Stress ossidativo e fertilità maschile

A parte le convenzionali cause dell’infertilità maschile (varicocele, criptorchidismo, infezioni, fibrosi cistica, tumori), una nuova ed importante causa è stata identificata nello stress ossidativo.

Lo stress ossidativo è determinato da uno squilibrio tra la produzione e l’eliminazione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), da parte del nostro sistema di difesa antiossidante.

Esso è associato a patologie umane come cancro, diabete, danni al fegato, artride reumatoide, cataratta, AIDS, danni al sistema nervoso centrale. Un effetto non meno importante è quello esercitato sugli spermatozoi e sulla fertilità.

ROS nell’apparato riproduttivo maschile

Condizioni che favoriscono stress ossidativo per l’apparato riproduttivo maschile  sono varicocele, prostatiti, epididimiti, vesciculiti. Comunque qualsiasi eiaculato presenta potenziali fonti di ROS rappresentati  da differenti tipi di cellule, come spermatozoi maturi e immaturi, leucociti e cellule epiteliali.

Tra questi differenti tipi di cellule, i leucociti e gli spermatozoi sono considerati le due principali fonti di ROS.

Piccole quantità di ROS sono necessarie per lo spermatozoo nell’acquisizione della capacità fecondante.

L’incubazione degli spermatozoi con basse dosi di ROS, infatti, stimola la capacitazione, l’iperattivazione, la reazione acrosomiale e l’interazione con l’ovocita.
Eccessivi livelli di ROS  determinano bassa qualità del seme e generalmente uno stato di stress ossidativo spermatico che produce danni sotto elencati:

I ROS possono causare infertilità attraverso due principali meccanismi.

  • Danni alle membrana spermatica che riducono la motilità e la capacità di fusione con l’ovocita
  • Danni al DNA degli spermatozoi: quando il grado del danno al DNA è basso, gli spermatozoi possono andare incontro a un riparo ed inoltre lo stesso ovocita può riparare il danno al DNA dello spermatozo, una volta che esso è entrato al suo interno.

Se il danno è estensivo si può verificare una diminuzione della percentuale di fecondazione, una  bassa qualità dell’embrione e rischio di abortività.

Specie ossigeno reattive (ROS)

I ROS sono una categoria di piccole molecole, molto reattive. Essi derivano, normalmente, dall’ossigeno durante il processo di produzione dell’energia cellulare e sono divisibili in radicali (ione idrossile, superossido, ossido nitrico) e non radicali (ozono, perossido di idrogeno, lipido perossidasi).

Diversi fattori esterni e specifiche condizioni cliniche possono incrementare la produzione di ROS: particolari stili di vita (fumo, alcool, droghe) inquinamento ambientale ed alimentare (radiazioni, smog, gas industriali, dieta sbilanciata ricca di grassi), patologie come infiammazioni, traumi, infezioni.  Potenziali obiettivi dei ROS sono componenti cellulari come lipidi, proteine, acidi nucleici e zuccheri.

L’entità del danno indotta dai ROS dipende non solo dalla natura e dalla quantita di ROS coinvolta, ma anche dalla durata dell’esposizione ai ROS.

Gli antiossidanti

Si possono distinguere tre differenti tipi di sistema di protezione antiossidante: antiossidanti  assunti con la dieta, antiossidanti endogeni e proteine che legano i metalli.

Bibliografia

Terry t. Turner et al. Oxidative stress: a common factor in testicular dysfunction. J Andr 2008; 29: 5.

Dorota Sanocka and Maciej Kurpisz. Reactive oxygen species and sperm cells. Reprod Biol Endocrinol 2004; 2: 12

Tremellen K. Oxidative stress and male infertility—a clinical perspective. Hum Reprod Update 2008; 14: 243–258