Lo stress ossidativo e la riproduzione maschile
Radicali liberi dell’ossigeno (ROS) in eccesso vengono prodotti da spermatozoi con alterazioni morfologiche; in particolare, a seguito di un’alterazione della catena di trasporto degli elettroni a livello mitocondriale, in caso di una quantità eccessiva di citoplasma presente nello spermatozoo dopo la spermiogenesi e/o dai leucociti presenti nelle ghiandole accessorie maschili e/o nell’eiaculato. Il principale ROS prodotto dagli spermatozoi è l’anione superossido, che genera perossido di idrogeno spontaneamente o in seguito all’attività della superossido dismutasi (SOD). Il perossido di idrogeno è in grado quindi, di attraversare la membrana plasmatica e in condizioni favorenti, di promuovere la formazione di radicale idrossile, che è il prodotto più dannoso. Il corretto stato redox è garantito da un insieme di sistemi sia di tipo enzimatico che non (il GSH, la superossido dismutasi, SOD, la catalasi e la glutatione/perossidasi-glutatione / riduttasi, la vitamina C, la vitamina E, il coenzima Q10, etc). È importante ricordare che in quantità adeguate, i ROS prodotti dagli stessi spermatozoi sono essenziali per il processo di maturazione e per la capacità fecondante; da un altro punto di vista, bisogna però tenere presente che: a) lo spermatozoo è una cellula povera di sistemi scavenger in quanto, durante la spermioistogenesi, lo spermatozoo perde il citoplasma e quindi anche gli enzimi ad azione antiossidante; b) la membrana citoplasmatica dello spermatozoo è particolarmente ricca in acidi grassi polinsaturi (substrati perossidabili). Tutto ciò rende queste cellule maggiormente suscettibili alle alterazioni causate dai radicali in eccesso che causano danni nei gameti maschili e modificazioni chimico-fisiche nel liquido seminale: iperviscosità, riduzione del numero, della motilità e della percentuale di spermatozoi con forma normale, frammentazione del DNA spermatico con conseguente influenza negativa nell’espressione e nella stabilità del codice genetico. Lo stress ossidativo altera anche la normale struttura dei mitocondri riducendo l’efficienza nella produzione di ATP molecola della quale lo spermatozoo ha bisogno per svolgere la sua funzione. Infatti, i ROS possono causare l’alterazione delle membrane mitocondriali e, quindi, compromettere la sua funzionalità e questo diventa un circolo vizioso perchè le membrane danneggiate a loro volta inducono la produzione di altri ROS. Tutto questo si traduce in: a) una ridotta capacità fecondante dello spermatozoo per l’alterazione della fluidità della membrana citoplasmatica che può inibire i processi di fusione dei gameti; b) aborti precoci c) mutazioni genetiche dell’embrione o tumori dell’infanzia. Per questo si ritiene anche che l’introduzione di metodiche atte a valutare i livelli di ROS e di danno al DNA potrebbe essere utile per sviluppare nuove strategie terapeutiche e migliorare i risultati delle tecniche di fecondazione assistita. L’evidenza che un alterato stato redox interferisce con la funzione spermatica è stata ulteriormente confermata dai risultati di numerosi studi che hanno mostrato come l’impiego di sostanze antiossidanti (acido ascorbico, α-tocoferolo, glutatione, carnitina, e soprattutto di più sostanze contemporaneamente) in vitro e in vivo porti ad un miglioramento in termini di motilità, riduzione dei danni al DNA e quindi miglioramento della funzione riproduttiva, prevenendo la lipoperossidazione delle membrane degli spermatozoi. Ovviamente tutto questo in associazione all’eliminazione delle cause, quando possibile, alla radice dell’aumento dello stato ossidativo.
Bibliografia:
- Baker MA, Aitken RJ Reactive oxygen species in spermatozoa: methods for monitoring and significance for the origins of genetic disease and infertility. Calcif Tissue Int. 2010 Sep;87(3):226-35. doi: 10.1007/s00223-010-9393-9.
- Sulagna Dutta, Ahmad Majzoubb and Ashok Agarwal. Oxidative stress and sperm function: A systematic review on evaluation and management. Arab Journal of Urology 2019, VOL. 17, NO. 2, 87–97 https://doi.org/10.1080/2090598X.2019.1599624
