Віддалені наслідки аварії на Чорнобильській АЕС на якість сперми у мешканців з різних регіонів України

Abstract

Метою роботи було оцінити якість сперми чоловіків, які проживають на радіоактивно забруднених територіях України з різним вмістом 137Cs у ґрунті. Рандомізовані дослідження якості сперми проведено серед 165 чоловіків віком від 27 до 42 років з Житомирської, Київської та Полтавської областей, а також міста Києва. Встановлено, що чоловіки з Житомирської, Києва та Київської і Полтавської областей накопичили за роки проживання в регіоні групові колективні дози в 0,61; 0,24 і 0,01 людино-Звта середні еквівалентні індивідуальні дози в 9,87; 4,86 і 0,2 мЗв, відповідно. Показано існування прямих корелятивних зв’язків між накопиченою дозою зовнішнього опромінення та зростанням індексу аномальності сперматозоїдів, збільшенням pH та часу розрідження сперми, зменшенням концентрації та кінетичних параметрів, що характеризують поступальний рух сперматозоїдів. Показано, що тривале проживання чоловіків на радіоактивно забруднених територіях сприяє появі олігозооспермії, астенозооспермії та тератозооспермії, а також комбінованих форм наведених патологічних станів сперми.

Целью работы было оценить качество спермы мужчин, которые проживают на радиоактивно загрязнённых территориях Украины с разным содержанием радиоактивного 137Cs в почве. Рандомизированные исследования качества спермы были проведены среди 165 мужчин в возрасте от 27 до 42 лет из Житомирской, Киевской и Полтавской областей, а также города Киева. Установлено, что мужчины из Житомирской, Киева и Киевской, а также Полтавской области накопили за годы проживания в своих регионах групповые коллективные дозы в 0,61; 0,24, 0,01 человеко-Зв и средние индивидуальные эквивалентные дозы в 9,87; 4,86 и 0,2 мЗв, соответственно. Показано существование прямых корреляционных связей между накопленной дозой внешнего облучения, с одной стороны, и возрастанием индекса аномальности спермы, увеличением pH и времени разжижения спермы, с другой стороны. Кроме того, выявлено одновременное снижение концентрации и кинетических характеристик поступательного движения сперматозоидов. Показано, что длительное проживание мужчин на радиоактивно загрязнённых территориях способствует появлению олигозооспермии, астенозооспермии и тератозооспермии, а также комбинированных форм указанных патологических состояний спермы.

The spermatozoon is highly dependent on the integrity of its plasma and mitochondrial membranes due to the necessity to maintain ion-floods on due level. That is why membranes may represent the essential target for radiation impact. Admittedly, spermatozoid membranes are rich in unsaturated fatty acids. The said compounds are very sensitive to ionizing irradiation, especially their double bonds, which are the key points in radiation assault through hydroperoxide or hydroxyl radicals. Consequently, lipid peroxidation chain reactions should have to be launched resulting in further destruction of membranes. Abatement of antioxidant enzymic activities in radiation damaged spermatozoa facilitates the propagation of free radicals, especially superoxide radicals, in mitochondria and spermatozoid heads. In turn, reactive oxygen species (ROS) penetrate into the nucleus and exert a direct effect on sperm chromatin causing its overall disruption and formation of apoptotic bodies. The research aimed in the assessment of sperm quality of men residing on radiation polluted territories of Ukraine with different contents of 137Cs in the soil. Cross-sectional analysis of sperm quality was done in 3 groups of men from Zhytomir, Kyiv and Poltava region, respectively. In sperm samples the viability, kinetic and morphologic characteristics of spermatozoa were determined according to WHO requirements. Apart from this, sperm pH, liquefaction duration as well as the presence of leukocytes and spermatids in ejaculates was evaluated. Incidentally, pathologic sperm states, namely asthenozoospermia, oligozoospermia and teratozoospermia along with their combined forms were identified. Men from Zhytomir, Kyiv and Poltava regions were shown to accumulate group collective equivalent dose of 0.61; 0.24; 0.01 person-Sv and mean individual equivalent dose of 9.87; 4.86; 0.20 mSv, correspondingly. The research has elucidated the existence of correlation links between accumulated dose of external irradiation, from the one hand, and the index of sperm deformity in conjunction with pH and time of sperm liquefaction increase, from the other hand. In addition, sperm concentration and progressive motility were also shown to decline. The long-term residence of human males on the radiation polluted territories was shown to result in different sperm pathologic states, namely asthenozoospermia, oligozoospermia, teratozoospermia and mixed forms of above mentioned sperm states whose quantitative ratio for each region depended on the individual equivalent doses accumulated by the sperm donors. Our investigations have shown that subjects living on radiation polluted territories may generate a great deal of damaged spermatozoa with the hidden molecular and cellular lesions. The latter would predispose inhabitants of radiation polluted regions to male-infertility. Therefore a special system of prophylactic arrangements needs to be elaborated to prevent further spreading of male infertility.