¿Es el ejercicio físico tan bueno como imaginamos?

Actualmente vivimos en una sociedad donde la dieta y el aspecto físico tienen un papel protagónico en nuestras vidas. Los modelos fitness y las comidas hipocalóricas son los principales temas de conversación de muchos hombres jóvenes y adultos, pero: ¿Realmente se sabe el impacto de los ejercicios en exceso sobre la calidad seminal?

Se sabe que el ejercicio diario moderado junto a una alimentación balanceada está asociada con muchos beneficios sobre la salud, como disminuir el riesgo de la obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares y diferentes tipos de cáncer. La American Heart Association recomienda mínimo 30 minutos diarios de ejercicio físico moderado, sin embargo hay estudios que demuestran que los corredores de largas distancias presentan bajos niveles de testosterona, así como el practicar ciclismo está asociado con problemas genitourinarios, de hecho existen estudios donde ciclistas profesionales muestran cambios en sus parámetros seminales: muestran formas anormales y motilidad espermática reducida (Wise, L. et al. 2011). 

Hipócrates hace ya más de 2000 años observó que las clases ricas del pueblo nómada de los Escitios presentaban un alto índice de impotencia frente a las clases pobres cuya mayor diferencia era el viaje constante a pie por parte de los pobres y a caballo los ricos. Hipócrates ya relacionó la impotencia con la presión constante en el períneo.

Hoy existen pruebas científicas a partir de relevantes estudios que nos demuestran la relación del uso continuado de la bicicleta y la fertilidad.

Infertilidad masculina: un problema en crecimiento

En las últimas décadas la calidad seminal del hombre ha disminuido, el 15% de las parejas en edad reproductiva presentan problemas de esterilidad, siendo el factor masculino asociado a aproximadamente en un 50 % de estos casos (Tapia, S. 2012). 

Las casusas de infertilidad masculina pueden ser debidas tanto a factores del propio individuo: congénitas, infecciosas, por patología urológica, trastornos inmunológicos o genéticos (Teppa- Garran A. et al. 2004), como a factores ambientales, que van desde exposición al calor, radiaciones electromagnéticas y contaminantes ambientales que afectan al sistema endocrino o factores propios del estilo de vida, como fumar, consumo de drogas o alcohol, el sedentarismo, y la que es objeto de éste artículo: el ejercicio (Lalinde, P. et al. 2014).

¿Es el ejercicio físico malo?

Hay opiniones encontradas al respecto: diferentes estudios donde no hay resultados significativos, y otros donde sí existe una relación directa entre el tiempo e intensidad del ejercicio con los niveles hormonales y los resultados de los parámetros del seminograma. Un grupo de investigadores (Vaamonde y cols.) realizó un estudio en 3 grupos de sujetos: físicamente activos, jugadores de water polo y triatletas. Los triatletas tuvieron una menor calidad seminal en número de espermatozoides, movilidad y formas anormales. Los waterpolistas tuvieron alguna alteración en movilidad, pero el resto de parámetros normales. 

Estos autores concluyeron que al aumentar la intensidad del ejercicio decrecía la calidad espermática, como el número total de espermatozoides, la concentración o los espermatozoides con buena movilidad, mientras que aumentaban las formas anormales (Vaamonde D. et al. 2009).

Concretamente el aumento de la temperatura ha sido asociado con la práctica del ciclismo, concretamente con el uso de trajes de lycra ajustados durante periodos prologados ( Southorn, T. 2002). Hay estudios que han demostrado que la presión ejercida durante el uso de bicicletas en el perineo (específicamente debido a la forma del asiento), disminuye el flujo sanguíneo de la zona lo que reduce la tensión de oxígeno y puede provocar fibrosis en el pene, que posteriormente induce a que haya dificultad en lograr la erección (Schwarzer U. et al. 2002).

Otra investigación realizada en Boston, Massachusetts, reunió a 2.261 hombres que acudían por problemas de fertilidad a tres clínicas diferentes. Se le tomó muestras seminales, se les aplicó una encuesta y se procedió a procesar sus muestras. Los resultados indicaron que el ejercicio físico moderado no afecta a los parámetros seminales. Sin embargo, aquellos individuos que practicaban ciclismo más de cinco horas a la semana presentaron menor concentración espermática, así como también menor concentración de espermatozoides móviles (Wise, L. et al. 2011).

Relación entre ejercicio y cáncer testicular

Así fue como lo denominó el Premio Pulitzer, el Dr. Siddhartha Mukherjee. El cáncer es la enfermedad más temida en todo el mundo. En hombres en edad reproductiva (de 25 a 34 años de edad), el cáncer testicular es la neoplasia más común. Cada vez se identifican más factores que podrían afectar al crecimiento celular o nuestro perfil hormonal, a los que estamos expuestos en nuestro día a día, y son posibles causales de dicho mal. Algún estudio ha apuntado a que determinados deportes incrementarían la predisposición a cáncer testicular.

Es en los deportes en los que el aparato genital masculino esta en continua exposición a golpes y aumento de la presión y temperatura, como el ciclismo, el motociclismo o la equitación, en los que se ha buscado esa posible relación. Coldman A. et al. Ya en 1982 encontró una relación entre el ciclismo y la equitación con mayor predisposición a cáncer testicular (Coldman, A. et al. 1982).

Sin embargo existen otros estudios que relacionan el riesgo de cáncer testicular con un mayor sedentarismo y por tanto un ejercicio regular ejercería un efecto protector (Southorn T. 2002). 

Pero no hay muchos estudios y los resultados son encontrados, aunque hay evidencias convincentes de que la actividad física protege frente a algún tipo de cáncer, como el de colon o de mama. Sin embargo, el posible efecto protector en canceres urológicos esta menos estudiado (Wolin, K.Y. et al. 2012).

Por tanto, aunque el ciclismo puede estar asociada con un mayor riesgo de cáncer testicular, ¿El efecto protector del ejercicio contra el cáncer testicular puede reducir este riesgo o cancelarlo por completo? 

Entonces, ¿Hacer ejercicio me puede provocar infertilidad y cáncer?

Los estudios que evalúan la relacionan el ejercicio y la calidad del semen se limitan a tipos de actividad física concretos, siendo difícil generalizar. Además, hay pocos estudios actuales que relacionen la actividad física con un mayor riesgo de cáncer testicular, por lo que, hasta la fecha, podemos afirmar que la actividad física regular es beneficiosa para la salud en general, hasta cierto nivel. Cuando se sobrepasan los límites de tiempo e intensidad, propio de deportistas de elite, en algún caso se podría producir disminución de la calidad seminal.

BILBLIOGRAFIA

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Southorn, T .Great balls of fire and the vicious cycle: A study of the effects of cycling on male fertility. J Fam Plann Reprod Health Care 2002: 28(4)
Schwarzer, U., Wiegand, W., Bin-Saleh, A., Loetzerich, H., Kahrmann, G., Klotz, T., Engelmann, U. Genital numbness and impotence rate in long- distance cyclists. J Urol 1999;161(4):178

Tapia serrano, R. Una visión actual de la infertilidad masculina . Rev Mex Reprod. 2012; 4(3):103-109
       
Teppa-Garrán, A.D., Palacios-Torres, A. Evaluación actual de la infertilidad masculina. Investigación Clínica. 2004; 45(4):355-370. 

Vaamonde, D., Da Silva-Grigoletto, M.E., Garcia-Manso, J.M., Vaamonde-Lemos, R., Swanson, R.J. Oehninger, S.C. Response of semen parameters to three training modalities. Fertility and Sterility. 2009; 92(6): 1941- 1946

Wise, L.A., Cramer, D.W.,  Hornstein, D.M., Ashby, R.K. Physical activity and semen quality among men attending an infertility clinic. Fertility and Sterility . 2011;95(3): 1025-1030.

      Autores

       

     Hayvi Gonzalez Castro

     Helena Casero Robles

     Master en Biología y Tecnológia de la Reproducción. ( 2015-2016)

Ejercicio Físico y Esterilidad Masculina: Problemas de la temperatura y la presión testículo-Perineo.

INTRODUCCIÓN

Vivimos en una sociedad donde el aspecto físico tiene un papel protagonista en nuestras vidas. La realización de dietas y ejercicio físico son los principales temas de conversación de muchos, pero desconocemos cómo puede afectar todo ello a nuestra fertilidad.

La tasa de embarazo por relación sexual en una pareja normal es aproximadamente de 20-25 % por mes, 75 % por seis meses y 90 % a un año. En el 30 % de estas parejas la infertilidad sólo se debe a factor masculino y en 20 % a una combinación de ambos: femenino-masculino, esto significa que el factor masculino está involucrado en alrededor de 50 % de las parejas infértiles (Tapia S.R. 2012).

La calidad espermática puede estar afectada por diferentes causas: los factores ambientales, que van desde exposición al calor, radiaciones electromagnéticas y contaminantes ambientales que afectan al sistema endocrino, hasta factores propios del estilo de vida como fumar, uso de drogas y alcohol, el sedentarismo, y la que está en actual estudio: el ejercicio en exceso (Lalinde P. et al. 2014). También pueden ser debidas a causas congénitas, infecciosas, por patología urológica, asociadas a otras enfermedades, disfunciones sexuales, trastornos inmunológicos, genéticas, por lesiones neurológicas, por factores ambientales, y tóxicos, tumorales o idiopáticas. Aunque la mayoría de los casos, se deben a varicocele (Teppa- Garran A. et al. 2004).

El varicocele está presente en un 15 % de la población y aproximadamente el 40 % de los hombres que presentan infertilidad, tienen algún grado de varicocele. (Devoto E.C. et al 2000). Se han demostrado efectos adversos en la espermatogénesis cuando esta patología se presenta, alterando la producción de espermatozoides al parecer por mecanismos como cambios en la temperatura y aparición del reflujo venoso, sin exactitud en el conocimiento de mecanismos fisio-patológicos (The practice committee of American Society for Reproduc tive Medicine, Birmingham Alabama.2006).

Se sabe que el ejercicio diario moderado junto a una alimentación equilibrada está asociado con beneficios sobre la salud, como disminuir el riesgo de obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares y diferentes tipos de cáncer. Sin embargo, hay estudios que demuestran que los corredores de largas distancias presentan bajos niveles de testosterona, así como, el practicar ciclismo está asociado con problemas genitourinarios, de hecho, existen estudios donde se han observado cambios en los parámetros seminales de ciclistas profesionales, mostrando formas anormales y motilidad espermática reducida (Lauren A. 2011) (Wise L.A. et al. 2011).

Además, se ha considerado el ejercicio físico y varios deportes como el ciclismo y el montar caballo con la aparición de cáncer testicular (Coldman A.J et all. 1982).

Ejercicio Físico y esterilidad masculina.

Hacer ejercicio es sano y mejora la función sexual. Esto es algo que en el ámbito de la urología y la andrología todos los profesionales han recomendado siempre. Sin embargo, también se ha tenido reticencias y opiniones desfavorables en torno a otros deportes, especialmente el ciclismo, el motociclismo y la equitación.

En un estudio realizado por investigadores españoles en el cual diferenciaron tres grupos experimentales: : individuos físicamente activos que practicaban ejercicios tres veces a la semana en sesiones de una hora en deportes como, baloncesto, fútbol o tenis; jugadores de waterpolo con entrenamiento intenso de 90 minutos, cinco días a la semana y el tercer grupo estaba compuesto por triatletas de elite y participantes de ironman, cuyo entrenamiento semanal consistía en realizar aproximadamente 50 km corriendo, 350 km en bici y 11,5 km de natación. Los resultados mostraron una relación directa entre la carga de entrenamiento y las alteraciones seminales, siendo la morfología el parámetro más afectado, aquellas disciplinas con mayor tiempo e intensidad de entrenamiento, tenían mayor probabilidad de presentar alteraciones en su capacidad reproductiva (Vaamonde D. et al. 2009).

Además se ha descrito un vínculo entre la disminución de la concentración de espermatozoides y andar en bicicleta, teniendo cierta plausibilidad biológica. En una población de pacientes que asistieron a una clínica de infertilidad, los que montaban en bicicleta presentaban más problemas genitourinarios, incluyendo los síndromes de atrapamiento del nervio (en aproximadamente 50-91 % de ellos), disfunción eréctil (13-24 %), y otros síntomas menos comunes (priapismo, trombosis del pene, hematuria, torsión del cordón espermático, induración nodular perineal y prostatitis) (Wise, L. et al. 2011).

El daño o atrapamiento de los nervios pudendos o arterias es una complicación bien documentada del ciclismo, pudiendo quedar atrapado fundamentalmente entre dos puntos (Southorn T. 2002):

• Entre los isquiones (huesos que conforman la pelvis y a través de los cuales se apoya el peso en el sillín).
• Contra el arco púbico (ramas óseas que se disponen horizontalmente formando el pubis) cuando el ciclista se inclina hacia delante.

Ilustración 1. Posicionamiento de la nervación pelvianal sobre el sillin. Imagen: http://deporterendimiento.com/el-sillin-en-el-ciclismo

En los últimos 10 años, el ciclismo ha ganado una popularidad no sólo a nivel deportivo, sino también recreativo. Pero supone una exposición a lesiones deportivas; una de las más comunes están relacionadas con el sistema genital (Asplund et al., 2007). Estos riesgos derivan principalmente de la compresión en zonas perineales del sillín.

El nervio pudendo se forma de los segmentos medulares S2, S3 y S4, las tres ramas terminales poseen en diferente proporción fibras motoras, sensitivas y autonómicas, esto se traduce en un atrapamiento que puede ocasionar signos y síntomas de expresión en cualquiera de los tres ámbitos.

La primera relación entre disfunción eréctil y el ciclismo apareció cuando Ricchiuti afirmó que más de cien mil hombres sufrían de disfunción eréctil permanente como resultado de la práctica del ciclismo (Ricchiuti V.S. et al. 1999). A pesar de no ser clara aún la relación entre el ciclismo y la disfunción eréctil, existe una fuerte asociación con la parestesia producida inmediatamente después de la finalización de las competiciones, lo cual sugiere una compresión de los nervios del área perineal o una isquemia de los vasos vasculares de la misma zona (Asplund C. et al. 2007).

Sommer, et al., (2001) diseñaron un estudio para determinar si la compresión del perineo durante el pedaleo en bicicleta provocaba un cambio en la irrigación sanguínea del pene, impotencia y adormecimiento del mismo. En el estudio participaron 40 hombres con edad promedio de 30 años a los que se les midió la presión de oxígeno del pene. Obtuvieron una reducción del 70 % en el flujo sanguíneo del pene mientras pedaleaban, así como adormecimiento en la zona del perineo en un 61 % de los sujetos. A ello, se suma el reporte de problemas de disfunción eréctil entre los ciclistas que entrenaban más de 400 km semanales.

Schrader et al. en 2002 compararon 71 oficiales de policias ciclistas masculinos (de los cuales 91 % tenían episodios de entumecimiento genital) que utilizan la bicicleta 5.4 horas por día, con cinco personas sanas que no utilizan la bicicleta. El estudio incluyó la medición de la presión sobre el sillín de la bicicleta fija, el análisis y un cuestionario sobre la función sexual, además se monitorizó la función eréctil durante el sueño cada noche. Los resultados mostraron que el número de erecciones nocturnas durante el sueño no fue diferente entre los dos grupos a pesar de que las medidas de la calidad de la erección fue significativamente menor para el grupo de ciclistas (27,1% ±9,75 para los ciclistas en comparación con el 42,8%±13,2 de los no ciclistas) del tiempo total de sueño. El tiempo se correlaciona inversamente al porcentaje de las horas promedio en bicicleta, con el número de días a la semana y la presión que ejerce sobre la parte delantera de la silla. Los autores concluyen que los datos recopilados indican que el uso prolongado de la bicicleta puede tener efectos negativos sobre la función eréctil nocturna e indica la necesidad de estudiar los nuevos diseños de sillines para tratar de reducir la presión en la zona perineal.

Un ejercicio moderado, como indicamos anteriormente no se ha relacionado con parámetros anormales ni problemas genitourinarios. Sin embargo individuos físicamente activos que practican más de 5 h de ciclismo a la semana presentan dichos problemas, concretamente una morfología anormal de los espermatozoides y reducción de la motilidad (especialmente en periodos de competición), no solo debido a la presión o atrapamiento de los nervios, sino también a un aumento de la temperatura escrotal lo que puede afectar a la espermatogénesis ( Wise L.A et al. 2011).

Causas de Infertilidad masculina derivadas del Ejercicio Físico

 

Aumento de la Temperatura

Asumiendo que el factor masculino juega un papel importante en el 50% de las parejas infértiles, debemos prestar especial atención a todos aquellos parámetros que puedan dañarlo.

El aumento de la temperatura ha sido asociado con la práctica del ciclismo, concretamente con el uso de trajes de lycra ajustados durante periodos prologados ( Southorn, T. 2002).

Durante la espermatogénesis, especialmente durante la diferenciación y maduración de espermatocitos y espermátidas, se requiere una temperatura al menos 1 o 2 grados por debajo de la temperatura corporal ( Jung A. et al. 2008). Siendo esta la temperatura escrotal fisiológica, mantenida por la delgada piel escrotal, una falta de grasa subcutánea, y un calor a contracorriente gracias al plexo pampiliforme.

Un aumento por encima de los 35°C es perjudicial para la espermatogénesis. Este aumento de temperatura puede ser debido tanto a las condiciones ambientales como las posturas adquiridas en deportes como el ciclismo, motociclismo y deportes equinos.

Un aumento de la temperatura escrotal conlleva una activación de la apoptosis de células germinales a nivel testicular. Además, una temperatura elevada en el epidídimo es una de las principales causas de la fragmentación del ADN espermático. Esto es importante, ya que un eyaculado con una elevada proporción de espermatozoides con ADN fragmentado producirá embriones con una menor tasa de división, de implantación, de embarazo y una mayor tasa de aborto (Migueles- Pastora B. et al. 2010).

Además, existen estudios que correlaciona el uso de ropa interior ajustada con el aumento de la temperatura testicular y por tanto con un menor rendimiento testicular, siendo necesarios más estudios para afirmarlo (Jung A. et al. 2005). 

Presencia de Varicocele

La realización de actividad física deportiva ha sido fomentada entre los jóvenes varones (escuela primaria y secundaria) y reforzada por medios de comunicación y famosos deportistas, lo que ha conllevado a un incremento de su práctica. A su vez dentro de este grupo de edad se ha observado un incremento de la aparición de varicocele ( Radojevic N. 2015). 

El varicocele consiste en una dilatación de las venas del plexo pampiniforme que drenan el testículo. Se produce por un reflujo o descenso de la sangre desde la vena renal al testículo y esto ocasiona una dilatación varicosa de las venas testiculares y secundariamente una lesión de la función de los testículos.

Un amplio estudio de la Organización Mundial de la Salud concluyó que el varicocele puede afectar seriamente a la fertilidad y a las funciones del testículo. (World Health Organization. 1992), siendo una de las principales causas testiculares de infertilidad masculina a nivel testicular ( Devoto E. C.et al.2000).

Tabla 1. Factores causales de infertilidad masculina. Nivel testicular. 

Obtenido de Devoto E.C et al 2000.

El varicocele está presente en un 15% de la población y aproximadamente en el 40% de los hombres que presentan infertilidad (The practice committee of American Society for Reproductive Medicine, Birmingham Alabama. 2006) (Devoto E.C.et al 2000).

El drenaje venoso pobre, característico de esta patología, aumenta la temperatura testicular, dando lugar a efectos perjudiciales en espermatogénesis y función de las células de Leydig. El aumento de la temperatura ha sido relacionado tanto en animales como en humanos con una disminución de la función espermática incluida en el ámbito de la criptoquidia como se ha comentado anteriormente.

Además, sus efectos se pueden relacionar también con un reflujo de metabolitos, hipoxia testicular, un aumento de los niveles oxidantes en semen, entre otros. En su conjunto disminuye la actividad de la polimerasa del ADN testicular aumentando la apoptosis de las células testicular, aumenta las especies reactivas del oxígeno (ROS), y disminuye la testosterona producida por las células Leydig . Además de los efectos directos sobre los espermatozoides, los varicoceles tienen un perjudicial impacto en otros tipos de células testiculares también como las células de Sertoli, observándose una diminución de la capacidad de respuesta de los folículos a la Hormona Foliculo estimulante, y alteraciones en la unión de andrógenos mediante la proteína (ABP), transferrina, y la inhibina (Pastuszak. A.W. et al.2015).

Se trata de una patología inicialmente reversible mediante varicocelectomía habiéndose demostrado su mejora tanto en los parámetros del semen como más actualmente en la mejora de la fertilidad. (Pastuszak. A.W. et al. 2015).

 

Tabla 2. Efectos de la varicocelectomia en los parámetros seminales y Embarazo. 

(Pastuszak. A.W. et al. 2015).

El varicocele asociado al deporte tiene un pronóstico positivo cuando se diagnostica a tiempo y tras el cese del entrenamiento deportivo ( Radojevic N. et al. 2015)

AUMENTO DE LA PRESION SOBRE EL PERINEO

 Muchas de las causas que producen infertilidad masculina son dificiles de diagnosticar. Hay estudios que han demostrado que la presión ejercida durante el uso de bicicletas en el perineo (específicamente debido a la forma del asiento), disminuye el flujo sanguíneo de la zona lo que reduce la tensión de oxígeno y puede provocar fibrosis en el pene, que posteriormente induce a que haya dificultad en lograr la erección (Schwarzer U. et al. 2002).

El pedaleo mientras se está sentado en la silla de la bicicleta (dura y delgada), hace que el perineo este constantemente sometido a impactos repetitivos que generan una presión perineal extrema, que indirectamente comprime los nervios y aumenta la fricción del canal de Alcock; esta presión constante y la perdida de la capacidad de movimientos suaves exponen a los nervios a un trauma repetitivo. Además, la presión directa de la nariz de la silla contra el perineo y la sínfisis, más la inclinación hacia delante del ciclista, induce a un “pellizco” de los nervios pudendos que salen por debajo de la pubis (Leibovitcha, I. et al. 2005).

Figura 2. Contacto del sillín con el perineo. 

http://deporterendimiento.com/el-sillin-en-el-ciclismo 

Estudios realizados por el Departamento de Urología en conjunto con la Unidad de Ciencia Deportiva de la Universidad de Colonia de Alemania han afirmado que los ciclistas profesionales de largas distancias presentan un 13.1% de impotencia, un porcentaje sumamente elevado comparándolo con un 3.9% de un grupo de individuos que no son ciclistas, lo que hace ver una clara evidencia de la relación que hay entre practicar ciclismo con problemas en el área del perineo (Schwarzer U.et al 1999).

¿ Mayor riesgo de Cáncer Testicular?

Sobre este tema las opiniones son encontradas. Hay evidencias convincentes de que la actividad física protege frente a algún tipo de cáncer, como el de colon o de mama. Sin embargo, el posible efecto protector en canceres urológicos esta menos estudiado (Wolin, K.Y. et al. 2012).

En 1982, Coldman et al., investigaron la relación entre el riesgo de cáncer de testículo y diversas actividades deportivas entre 133 hombres. Después de controlar los factores de riesgo conocidos y después de la estratificación por edad, encontraron un aumento significativo en el riesgo de seminoma (cáncer testicular) en hombres con antecedentes de andar en bicicleta regularmente, equitación o ambos sobre todo durante su adolescencia.

Sugirieron que el trauma repetitivo persistente en la zona escrotal, así como la exposición a colorantes potenciales y productos químicos presentes en el sillas de montar de cuero, pueden ser la causa subyacente en la desarrollo de cáncer testicular en los corredores .

Tabla 3. Probabilidad de Seminoma Testicular. (Coldman et al . 1982).

Por el contrario, Forman et al. (Forman, D. 1994) emprendió un estudio para determinar el riesgo de cáncer testicular asociado con testículos no descendidos, hernia inguinal, edad en la pubertad, el estado civil, la infertilidad, vasectomía, y la cantidad de ejercicio. Las principales conclusiones asociada con el ejercicio fueron que el riesgo de cáncer testicular disminuyó con el aumento de la cantidad de ejercicio (más 15 horas a la semana) y aumentó con el aumento de sedentarismo (Southorn T. 2002).

 Por lo tanto, aunque el ciclismo per se puede estar asociado con un mayor riesgo de cáncer testicular de forma directa, el efecto protector de realizar ejercicio moderado puede reducir este riesgo o cancelarlo por completo.

CONCLUSIONES

Hay pocos estudios que hallan evaluado la relación entre el ejercicio y la calidad del semen, y éstos solo se limitan a pocos tipos de actividad, por lo que es difícil comparar los resultados. Podemos afirmar que la actividad física regular es beneficiosa para la salud en general, hasta cierto nivel en el que se sobrepasan los límites del tiempo e intensidad, lo que puede llegar a comprometer los parámetros seminales del hombre, mediante un aumento de la temperatura testicular, un trauma y presión constante en la zona genital o una diminución de la circulación.

Se han señalado ciclistas, profesionales de la equitación y triatletas de alto rendimiento como los grupos más susceptibles a presentar una diminución de la fertilidad, tanto por diminución de la calidad espermática como por patologías urogenitales debida a estas causas. Aunque no se puede generalizar a la población.

Al igual que ocurre con el cáncer testicular, podemos indicar la actividad física moderada para su prevención, sin embargo este efecto protector puede verse alterado en deportistas de competición que sobrepasen un límite semanal o una intensidad moderada. 

Por lo tanto, son necesarios estudios bien diseñados randomerizados o cohortes que estén correctamente controlados y utilicen criterios de valoración apropiados.

BILBLIOGRAFIA

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World Health Organization. The influence of varicocele on parameters of fertility in a large group of men presentig to infertility clinics. Fertility and Sterility. 1992; 57: 1289-93

Autores

Hayvi Gonzalez Castro

Helena Casero Robles

Máster Biologia y Tecnologia de la Reproducción. ( 2015-2016)

Efectos de las radiaciones electromagnéticas en la fertilidad masculina

1. INTRODUCCIÓN

Los posibles efectos adversos de los campos magnéticos sobre la salud reproductiva y el desarrollo han sido estudiados en modelos animales y humanos en las últimas décadas debido al uso masificado en aparatos de uso cotidiano y doméstico.

La OMS clasifica los campos magnéticos en dos grandes grupos: por un lado radiaciones no ionizantes, aquellas que poseen muy baja energía, un millón de veces menor que la necesaria para romper enlaces químicos y, por lo tanto, son incapaces de producir una ionización. Incluyen a las radiaciones ópticas (ultravioleta, visible, infrarroja) y a las radiaciones electromagnéticas de baja frecuencia y longitudes de onda relativamente largas (microondas y telefonía celular); y por otro lado las radiaciones ionizantes, que poseen la suficiente capacidad energética para romper los enlaces entre las moléculas.Son radiaciones ionizantes las de frecuencias más altas (longitudes de onda más cortas) como los rayos gamma que emiten los materiales radioactivos, y los rayos X (Ilustración 1).

Ilustración 1: Esquema de los tipos de radiación ionizantes y no ionizantes. Tomado de Wikipedia

Durante las últimas dos décadas, se ha producido un aumento significativo en el uso del teléfono móvil en todo el mundo. Es por ello que el efecto de la radiación de los dispositivos móviles en los parámetros espermáticos y en la fertilidad  de los varones, constituye un tema de reciente interés y de numerosas investigaciones (Gorpinchenko et al., 2014).

Existen varios estudios que intentan explicar una posible influencia directa in vitro e in vivo de radiaciones no ionizantes, como las emitidas por los teléfonos móviles o por la conexión inalámbrica (WiFi), que pudieran ocasionar daños en la fragmentación del ADN espermático y la motilidad en sujetos sanos con normozoospermia. Por esta razón, también se han publicado múltiples artículos que analizan los efectos de las radiaciones no ionizantes sobre la salud, y en especial sobre la calidad espermática.

A continuación se realiza una revisión de los efectos que pueden ocasionar cada uno de estos tipos de radiaciones electromagnéticas.


2. RADIACIÓN NO IONIZANTE: ONDAS DE TELEFONÍA Y WiFi

Son muchos los estudios que analizan el efecto de las ondas telefónicas y la radiación WiFi sobre la salud humana, especialmente en la fertilidad masculina. Cada año aumentan los tipos de tecnología descubiertos, a lo que le sigue un pico de trabajos de este tipo. A pesar de ello, no se llega a unas conclusiones claras.

En un estudio realizado in vivo (Yildirim et al., 2015), se analizó el efecto del uso del móvil y el ordenador portátil sobre varios parámetros espermáticos; estableciendo 4 grupos, de un total de 145 pacientes sanos cada uno, dependientes de distintas variables (tiempo de exposición al móvil, lugar de portabilidad del móvil, tiempo de exposición a internet y tipo de conexión a internet). Además, se tuvieron en cuenta las edades de los pacientes y si estos fumaban o no, ya que estos parámetros también pueden ser causantes de la variabilidad espermática. Los parámetros que se analizaron fueron: volumen, tiempo de licuefacción, pH, viscosidad, concentración, motilidad, viabilidad y morfología. Así, se concluyó que no había diferencia en los parámetros espermáticos con los distintos tiempos de uso y portabilidad del móvil; pero sí se encontró que la cantidad de espermatozoides móviles y progresivos era menor en el grupo de pacientes que utilizaban internet por WiFi en lugar de por cable (Tabla 1), y que esta disminución de motilidad se agravaba cuanto más se alargaba el tiempo de exposición a esta radiación.

Tabla 1:Comparación de los parámetros espermáticos dependiendo del tipo de conexión a internet (por cable o WiFi); siendo TMS: espermatozoides mótiles totales. Tomada de Yildirim et al., 2015.

Estudios similares muestran controversia con este trabajo. Fejes et al. (2005) investigaron sobre los hábitos de dónde llevar el móvil y el tiempo de uso de éste, y encontraron que, aunque no se veía afectada la concentración, sí existía una correlación negativa con la motilidad. En otro estudio (Agarwal et al., 2008), se obtuvo que al aumentar la duración de uso del móvil, la calidad espermática, incluyendo la concentración, motilidad y viabilidad, disminuía, y la morfología habitual cambiaba en algunos de los sujetos. Concluyeron que el daño en el ADN debido a ondas electromagnéticas es significativo, pero que este daño podría ser resultado de un efecto acumulado por una exposición repetida, pero no de exposiciones en periodos cortos.

Es más frecuente en este tema el estudio en animales que en humanos, sobre todo en ratas, en las que se han analizado efectos más específicos como la activación de proteínas apoptóticas que puedan dañar al proceso de espermatogénesis ante la exposición a la radiación telefónica. En el experimento de Dasdag et al. (2008) se analizó,a nivel molecular y celular, el efecto de 900 MHz de radiación telefónica en los testículos, y se utilizó la caspasa 3 activa como marcador de apoptosis. A partir de 31 ratas (10 control, 7 placebo con el generador apagado, y 14 experimentales), y por inmunohistoquímica, se detectó la caspasa-3 activa por la técnica del complejo estreptavidina-biotina peroxidasa. Se observó que el marcaje de apoptosis en los testículos del grupo experimental no mostraba diferencias significativas con el placebo y el control. Lo mismo se demostró en otro estudio que analizaba la afectación de parámetros apoptóticos como la p53 (Dasdag et al., 2003). Sin embargo, análisis realizados por el mismo autor determinaron que la exposición a microondas móviles afectaban al tamaño de los túbulos seminíferos, disminuyéndolos (Dasdag et al., 1999).

Otros estudios adicionales en animales han sugerido que la radiación electromagnética de radiofrecuencia (RF-EMR), emitida por los teléfonos móviles, puede afectar a la espermatogénesis (Kesari y Behari, 2010), incrementar la muerte celular de los espermatozoides (Yan et al., 2007), o disminuir el número de espermatozoides (Kesari et al., 2010), y la motilidad (Mailankot et al., 2009). 

En este campo también se han realizado experimentos in vitro, tales como el de Avendano et al. (2012). En este trabajo se realizó una clasificación de 29 muestras de semen en 2 grupos: uno experimental, incubado bajo un ordenador portátil conectado a internet por WiFi (FB), y otro control en condiciones similares pero sin ordenador (FA). 

En este estudio concluyeron que, como se puede observar en la Figura 1, el porcentaje de espermatozoides muertos no era significativamente diferente entre los grupos control y experimental. Sin embargo, sí que se encontró una cantidad de espermatozoides móviles progresivos reducida en el grupo FB, al igual que un incremento de los espermatozoides inmóviles. No se observaron diferencias significativas en el porcentaje de espermatozoides no progresivos. 

Figura 1: Comparación de los parámetros espermáticos entre los grupos FA y FB. Análisis del porcentaje de espermatozoides muertos (A), de espermatozoides móviles progresivos (PG) y no progresivos (NP), y de espermatozoides inmóviles (IM). Tomado de Avendano et al., 2012.

Sin embargo, cabe destacar que la metodología utilizada en este estudio no sería la adecuada para analizar el efecto de las radiaciones WiFi, pues de ser así, el grupo control debería estar incubado bajo un ordenador portátil sin conexión WiFi pero con el resto de funciones igual que el experimental. Además, para este estudio se utilizaron algunas muestras oligozoospérmicas y teratozoospérmicas, por lo que no se partía de muestras de pacientes totalmente sanos, impidiendo un análisis correcto de los efectos producidos sobre la calidad espermática. Por esto es probable que los efectos observados pudiesen deberse a cualquier otro tipo de efecto no analizado.

De esta manera, queda demostrado que los artículos hasta ahora realizados sobre este tema crean controversia unos con otros, y no llegan a una conclusión clara, demostrando unos el efecto negativo de las radiaciones no ionizantes mientras que otros demuestran su efecto prácticamente insignificante en los parámetros de calidad espermática. 

3. RADIACIÓN ULTRAVIOLETA 

Una de las radiaciones con efectos ionizantes son las radiaciones ultravioletas (UV) procedentes del sol y de numerosas fuentes artificiales utilizadas en la industria y durante el tiempo libre. Abarca el intervalo de longitudes de onda de 100 a 400 nm y se dividen en tres bandas, UV-A, UV-B y UV-C, siendo UV-A aquella que tiene mayor longitud de onda. La OMS mantiene que normalmente toda la radiación UV-C es absorbida a su paso por la atmósfera junto con el 90% de la radiación UV-B, pero la radiación UV-A es absorbida en menor medida. Asimismo, la intensidad de este tipo de radiación está sujeta a determinados parámetros como la altura del sol, la latitud, la altitud, la nubosidad o la reflexión por el suelo entre otros. 

Aunque pequeñas dosis de radiación UV son beneficiosas para el ser humano y esenciales para la producción de vitamina D y para el tratamiento de algunas enfermedades como el raquitismo o la psoriasis, una exposición prolongada a la radiación UV solar puede producir efectos agudos y crónicos en la salud de la piel, los ojos y el sistema inmunitario entre otros. 

Uno de los objetivos de estudio recientemente ha sido las consecuencias de la radiación UV sobre los espermatozoides. La mayoría de los estudios han sido realizados en varias especies de peces y en humanos. Torres et al. en 2010 realizaron un experimento en el que se incubó semen de 7 hombres con radiaciones UV-C tanto en presencia de agentes antioxidantes como en su ausencia. Este grupo de investigadores concluye que una prolongada exposición a UV-C provoca una disminución en la motilidad y viabilidad espermática con un aumento considerable en los niveles de ROS. En cambio, aquellas muestras suplementadas con antioxidantes mostraban una menor afección. Cabe destacar que en estos experimentos el número de muestras es algo bajo, así como que la producción de ROS puede verse debida a otros factores y que aunque otros investigadores hayan encontrado también evidencias de estos efectos, sería necesario comparar resultados in vitro e in vivo y con radiaciones de longitudes de onda superiores. 

En definitiva, se necesitan programas de protección solar para dar a conocer mejor los peligros para la salud de la radiación UV y para lograr cambios de los estilos de vida que frenen la tendencia al aumento continuo de los casos de cáncer de piel y otros posibles problemas como en la fertilidad humana.

4. RADIACIÓN IONIZANTE

4.1. RAYOS X

Tras los desastres en las centrales nucleares en Chernobyl (1986) y Fukushima (2011), la liberación de grandes cantidades de material radiactivo a la atmósfera ha generado una creciente preocupación acerca de los posibles futuros riesgos de las exposiciones a la radiación (Nakamura et al., 2013).

El daño que causa la radiación depende tanto de la dosis recibida, o dosis absorbida, que se expresa en una unidad llamada gray (Gy), como del tipo de radiación y de la sensibilidad de los diferentes órganos y tejidos (OMS, 2012).

Las células diana para estudiar el efecto de la radiación en la herencia son las espermatogonias dado que, al ser células madre, con el paso del tiempo seguirán produciendo espermatozoides afectos por la radiación, es decir, gametos mutados. Por el contrario, si las células afectadas fuesen las células postmeióticas (espermatocitos, espermátides y espermatozoides), la mutación podría ser eliminada si el intervalo de tiempo entre la exposición y la concepción es suficientemente largo (Nakamura et al., 2013). Cabe destacar que, hoy en día, no se conoce el mecanismo exacto de la recuperación de las espermatogonias después de ser irradiadas (Jahnukainen, 2011).

A lo largo de los años, se han llevado a cabo diversos estudios para probar el posible efecto que pudiera tener la exposición a la radiación en los gametos masculinos. Se ha observado que, además de los efectos citotóxicos que tiene la irradiación sobre las células germinales y la consecuente disminución en el recuento espermático, la irradiación de rayos-X puede tener consecuencias mutagénicas (Grant A. Haines, 2002).

Para demostrarlo, en 2002, Grant A. Haines et al. realizaron un estudio basado en ratones machos (B6D2F1) de 12 semanas de edad, los cuales fueron irradiados a diferentes dosis de rayos-X (0, 0.25, 0.5, 1, 2 y 4 Gy) sobre la zona de los testículos mediante la maquina 300kVp X-ray. Teniendo en cuenta que la espermatogénesis en los ratones dura 41 días, se sacrificaron grupos de cinco ratones a día 16, 31, 45 y 120 tras la exposición. Posteriormente se recogieron muestras de semen de cada uno de los grupos y se analizaron los espermatozoides recuperados.

Para el análisis de DNA espermático llevaron a cabo un ensayo de cometa, en el que se realiza una electroforesis que favorece la migración de los bucles de ADN de cadenas dobles hacia el ánodo, formando una imagen similar al de la cola de una cometa. Esta cola es proporcional a la cantidad de roturas de doble cadena. Una vez realizada la electroforesis, la muestra se tiñe mediante SYBR Green para poder cuantificar el daño

En cuanto a los resultados, se observó que a medida que aumentaba la dosis de radiación aumentaba la cola del cometa, es decir, la cantidad de roturas de la cadena de ADN era mayor (Figura 2 y Figura 3).

Figura 2: A) Efectos dosis-respuesta de los rayos X sobre el daño del ADN testicular, evaluado por el momento de la cola del cometa, tras 45 días de la irradiación. B) Regresión lineal de los datos de dosis-respuesta con el fin de calcular la dosis de radiación que duplica el daño del ADN espermático, calculando la cola de la cometa. Tomado de Grant A. Haines, 2002. 

Figura 3: Daño en el ADN espermático evaluado por el ensayo cometa en el conducto deferente después de la irradiación testicular con radiografías de 4Gy. Los efectos se estudiaron los días 0, 16, 31, 45 y 120 después de la irradiación (con las columnas negras); los controles se observan con las bandas blancas (no irradiados). Tomado de Grant A. Haines, 2002. 

Después de 16 días, se apreció un aumento pequeño pero significativo en cuanto a la cola del cometa, lo que significa que la irradiación afectó levemente a los espermatocitos. A día 31 también se observó un aumento en la fragmentación espermática comparando con los ratones controles. El mayor efecto se observó en la muestra de semen recogida a día 45, que es cuando ya ha finalizado la maduración de las espermatogonias. A los 120 días después de la irradiación, los niveles de daño en el ADN en los espermatozoides fueron significativamente inferiores a los observados en puntos anteriores, lo que indica signos de recuperación testicular. Sin embargo, sigue habiendo un daño espermático comparando con el control.

En cuanto a los pesos corporales de los animales irradiados no fueron significativamente diferentes de los animales control; pero sí se calculó una disminución significativa en los testículos de los ratones irradiados. Se observó que aunque se iniciaba una recuperación progresiva del peso testicular, seguía siendo menor el peso de los testículos irradiados. 

Teniendo en cuenta los datos obtenidos, se concluye que el efecto de la irradiación en los espermatozoides es dosis dependiente al igual que la posible recuperación tras ser irradiado.

Otros estudios van dirigidos a evaluar los efectos de la radiación en primates prepuberales y puberales. En 2002, Rooij et al. Observaron, en experimentos de radiación en monos, que la recuperación puede ocurrir focalmente en algunos túbulos seminíferos hasta 3-4 años después de la irradiación. 

Por otro lado, en 2011 Jahnukainen et al. llevaron a cabo una radiación testicular en seis monos rhesus machos de 30-49 meses de edad (Macaca mulatta). Dos monos eran prepuberal y cuatro puberal. Concluyeron que el efecto de la irradiación en las espermatogonias de los monos era el mismo tanto en testículos prepuberal como en puberal. Además, afirman que la sensibilidad de las células madre y las células somáticas a la irradiación no dependen de la edad. 

Esta conclusión no concuerda con los resultados obtenidos en previos estudios realizados en ratones, donde se observó un mayor efecto negativo en postnatales irradiados. A parte de eso se vio, mediante análisis histológicos detallados, que la irradiación con 10 Gy casi erradica el potencial de los testículos para iniciar la diferenciación de las células germinales. Es decir, el daño espermático y la posible recuperación testicular es dosis dependiente.

4.2. RAYOS GAMMA

Otras radiaciones ionizantes a tener en cuenta son las gamma. Éstas son también utilizadas en Medicina en tratamientos de radioterapia como los utilizados contra el cáncer. Otra exposición común es aquella a la que se someten los ingenieros que emplean material radiactivo en las operaciones de registro de pozos petrolíferos y para medir la densidad de la humedad en los suelos. Es por tanto un riesgo para la fertilidad, por lo que el efecto de esta radiación ha sido evaluado por varios investigadores (Parmeggiani, L., 1989).

En 2015, K. Sowmithra et al. afirmaron que las lombrices de tierra (Eisenia fétida) son los indicadores más adecuados para la contaminación radiactiva. Sometieron a grupos de 20 lombrices de cuatro meses de edad a diferentes dosis de radiación gamma (1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 y 60 Gy) y posteriormente se estudiaron diferentes parámetros de la reproducción. Observaron una insignificante disminución en la producción en capullos y éstos mostraron una reducción en el tamaño, la masa y un cambio en la morfología externa, sobre todo en capullos expuestos a dosis de irradiación superiores a 20 Gy. Además se registró una reducción progresiva de las crías en la generación F1 a medida que aumentaba la dosis de radiación.

K. Sowmithra et al. concluyeron que la radiación gamma tiene un efecto adverso en la reproducción de las lombrices, puntualizando que la reducción en el número de crías se debe a la sensibilidad de las vesículas seminales durante el desarrollo de las células espermáticas, que derivan en espermatozoides anormales y por lo tanto afecta a la fertilización.

4.3. CLIMA ESPACIAL

La seguridad aérea está ligada al fenómeno de la radiación ionizante del clima espacial, principalmente dependiente de los rayos cósmicos galácticos y de las partículas energéticas solares. La exposición a esta radiación atmosférica puede tener efectos adversos en la salud, y dado que su acción es inevitable en el espacio, habría que tener en cuenta que sus efectos serán mayores a medida que se vuela a una altitud más alta (Ilustración 2) (W. Kent Tobiska et al., 2015).

Ilustración 2: Todos los pasajeros de aviones comerciales que veulan por encima de 26.000 pies (7924,8 m) normalmente experimentarán alguna exposición en este entorno de radiación de la aviación. SEP: partículas solares energéticas; GCR: rayos cósmicos. Tomado de W. Kent Tobiska et al., 2015.

Se detecta un aumento de radiación en los vuelos comerciales durante un GLE (incremento en la intensidad de los rayos cósmicos medido en la tierra mediante un monitor de neutrones). Es decir, que en la tierra se detecta un incremento en la intensidad de rayos cósmicos, lo que aumenta el campo de irradiación (Shea et al., 2012).

Los resultados obtenidos en algunos estudios sugieren que deberían restringirse las horas de vuelo en los tripulantes. Si vuelan a altitudes altas y la actividad solar es baja, las horas máximas anuales deberían ser unas 500-600; mientras que si la actividad solar es alta podrían aumentarse hasta unas 800-900. Las horas de vuelo del público se limitarían a 100 (Shea et al., 2012), 

En cuanto a los viajes espaciales, la exposición de los astronautas a radiación espacial aumenta los riesgos de desarrollar cáncer y puede afectar al sistema nervioso central, provocando una degeneración de tejidos o desarrollo de síndrome de radiación agudo. Los astronautas que viajan en un viaje prolongado a Marte pueden estar expuestos a eventos de radiación SPE, superpuesta sobre un flujo más predecible de GCR (Chancellor et al., 2014). 

La exposición a la radiación espacial afecta a múltiples órganos y sistemas fisiológicos de formas complejas (Ilustración 3) (Chancellor et al., 2014).

Ilustración 3: Efectos en la salud debido a la exposición a la radiación espacial. Tomado de Chancellor et al., 2014.

Por lo tanto, se podría concluir que la exposición a la radiación espacial, entre otros numerosos efectos adversos, podría afectar a las gónadas de los astronautas, volviéndolas susceptibles al cáncer y produciendo  mutaciones genéticas en las células germinales.

5. CONCLUSIONES

Existe un gran debate en cuanto al efecto de las radiaciones electromagnéticas no ionizantes sobre la espermatogénesis, puesto que aunque existen algunas evidencias negativas en experimentos in vitro, los resultados son poco concluyentes y se encuentran sujetos a otras variables. Además, algunos de estos experimentos presentan deficiencias en metodología que hacen que sean poco extrapolables a resultados in vivo y que obliguen a un mayor estudio exhaustivo de los posibles efectos. En contra posición, se encuentran las radiaciones ionizantes, las cuales tienen efectos negativos ante una gran exposición.

Por tanto, son necesarios estudios exhaustivos adicionales que apliquen una metodología apropiada para definir los efectos a largo plazo de las radiaciones no ionizantes. Por su parte la OMS ha clasificado de manera preventiva estas radiaciones no ionizantes como agente "posiblemente cancerígeno".

Por otro lado, las radiaciones ionizantes sí tienen efectos negativos ante una gran exposición y por esa razón se debe mantener una precaución para evitar consecuencias a largo plazo. En cuanto a la radiación del clima espacial tiene efectos adversos en los astronautas y su fertilidad, pero no se han encontrado efectos notorios en los vuelos comerciales.

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Recursos digitales:

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La Organización Mundial de la Salud (OMS):
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs371/es/ Consultado el día 30/12/2015

Autores:

Inés Abad Chamorro

Shuyana Deba Rementeria

Javier Del Río Riego

Máster en Biología y Tecnología de la Reproducción (2015-2016).