Is there any relationship between human sperm parameters and protamine deficiency in different groups of infertile men?

Abstract

Objective

Abnormality in Histone-Protamine replacements has been indicated to cause sperm DNA damage and infertility. The aim of the present study was to investigate the relationships between sperm parameters in oligospermia, asthenospermia, and teratospermia with protamine deficiency in infertile men.

Material and method

In this case–control study, we had three experimental groups including oligospermia (n = 100), asthenospermia (n = 100), and teratospermia (n = 100) as well as normospermia (n = 100) as controls. Sperm analyses were performed according to the recommendations of the World Health Organization (WHO, 2010) and sperm chromatin quality was assessed using Chromomycin A3 (CMA3) staining for each sample.

Results

The comparison of the data between groups indicated that the percentage of spermatozoa with protamine deficiency was significantly different in patients with oligospermia, asthenospermia, and teratospermia when compared with control ones. However, there was no significant correlation between sperm nuclear protamine deficiency and their parameters of the men with teratospermia using CMA3 test. Regarding the oligospermia and asthenospermia semen samples, the findings showed the negative correlations between the sperm nuclear protamine deficiency and progressive motility as well as immobility (p < 0.001).

Conclusion

The higher proportion of spermatozoa with abnormal chromatin packaging was observed in asthenospermic samples than those from other experimental groups as well as controls. It seems that normal morphology cannot have a valuable predictive value for good chromatin quality of spermatozoa, as much as normal motility characteristics, since samples with high mobility rates often have lower protamine deficiencies. The findings may provide a supportable promoting the future wider clinical application of chromatin/DNA integrity testing along with the semen analysis in male infertility.

Resumen

Objetivo

Se ha indicado que la irregularidad en los reemplazos de histona-protamina provoca daño en el ADN del esperma e infertilidad. El objetivo del presente estudio fue investigar las relaciones entre los parámetros espermáticos en oligospermia, astenospermia y teratospermia con deficiencia de protamina en varones infértiles.

Material y método

En este estudio de casos y controles, hubo 3 grupos experimentales que incluían oligospermia (n = 100), astenospermia (n = 100) y teratospermia (n = 100), así como normospermia (n = 100) como controles. Los análisis de esperma se realizaron de acuerdo con las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2010), y se evaluó la calidad de la cromatina de los espermatozoides utilizando la tinción con Chromomycin A3 (CMA3) para cada muestra.

Resultados

La comparación de los datos entre los grupos indicó que el porcentaje de espermatozoides con deficiencia de protamina fue considerablemente diferente en pacientes con oligospermia, astenospermia y teratospermia en comparación con la de los controles. Sin embargo, no hubo una correlación importante entre la deficiencia de protamina nuclear de esperma y sus parámetros de los varones con teratospermia cuando se utilizaba la prueba de CMA3. En cuanto a las muestras de semen de oligospermia y astenospermia, los hallazgos mostraron las correlaciones negativas entre la deficiencia de protamina nuclear de esperma y la movilidad progresiva, así como la inmovilidad (p < 0,001).

Conclusión

La mayor proporción de espermatozoides con un empaquetado de cromatina anómalo se observó en las muestras astenospérmicas que en las de otros grupos experimentales, así como en los controles. Parece que la morfología normal no puede tener un valor diagnóstico valioso de la buena calidad de la cromatina de los espermatozoides, tanto como las características normales de movilidad, ya que las muestras con altas tasas de movilidad a menudo tienen menores deficiencias de protamina. Los hallazgos pueden ofrecer un soporte que promueva la futura aplicación clínica más amplia de las pruebas de integridad de la cromatina/ADN junto con el análisis del semen en la infertilidad masculina.