Vitamini, oligoelementi i muška neplodnost

Vitamini, oligoelementi i muška neplodnost

Miro Šimun Alebić

• NeplodnostSZO definicija

neuspjeh para u ostvarivanju trudnoće nakon 12 mjeseci održavanja spolnih odnosa u cilju zanošenja

• epidemiologija13–20% parova25 - 50% muški čimbenik

• muški čimbenik neplodnosti –uzroci

•anatomske anomalije•varikokele •opstrukcije sjemenovoda

•neurološki •poremećaji ejakulacije

•poremećaji spermatogeneze

•funkcionalni poremećaji sjemenih stanica

•idiopatski uzroci

• čimbenici povezani s muškom neplodnošću

•izloženost:•teškim metalima•pesticidima•toplini•elektromagnetskom zračenju

• pušenje •alkohol •kronični stres•debljina•urogenitalna trauma•upala

OKSIDATIVNI STRES

• Oksidativni stres

Poremećaj ravnoteže između

proizvodnje reaktivnih kisikovih radikala (ROS)

i

zaštitne funkcije antioksidantnog sustava (AOS)

odgovornog za njihovu eliminaciju

ROS

AOS

• Oksidativni stres

spermiji su iznimno osjetljivi na oštećenja uzrokovana oksidativnim stresom

•velike količine nezasićenih masnih kiselina u membrani koje su podložne oksidaciji (lipidna peroksidacija)

•niska koncentracija enzima koji mogu neutralizirati radikale kisika u citoplazmi spermija

ROS

AOS

• Oksidativni stres

•gubitak integriteta membrane

•povećanje propusnosti membrane

•inaktivacija unutarstaničnih enzima

•strukturna oštećenja DNA

•apoptoza

ROS

AOS

• Oksidativni stres

1. broj spermija

2. motilitet

3. povećan udio morfoloških

promjena

4. sposobnost proboja kroz ZP

5. promjene u spermalnoj DNA

ROS

AOS

• Oksidativni stres•30% - 80% slučajeva

muške neplodnosti povezano s posljedicama oštećenja spermija uzrokovanih oksidativnim stresom (Tremellen, 2008).

ROS

AOS

• ROS u sjemenu

zametne stanice

•male količine ROS od najranijih stadija razvoja

uključeni u:•kondenzaciju kromatina spermija •indukciju apoptoze•proliferaciju spermatogonija•kapacitaciju •akrosomsku reakciju•održavanje stabilnosti

mitohondrijske ovojnice •regulaciju motiliteta spermija •prijenos signala

ROS

AOS

• ROS u sjemenu

leukociti

•do 1000 puta više od spermija

uključeni u:•mehanizme stanične

obrane (upalna reakcija)

ROS

AOS

• antioksidanti u sjemenu

glavna antioksidacijska enzimska trijada u sjemenu:

1. superoksidna dismutaza (prostata),

2. katalaza (spermiji, prostata)

3. glutation peroksidaza (prostata)ROS

AOS

• antioksidanti u sjemenu

neenzimski antioksidansi

•glutation

• ključna uloga u sintezi DNA i bjelančevina; • niže razine u nepodnih muškaraca; • povezan sa smanjenom pokretljivošću i lošijom

morfologijom

•koenzim Q10 • uključen u održavanje energetske ravnoteže• sudjeluje u 95% ukupne ATP konverzije

•karnitin• energetski supstrat• u pozitivnoj korelaciji sa brojem, pokretljivošću

i koncentracijom pokretljivih spermija

•arginin• neposredni prekursor NO• povezan s pokretljivošću spermija

ROS

AOS

• antioksidanti u sjemenu

neenzimski antioksidansi

•vitamin E

• popravlja motilitet i značajno unapređuje funkcionalne osobine spermija u in vitro uvjetima

•Cink

• uključen u transkripciju DNA, sintezu bjelančevina, razvoj i maturaciju spermija

• povezan sa duljinom funkcionalnog životnog vijeka ejakuliranih spermija

• niske vrijednosti povezane su sa smanjenim oplodnim potencijalom

•Selen

• esencijalna komponenta glutation peroksidaze• testisi sadržavaju visoke koncentracije selena• niske razine se povezuju sa manjim brojem i

kvalitetom spermija

ROS

AOS

• ROSI MPO

•ispiranje, centrifugiranje, inkubacija u raznim medijima mogu rezultirati povećanom produkcijom ROS od

strane spermija

•separacija spermija od antioksidantima bogate sjemene tekućine

ROS

AOS

• ROSi MPO

• sjeme neplodnih muškaraca:

osjetljivije na oksidativni stres kojem je izloženo u MPO procesu

potrebna je veća antioksidantna zaštita

ROS

AOS

• Preporučene dnevne doze vitamina i minerala s antioksidativnim djelovanjem prema direktivi Europske komisije 2008/100/EC

Vitamini RDA Minerali RDA

A (carotenoids) 800 μg zinc 10 mg

E (tocopherols) 12 mg selenium 55 μg

C (ascorbic acid)

80 mg copper 1 mg

B1 (thiamine) 1.1 mg chrome 40 μg

B2 (riboflavin) 1.4 mg magnesium 2 mg

B3 (niacin) 16 mg iron 14 mg

B5 (pantothenic acid)

6 mg

B6 (pyridoxine) 1.4 mg

B7 (biotin) 50 μg

B12 (cobalamine)

2.5 μg

• suplementi antioksidansa

vitamin E

in vivo pokretljivost i in vitro aktivnost

spermija

Suleiman SA, Ali ME, Zaki ZM, el-Malik EM, Nasr MA. Lipid peroxidation andhuman sperm motility: protective role of vitamin E. J Androl 1996; 17 :530e7.Kessopoulou E, Powers HJ, Sharma KK, Pearson MJ, Russell JM, Cooke ID, et al.A double-blind randomized placebo cross-over controlled trial using theantioxidant vitamin E to treat reactive oxygen species associated male infertility. Fertil Steril 1995;64:825e31.

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

CINK

broj i pokretljivost spermija

Caldamone AA, Freytag MK, Cockett AT. Seminal zinc and male infertility. Urology 1979; 13:2801.Netter A, Hartoma R, Nahoul K. Effect of zinc administration on plasma testosterone, dihydrosterosterone, and sperm count. Arch Androl 1981Tikkiwal M, Ajmera RL, Mathur NK. Effect of zinc administration on seminalzinc and fertility of oligospermic males. Indian J Physiol Pharmacol 1987;31:30

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

Selen

kontradiktoran

Vezina D, Mauffette F, Roberts KD, Bleau G. Selenium-vitamin E supplementation in infertile men. Effects on semen parameters and micronutrient levels and distribution.Biol Trace Elem Res1996;53:65e83.Keskes-Ammar L, Feki-Chakroun N, Rebai T, Sahnoun Z, Ghozzi H, Hammami S, et al. Sperm oxidative stress and the effect of an oral vitamin E and selenium supplement on semen quality in infertile men.Arch Androl 2003;49:83Oldereid NB, Thomassen Y, Purvis K. Selenium in human male reproductive organs.Hum Reprod 1998;13:2172Foresta C, Flohe L, Garolla A, Roveri A, Ursini F, Maiorino M. Male fertility islinked to the selenoprotein phospholipid hydroperoxide glutathione peroxi-dase.Biol Reprod2002;67:967Scott R, MacPherson A, Yates RW, Hussain B, Dixon J. The effect of oral sele nium supplementation on human sperm motility.Br J Urol1998;82:76.Iwanier K, Zachara BA. Selenium supplementation enhances the element concentration in blood and seminal fluid but does not change the spermatozoalquality characteristics in subfertile men.J Androl 1995; 16 :441.Hawkes WC, Turek PJ. Effects of dietary selenium on sperm motility in healthy men.J Androl2001;22:764

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

glutationtripeptid

pokretljivost i morfologija

Lenzi A, Lombardo F, Gandini L, Culasso F, Dondero F. Glutathione therapy for male infertility. Arch Androl 1992; 29:65e8.Lenzi A, Culasso F, Gandini L, Lombardo F, Dondero F. Placebo-controlled, double-blind, cross-over trial of glutathione therapy in male infertility.Hum Reprod 1993;8:1657e62.Lenzi A, Picardo M, Gandini L, Lombardo F, Terminali O, Passi S, et al. Glutathione treatment of dyspermia: effect on the lipoperoxidation process.HumReprod 1994;9:2044e50

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

L-karnitinmetabolit L-lizina i L- metionina

ukupan broj,koncentracija pokretnih,

pokretljivost

Lenzi A, Lombardo F, Sgro P, Salacone P, Caponecchia L, Dondero F, et al. Use of carnitine therapy in selected cases of male factor infertility: a double-blind crossover trial. Fertil Steril 2003; 79 :292 e 300.Lenzi A, Sgro P, Salacone P, Paoli D, Gilio B, Lombardo F, et al. A placebo-controlled double-blind randomized trial of the use of combined l-carnitine and l-acetyl-carnitine treatment in men with asthenozoospermia. Fertil Steril 2004;81:1578e84.Balercia G, Regoli F, Armeni T, Koverech A, Mantero F, Boscaro M. Placebo-controlled double-blind randomized trial on the use of L-carnitine, L-ace-tylcarnitine, or combined L-carnitine and L-acetylcarnitine in men with idiopathic asthenozoospermia.Fertil Steril 2005;84 :662e71.Sigman M, Glass S, Campagnone J, Pryor JL. Carnitine for the treatment ofidiopathic asthenospermia: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial.Fertil Steril 2006;85:1409e14

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

argininaminokiselina

in vivo i in vitro pokretljivost u

astenozoospermičnih muškaraca

Scibona M, Meschini P, Capparelli S, Pecori C, Rossi P, Menchini Fabris GF. L-arginine and male infertility.Minerva Urol Nefrol 1994;46:251e3.Morales ME, Rico G, Bravo C, Tapia R, Alvarez C, Mendez JD. Progressive motility increase caused by L-arginine and polyamines in sperm from patientswith idiopathic and diabetic asthenozoospermia.Ginecol Obstet Mex 2003;71:297e303

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

astaksantin karotenoid

Haematococcus pluvialis

pokretljivost i kapacitacija

spermija

Comhaire FH1, El Garem Y, Mahmoud A, Eertmans F, Schoonjans F. Combined conventional/antioxidant "Astaxanthin" treatment for male infertility: a double blind, randomized trial. Asian J Androl. 2005 Sep;7(3):257-62.

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

Kombinacija nekih od navedenih

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

•sustavni pregled randomiziranih studija (17 studija, 1665 ispitanika)

•oralni antioksidansi (vitamini C i E, cink, selen, folati, karnitin and karotenoidi) i - kvaliteta sjemena; stopa trudnoća

•MEDLINE, EMBASE, Cochrane Library •14 /17 (82%) istraživanja je pokazalo poboljšanje u

kvaliteti sjemena i/ili stopama trudnoća•značajno povećanje stopa trudnoća nakon

uzimanja antioksidansa terapije

Zaključak: Korištenje oralnih antioksidansa u muškaraca sa smanjenim oplodnim potencijalom može unaprijediti kvalitetu sjemena i povećati vjerojatnost postizanja trudnoće.

Ross C et al. A systematic review of the effect of oral antioxidants on male infertility. Reprod Biomed Online. 2010; 20: 711–72

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

•pregledna studija (20 studija)•procjena učinka uzimanja oralnih

antioksidansa na posljedice oksidativnog stresa i oštećenja DNA spermija

•19/20 – značajno smanjenje posljedica oksidativnog stresa

•poboljšanje pokretljivosti •pozitivna povezanost sa vjerojatnošću

postizanja trudnoće

Gharagozloo P and Aitken RJ. The role of sperm oxidative stress in male infertility and the significance of oral antioxidant therapy. Hum Reprod. 2011; 26: 1628–1240.

ROS

AOS

• suplementi antioksidansa

•34 studije (2876 parova)

•porod: veća vjerojatnost u ispitanika koji su uzimali oralne antioksidanse

•OR = 4.85, 95%; CI 1.92 -12.24; P = 0.0008

•Showell MG, Brown J, Yazdani A, Stankiewicz MT and Hart RJ.

Antioxidants for male subfertility.

Cochrane Database Syst Rev. 2011; CD007411

ROS

AOS

• Zaključak:

•prevladavanje čimbenika koji doprinose oksidativnom stresu nad čimbenicima koji se opiru tom štetnom

utjecaju može dovesti do smanjenja oplodnog potencijala sjemena/spermija u in vivo i

in vitro uvjetima

• Zaključak: •u porastu je snaga znanstvenih dokaza da uzimanje peroralnih antioksidansa može poboljšati kvalitetu sjemena

u neplodnih muškaraca