Relation Between Motility and Adenosinetriphosphate (ATP) in Human Spermatozoa

Zusammenhang zwischen Motilität und Adenosintriphosphat (ATP)-Gehalt menschlicher Spermatozoen
Die ATP-Bestimmung beweglicher und unbeweglicher Spermatozoen aus dem Sperma fertiler Männer ergab signifikant höhere Werte für die beweglichen Zellen. Dies deutet darauf hin, daß zur Bereitstellung der von den Gameten benötigten Energie die Aufrechterhaltung eines bestimmten ATP-Spiegels wichtig ist.     

Adenosine 5''-Triphosphate (ATP) Concentration and Acrosin Activity in Human Spermatozoa. Their Relation with the Sperm Penetration Assay (SPA)

Fertility of men depends on the quality of semen. The aim of the present paper is to determine both the acrosin activity by radioimmunoassay and ATP concentration by bioluminescence in human spermatozoa, and evaluate these results in those samples with normal or low sperm penetration according to SPA test. Ejaculates obtained from 42 untreated men, were studied one hour after the obtention. These materials were divided into two groups:20 human semen samples with "in vitro" potentiality to penetrate zone-free hamster ova, between 15% to 98% and 22 human semen with SPA test between 0% to 14%. When we compare the group with normal penetration response vs that group with low or absent penetration ones, a significant decrease of ATP and acrosin concentrations was observed (P less than 0.001). Nevertheless no significant difference was observed in relation with percentage of motility, volume (ml), sperm concentration (10(6)/ml), percent of quick progressive spermatozoa and number of gametes capable of migrating into the medium layer (10(6)), between the group with low or absent penetration test against that one with normal zona-free hamster egg test.     

Effects of Methyl Xanthines upon the Spermatozoa Adenosinetriphosphate (ATP) Concentration in Normal Semen

The aim of the present study was to ascertain the effect of methyl xanthines upon the spermatozoa ATP concentration in normal semen in vitro. 26 normal semen were studied. The specimens were diluted after liquefaction with equal volume of Lopata's buffer or Lopata's buffer plus 1 or 6 mM either of caffeine or pentoxifylline. The samples of semen were incubated at room temperature during 90, 180 and 240 minutes before motility and ATP determination by the firefly luciferin-luciferase method. Significant variation was observed in sperm motility nevertheless variations in the ATP concentration was not induced by any of the methyl xanthines we used.     

Microcinematographic Analysis of the Motility of Human Spermatozoa Incubated with Caffeine

Mikrokinematographische Analyse der Motilität von Caffein-inkubierten menschlichen Spermatozoen
Drei normale Spermaproben und drei von Männern mit Asthenozoospermie wurden hinsichtlich des Einflusses einer Caffeininkubation mit einer Endkonzentration von 0,5-5,0 M für 30 Min. bei Raumtemperatur geprüft. Eine mikrokinematographische Analyse (50 Bilder/sec) untersuchte die Spermatozoenmotilität und es wurden zwei charakteristische Parameter, nämlich die progressive Geschwindigkeit (Vp) und die Amplitude der lateralen Kopfdrehung (Ah), gemessen. Bei der geringeren Konzentration (0,5 mM) konnten keine signifikanten Effekte der Mittelwerte (für alle Spermatozoen bei den sechs Proben analysiert) von Vp und Ah gefunden werden. Jedoch ergab sich bei 5,0 mM eine signifikante Reduzierung der Mittelwerte für Vp. Die individuelle Reaktion war variabel zwischen den sechs Spermaproben; lediglich in zwei der Asthenozoospermieejakulate und bei einem Normalejakulat wurden die schwach-beweglichen Spermatozoen durch Caffein angeregt. Bei den anderen Proben konnte eine Reduzierung der schnellen Beweglichkeit beobachtet werden. Aus den Untersuchungsbefunden wird die Schlußfolgerung gezogen, daß die Caffein-Behandlung ausschließlich für schwere Fälle von Asthenozoospermie reserviert bleiben sollte.     

Hyperactivation of Human Spermatozoa: Measurement of Motility before and after Incubation

The motility rate of sperm during capacitation process was determined by calculating a sperm motile efficiency index (SMEI) using a hemocytometer. The SMEI values for the sperm from 100% of normal fertile men and 64% of infertile patients increased significantly by the fourth hour of incubation, while for 36% of infertile patients there was no increase. A correlation between the increase of SMEI and original motility, original SMEI and original semen amount was not possible. In addition, a decrease of the SMEI value was observed after sperm incubated for 3 hours were added to the seminal plasma of the donor. It is concluded that in human spermatozoa "hyperactivation and dehyperactivation" can be measured by SMEI.     

Extraction and Estimation of ATP from Human Spermatozoa

Summary:  This study attempts to provide guidelines for the extraction and estimation of ATP from spermatozoa. The conditions of extraction of ATP from spermatozoa using trichloroacetic acid were optimized. The efficiency of this extraction procedure was compared to that using boiling Tris buffer. Three commercially available kits which use the firefly luciferase assay for ATP and two luminometers were evaluated for the measurement of the spermatozoa extracts. Elevated levels of Mg²⁺ and/or Ca²⁺ did not interfere with the extration of ATP by trichloroacetic acid or with the subsequent estimation of the nu-cleotide.
Extraktion und Bestimmung von ATP in menschlichen Spermatozoen
Zusammenfassung:  Die vorliegende Untersuchung versucht Richtlinien aufzustellen für die Extraktion und Bestimmung von ATP in menschlichen Spermatozoen. Die Extrak-tionsbedingungen für ATP wurden unter Verwendung von Trichloressigsäure optimiert. Die Effizienz des Extraktionsverfahrens wurde mit einem Verfahren verglichen, bei wel-chem siedender Tris-Puffer Verwendung fand. Es wurden drei handelsübliche Kits, welche den Leuchtkäfer-Luciferase-Assay für ATP und zwei Luminometer benutzen, für die Mes-sung der Spermatozoenextrakte bewertet. Die erhöhten Werte von Mg²⁺ und/oder Ca²⁺ interferiersen nicht mit der Extraktion von ATP mittels Trichloressigsäure oder mit der nachträglichen Bestimmung des Nukleotids.     

Adenosine 5''-Triphosphate (ATP) Activity in Normal and Pathological Human Semen. Relationship with Round Cells of the Ejaculate

The aim of the present paper is deleted to determine ATP activity in the human seminal cells by bioluminescence and to investigate the relationship between these values and the number of round cells either peroxidase positive or peroxidase negative. We studied 244 untreated men, divided into six groups. Our mean value of ATP activity in normal semen was 20.02 +/- 0.65 n moles per 10(8) spermatozoa. In asthenozoospermic or oligoasthenozoospermic patients with less than 1,000,000 round cells per ml, the concentration of ATP was significantly lower than normal (P less than 0.001) or (P less than 0.05). Semen with normal characteristics or samples from asthenozoospermic or oligoasthenozoospermic patients but with more than 1,000,000 round cells, per ml and with predominance of peroxidase negative cells, had an ATP concentration higher than normal subjects (P less than 0.001). We believe that the knowledge of the quantity and quality of round cells of the ejaculate is important to interpret the seminal values of ATP.     

The Motility of Spermatozoa in a Large Amount of Spermatic Fluid

Summary: Measurement of the spermatozoal velocity indicated that the average motility in 111 ejaculates with volumes of more than 6 ml after 1 and 5 hours after ejaculation was highly significantly lower (p < 0.01) than in the control group. The latter consisted of 166 ejaculates with volumes of less than 6 ml. The percentage of morphologically defective spermatozoa was practically identical for both groups and the difference in the decrease in motility of the spermatozoa 5 hours after ejaculation was statistically nonsignificant.
Zusammenfassung: Die Spermatozoenmotilität bei großer Ejakulatmenge
Durch Messung der Spermatozoengeschwindigkeit mittels des Velozitättestes wurde festgestellt, daß ihre durchschnittliche Motilität nach 1 und 5 Stunden nach Samengewinnung in 111 Ejakulaten mit einem Volumen von mehr als 6 ml hoch significant langsamer war als in einer Kontrollgruppe. Diese bestand aus 166 Samenproben, bei denen die Spermaflüssigkeitsmenge immer kleiner als 6 ml war. Der Prozentsatz von morphologisch defekten Formen war in beiden Gruppen praktisch gleich und der Unterschied in der Abnahme der Beweglichkeit nach 5 Stunden nach der Ejakulation war statistisch nicht signifikant.     

精子密度与精子活动度的关联性研究

目的：探讨精子密度和精子活动度关系.方法：回顾性分析2005-2007年5 519份精液数据.患者年龄（32±5）岁,精液体积2～6 ml,精子密度（48.09±40.33）× 10^6/ml,a级精子（17.95±11.86）%,b级精子（14.64±7.80）%,c级精子（16.86±6.96）%,d级精子（48.38±19.03）%.检测方法：采用CASA系统对精液进行检测.SPSS13.0对于精子密度及精子活动度进行统计学分析.结果：年龄与精子密度之间不存在相关性.精子密度与各级精子活动度之间几乎均存在相关性关系,精子密度与精子活动度a、b、d间相关性低,与活动度c高度相关.以精子密度为自变量,精子活动度c为因变量,随精子密度的增加,活动度c呈上升趋势,两者间存在线性关系.结论：精子密度与活动度c存在关联性,推测精子发生与精子成熟调控机制存在共同的调控因素.     

人精子活力试验在IVF实验室质量控制中的应用

目的:评价人精子活力试验作为体外授精-胚胎移植(IVF)实验室质量控制方法的敏感性及应用价值。方法:实验1实验组HTF培养液中加入0.25%、0.75%的甲醛,对照组不加甲醛;所有HTF培养液均加入0.3%牛血清白蛋白、矿物油或者两者都有,了解人精子活力在这些培养条件下的变化。实验2采用人精子活力试验检测3种组织培养管的胚胎毒性。在HTF培养液中加入牛血清白蛋白、矿物油或两者都加,对照组不加任何附加物,了解这些附加物对精子有无保护作用。结果:实验1人精子在含0.25%甲醛的HTF培养液中培养24 h,活力指数为0.594±0.331,高于含0.75%甲醛培养液的0.450±0.284,差异有统计学意义(P<0.01);在含0.25%和0.75%甲醛的胚胎培养液中加入0.3%牛血清蛋白、矿物油,精子活力指数分别为0.683±0.334、0.527±0.345,高于不含牛血清白蛋白及矿物油的0.394±0.311、0.424±0.311,差异有统计学意义(P<0.01)。实验2同样的培养时间与培养条件,丹麦Nunc lom公司7 m l组织培养管中的精子活力指数为0.677±0.335,高于美国Falcon公司的14 m l培养管的0.596±0.327和美国Corn ing公司15 m l组织培养管的0.551±0.317,差异有统计学意义(P<0.01);在培养液中加入0.3%牛血清白蛋白、矿物油,精子活力指数为0.821±0.259、0.645±0.335,高于不含牛血清白蛋白及矿物油的0.571±0.321与0.395±0.245,差异有统计学意义(P<0.01)。结论:精子对培养环境中的微量毒性成分十分敏感,其活力在短时间内明显下降。人精子活力生物试验是一种敏感的生物测试方法;丹麦Nunc lom公司7 m l组织培养管对精子活力影响最小,适合于人胚胎的培养;培养液中加入牛血清白蛋白及矿物油可以减少培养环境中的毒素影响,对精子及其活力有保护作用。     

白念珠菌体外感染对人精子运动和超微结构的影响

目的: 体外研究白念珠菌(Ca)对人精子的运动功能有无直接影响并观察精子超微结构变化,对其影响机制作初步探讨。　方法: 将从念珠菌性阴道炎患者的分泌物中分离纯化的Ca制成活菌悬液,对 10例健康青年男性手淫获得并经上游优化处理的精子进行体外感染。按细菌与精子比例不同分成A组 ( 1∶1 )、B组 ( 1∶10 )、C组(1∶100)、D组(1∶1 000)、E组(1∶10 000)、F组(空白对照)分别孵育,于 0、1、2、4h取样,计算机辅助精子分析系统(CASA)检测人精子运动参数(前向性运动百分率、直线速度、曲线速度、平均路径速度、头部侧摆幅度 )、精子存活率、精子形态及凝集情况。透射电镜观察孵育 4h后的各组精子的超微结构变化。　结果: Ca与精子体外孵育后,前向运动百分率所受影响最大,且与菌体密度及时间密切相关;其他参数与对照组相比也相继出现显著性差异。观察到精子黏附于菌体和凝集现象。精子超微结构产生变化:精子核空泡增多,顶体破裂,质膜破损,线粒体排列紊乱。　结论: Ca体外可显著降低精子存活率和抑制精子运动功能,其机制可能与Ca对人精子的黏附作用和超微结构的损伤有关。     

Two Plasminogen Activators, Streptokinase and Urokinase, Stimulate Human Sperm Motility

The stimulatory effects of two plasminogen activators, namely streptokinase and urokinase, were measured with a trans-membrane migration method. Both drugs induced maximal motility increase at a concentration of 200 international unit/ml; the amplitude of maximal motility increase ranged from 17% to 19% of control. Although their stimulatory effects were much less than those of calcium regulating agents, the clinical application of these two drugs for improving the successful rate of artificial insemination deserves further investigation because the action site is seminal plasma rather than sperm.     

重组人睾丸精子结合蛋白对人精子运动参数的影响

目的:探讨重组人睾丸精子结合蛋白(TSBP)对体外培养人精子运动参数的影响。方法:将22例生育男性的精液经Percoll密度梯度离心后,分别与0.01mg/ml及0.1mg/ml的重组His6-TSBP在体外共同孵育1h或3h,同时设立对照组,Western印迹检测重组His6-TSBP与精子膜的结合情况,计算机辅助精液分析(CASA)系统测定重组His6-TSBP对精子运动参数的影响。将12例弱精子症患者的精液按同样方法处理,检测重组His6-TSBP对弱精子症患者精子运动参数的影响。结果:0.1mg/ml重组His6-TSBP与生育男性精子作用1h可以提高体外培养精子的前向运动百分率(a+b级精子百分率),培养3h后前向运动百分率和活率均有所提高,差异具有显著性(P<0.05);0.01mg/ml重组His6-TSBP对检测各指标均无显著性影响。0.1mg/ml重组His6-TSBP与弱精子症患者精子作用3h可以提高精子前向运动百分率(P<0.05),但对活率无显著影响。结论:0.1mg/ml的重组His6-TSBP在体外可以提高生育男性精子的前向运动百分率和活率及弱精子症患者精子的前向运动百分率。     

Lipid Peroxidation Products in Human Spermatozoa: Detection and Pathogenic Significance

Lipid-Peroxidations-Endprodukte in menschlichen Spermatozoen
Endprodukte der Lipidperoxydation in menschlichen Spermatozoen: Nachweis und pathogene Bedeutung
Produkte der Lipidperoxydation (Schiffsche Basen) wurden in normalen menschlichen Spermatozoen nachgewiesen. Nach Inkubation der Spermatozoen mit einer prooxidativ wirkenden Substanz (FeSO₄) waren diese Produkte vermehrt vorhanden. Als Folge der Zunahme resultierte eine Verminderung der Spermatozoenmotilität. Somit könnten prooxidativ wirkende Substanzen (z.B. Fe bei Hämachromatose, Porphyrine bei Porphyrien, phenolische Prooxidantien) bei bestimmten Formen der Infertilität von Bedeutung sein. In Übereinstimmung damit wäre der therapeutische Effekt von Vitamin E durch dessen antioxidative Wirkung (Hemmung von Lipidperoxidationsreaktionen) zu erklären.     

Relation Between Spermatozoa Motility and Pregnancies Obtained During a Twenty-year Follow-up Period Spermatozoa Motility and Fertility

Über die Beziehungen zwischen Spermatozoen-Motilität und Schwangerschaften während einer 20jährigen Beobachtungszeit
Bei 1077 Männern, die in den Jahren 1950–1952 wegen ihrer Fertilität untersucht wurden, erfolgte eine Fragebogenaktion hinsichtlich des Eintritts von Schwangerschaften. In 72.9% (785 Fälle) erfolgte eine Antwort. Es ergaben sich eine signifikante Korrelation zwischen einer besseren Motilität der Spermatozoen und der Anzahl von lebend geborenen Kindern sowie dem kürzesten Zeitintervall zur ersten Gravidität. Es lag keine Relation zwischen Motiliät und Abortrate vor oder anderen pathologisch verlaufenden Schwangerschaften. Mit einer schlechten Motilität war noch eine leidlich gute Chance, um Kinder zu bekommen (32.7%), im Vergleich zu 58.7% bei guter Motilität. Dementsprechend wird die Schlußfolgerung gezogen, daß die Bestimmung der Spermatozoen-Motilität lediglich geeignet ist, um eine Klassifizierung der gering oder mäßig herabgesetzten Fertilität des Mannes vorzunehmen, nicht jedoch um eine schwere beeinträchtigte Fertilität zu diagnostizieren.     

Observations on the Motility, infrastructure and Elemental Composition of Human Spermatozoa Incubated with Caffeine

Beobachtungen über die Motilität, Ultrastruktur und Elementarzusammensetzung der menschlichen Spermatozoen bei Inkubation mit Koffein
In einer gegenüber Placebo kontrollierten Studie wurde der Einfluß von Koffein (bis zu einer Konzentration von 6 mM) bei zwei fertilen Männern und bei zwei infertilen Männern mit Asthenozoospermie auf die Motilität, Ultrastruktur und Elementarzusammensetzung der Spermatozoen untersucht. Mittels der Lichtmikroskopie wurde die Motilität geprüft; mittels Raster-Elektronenmikroskopie wurde die Morphologie und mittels Raster-Transmissions-Elektronenmikroskopie wurde eine Mikroanalyse der intrazellulären Elementarzusammensetzung der einzelnen Spermatozoenköpfe bestimmt. Koffein und die Inkubation stimulierte deutlich die Motilität der Asthenozoospermie-Proben. Nach Inkubation mit Koffein schien eine größere Anzahl von Spermatozoen (speziell in der Infertilitätsgruppe) eine Zerreißung der normalen Architektur-Muster des Spermatozoenkopfes zu haben. Die Mittelwerte für die Elementarzusammensetzung in der Koffeingruppe übertrafen die der Placebogruppe in 9 von 12 Experimenten; die Werte der Inkubationsgruppe übertrafen die der nichtinkubierten Gruppe in 11 von 12 Experimenten. Die Mittelwerte der fertilen Gruppe übertrafen jene der infertilen Gruppe in alien 12 Experimenten; eine statistische Signifikanz war erreicht in der Konzentration für Calcium und Chlor. Diese Ergebnisse zeigen, daß die Inkubation mit Koffein einen schädlichen Einfluß auf menschliche Spermatozoen haben könnte und daß eine direkte Bestimmung der Elementarzusammensetzung von augenscheinlich normalen Spermatozoenköpfen ein meßbarer Indikator des normalen Samens beweisen könnte.     

The Investigation of the Motility of Spermatozoa

Zusammenfassung:  Bei 324 Ejakulatproben wurden gleichzeitig die subjektive Bestimmungsmethode der Spermatozoenmotilität, der Motilitätsleistungsindex (Ishii) und der Eosin-Vitalitätstest durchgeführt. Statistisch konnte eine sehr gute Korrelation nachge-wiesen werden (α = 0,1%). Die Bestimmungsmethode des Motilitätsleistungsindex wird als Standard für die Ejakulatuntersuchung empfohlen.
Summary:  The motility of spermatozoa on 324 ejaculates was investigated with the help of two different methods, the sperm motile efficiency (Ishii) and a subjective calculation of the velocity of spermatozoa. Simultaneously the eosin-vitality-test was done. There was a very good statistical correlation (α = 0,1%) and no difference could be observed among the three methods. Ishii's sperm efficiency will be recommended as a standard.