Efectos de los micronutrientes en la calidad espermática

Introducción 

El factor masculino ha tomado una gran importancia en los casos de infertilidad en los últimos años, teniendo un peso equiparable al del factor femenino. La fertilidad masculina puede relacionarse con un gran número de causas; sin embargo, la mayor parte de los casos se deben a una baja calidad seminal. Concentración, movilidad, morfología, volumen, viscosidad, pH y fragmentación del ADN son los parámetros que deben medirse según la OMS durante la realización de un seminograma y que determinan en última instancia, la calidad seminal, fundamental para conseguir una fecundación y un posterior embarazo (OMS, 2010). 

Estos parámetros que determinan la calidad espermática pueden verse comprometidos en presencia de grandes cantidades de especies reactivas del oxígeno (ROS) o en ausencia de antioxidantes en el plasma seminal (Fanaei et al., 2014).

Por ello, se ha demostrado que la toma de antioxidantes en forma de suplementos orales podría, en algunos casos, ayudar a mantener una óptima calidad seminal.  

Micronutrientes que pueden afectar a la calidad espermática

• Vitamina C

La vitamina C es una vitamina hidrosoluble necesaria para un crecimiento y desarrollo normales, y es uno de los principales antioxidantes. No puede sintetizarse y/o almacenarse en el organismo, por lo que su aporte será únicamente a través de la dieta, mediante el consumo de frutas y verduras (frutos rojos, frutas cítricas, y verduras de hojas verdes principalmente). Debido a su potencial antioxidante, diversos estudios han probado el efecto de la toma oral de vitamina C sobre los diferentes parámetros seminales (Ross et al., 2010).

En la mayoría de ellos, la vitamina C no fue suministrada como único suplemento oral, si no que se administró conjuntamente con otros antioxidantes. Aunque existen estudios en los que no se obtienen mejoras en los parámetros seminales (Rolf et al., 1999), en gran parte de ellos sí se observó una recuperación de los mismos. Por ejemplo, la administración de vitamina C junto con vitamina A, E y selenio, causó una mejora en la motilidad espermática (Scott et al., 1998); cuando fue administrada junto con vitamina E, la fragmentación espermática del ADN mejoró (Greco et al., 2005), y al administrarse conjuntamente con vitamina E y zinc, mejoró la motilidad, así como la capacidad fertilizante (Omu et al., 2008).

Por otro lado, cuando se suministró la vitamina C sola de forma oral (1000 mg/día y 200 mg/día y placebo), la movilidad, viabilidad y morfología de los espermatozoides aumentaron significativamente tras 4 semanas de tratamiento con respecto al placebo (Dawson et al., 1987). Esta misma suplementación fue administrada en hombres fumadores, obteniéndose una mejora significativa en la aglutinación, la viabilidad y la morfología de los espermatozoides (Dawson et al., 1992).

De este modo, se ha demostrado que la vitamina C, en la mayoría de los casos, tiene efectos beneficiosos en el tratamiento de la infertilidad masculina, puesto que neutraliza la acción de los ROS, mejorando varios parámetros que afectan a calidad seminal. Sin embargo, algunos estudios apuntan a una bajada de la calidad seminal por exceso de la misma (Ménézo et al., 2007), que será comentada en otro apartado.

• Vitamina E

La vitamina E o α-tocoferol, es una de las pocas vitaminas liposolubles, cuya principal función en el organismo es actuar como antioxidante (Reboul et al., 2006).

La principal fuente alimenticia de vitamina E son los alimentos de origen vegetal, frutos secos y semillas, donde la concentración de lípidos será superior. Del mismo modo en los aceites procedentes de semillas cómo puede ser el aceite de girasol o de soja, también está presente en altas concentraciones (USDA, 2011).

La explicación metabólica para su efecto antioxidante reside en la peroxidación lipídica, que se da cuando los agentes oxidantes reaccionan con los lípidos presentes en la membranas celulares, afectando también a otras estructuras celulares como pueden ser las proteínas de membrana, afectando de este modo a su función biológica. En este caso, los tocoferoles actúan como sustratos competitivos, peroxidándose ellos mismos en lugar de los lípidos (Moslemi etal., 2011).

Se ha demostrado que la administración única de vitamina E de forma oral (300 mg/día durante 26 semanas) mejora la motilidad espermática. Por otro lado, cuando se administra conjuntamente con otros antioxidantes, la movilidad, la concentración y el índice de fragmentación del ADN espermático mejoran. Sin embargo, la morfología no mejora en ninguno de estos casos (Greco et al., 2005; Galatioto et al, 2008; Omu et al., 2008; Rolf et al., 1999; Scott et al., 1998). 

Por lo tanto, la toma de suplementos alimenticios con Vitamina E, en los casos correspondientes, sería beneficiosa para disminuir la peroxidación lipídica, y por tanto, para aumentar la calidad seminal (Moslemi et al., 2011).

• Coenzima Q10

La coenzima Q10 es un micronutriente que evita la oxidación de la membrana lipídica de los espermatozoides y favorece su movilidad. Será absorbido mediante la dieta o sintetizado a partir de otras coenzimas. Se encuentra en espinacas, coles, frutos secos, pescados azules y vísceras animales entre otros (USDA, 2011). Tiene una importante acción de antioxidante como la vitamina E, pero siendo más potente su acción, con las mismas características que se han nombrado anteriormente (Safarinejad, 2009).

Debido a su acción antioxidante se han realizado diversos estudios en varones que presentaban oligoastenoteratozoospermia idiopática, combinación de bajo número de espermatozoides, movilidad disminuida y alteración en la morfología de origen desconocido (Safarinejad, 2009). Pudieron observar mejoras en su calidad seminal junto a un tratamiento de suplementos de coenzima Q10, encontrando una correlación positiva entre el recuento de espermatozoides durante el tratamiento así como la movilidad espermática. Las cantidades hormonas folículo estimulantes (FSH) y luteinizantes (LH) disminuyeron en los pacientes tratados con coenzima Q10, y además, se observó un aumento de la reacción acrosómica de sus espermatozoides (Safarinejad, 2009).

De este modo, la suplementación con coenzima Q10 dio como resultado una mejora estadísticamente significativa en ciertos parámetros del semen. Sin embargo, se necesitan más estudios para llegar a una conclusión final y evaluar el efecto de esta en la tasa de embarazo (Safarinejad, 2009).

• Selenio

El selenio (Se) es un oligoelemento necesario en la dieta humana, debido a que su carencia puede relacionarse con el riesgo de padecer ciertas enfermedades. Una de las principales funciones fisiológicas del Se, además de ayudar en la formación de la testosterona (Ahmadi et al., 2016), es la de participar en la formación de las selenoproteínas antioxidantes. Estas ayudan a mantener el equilibrio oxidativo en las células, ya que disminuyen los niveles intracelulares de ROS y NOS, limitando sus efectos tóxicos (Moslemi et al., 2011).

Diferentes estudios han demostrado que la deficiencia de selenio afecta gravemente a la calidad espermática, observándose en pacientes con carencias de este elemento unas características seminales anómalas, con presencia de espermatozoides inmóviles y con morfología alterada (Scott, 1998). Por otro lado, se ha comprobado que ciertos parámetros como la concentración, la motilidad y la morfología (Keskes-Ammar et al., 2003; Safarinejad et al., 2009) pueden mejorarse mediante la administración de suplementos alimenticios a base de selenio.

Sin embargo, en algunos casos, la administración exógena de este suplemento, únicamente remedia el problema de forma parcial, dado que altas concentraciones de selenio en el semen disminuyen en gran medida la motilidad espermática (Hawkes et al., 2001).  

Por lo tanto, debido a las discrepancias existentes entre resultados, debería tratarse cada caso de forma individual, evitando suplementar a todo paciente como norma general.

• Zinc

En reproducción el zinc (Zn) eleva los niveles de testosterona y aumenta el número y movilidad de los espermatozoides  (Contri et al., 2011). Se puede encontrar y captar el zinc en gran cantidad de alimentos pero sobretodo tienen importante presencia en los cereales, lácteos, carne, pescado, huevos, espárragos, ostras y cacao, entre otros (USDA, 2011). Tiene propiedades antioxidantes y como en los otros casos, tiene un papel importante en la eliminación de los ROS (Colagar et al., 2008).

Una ingesta menor a la recomendada de zinc (11 mg/día)  puede desencadenar fallos en el crecimiento y deficiencias en las glándulas sexuales junto con el descenso de la capacidad de reducir el daño oxidativo. En niños la carencia del zinc está marcada por el desarrollo insuficiente y trastornos del desarrollo sexual por lo comentado anteriormente (Contri et al., 2011; Institute of Medicine (US) & Compounds, 2000).

Diversos estudios fueron realizados para determinar la relación del zinc y calidad seminal, comparando a varones fértiles con infértiles. Se encontró que realmente los varones fértiles presentaban niveles mucho superiores de zinc en sangre en comparación con los varones clasificados como infértiles (Colagar et al., 2008). Se observó una correlación positiva entre la cantidad de zinc, el recuento de espermatozoides y una buena morfología. Por lo que en conclusión, la escasa nutrición con Zn puede ser un factor de riesgo importante para la baja calidad de los espermatozoides y la infertilidad masculina idiopática (Colagar et al., 2008).

Por otra parte el Zn se encuentra presente junto a las protaminas, formando la estructura condensada del ADN en los espermatozoides. La presencia del Zn en esta estructura, ofrece dos mecanismos alternativos: estabilidad en la cromatina de manera reversible y prevención de la formación excesiva de puentes disulfuro (Fig. 1) (Björndahl & Kvist, 2009). Tiene un papel importante hasta el inicio de la fecundación, donde la cromatina tiene que mantenerse estable y no descondensarse en exceso para poder tolerar el estrés oxidativo y la diferencia de pH del conducto vaginal. En cambio, en el momento en que se produce la fecundación, es necesario que se revierta el proceso y pueda descondensarse el ADN, proceso que se ve dificultado por la formación de puentes disulfuro. Se ha encontrado a varones con problemas de fertilidad debido a que la fracción del líquido prostático, rico en Zn, no era expulsado correctamente, o tenían unos niveles de Zn inferiores, causando una descondensación prematura de la cromatina o incapacidad de fecundar debido al exceso de puentes disulfuro presentes en la cromatina (Björndahl & Kvist, 2009).

Figura 1. Imagen de microscopía electrónica de un espermatozoide con la cromatina descondensada (izquierda) y espermatozoide con la cromatina supercondensada (derecha). Los dos espermatozoides fueron expuestos al mismo medio para extraer el Zn)

(Björndahl & Kvist, 2009)

En otros estudios se ha encontrado que la administración única de zinc, en forma de sulfato (ZnSO₄), tiene efectos positivos en la movilidad espermática (Omu et al., 1998, 2008), y mejora la concentración (Omu et al., 1998; Wong et al., 2002), pero no se encuentra una mejora de la morfología de estos. En el caso en que se suministre junto a otros antioxidantes (ácido fólico, vitaminas A, C y E) se encontró una mejora de la movilidad (Omu et al., 2008) y la concentración (Galatioto et al., 2008; Wong et al., 2002), pero en ninguno de los casos la morfología mejoraba.

• L-arginina

No solo los antioxidantes tienen la capacidad de mejorar la calidad seminal, si no también algunos aminoácidos, como la L-arginina.

La L-arginina es uno de los 20 aminoácidos que se encuentran formando parte de las proteínas. Es un aminoácido no esencial, pues puede sintetizarse en el organismo a través del ciclo de la ornitina. Sin embargo, en determinadas situaciones es necesaria su suplementación. Se encuentra presente en alimentos como carnes, huevos, frutos secos, frutas y verduras (USDA, 2011). Una de sus principales aplicaciones en el campo de la reproducción es el tratamiento de la disfunción eréctil, pues mejora la circulación sanguínea y linfática, al liberar óxido nítrico que tiene como efecto la vasodilatación (Chen et al., 2017).

Actualmente, existen estudios que prueban el efecto de la suplementación con L-arginina en la calidad seminal, encontrándose diferencias significativas en volumen, concentración, motilidad, viabilidad y morfología de los espermatozoides con respecto al control. Como resultado, el consumo de este aminoácido a través de los alimentos anteriormente mencionados, mejoraría la calidad seminal de hombres subfértiles (Stanislavov & Rohdewald, 2014).

Posibles efectos adversos de la toma de antioxidantes

A pesar de la mejora de la gran mayoría de los parámetros seminales con la toma de antioxidantes (Fig. 2),  en algunos casos se han encontrado efectos negativos asociados a la toma de los mismos, como por ejemplo un aumento de la descondensación de la cromatina espermática. La apertura de los puentes disulfuro intercatenarios en las protaminas podría explicar este efecto, pues vitaminas antioxidantes, especialmente la vitamina C, son capaces de llevar a cabo esta acción, interfiriendo en la función del genoma paterno durante el periodo preimplantacional. (Ménézo et al., 2007).

Figura 2. Efecto de los antioxidantes en los diferentes parámetros espermáticos, tasa de embarazo y estrés oxidativo (Ross et al., 2010).

Por lo tanto, se debe tener especial cuidado con el uso de antioxidantes como tratamiento para mejorar la calidad espermática, especialmente considerando el deterioro de la integridad y condensación del DNA. De este modo, la toma de antioxidantes no debería recomendarse en hombres cuyas muestras de semen muestren un grado de descondensación mayor del 20%, para evitar alcanzar el valor crítico (28%). Por debajo de este valor, la relación riesgo/beneficio se encontraría a favor del tratamiento antioxidante. Esta observación podría explicar la discrepancia observada con respecto al papel de estos tratamientos antioxidantes para la mejora de la fertilidad masculina, por lo que debe considerarse cada caso cuidadosamente (Ménézo et al., 2007).

Conclusiones

Tras comprobarse que el estrés oxidativo es una de las causas de la infertilidad masculina, queda clara la gran importancia de mantener el equilibrio oxidativo en las células espermáticas. Uno de los principales mecanismos celulares para mantener dicho equilibrio se basa en la actuación de algunas moléculas, tales como, antioxidantes o aminoácidos.

Se ha demostrado que existe una relación positiva entre la administración oral de suplementos antioxidantes y la mejora de la calidad espermática; mientras que en otros casos (vitamina C y Selenio) esta relación no está clara.

Por lo tanto, la toma de suplementos para mejorar la calidad espermática debe hacerse cuidadosamente, puesto que puede llegar a ser contraproducente, provocando un empeoramiento de la calidad seminal. Lo ideal sería por tanto, seguir una dieta equilibrada y rica en micronutrientes, y cuando sea pautado, complementada con suplementos alimenticios, para conseguir mejorar las expectativas reproductivas de los hombres subfértiles.

Judith Bello Rodríguez

Gloria Domínguez Morón 
Héctor Sainz San Vicente 

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