High endogenous melatonin concentrations enhance sperm quality and short-term in vitro exposure to melatonin improves aspects of sperm motility

Abstract

Although human seminal fluid contains melatonin and spermatozoa reportedly possess membrane melatonin receptors, there are no experimental studies that have ascertained the relationship between melatonin and male infertility. This study evaluated whether urinary 6-sulfatoxymelatonin and urinary total antioxidant capacity correlate with different seminal parameters including sperm concentration, motility and morphology. Also, the in vitro effects of melatonin on human sperm motility were investigated. Semen samples from 52 men who were counselled for infertility were obtained. Sperm concentration was determined using the haemocytometer method, motility kinematic parameters were assessed using a computer-aided semen analysis system, while morphology and vitality were evaluated after Diff-Quick and Eosin-Nigrosin vital staining, respectively. For the quantification of urinary 6-sulfatoxymelatonin, a commercial ELISA kit was used, and urinary total antioxidant capacity was evaluated by means of a colorimetric assay kit. For the in vitro effects of melatonin, samples were incubated for 30 min in the presence or absence of 1 mm melatonin. Both urinary 6-sulfatoxymelatonin and total antioxidant capacity levels positively correlated with sperm concentration, motility and morphology, as well as negatively correlated with the number of round cells. Additionally, 30-min exposure of sperm to 1 mm melatonin improved the percentage of motile and progressively motile cells and decreased the number of static cells, thereby promoting the proportion of rapid cells. Therefore, melatonin improves semen quality, which is important because melatonin supplementation may be potentially used to obtain a successful assisted reproductive technique outcome.

Aunque el líquido seminal humano contiene melatonina y los espermatozoides poseen receptores de melatonina de membrana, no existen estudios experimentales que hayan determinado la relación entre la melatonina y la infertilidad masculina. Este estudio evaluó si la 6-sulfatoximelatonina urinaria y la capacidad antioxidante total urinaria se correlacionan con distintos parámetros seminales, como la concentración, la movilidad y la morfología de los espermatozoides. También se investigaron los efectos in vitro de la melatonina sobre la motilidad del esperma humano. Se obtuvieron muestras de semen de 52 hombres que habían recibido asesoramiento por infertilidad. La concentración de espermatozoides se determinó mediante el método del hemocitómetro, los parámetros cinemáticos de la motilidad se evaluaron mediante un sistema de análisis de semen asistido por ordenador, mientras que la morfología y la vitalidad se evaluaron mediante las tinciones vitales Diff-Quick y Eosina-Nigrosina, respectivamente. Para la cuantificación de la 6-sulfatoximelatonina urinaria se utilizó un kit ELISA comercial, y la capacidad antioxidante total urinaria se evaluó mediante un kit de ensayo colorimétrico. Para los efectos in vitro de la melatonina, las muestras se incubaron durante 30 minutos en presencia o ausencia de 1 mm de melatonina. Tanto los niveles urinarios de 6-sulfatoximelatonina como los de capacidad antioxidante total se correlacionaron positivamente con la concentración, motilidad y morfología espermáticas, así como negativamente con el número de células redondas. Además, la exposición durante 30 minutos de los espermatozoides a 1 mm de melatonina mejoró el porcentaje de células móviles y progresivamente móviles y disminuyó el porcentaje de células redondas.Además, la exposición durante 30 minutos de los espermatozoides a 1 mm de melatonina mejoró el porcentaje de células móviles y progresivamente móviles y disminuyó el número de células estáticas, favoreciendo así la proporción de células rápidas. Por lo tanto, la melatonina mejora la calidad del semen, lo cual es importante porque la suplementación con melatonina puede utilizarse potencialmente para obtener un resultado satisfactorio de la técnica de reproducción asistida.