

27. Hjollund NH, Storgaard L, Ernst E, Bonde JP, et al. The relation between daily activities and scrotal temperature. Reprod Toxicol 2002; 16(3): 209-14.

28. Figà-Talamanca I, Cini C, Varricchio GC, Dondero F, et al. Effects of prolonged autovehicle driving on male reproduction function: a study among taxi drivers. Am J Ind Med 1996; 30(6): 750-8.

29. Thonneau P, Bujan L, Multigner L, Mieusset R. Occupational heat exposure and male fertility: a review. Hum Reprod 1998; 13(8): 2122-5.

 30. Bonde JP. Semen quality in welders exposed to radiant heat. Br J Ind Med 1992; 49(1): 5-10.

31. Queiroz EK, Waissmann W. Occupational exposure and effects on the male reproductive system. Cad Saude Publica 2006; 22(3): 485-93.

32.Velez de la Calle JF, Rachou E, le Martelot MT, Ducot B, et al. Male infertility risk factors in a French military population. Hum Reprod 2001; 16(3): 4816.

33. Stoy J, Hjollund NH, Mortensen JT, Burr H, et al. Semen quality and sedentary work position. Int J Androl 2004; 27(1): 5-11.

34. Sergerie M, Ouhilal S, Bissonnette F, Brodeur J, et al. Lack of association between smoking and DNA fragmentation in the spermatozoa of normal men. Hum Reprod 2000; 15(6): 1314-21.

35 .De Jong AM, Menkveld R, Lens JW, Nienhuis SE, et al. Effect of alcohol intake and cigarette smoking on sperm parameters and pregnancy. Andrologia 2014; 46(2): 112-7

36.Shen HM, Chia SE, Ni ZY, New AL, et al. Detection of oxidative DNA damage in human sperm and the association with cigarette smoking. Reprod Toxicol 1997; 11(5): 675-80.

37. Sepaniak S, Forges T, Gerard H, Foliguet B, et al. The influence of cigarette smoking on human sperm quality and DNA fragmentation. Toxicology 2006; 223(1-2): 54-60.

38. Antoniassi MP, Intasqui P, Camargo M, Zylbersztejn DS, et al. Analysis of the functional aspects and seminal plasma proteomic profile of sperm from smokers. BJU Int 2016; 118(5): 814-822

39. Pakrashi A, Chatterjee S. Effect of tobacco consumption on the function of male accessory sex glands. Int J Androl 1995; 18(5): 232-6.

40. Tang SS, Gao H, Zhao Y, Ma S. Aneuploidy and DNA fragmentation in morphologically abnormal sperm. Int J Androl 2010; 33(1): e163-79.

41. Nallella KP, Sharma RK, Aziz N, Agarwal A. Significance of sperm characteristics in the evaluation of male infertility. Fertil Steril 2006; 85(3): 629-34.

42. Tavalaee M, Razavi Sh, Nasr-Esfahani MH. Effects of Sperm Acrosomal Integrity and Protamine Deficiency on In Vitro Fertilization and Pregnancy Rate. IJFS 2007; 1(1): 27-34.