Motility Related to the Presence of Carnitine/Acetyl-Carnitine in Human Spermatozoa

Total carnitine, acetylcarnitine and carnitine acetyl transferase (E.C. 2.3.1.7) were measured in the plasma and spermatozoa fractions of 41 samples of human semen and the correlation with sperm motility and sperm density examined.
It was confirmed that the concentration of total carnitine as well as of acetylcarnitine was 2–25 times higher and the activity of carnitine acetyl transferase 20–15 fold higher in spermatozoa than in seminal plasma. Sperm motility correlated with the concentration of acetylcarnitine (r = 0.6, P < 0.01) and of total carnitine (r = 0.55, P < 0.01) but not with the concentration of free carnitine nor with the activity of carnitine acetyl transferase in the spermatozoa. No correlation was found between sperm motility and the concentrations of acetylcarnitine, free carnitine or total carnitine in the seminal plasma.
It is concluded that the amount of carnitine present in the spermatozoa probably provides a better index of epididymal function than the carnitine in the seminal plasma as the latter in influenced by af variable contribution from the other accessory sex organs.     

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.     

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.     

Motility of Seminal Plasma-Free Spermatozoa in the Presence of Several Physiological Compounds

The purpose of this pilot study was to get information whether the motility and velocity of washed human spermatozoa can be affected by different compounds usually found in seminal plasma. The following purified substances wee added to washed spermatozoa in physiological concentrations: bradykinin, angiotensin I, II, III, spermine, spermidine, acetylcarnitine, LH and FSH. Sperm motility and velocity were measured by the method of multiple exposure photography after 30 minutes of incubation at 22 degrees C and 37 degrees C including appropriate controls. Bradykinin improved sperm velocity at 22 degrees C. Angiotensin I and II, acetylcarnitine and LH stimulated sperm velocity at 37 degrees C. The latter two substances increased also sperm motility at 37 degrees C. Angiotensin III, spermine, spermidine and FSH showed no effect on sperm motility neither at 22 degrees C nor at 37 degrees C. These observations indicate that distinct physiological compounds found in seminal plasma stimulate directly sperm motility and/or velocity in vitro and support the assumption that the sperm motility stimulating principle of human semen is complex and of multifactorial origin.     

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。     

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.     

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.     

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.     

Effect of Caffeine on Motility of Buffalo Spermatozoa in vitro

Addition of an optimum level of caffeine (7 mM) during preservation (5 degrees C) of buffalo semen in EYC medium had a stimulatory effect on sperm motility. It increased the preservation time of buffalo semen by delaying the loss of sperm motility. Immotile buffalo sperm due to cold shock could also be mobilised by addition of caffeine.     

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.     

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。     

Investigations on Carnitine Derivatives in Human Seminal Fluid

Free L-carnitine and its derivatives, present in human seminal fluid, were fractionated on Dowex 50WX8 (H ⁺) cation exchange columns by sequential elution with HCl (1 M, 2.5 M and 4 M). Free L-carnitine eluted with 1 M HCl, whereas other carnitine-containing materials eluted with 2.5 M and 4 M HCl. Chromatography of semen extracts on Whatman No 1 paper likewise resolved three classes of materials which satisfied the carnitine requirement of Torulopsis bovina ATCC 26014. In addition to water soluble alkali-hydrolyzable materials with the properties of short chain acylcarnitines, there was another carnitine derivative, resistant to hydrolysis, which eluted from Dowex 50 W columns with 4 M HCl. It was concluded the human semen contains free carnitine. short chain acylcarnitines and an unidentified highly polar carnitine derivative.     

The Presence of Progressive Motility Sustaining Factor (PMSF) in Human Epididymis

Progressive Motility Sustaining Factor (PMSF) was isolated from human epididymides. PMSF could significantly improve progressive motility of oligozoospermic as well as asthenozoospermic semen. PMSF was found to increase cyclic AMP accumulation by the human spermatozoa indicating its possible mode of action.     

Seminal Plasma and Progressive Motility of Boar Spermatozoa

Boar seminal plasma can enhance the progressive motility for washed boar spermatozoa. This effect is dose dependent and the full effect is obtained at 10% of the original seminal plasma concentration. This motility restoration (enhancement) stems not from a change of viscosity in the suspending medium. The component(s) in the seminal plasma responsible for such a restoration is non-nutrient in nature and was found to be heat labile but resistant to storage for two months at -20°C.