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人の尿が精子に及ぼす影響を調べた1978年の論文(10.1016/S0015-0282(16)43640-X)と1981年の論文(10.1016/S0015-0282(16)45802-4)を読んだ。

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まず1978年の論文(10.1016/S0015-0282(16)43640-X)では、2名のドナー の精子を1:4で尿に混ぜ、5, 10, 15, 20分後の運動性を観察した。15~20分で大きく運動性は低下していた。また、用意した尿のOsmolalityは136~548 mOsmoles/kgと幅があり、低い場合で特に運動性が低下していた（表１）。

次に、精子を様々な濃度の食塩水に混ぜ、運動性を見た。やはり、低濃度だと運動性が低下した。

話は変わり、逆行性射精の患者に対して、膀胱がパンパンの時に立位で射精させたら精子が出てきたよって。このアイデアは…すごいなぁ。

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次に1981年の論文(10.1016/S0015-0282(16)45802-4)では、人の精子に対する、尿、pH、osmolarityの影響をさらに詳しく解析している。さらに、表6でそれらを補正して運動性と速度が回復するかを見ている。結果はpHもosmolarityも適正にすることで運動性と速度が回復した。

精子にはpHもosmolarityも適正にする必要があることを示している。

Bibliography

2018/12/22 引き続きウシの精子に対する尿の影響を調べている。ヒトの尿のpHと浸透圧を経口投与溶剤でコントロールしてから、尿の精子への影響を調べた論文(10.1016/j.fertnstert.2007.04.042)を読んでみた。

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【目的】
逆行性射精後の精子回収のために、尿（pHと浸透圧）の調節する方法の開発と、調整された尿に暴露された精子の運動性を調べること。
To design a new method for oral preparation of urine for sperm retrieval after retrograde ejaculation (RE) and to test the motility of sperm exposed to prepared and unprepared urine.

【材料と方法】
健康な成人10名に、新規開発した炭酸水素ナトリウムと塩化ナトリウム主体の溶液を飲んでもらった。精子を被験者の尿へ暴露し、経時的に運動性を調べた。また、尿のpHと浸透圧も測定した。
Design: In vitro testing of urine conditions and sperm motility.
Setting: Assisted conception unit at a teaching hospital in the United Kingdom.
Patient(s): Ten healthy volunteers to provide urine and sperm specimens from men attending the unit for semen analysis.
Intervention(s): Various solutions of sodium bicarbonate and sodium chloride were drunk by a single subject until a suitable regimen was achieved. This regimen (called the Liverpool solution) was then tested on 10 volunteers. Samples of sperm were then added to prepared urine, unprepared urine, and culture medium, and the motility was analyzed.
Main Outcome Measure(s): Urinary pH and osmolarity, sperm motility.

【結果】
被験者の尿は平均pH 7.47, 平均浸透圧289 mOsm/Lという、培地と同程度の環境となった。未調整の尿で見られた精子への運動性低下は、調整された尿では軽減し、培地と同程度の運動性が得られた（図3~5）。
Result(s): Urine produced by the 10 volunteers had a mean pH of 7.47 (range, 7.23–7.79) and a mean osmolarity of 289 mOsmol/L (range, 225–412 mOsmol/L), similar to that of medium. The progressive motility of sperm exposed to the unprepared urine was reduced (42.4% of sperm in medium), whereas that in the prepared urine was similar to that in the control medium.

【結論】
新規開発した溶液は非侵襲性かつ高価でなく、逆行性射精後の精子回収に最適なpHと浸透圧を得られたことから、逆行性射精のカップルの治療に使われる可能性を秘めている。
Conclusion(s): Liverpool solution can be used in any unit treating couples with RE, and it is a noninvasive and inexpensive regimen that may optimize urine pH and osmolarity for sperm survival after RE.

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尿のpHと浸透圧を調整してしまえば、3時間まではヒト精子は生存可能なことが示されている。尿そのものを経口投与剤で調整してしまえっていうアイデアがすごいなぁ。

それにしても、被験者の溶液を飲んだ感想が”horrible”, “salty”, “putrid”って書かれていた。そんなの飲んだら、確実に性欲減退するよなーなんて論文の本質とは関係ないことを思ったりもした。

Bibliography

2018/12/20 引き続きウシの精子に対する尿の影響を調べている。ヒトの精子に対する尿の影響を調べた論文(10.1016/S0015-0282(16)57990-4)を読んでみた。

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【目的】
尿がヒトの精子機能に及ぼす影響を調べ、その悪影響の理由を解明すること

【材料と方法】
0%, 40%, 80%, 100%の尿に精子を混ぜ、運動性、粘液での移動性、透明帯の貫通性を評価した。 また、pHと浸透圧を尿と同等へ調整した培地にも精子を混ぜ、精子機能を同様に評価した。
Sperm were exposed to various concentrations of pooled urine in Ham’s F-IO Medium supplemented with 3.5 g% bovine serum albumin (GIBCO, Grand Island, NY) and sperm exposed to Ham’s F-IO Medium with pH and osmolality adjusted to mimic that of the urine (pH 5.4; 520 mOsm).

【結果】
40%以上の尿に暴露された場合、精子の機能は全ての評価項目で低下した。一方、pHと浸透圧を調整した培地では有意な変化は認められなかった。
All sperm variables studied were significantly decreased when the sperm were exposed to 2:40% urine. Potential of hydrogen- and osmolality-adjusted Ham’s F-lO did not significantly affect the sperm function.

【結論】
ヒトにおける尿は精子機能に悪影響をもたらしており、pHや浸透圧以外の尿の要因が関与している可能性がある。
Urine is deleterious to sperm function and may involve other biochemical factors that are unrelated to pH and osmolality of urine.

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尿に入っている何らかの成分が精子の機能に害を及ぼしている可能性が高いが、それはまだ分からないって話か。ヒトの尿は酸性なのかって感心していたら、哺乳類は食べ物によって差があるらしい。よって、草食動物ではアルカリ性だ。

先日読んだ論文(10.1095/biolreprod67.6.1811)には各種の動物の比較も出ていて（図3）、浸透圧はかなり広い範囲で運動性が認められている。もしかすると、人は雑食なので、尿などの成分も変化しやすく、広い浸透圧の範囲において精子の運動性がみられるように適応してきたのかもしれない。何にせよ、今回読んだ論文で520 mOsmくらいに調整した培地ではヒトの精子機能に影響が出なかったのは、一貫性のある知見のようだ。

Bibliography

2018/12/18 引き続き牛の精子に対する尿の影響を調べている。とうとうウシの精子に対する浸透圧の影響を調査の一つとして調べた論文(10.1095/biolreprod67.6.1811)を読んでみた。

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【目的】
ウシ精子の浸透圧に対する特性を明らかにすること。
This study was conducted to determine the osmotic properties of bull spermatozoa, including the effects of osmotic stress and cryoprotectant agent (CPA) addition and removal, on sperm motility

【材料と方法】
精子はTL-Hepesで希釈し、様々な浸透圧の希釈液に暴露して精子の容積や運動性を測定。
Semen from beef bulls was collected by electroejaculation and extended 1:3 in TL-Hepes containing 100 ug/ml pyruvate and 6 mg/ml BSA.

【結果】
35~2400 mOsmに暴露した結果、90%以上の運動性は270~360 mOsmの範囲に限られていた（図2）。
In solutions of 150–1200 mOsmolal (mOsm), bull spermatozoa behaved as linear osmometers (r2 = 0.97) with an osmotically inactive cell volume of 61%. The is- osmotic cell volume was 23.5 um3. Motility was determined after exposure to anisosmotic solutions ranging from 35 to 2400 mOsm and after return to isosmotic conditions. Retention of at least 90% of isosmotic motility could be maintained only between 270–360 mOsm. Bull spermatozoa were calculated to retain 90% of their isosmotic motility at 92–103% of their isosmotic cell volume. Motility following a one-step addition and removal of 1 M glycerol, dimethyl sulfoxide, and ethylene glycol was reduced by 31%, 90%, and 6%, respectively, compared with CPA addition only.

【結論】
ウシ精子の凍結保存において、浸透圧は限られた範囲内になるようにすべきで、そのためにはエチレングリコールの使用が凍害保護剤として有用かもしれない。
These data indicate that, during bull spermatozoa cryopreservation, osmotically driven cell volume excursions must be limited by exposure to a very narrow range that may be facilitated by the use of ethylene glycol as a CPA.

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浸透圧に対する精子の運動性が見事に現されていた。ウシでも、低張や高張の環境下では運動性が著しく抑制されるようだ。

ウシの尿の浸透圧はまだ調べられていないが、ほかの動物種では著しく高い傾向にあるので、尿の混入により高張になるとほぼ言えるだろう。

Bibliography

2018/12/18 引き続き牛の精子に対する尿の影響を調べている。とうとう馬の精子に対する尿の影響を調べた論文(10.1016/S0093-691X(01)00593-3)を読んでみた。

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【背景】
尿の精液への混入は様々な動物種で不受胎の原因になっている。悪影響の一因としてpHと浸透圧の変化が報告されている。

【目的】
pHと浸透圧の変化、そして尿がウマの精子の運動性に与える影響を調べる。

【材料と方法】
pH, 浸透圧を変化させて（実験1, 2）、また尿を混ぜて（実験3）、精子の運動性を評価した。さらに、尿と精液の混ぜたものに、増量剤を添加や遠心を行い、精子の運動性を評価した。
Semen was collected and subjected to conditions of varying pH (Experiment 1), of varying osmolarity (Experiment 2), and various quantities and concentrations of urine (Experiment 3) and effects on motility were recorded. Finally, semen was contaminated with urine and then either of 2 semen extenders was added, with or without centrifugation, in an attempt to alleviate the detrimental effect of urine on motility (Experiment 4).

【結果】
pHと浸透圧の変化は精子の運動性を低下させた（図1, 2）。
The results of these experiments showed that alterations in pH and osmolarity negatively affected stallion sperm motility. Optimal pH and osmolarity appeared to be approximately 7.7 and 315, respectively.

また、尿の混入による精子の運動性は有意に低下した（表1）。
Contamination of the ejaculate with urine significantly decreased sperm motility. Smaller quantities of dilute urine were less detrimental than larger quantities of dilute urine, and dilute urine was less detrimental than more concentrated urine.

精液増量剤の添加により、尿の混入によって低下した精子の運動性はコントロールと同等になった（表2）。
The addition of semen extender restored the motility of urine contaminated semen to that of the uncontaminated control, however centrifugation to remove urine provided no significant advantage.

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人の結果と同様に、pH, 浸透圧の変化、尿の混入が精子の運動性に悪影響を及ぼしていることが示されていた。

面白いことに、尿の混在が見られる種牡馬と交配するときは、この精液増量剤を子宮内に注入するというアイデアまで考察に書かれていた。これはウシにも応用できるだろう。

次はウシの精子に及ぼす影響についての論文を読むぞ！

Bibliography