Chronic restraint stress induces sperm acrosome reaction and changes in testicular tyrosine phosphorylated proteins in rats

مقدمه: استرس یک علت ناباروری در مردان است. اگر چه وجود هورمون جنسی و کیفیت اسپرم نشان داده شده است که در استرس پایین است، فیزیولوژی اسپرم و پروتئین­های عملکردی بیضه، مانند پروتئین فسفوتیروزین، هنوز در این شرایط گزارش نشده است. هدف: هدف از انجام مطالعه، بررسی وضعیت آکروزوم و تغییرات پروتئین بیضه در استرس مزمن در روند اسپرماتوژنز و تولید تستوسترون در موش صحرایی بود. مواد و روش­ها: موش­های نر به دو گروه شاهد و استرس مزمن (CS) تقسیم شدند (7=n). موش­هایCS  به مدت 42 روز متوالی بی حرکت شدند (4 ساعت در روز). سطح گلوکز خون (BGL)، کورتیکوسترون، تستوسترون، وضعیت آکروزوم و هیستوپاتولوژی مورد بررسی قرار گرفت. بیان استروئیدساز حاد نظارتی بیضوی (StAR)، زنجیره جانبی سیتوکرومP450 )CYP11A1( ، و پروتئین­های فسفریله شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج: در مقایسه بین دو گروه (شاهد در مقابل CS ) BGL ( 71/25±2/22 در مقابل 95/60±36/3  mg/dl)، سطح کورتیکوسترون (4/23±24/33 در مقابل 2/01±36/9 ng/dl)، اسپرم واکنش آکروزومی نشان داده (1/55±3/25 در مقابل 17/71±5/03%)، و اختلال سر اسپرم (0/71±3/29 در مقابل 6/21±1/18%) در گروه CS به طور قابل توجهی بالاتر بود. در مقابل، کیسه منی (0/05±0/41 در مقابل 0/24±0/07 g/100g)، سطح تستوسترون (0/79±3/37 در مقابل 0/61±0/29 ng/dl) و غلظت اسپرم (7/70±115/33 در مقابل 3/65±79/13×106 میلی لیتر/ سلول) در موش­های گروه استرس به طور قابل توجهی پایین تر (0/05˂p) نسبت به گروه شاهد بود. برخی از لوله­های اسپرم ساز آتروفیک و توده اسپرم کم در موش­های گروه استرس آشکار شد. بیان CYP11A1 به جز پروتئین StAR به طور قابل توجهی در موش گروه استرس کاهش یافت. در مقابل، یک پروتئین فسفریله 55 کیلو دالتون در بیضه گروه استرس بالاتر بود. نتیجه­گیری: استرس مزمن بیان CYP11A را کاهش داد که منجر به کاهش تستوسترون و افزایش واکنش آکروزوم اسپرم می­شود که به نظر می­رسد در نتیجه افزایش پروتئین فسفریله شده 55 کیلو دالتون باشد.

Background: Stress is a cause of male infertility. Although sex hormones and sperm quality have been shown to be low in stress, sperm physiology and testicular functional proteins, such as phosphotyrosine proteins, have not been documented.  Objective: To investigate the acrosome status and alterations of testicular proteins involved in spermatogenesis and testosterone synthesis in chronic stress in rats.  Materials and Methods: In this experimental study, male rats were divided into 2 groups (control and chronic stress (CS), n=7). CS rats were immobilized (4 hr/day) for 42 consecutive days. The blood glucose level (BGL), corticosterone, testosterone, acrosome status, and histopathology were examined. The expressions of testicular steroidogenic acute regulatory (StAR), cytochrome P450 side chain cleavage (CYP11A1), and phosphorylated proteins were analyzed.  Results: Results showed that BGL (71.25±2.22 vs. 95.60±3.36 mg/dl), corticosterone level (24.33±4.23 vs. 36.9±2.01 ng/ml), acrosome reacted sperm (3.25±1.55 vs. 17.71±5.03%), and sperm head abnormality (3.29±0.71 vs. 6.21±1.18%) were significantly higher in CS group in comparison with control. In contrast, seminal vesicle (0.41±0.05 vs. 0.24±0.07 g/100g), testosterone level (3.37±0.79 vs. 0.61±0.29 ng/ml), and sperm concentration (115.33±7.70 vs. 79.13±3.65×106 cells/ml) of CS were significantly lower (p<0.05) than controls. Some atrophic seminiferous tubules and low sperm mass were apparent in CS rats. The expression of CYP11A1 except StAR protein was markedly decreased in CS rats. In contrast, a 55 kDa phosphorylated protein was higher in CS testes.  Conclusion: CS decreased the expression of CYP11A, resulting in decreased testosterone, and increased acrosome-reacted sperm, assumed to be the result of an increase of 55 kDa phosphorylated protein.