Гистон/протамин (определение соотношения в ядре сперматозоида)

Репрограммирование хроматина (замещение гистонов протаминами)

Нарушение соотношения между белками протаминами и гистонами в сперматидах попадает под термин повреждение ДНК сперматозоидов.

Протаминизация  хроматина сперматозоидов приводит к сжатию  генетического материала в десятки раз, тем самым защищая его от повреждающих факторов.

Правильная упаковка хроматина обеспечивает правильный порядок активации отцовских генов в раннем эмбриогенезе.

Поскольку это может иметь несколько причин, оценка нарушений конденсации (упаковки) хроматина  рекомендуются у пар с  выкидышем в анамнезе,  с необъяснимым бесплодием более 6 месяцев, у мужчин контактирующих с вредными факторами, у мужчин с наличием в анамнезе рака и химиотерапии.

Для обнаружения нарушений упаковки хроматина в сперматозоидах используют специальные методы окраски.

О чем идет речь

По соотношению белков протаминов и гистонов в ядре сперматозоида можно судить о его зрелости и готовности к оплодотворению яйцеклетки, а также о сохранности ДНК. Основу хромосом, содержащих необходимую генетическую информацию, составляет хроматин. Он представляет собой белок гистон, на который навита молекула ДНК.

Сперматозоид проходит несколько последовательных стадий трансформации из сперматогоний до зрелой половой клетки. В клетках формируется акросома, жгутик, происходит уплотнение или упаковка хроматина. Упаковщиками являются уникальные белки, свойственные только сперматозоидам, протамины, на которые также возложена функция защиты ДНК от негативных внешних воздействий. По мере формирования и дозревания сперматозоида почти все гистоны (более 85%) заменяются протаминами. Наука предполагает, что через оставшиеся на долю гистонов небольшие участки незащищенной ДНК начинает происходить активация мужского генома. В то же время, эти участки наиболее уязвимы для таких повреждающих факторов как электромагнитное излучение, радиация, пестициды, формальдегиды и т.д.

Аномальное соотношение протаминов и гистонов не всегда является препятствием к оплодотворяющей способности сперматозоида. Но если именно такой сперматозоид примет участие в контакте с яйцеклеткой в лучшем случае оплодотворения не произойдет, в худшем — высока вероятность выкидыша на ранней стадии и врожденных уродств.

Анализ на фрагментацию ДНК выполняется методом TUNEL и HALO. Анализы различаются подходом к исследуемому материалу, но в конечном итоге констатируют один и тот же результат, только с разных полюсов.

При исследовании методом TUNEL специальные помеченные нуклеотиды подсвечивают сперматозоиды с поврежденной ДНК, а HALO-тест имеет дело с полноценными половыми клетками. На данный момент анализ фрагментации ДНК методом TUNEL применяют реже, ввиду его трудоемкости.

Какие показатели считаются нормальными

Какой бы метод анализа состояния ДНК не был избран, нормальными показателями соотношения протамина/гистона считается 85/95. Это приблизительно соответствует нормальному индексу фрагментации менее 20%.

Что выходит за рамки нормы

За пределы нормы выходит ситуация, когда количество гистонов по отношению к протаминам критически велико и индекс фрагментации ДНК высок, более 30-40%.

ЭКО и ИКСИ

В случае критического нарушения нормального соотношения гистонов и протаминов предпочтительным способом зачатия являются репродуктивные технологии.

При всей популярности и распространенности программ ЭКО/ИКСИ они довольно чувствительны для женского организма, требуется серьезная гормональная подготовка. Поэтому для успешного оплодотворения при минимальном количестве попыток рекомендуется сдать все необходимые анализы, хорошо подготовиться и вступить в протокол в возможно лучшей физической форме.

Лечение

Нарушение соотношения белков хроматина не требуют специфического лечения. Тем не менее необходимо постараться устранить возможные факторы риска:

• инфекционно-воспалительные заболевания;
• перегрев яичек;
• вредные привычки;
• избыточный вес;
• нарушение углеводного обмена.

При планировании беременности необходимо сделать следующие шаги:

• пройти всестороннее обследование, сдать необходимые анализы;
• не допустить или по возможности вылечить хронические заболевания;
• Нормализовать и разнообразить питание полезными с точки зрения репродукции элементами;
• вести физически активный образ жизни без лишних перегрузок;
• стараться избегать стрессов, нормализовать сон.