Specie reattive dell’ossigeno e capacità antiossidante totale nel liquido seminale: impatto sull’infertilità maschile

Gli squilibri tra ROS ( sostanze reattive dell’ossigeno) e TAC ( capacità antiossidante totale) nel tratto riproduttivo maschile hanno un’influenza importante sul potenziale di fecondazione dello sperma.

La presenza di ROS in eccesso nello sperma è associata a un ridotto potenziale di fecondazione dello sperma . Oltre alla normale concentrazione e ad altri parametri dello sperma misurati nell’analisi di routine dello sperma, sono necessari anche altri marcatori per valutare il potenziale di fecondazione .

È stato segnalato che piccole quantità di ROS sono essenziali per la regolazione della normale funzione dello sperma, ma i ROS hanno effetti dannosi oltre un certo livello . Lo stress ossidativo si sviluppa come risultato dello squilibrio tra la generazione di ROS e la rimozione degli antiossidanti. Gli spermatozoi e i leucociti morfologicamente anormali sono la principale fonte di generazione eccessiva di ROS nello sperma.

I leucociti attivati ​​sono in grado di produrre 100 volte più ROS rispetto ai leucociti non attivati, quindi il DNA dello sperma è più incline al danno da ROS indotto dai leucociti negli uomini sterili e in quelli con parametri anomali dello sperma perché è probabile che gli spermatozoi in tali individui abbiano subito danni al DNA e abbiano una struttura della cromatina più fragile.

A livelli elevati di perossidazione lipidica, gli spermatozoi diventano disfunzionali e la loro funzione di membrana è alterata. La perossidazione lipidica innesca la perdita di integrità della membrana, causando una maggiore permeabilità cellulare, inattivazione enzimatica, danni strutturali al DNA e morte cellulare . Una maggiore formazione di ROS è stata associata a una ridotta motilità degli spermatozoi  ed una significativa correlazione negativa tra motilità degli spermatozoi e livelli di MDA(malondialdeide).

I ROS sono negativamente correlati con i parametri dello sperma come concentrazione, motilità e morfologia. Ciò   può essere spiegato dalla ridotta fosforilazione delle proteine ​​dell’assonema, che porta all’immobilizzazione dello sperma. Inoltre, in presenza di  ammoniaca  prodotta dai ROS si inibisce l’attività di alcuni  enzimi,  in particolare la Catalasi  che ha la funzione di accelerare la reazione di decomposizione dell’acqua ossigenata in ossigeno ed acqua, di conseguenza il glutatione ossidato e il glutatione ridotto si accumulano e questi cambiamenti possono causare una diminuzione della capacità antiossidante degli spermatozoi . Se L’enzima Catalasi è variato geneticamente e quindi  meno attivo questo processo chimico si altera danneggiando gli spermatozoi.

Gli spermatozoi morfologicamente anormali che presentano con teratozoospermia e oligoteratozoospermia  sono una potenziale fonte di ROS, e mostrano livelli elevati di MDA. Inoltre gli spermatozoi morfologicamente immaturi o anormali portano a un aumento della perossidazione lipidica. Il calo della concentrazione di sperma in questi pazienti potrebbe essere dovuto a un’esposizione prolungata a livelli elevati di ROS prodotti da spermatozoi immaturi o anomali. Ciò ha probabilmente causato danni ai tubuli, causando atrofia testicolare, riduzione della motilità e danni al DNA degli spermatozoi maturi, tutti fattori che influiscono sul potenziale di fertilità.

Nella norma gli antiossidanti sono presenti negli spermatozoi in una quantità in grado di contrastare i radicali liberi che vengono prodotti in modo tale che venga mantenuto un equilibrio tra antiossidanti e ROS. In caso di esposizione prolungata a sostanze tossiche il meccanismo antiossidante si interrompe e si crea uno squilibrio, a causa del quale si verifica la frammentazione del DNA . Le rotture a singolo filamento del DNA sono causate dallo stress ossidativo. Le rotture a doppio filamento del DNA sono causate dall’esposizione al 4-idrossil-2-nonenale, prodotto principale della perossidazione lipidica.

Il principale addotto del DNA riscontrato nel DNA dello sperma umano è la 8-idrossi-2-deossiguanosina che viene usata come biomarcatore chiave per i danni al DNA causati dallo stress ossidativo. Tali danni al DNA influiscono negativamente sui risultati delle tecniche di riproduzione assistita e del concepimento naturale.

L’integrazione di antiossidanti esogeni dovrebbe essere considerata come una misura terapeutica nei pazienti con livelli anomali di TAC e MDA.

Ci sono differenze significative nei livelli di ROS e TAC nel plasma seminale di partecipanti subfertili e fertili. Sostanze antiossidanti come vitamina E, vitamina C,  glutatione possono essere d’aiuto a migliorare la qualità degli spermatozoi riducendo il potenziale di perossidazione lipidica e migliorando le caratteristiche della membrana dello sperma. Una combinazione di antiossidanti può essere utile nel trattamento dell’infertilità maschile nei pazienti con elevato stress ossidativo.

L’integrazione con antiossidanti necessari per un certo periodo di tempo può aiutare i pazienti a migliorare la loro capacità antiossidante e a mantenere un equilibrio tra ROS e antiossidanti, questo aiuta a mantenere l’integrità del DNA, migliorando così il tasso di fertilità nei pazienti con infertilità maschile.

Da Clin Exp Reprod Med 2018;45(2)