Dariush Gholami 1 2,
Seyed Mahmood Ghaffari 1,
Gholamhossein Riazi 1,
Rouhollah Fathi 2,
James Benson 3,
Abdolhossein Shahverdi 2 4,
Mohsen Sharafi 2 5 Affiliazioni
- 1Istituto di Biochimica e Biofisica (IBB), Università di Tehran, Teheran, Iran.
- 2Dipartimento di Embriologia presso il Reproduction Biomedicine Research Center, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, ACER, Teheran, Iran.
- 3Dipartimento di Biologia, Università del Saskatchewan, Saskatoon, Canada.
- 4Centro di ricerca sull'epidemiologia riproduttiva, Royan Institute for Reproductive Biomedicine, ACECR, Teheran, Iran.
- 5Dipartimento di Scienze avicole, Facoltà di Agraria, Università Tarbiat Modares, Teheran, Iran.
Astratto
Le proprietà fisico-chimiche delle molecole d'acqua come le principali composizioni dei mezzi di congelamento possono essere influenzate dalla fuga elettromagnetica. Lo scopo di questo studio era di applicare campi elettromagnetici a frequenza di ripetizione (ELEF) estremamente bassi per modificare la rete molecolare di molecole d'acqua esistenti nei mezzi di congelamento utilizzati per la crioconservazione dello sperma umano. In primo luogo, per valutare le proprietà fisico-chimiche dell'acqua sono stati utilizzati diversi periodi di tempo e campi elettromagnetici pulsati. Il tasso più basso di dimensione del cluster, tensione superficiale, viscosità e densità è stato osservato per campioni d'acqua esposti a ELEF a 1000 Hz per 60 min (P <0,05) che potrebbe portare alla formazione di piccoli cristalli di ghiaccio. Perciò, questo trattamento è stato selezionato per ulteriori valutazioni nel congelamento dello sperma umano perché c'era una probabilità minima di cristallizzazione del ghiaccio amorfo in questo gruppo. Per valutare il potenziale di fertilizzazione, i campioni di sperma umano sono stati sottoposti a un mezzo di congelamento a base di acqua ELEF (1000 Hz) e crioconservati. La percentuale più alta di motilità totale, motilità progressiva, vitalità, integrità della membrana, potenziale della membrana mitocondriale, integrità del DNA e TAC è stata ottenuta in ELEF congelato rispetto ad altri gruppi. La percentuale di spermatozoi vitali (Annexin V-/PI-) nell'ELEF congelato era significativamente più alta rispetto al controllo congelato. Il livello di ROS era significativamente più basso nell'ELEF congelato rispetto al controllo congelato.
Dichiarazione di conflitto di interessi
Gli autori hanno dichiarato che non esistono interessi concorrenti.
Fig 1. Analisi fisico-chimica dell'acqua. (A) Analisi delle dimensioni del cluster. (B) La variazione della tensione superficiale dinamica è stata misurata dal tensiometro. (C) La viscosità dell'acqua è stata determinata utilizzando un reometro. (D) La densità dell'acqua è stata valutata da un densitometro.
Fig 2. L'effetto memoria dell'acqua elettromagnetizzata. (A) Analisi delle dimensioni del cluster. (B) Variazione della tensione superficiale dinamica. (C) La viscosità dell'acqua. (D) La densità dell'acqua. In tutti i sottografici le proprietà fisico-chimiche dell'acqua non tornano al punto prima dell'applicazione di 1000 Hz ELEF. I valori sono espressi come media ± SD; n = 5. I valori P sono stati aggiustati da Bonferroni per confronti multipli a 0,001 livelli significativamente.
Fig 3. Effetto di ELEF sulle percentuali di spermatozoi viventi. (A) Fotografia di spermatozoi morti (rossi) e vitali (bianchi) nella colorazione eosina-nigrosina. (B) Grafici a scatola e baffi per la vitalità dello sperma. Le caselle rappresentano il 25° e il 75° percentile; i baffi sono linee che si estendono da ciascuna estremità delle caselle che coprono l'estensione dei dati su un intervallo interquartile di 1,5 ×. Le linee centrali che tagliano in due le caselle rappresentano il valore mediano. La percentuale di spermatozoi vitali nel controllo congelato era significativamente inferiore a quella nel controllo fresco e nell'ELEF congelato (a una frequenza di ripetizione di 1000 Hz con un periodo di tempo di 60 minuti) utilizzando il protocollo eosina-nigrosina. Le lettere assegnate di a, b e c indicano differenze significative (p < 0,05) tra i gruppi. I valori sono espressi come media ± DS.
Fig 4. Morphology and membrane integrity. (A) Sperm morphology test; the various types of sperm head, neck and tail defects are analyzed. (B) Box-and-whisker plots for sperm with abnormal morphology from the three groups. Abnormal morphology significantly differs between experimental groups. (C) Graph of sperm exhibiting tail swelling under hypo-osmotic solution as indicated by tail curling while dead sperm show no change. (D) Box-and-whisker plots for sperm with intact membrane from the three experimental groups. Percentage of intact membrane is lower in frozen control than in fresh and frozen ELEF. The assigned letters of a, b and c indicate significant differences (p < 0.05) among the groups. Values are expressed as mean ± SD.
Fig 5. ROS in three group specimens were analyzed using flow cytometry by staining with PI/ DCFH-DA-FITC and DHE. Flow cytometry of specimens stained with PI/ DCFH-DA (A-E) and DHE (F and G). Panel A represents PI control without DCFH-DA, panels B-E represent ROS production in the live or dead sperm population. Panel F and G represent DHE levels in fresh and frozen controls and frozen ELEF. The assigned letters of a, b and c indicate significant differences (p < 0.05) among the groups. Values are expressed as mean ± SD.
Fig 6 Representative flow cytometry for (A) fresh control stained with JC-1; (B) frozen control sperm stained with JC-1; (C) frozen ELEF. Box-and-whisker plots for sperm MMP from the three experimental groups (D). The percentage values represent the proportion of sperm with high MMP (top right quadrant) and low MMP (bottom right quadrant). The assigned letters of a, b and c indicate significant differences (p < 0.05) among the groups. Values are expressed as mean ± SD.
