Μελέτη της συσχέτισης των επιπέδων κατακερματισμού, της ανώμαλης συμπύκνωσης του σπερματικού DNA και των παραμέτρων της βασικής ανάλυσης σπέρματος

Abstract

This doctoral thesis investigates the relationship between sperm DNA integrity, abnormal chromatin condensation and conventional semen analysis parameters. Male infertility is a major component of reproductive medicine, while conventional semen analysis, although clinically established, has limited ability to capture the full molecular and functional competence of spermatozoa. The study population consisted of men undergoing fertility evaluation. Semen samples were assessed according to standardized WHO procedures, including volume, pH, sperm concentration, total sperm count, motility, vitality and morphology. Sperm DNA fragmentation was quantified using the Sperm Chromatin Dispersion method (SCD, Halosperm) and expressed as DNA Fragmentation Index (DFI), while chromatin condensation status and protamine deficiency were evaluated with Chromomycin A3 (CMA3) staining. Statistical analysis included descriptive statistics and correlation analysis. The results showed that increased DFI and CMA3 positivity are associated with impaired semen quality, particularly reduced sperm concentration, motility and normal morphology. The positive correlation observed between DFI and CMA3 supports the hypothesis that defective chromatin packaging and inadequate protamination predispose sperm DNA to fragmentation, possibly through oxidative-stress-related mechanisms and disturbed spermiogenesis. In conclusion, sperm DNA integrity and chromatin condensation represent important determinants of male reproductive potential. The combined assessment of DFI and CMA3 may improve the diagnostic workup of male infertility and support more individualized clinical management, especially in cases of unexplained infertility or repeated assisted reproduction failure.

Η διατριβή διερευνά τη σχέση μεταξύ της ακεραιότητας του σπερματικού DNA, της ανώμαλης συμπύκνωσης της σπερματικής χρωματίνης και των παραμέτρων της βασικής ανάλυσης σπέρματος. Η ανδρική υπογονιμότητα αποτελεί σημαντικό πεδίο της αναπαραγωγικής ιατρικής, ενώ η συμβατική ανάλυση σπέρματος, παρότι παραμένει βασικό διαγνωστικό εργαλείο, δεν αποτυπώνει πλήρως τη μοριακή και λειτουργική ποιότητα του σπερματοζωαρίου. Στη μελέτη αξιολογήθηκαν δείγματα ανδρών που υποβλήθηκαν σε διερεύνηση γονιμότητας, με εκτίμηση του όγκου, του pH, της συγκέντρωσης, του συνολικού αριθμού σπερματοζωαρίων, της κινητικότητας, της ζωτικότητας και της μορφολογίας, σύμφωνα με τα πρότυπα του WHO. Ο κατακερματισμός του DNA προσδιορίστηκε με τη μέθοδο Sperm Chromatin Dispersion (SCD, Halosperm) και εκφράστηκε ως δείκτης DFI, ενώ η συμπύκνωση της χρωματίνης και η ανεπάρκεια πρωταμινών εκτιμήθηκαν με χρώση Chromomycin A3 (CMA3). Η στατιστική ανάλυση περιέλαβε περιγραφική στατιστική και έλεγχο συσχετίσεων. Τα αποτελέσματα κατέδειξαν ότι τα αυξημένα επίπεδα DFI και CMA3(+) συσχετίζονται με επιδείνωση βασικών παραμέτρων του σπέρματος, ιδίως της συγκέντρωσης, της κινητικότητας και της φυσιολογικής μορφολογίας. Η θετική συσχέτιση μεταξύ DFI και CMA3 υποστηρίζει ότι η ανεπαρκής πρωταμίνωση και η πλημμελής συμπύκνωση της χρωματίνης καθιστούν το πατρικό DNA περισσότερο ευάλωτο σε κατακερματισμό. Συμπερασματικά, η συνδυαστική αξιολόγηση DFI και CMA3 μπορεί να ενισχύσει τη διαγνωστική προσέγγιση της ανδρικής υπογονιμότητας και να συμβάλει σε πιο εξατομικευμένη κλινική διαχείριση.