Una posible causa de infertilidad masculina: estrés oxidativo en el semen


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Seguramente si estás inmerso en un programa de reproducción asistida, tras valorar tu  seminograma, si ha sido patológico o normal, pero con resultados negativos tras uno o varios ciclos de Técnicas de Reproducción Asistida (TRAs) puede que te hayan hablado de la posibilidad de realizar alguna prueba adicional para valorar la presencia de radicales libres o Especies Reactivas de Oxígeno (ERO) o el Estrés Oxidativo (EO) en tu semen. Y te preguntarás ¿para qué?

Has de saber que en un 10-15% de muestras de semen con parámetros normales se corresponden con varones infértiles, cuyas causas de dicha infertilidad pueden ser debidas a defectos estructurales de su material genético (ADN) o membrana plasmática; factores ambientales; factores ocupacionales o genéticos.

En el blog ya hemos hablado con anterioridad sobre los factores ambientales. Hoy nos centraremos en los factores relacionados directamente con la infertilidad masculina  y el incremento de daño en el material genético (ADN) de los espermatozoides, se trata de  la presencia elevada de los radicales libres y especies reactivas de oxígeno (ERO) (en inglés ROS, Reactive Oxygen Species)     

¿En qué consiste las  ERO?

Las especies reactivas del oxígeno (ERO) se forman de manera natural como subproducto del metabolismo normal del oxígeno, incluyen iones de oxígeno (O2 -); radicales libres (- OH)  y peróxidos (H2 O2). Son generalmente moléculas muy pequeñas altamente reactivas (anión superóxido hidroxilo y peróxido de hidrógeno) debido a la presencia de una capa de electrones de valencia no apareada y tienen un importante papel en la señalización celular.

Fisiológicamente, existe un equilibrio entre la producción de  ERO y el sistema antioxidante, existente en el plasma seminal. Las ERO, dependiendo de sus niveles pueden tener una función beneficiosa o perjudicial. Así, en niveles fisiológicos, tienen una acción beneficiosa en los espermatozoides, de hecho, al producirse un mínimo nivel de estrés oxidativo favorecen todos los pasos necesarios para llegar a la fecundación del óvulo (hiperactivación, capacitación, y reacción acrosómica de los espermatozoides).

Pero cuando la producción de ERO supera al sistema antioxidante se produce un desequilibrio  dando lugar al estrés oxidativo (EO) que involucran sistemas enzimáticos y moléculas orgánicas diversas entre las que se incluyen algunas vitaminas, como la E y la C (trataremos los antioxidantes en la próxima entrada)

En determinadas condiciones adversas, el incremento de los niveles de ERO pueden aumentar en gran medida, y se comportan como moléculas altamente reactivas que producen daño en las proteínas, en los componentes de la membrana del espermatozoide (fosfolípidos de la membrana), lo cual ocasiona una reducción de la movilidad, la vitalidad y el potencial de fecundación, así como incrementan el daño en el ADN de los espermatozoides. En  el siguiente esquema se puede visualizar de forma simplificada el daño ocasionado por los ERO, si bien es un proceso altamente complejo.

Las ERO afectan la funcionalidad y ADN del espermatozoide provocando una disfunción espermática y alterando la fecundación, lo cual conduce a la infertilidad.

¿Cómo se originan las ERO?

Existen fundamentalmente dos fuentes generadoras de ERO:

a)  Espermatozoides inmaduros, con retención de citoplasma, y aquellos con anormalidades de cabeza, son los que suelen tener una producción de ERO y daño del ADN mayores.

b) Leucocitos presentes en el líquido espermático. La población fundamental de leucocitos en el semen son los neutrófilos, los cuales destruyen a los patógenos a través del mecanismo de producción de ERO, es decir creando un ambiente hostil; por lo cual estos leucocitos pueden ser la causa de ERO en el semen, el cual puede ser controlado, temporal o llegar a ser crónico y conducir a daño celular. Según el Manual de análisis de semen de la OMS, 2010 cuando se observa 1 millón de leucocitos/ml de semen, se deben hacer más estudios para determinar si hay una un proceso inflamatorio (leucospermia)

Alteraciones seminales relacionadas con las ERO

  • Baja movilidad espermática: según los criterios de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2010), la presencia de menos del 32% de los espermatozoides con motilidad progresiva en una eyaculación se define como astenozoospermia.  Se estima que la astenozoospermia representa hasta el 30% de todos los casos de infertilidad masculina y estaría relacionada con mitocondrias defectuosas (orgánulos que producen la energía en la célula) y por tanto la producción de energía necesaria para apoyar el movimiento normal del flagelo estaría disminuida. Una posible causa de esa falta de producción de energía por parte de las mitocondria es debido a altos niveles de ERO seminal, que en varones infértiles se ha observado que presentan un bajo porcentaje de espermatozoides móviles, con velocidad y linealidad disminuida. Así mismo, su impacto se extiende a las lesiones en el genoma paterno (fragmentación del ADN), como se suele comúnmente observar en los espermatozoides defectuosos de varones con baja movilidad.
  • Bajo número de espermatozoides: los niveles elevados de ERO a menudo se encuentran asociados a un recuento reducido de espermatozoides, oligozoospermia.  Un hecho que en parte podría venir explicado por la muerte fisiológica de las células germinales  (apoptosis) que se produce en el proceso de formación de los espermatozoides (espermatogénesis) pero que se ve incrementado por diversos factores, entre ellos altos niveles de EROS.
  • Infertilidad masculina idiopática es frecuente encontrar en el semen  de varones con parámetros normales, elevadas concentraciones de ERO debido a desregulaciones metabólicas y funcionales que provocan muerte celular e infertilidad.

¿Qué medios hay disponibles para analizar las ERO?

El análisis de las ERO no es actualmente un proceso estandarizado ni de uso generalizado en los laboratorios de andrología en el estudio de la fertilidad. Requiere un equipo de alto coste (equipo de quimioluminiscencia), personal especializado, no está bien reconocido y es necesario que sea un método de medición estándar. Aunque nuevos equipos como Myosis intentan reducir facilitar el tiempo de trabajo

Sin embargo, han aparecido en el mercado kit para la valoración del EO en el plasma seminal, de fácil manejo, que pueden realizarse en el laboratorio de andrología, facilitando una información complementaria  al análisis de semen  de rutina, que puede ayudar al diagnóstico, pronóstico y/o tratamiento.

En resumen:

La evaluación del EO, dentro del estudio habitual de la pareja que consulta por infertilidad, se perfila como una herramienta útil dada la susceptibilidad de los espermatozoides a la acción de las ERO, el efecto adverso de niveles aumentados de EO en pacientes con trastornos reproductivos y su correlación con alteraciones en los parámetros del análisis de semen, y por lo tanto en la capacidad fecundante de los espermatozoides. De manera que es posible conseguir un enfoque andrológico más racional y eficiente que orienta sobre la elección de las  medidas terapéuticas más adecuadas.

Queda mucho por descubrir y poder aplicar en el campo de la infertilidad, pero este puede ser un paso más en el camino hacía una posible solución.

Victoria


Acerca de Victoria

Me llamo Mª Victoria Hurtado de Mendoza Acosta, soy Embrióloga Clínica con más de 30 años de experiencia en el mundo de la Reproducción Asistida Humana. Miembro activo de la Asociación para el Estudio de la Biología de la Reproducción (ASEBIR). Autora y coautora de publicaciones y artículos de libros. Profesora de Master en las Univ. de Murcia y Valencia, comprometida con la docencia y la divulgación. Además, soy madre de dos mujeres hechas y derechas y mamá adoptiva de un gato...lo confieso, soy una auténtica apasionada de los animales (cofundadora de la Asociación Protectora de Animales ARGOS)

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