Oksidativni stres u podlozi muške neplodnosti

Žene danas rađaju 50 posto manje djece nego prije pedeset godina. Osim promijenjenog svjetonazora, razlozi za pad ukupne plodnosti jesu odgađanje rađanja i brojni drugi čimbenici koji umanjuju plodnost. U posljednjih 40 godina učestalost neplodnosti, a posebno muška neplodnost, udvostručila se, od 20 posto na više od 50 posto, tako da je oko 30 milijuna muškaraca u svijetu neplodno. To može biti samostalan uzrok umanjene plodnosti ili je udružen sa ženskim čimbenicima neplodnosti.
 
Utvrđen je pad svih pokazatelja muške plodnosti. Dokazane su 30 do 50 posto umanjene vrijednosti koncentracije i broja spermija u ejakulatu, niža pokretljivost i vitalnost te češća DNK fragmentacija spermija. Istraživanja su potvrdila neprestani godišnji pad kvalitete sjemena od dva posto.
 
To se povezuje s nezdravim načinom života i toksičnom okolinom. Onečišćenje okoliša posebno je izraženo u industrijaliziranim i naprednim urbanim okolinama, jer su toksične čestice u okolišu dijelom rezultat ljudskih aktivnosti i industrijalizirane brige za hranu.

Porast zagađenja povezuje se s rastućom učestalošću bolesti koje također umanjuju plodnost, a to su dijabetes tip 2, debljina, inzulinska rezistencija, hipotireoza. Najčešći polutanti za proizvodnju spermija su pušenje duhana i kanabisa, izgaranje fosilnih goriva, elektromagnetski valovi (mobiteli), ksenoestrogeni, klor, pesticidi, boje, otapala i ne-ionizirajuće zračenje. Štetan učinak može biti izravan na testise ili preko poremećaja hormona. Neki polutanti ostaju dugotrajno u prirodi. Radiofrekventni elektromagnetski valovi, odnosno ne-ionizirajuće zračenje imaju termalni učinak i induciraju oksidativni stres.

Muška plodnost određena je optimalnim brojem spermatozoida (spermija), njihovom dobrom pokretljivošću i vitalnošću te dovoljnim udjelom morfološki normalnih spermija. Pri tome su neophodni uredna prohodnost izvodnih kanala testisa i korektna spolna aktivnost. Normalna funkcija testisa zahtijeva 2 °C nižu temperaturu od one u tijelu.

Spermatogeneza je ovisna o brojnim čimbenicima, a plodni potencijal sjemena može smanjiti disfunkcija hormona, varikokela (proširene vene testisa), kriptorhizam (nespušteni testis), torzija testisa, ozljede, upala, polutanti, alkohol, droga i oksidativni stres.

Razvoj i zrenje spermija je dinamičan proces koji se ciklički ponavlja svakih dva do tri mjeseca. Proizvodnja i sazrijevanje su jedinstveni procesi koji u sekundi proizvode 1000 spermija (oko 100 milijuna dnevno).

Funkcionalni kapacitet spermija iskazuje se mogućnošću oplodnje jajne stanice i prijenosom intaktnog očevog genoma. Da bi te funkcije ispunili, spermiji brzim razvojem trebaju ostvariti optimalne molekularne osobine. Neophodna je i postestikularna selekcija zdravih spermija pred ejakulaciju.

Oksidativni stres je stanje u kojem razina kisika i kisikovih slobodnih radikala nadmaši prirodnu samoobranu stanice antioksidansima i u 30 do 80 posto slučajeva povezan je s muškim uzrocima neplodnosti.

Neravnoteža u proizvodnji reaktivnih molekula kisika (RMK) i antioksidativnih enzima u spermijima česta je pojava, jer su spermiji insuficijentni u svim oblicima antioksidativne zaštite. RMK mogu nastati iz endogenih ili egzogenih izvora. Niža koncentracija RMK-a u spermijima nužna je za pokretanje njihove kapacitacije i aktivacije pa ga zato i  sami proizvode. Aktivnost RMK-a na spermije na putu u epididimis (dio izvodnih kanala) može dovesti do neravnoteže apoptoze (programirana smrt stanice) remeteći finalnu proizvodnju spermija. Glavni razlog je oštećenja DNK što povećava kongenitalne malformacije djece.

Povišena testikularna temperatura i genitalne upale (prostatis) povećavaju produkciju RMK-a rezultirajući umanjenim brojem spermija, redukcijom pokretljivosti i visokim udjelom nenormalnih spermija (teratozoospermija). Te promjene redovito su povezane sa štetnim učincima varikokele, toksičnim kemikalijama i polutantima te ne-ionizirajućim zračenjem (mobitel, WI-FI i dr.). Sve to rezultira nižim uspjehom liječenja (IUI, IVF/ICSI).

Intervencije za poboljšanje ravnoteže mogu biti promjena načina života i nutritivnih čimbenika.

Antioksidansi (enzimatski i ne-enzimatski) sudjeluju u mnogim biološkim funkcijama stanice: 

• enzimatski antioksidansi - sadrže cink, bakar i selen i čuvaju spermije od oksidativnog oštećenja te koreliraju s koncentracijom i pokretljivošću spermija
• neenzimatski antioksidansi - vitamin A, vitamin C, vitamin E, vitamini B kompleksa, cink, bakar, selen, krom, karnitin, arginin, glutation i koenzim Q10.

Seminalna tekućina bogata je enzimatskim i neenzimatskim antioksidansima koji štite spermije od oksidativnog stresa prilikom sazrijevanja.

Opći čimbenici na koje možemo utjecati jesu:

• dob - dob muškarca iznad 40 godina povezuje se s nižom plodnošću, češćim spontanim pobačajima i kongenitalnim malformacijama;
• debljina - normalizacija tjelesne mase umjerenom tjelovježbom direktno utječe na zdravlje sjemena;
• pušenje duhana, opojne droge, konzumacija steroida i alkohola - značajno umanjuju koncentraciju antioksidansa;
• temperatura testisa - optimalna temperatura važan je preduvjet za normalnu spermatogenezu, a na nju mogu utjecati varikokela, neodgovarajuća odjeća, bicikliranje, sauna, elektromagnetsko zračenje – mobitel, laptop...
• polutanti i prehrana - izbjegavanjem polutanata i zdravom prehranom postiže se antioksidativna ravnoteža;
• upale
• lijekovi - neki mogu biti rizični za normalnu spermatogenezu.