¿Cómo influye la actividad física en tu calidad seminal?

 Beltrán González Tuñón, Sara Laucirica Reina y Denisa María Balan Stoian

Introducción

La infertilidad se refiere a la dificultad que tiene una pareja para quedar embarazada después de intentarlo durante un año. 

Esto afecta a una de cada seis parejas en la actualidad y a pesar de que la mayoría de las investigaciones se han centrado en factores relacionados con las mujeres, se ha descubierto que en aproximadamente el 50% de los casos, la infertilidad se debe a problemas en los hombres. Nassan y col. (2028) sugieren que la calidad del semen ha disminuido en países más desarrollados debido a cambios en la alimentación, el aumento de la obesidad y la forma física.

Sabemos que la actividad física tiene efectos positivos en la salud, incluyendo beneficios para la presión arterial, problemas relacionados con la salud del corazón y la obesidad, con la posibilidad de alargar la vida entre 6 y 7 años... Centrándonos en el contexto de la fertilidad, se promueven hábitos saludables como mantener un peso adecuado y evitar el consumo excesivo de tabaco y alcohol, ya que estos afectan la salud reproductiva tanto en hombres como en mujeres. Sin embargo, en cuanto a la actividad física, hay algunas contradicciones: el exceso de ejercicio se ha asociado con la falta de menstruación en las mujeres, pero aún no está claro si afecta directamente a la capacidad de tener descendencia. Por otro lado, hay investigadores que dicen que la falta de actividad física puede deteriorar la calidad del esperma, mientras que otros la relacionan directamente con niveles altos de actividad física, y otros no encuentran ninguna conexión. 

Matorras y col. (2022) han propuesto algunos mecanismos que podrían explicar la relación entre la actividad física y la calidad del semen. Por ejemplo, el ejercicio regular podría aumentar unas proteínas complejas que tenemos en nuestro cuerpo, disminuyendo la formación de unas moléculas que pueden dañar nuestras células. Sin embargo, el exceso de actividad física intensa podría causar un desequilibrio entre los niveles de moléculas que producen daño (ROS) y las proteínas que nos defienden de ello, llamadas enzimas antioxidantes.

Por otro lado, otro factor importante es la obesidad. Se trata de un problema metabólico que afecta a todo el cuerpo, esto quiere decir, que el cuerpo no es capaz de realizar las cosas de forma correcta con la comida que se ingiere. El metabolismo es lo que nos ayuda a quemar los alimentos que ingerimos, pero cuando esto no funciona bien, tenemos dificultades para usar y almacenar la comida de forma adecuada. Esto nos puede llevar a problemas como la obesidad, en la que el cuerpo acumula más grasa de la que necesita y por ello carga con mayor peso.  Esto puede producir problemas de salud y además afectar a la hora de intentar tener hijos en los hombres ya que provoca disfunción eréctil, que es la incapacidad de un hombre a mantener una erección el tiempo suficiente como para mantener relaciones sexuales. Además, también se relaciona con niveles bajos de testosterona, que es una hormona que se encuentra en hombres y mujeres pero que en hombres tiene un papel importante. Esta es importante para el desarrollo de características sexuales masculinas como el vello corporal y facial o el desarrollo muscular, pero, además contribuye en la correcta producción de los espermatozoides. Los espermatozoides, son unas células que se encuentras en el cuerpo de los hombres cuya función es, tras las relaciones sexuales, llegar al óvulo de la mujer y fecundarlo para crear vida. Por ello, y como se indica en el trabajo de Jing y col. (2023), tener un peso muy superior al adecuado puede influir negativamente en la salud reproductiva de los hombres, de manera que será mucho más difícil lograr un embarazo.

Estrés oxidativo

El estrés oxidativo es una situación que se produce cuando hay un desequilibrio entre las moléculas que quieren dañar nuestro cuerpo y las proteínas que lo protegen y entre el 30 y el 80% de los casos de infertilidad masculina se deben a esto mismo.
Los espermatozoides son especialmente susceptibles a este tipo de estrés y cuando no hay moléculas que los protejan, pueden dañarse y modificarse, haciendo muy complicada su tarea de fecundar. Además, este proceso se retroalimenta de manera que cuando estas células están expuestas al daño, generan aún más moléculas creadoras más perjuicio. En resumen, el estrés oxidativo, a menudo potenciado por la obesidad, puede ser perjudicial para la calidad del esperma y, por lo tanto, influir en la capacidad de concebir.

Jing y col. (2020) han llevado a cabo estudios en animales a los que se les daba una alimentación alta en grasas y se estudiaban los niveles de moléculas dañinas que producían. A largo plazo, se vio cómo este tipo de dieta, típica en personas con obesidad, produce un aumento en la muerte de los espermatozoides, teniendo así un impacto significativo en la calidad del semen y por ello en la reproducción.

Estilo de vida y calidad seminal

Alcohol, tabaco, ejercicio físico, descanso y una alimentación adecuada son elementos con un impacto demostrado en la salud y el peso de un individuo, y por ende, tras numerosos estudios que lo cercioran, en la calidad seminal. La concentración, la movilidad y la morfología son parámetros representativos que se estudian para definir la calidad seminal y hacernos una idea de cómo debería de ser una muestra de semen sano capaz de producir un embarazo.

Por lo tanto, podemos indicar que la práctica de un estilo de vida inadecuado ocasiona un aumento de la obesidad, alcanzando un 24,6 % de casos de obesidad masculina en España y un 68,5 % de sobrepeso. Como consecuencia, los afectados presentan mayor riesgo de presentar una menor cantidad de espermatozoides y que estos sean de peor calidad, dificultando el proceso para lograr un embarazo. Además, se ha demostrado la existencia de una asociación entre la obesidad paterna y alteraciones en el  DNA de sus hijos. Muchos científicos investigan esta variable y como la pérdida de peso y su mantenimiento en el tiempo modifican los parámetros seminales en varones con obesidad. El más reciente corresponde a Andersen y col. (2022), se realizó con 215 hombres con obesidad, a los que se les sometió durante 8 semanas a una dieta baja en calorías (800 kcal/día) tras las cuales se hicieron 4 grupos de estudio para analizar los efectos del mantenimiento de la pérdida de peso sobre la calidad seminal.

Se tomaron muestras de semen tanto antes como después de las 8 semanas tras tres días de abstinencia sexual. 16,5 kg fue el promedio de peso perdido por parte de los individuos y que hizo que su calidad seminal mejorará: aumentó la concentración espermática y disminuyó el recuento de espermatozoides inmóviles así como el número de hombres con oligospermia, es decir, con una concentración espermática inferior a 15 millones de espermatozoides por mililitro. De la misma manera, se realizó un seguimiento de los 4 grupos que continuaron con la pérdida de peso y se observó un aumento en la concentración y el recuento de espermatozoides, mientras que la motilidad no cambió.

Por lo tanto, se confirma que la obesidad puede ser una de las causas de fertilidad masculina, asociándose con una mayor prevalencia de oligospermia la cual disminuye si se pierde peso y se mantiene en el tiempo. Además, una dieta saludable reduce alteraciones en el ADN de los espermatozoides y también produce mejoras en la capacidad de los espermatozoides de moverse rápido, en línea recta hacia el ovocito para fecundarlo.

Al examinar de manera más exacta el impacto de la dieta sobre la calidad seminal, se determina una menor concentración de espermatozoides al consumir alimentos procesados, carne roja, productos de soja, productos lácteos ricos en grasa, ácidos grasos saturados, ácidos grasos trans… Sin embargo, el consumo de pescado, cereales, vegetales, frutas, antioxidantes, vitaminas se relaciona positivamente con calidad seminal. Actualmente, existen diversas dietas que un individuo puede seguir: vegetarianismo, veganismo, dieta mediterránea… y actualmente se relacionan con la calidad seminal. En el caso del vegetarianismo existe mucha controversia ya que numerosos ensayos exponen sus efectos positivos mientras que otros no aportan datos significativos. Recientemente Gómez Gutiérrez y col. (2020)  realizaron un estudio en el que se analizó a 474 hombres con dietas vegetarianas, veganas y ninguna de las dos para observar si existen cambios en la calidad del semen.
Finalmente, estos determinaron que los vegetarianos y los veganos tenían menor cantidad de espermatozoides y los que tienen, se mueven peor.  Además, en los individuos veganos se detectó un menor porcentaje de hiperactivación de los espermatozoides, es decir, menor cantidad de espermatozoides que realizan el paso previo fundamental para variar su movimiento y adquirir la capacidad de dirigirse al óvulo. La explicación que se propone en el estudio acusa a la mayor ingesta de productos de soja, característica de este tipo de dietas, los cuales son ricos en fitoestrógenos, de manera que podrían estar alterando la producción de hormonas masculinas y por ende, disminuyendo la concentración de testosterona lo cual dificultaría el proceso de formación de espermatozoides. 

Conclusiones

En pocas palabras, la infertilidad es un problema que afecta a muchas parejas hoy en día, y los científicos están investigando tanto los factores en las mujeres como en los hombres. Uno de los problemas principales es el estrés oxidativo, que está relacionado con la obesidad, un problema de salud común en todo el mundo.
Este estrés oxidativo afecta a los espermatozoides, causando daño en su ADN y afectando su capacidad de moverse. Cambios en el estilo de vida, como hacer más ejercicio y llevar una dieta saludable, pueden mejorar la calidad de los espermatozoides. En resumen, entender cómo la actividad física, la obesidad y el estilo de vida influyen en la calidad de los espermatozoides nos da pistas importantes para tratar la infertilidad en los hombres. Adoptar hábitos saludables, como una buena dieta y ejercicio moderado, puede ser clave para mejorar la fertilidad masculina y la salud reproductiva de las parejas.


Bibliografía

Nassan, F. L., Chavarro, J. E., & Tanrikut, C. (2018). Diet and men's fertility: does diet affect sperm quality?. Fertility and sterility, 110(4), 570–577. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2018.05.025

Matorras, R., Navarro, A., Ramos, D., Malaina, I., Irazusta, J., Vendrell, A., Fernandez, A., Ferrando, M., & Quintana, F. (2022). Physical activity and sperm quality: influence in sperm donors. Reproductive biology and endocrinology : RB&E, 20(1), 83. https://doi.org/10.1186/s12958-022-00946-x

Jing, J., Peng, Y., Fan, W., Han, S., Peng, Q., Xue, C., Qin, X., Liu, Y., & Ding, Z. (2023). Obesity-induced oxidative stress and mitochondrial dysfunction negatively affect sperm quality. FEBS open bio, 13(4), 763–778. https://doi.org/10.1002/2211-5463.13589

Andersen, E., Juhl, C. R., Kjøller, E. T., Lundgren, J. R., Janus, C., Dehestani, Y., Saupstad, M., Ingerslev, L. R., Duun, O. M., Jensen, S. B. K., Holst, J. J., Stallknecht, B. M., Madsbad, S., Torekov, S. S., & Barrès, R. (2022). Sperm count is increased by diet-induced weight loss and maintained by exercise or GLP-1 analogue treatment: a randomized controlled trial. Human reproduction (Oxford, England), 37(7), 1414–1422. https://doi.org/10.1093/humrep/deac096

Gómez Gutiérrez, A. M., Gómez Ramírez, B. D., & Cardona Maya, W.D. (2020). ¿Tienen los hábitos de vida y de alimentación impacto en la calidad seminal? Revista Urología Colombiana/ Colombian Urology Journal, 29(02), 103-110. https://doi.org/10.1055/s-0039-3402485

FORMA FÍSICA Y CALIDAD SEMINAL

Beltrán González Tuñón, Sara Laucirica Reina y Denisa María Balan Stoian 

 Introducción

La infertilidad se define como la incapacidad de una pareja de conseguir un embarazo en un periodo de un año y afecta a una de cada seis parejas en la actualidad. La mayoría de las investigaciones hasta la fecha se han centrado en factores femeninos que pueden afectar a las parejas, sin embargo, se ha visto que en alrededor de un 50% de los casos, se debe al factor masculino. Varios análisis indican como la calidad seminal ha ido decreciendo progresivamente a lo largo de los años en países industrializados debido a diversos factores como pueden ser los cambios en la dieta, la obesidad y la forma física [1].

 

La actividad física (AF), como ya se sabe desde hace años, tiene grandes efectos beneficiosos en muchos ámbitos de nuestra salud. Esta produce un gran impacto sobre la hipertensión, problemas cardiovasculares y la obesidad entre otras muchas afecciones, llegándose a calcular incluso que podría alargar la vida media entre unos 6 y 7 años.

En lo que a la fertilidad respecta, se promueven también hábitos saludables como mantenerse en un peso adecuado y no abusar del tabaco o del alcohol ya que afectan a la salud reproductiva tanto de hombres como de mujeres. Sin embargo, en cuanto a la AF, nos encontramos con ciertas contradicciones ya que, por ejemplo, un exceso de ejercicio físico se relaciona con amenorrea y no se sabe a ciencia cierta si existen relaciones con la fertilidad. Hay estudios que afirman que la AF baja produce un deterioro en el esperma, otros relacionan esta baja calidad con la AF alta y otros no encuentran relación alguna.

Se han propuesto mecanismos que podrían relacionar la AF con la calidad seminal, reparando en que, por ejemplo, el ejercicio realizado de forma regular podría reducir el estrés oxidativo aumentando la actividad de las enzimas antioxidantes. Por otro lado, el exceso de esta AF de alta intensidad se relaciona con desequilibrios en los balances de oxidantes/antioxidantes [2].

 

Por otro lado, la obesidad es un trastorno metabólico sistémico que, a través del estrés oxidativo, se ha comprobado que puede inducir infertilidad o subfertilidad masculina. En la actualidad un 39% de la población mundial presenta sobrepeso y un 13% se clasifican como obesos, padeciendo trastornos asociados como son enfermedades cardiovasculares, además de poder suprimir la competencia reproductiva masculina debido a la disfunción eréctil y los bajos niveles de testosterona [3].

 

Estrés oxidativo

Uno de los principales factores que afectan a la infertilidad masculina son las especies reactivas de oxígeno (ROS) representando un 30-80% de los casos. El estrés oxidativo se produce cuando existe cierto desbalance o desequilibrio entre la producción de ROS y las capacidades antioxidantes de contrarrestarlos.

Los espermatozoides, son células especialmente sensibles a los ROS debido a que poseen un alto contenido en ácidos grasos poliinsaturados y uno muy bajo en antioxidantes. Cuando los ROS interaccionan con estos ácidos grasos de los espermatozoides, se produce un daño por peroxidación lipídica y conlleva la producción de genotóxicos como el malondialdehido (MDA). Además de esto, los ROS pueden producir daños en el ADN espermático como son roturas de la cadena, fragmentaciones y otras modificaciones.

Varios estudios han corroborado como la obesidad, puede potenciar el estrés oxidativo y por ende el daño en el ADN espermático resultando así en una reducción de su capacidad de fecundación.

 

El espermatozoide posee una vaina mitocondrial alrededor de la pieza media del flagelo que sirve como fuente de energía metabólica para promover que los espermatozoides sean capaces de moverse. La generación de ROS puede conllevar a la creación de daños en la membrana interna de las mitocondrias espermáticas y así perjudicar a la síntesis de ADN mitocondrial (ADNmt) alterando el potencial de membrana mitocondrial (PMM). Esto, lo que produce es que aumenta la fuga de especies cargadas de la cadena de transporte de electrones, produciéndose así aún más ROS. Además, el PMM es un indicador de la motilidad espermática, por lo que esta alteración puede derivar en una inhibición del movimiento espermático

 

Se ha podido comprobar como las ratas alimentadas con una dieta rica en grasas sufren otra serie de cambios también inducidos por estrés estrés oxidativo. Entre estos, se encuentra la disminución en la eficiencia de la respiración mitocondrial en los espermatozoides, lo que afecta a la concentración y a la motilidad de los espermatozoides. De hecho, si esta dieta se mantiene en el tiempo, puede incluso llegar a afectar a la estructura testicular aumentando los ROS y potenciando la apoptosis de las células germinales testiculares. Esto posee gran relevancia fisiológica en relación a la forma física debido a que se corresponde con las características encontradas en muestras de semen humano obtenidas de individuos situados en grupos de sobrepeso y obesidad [3].

Estilo de vida y calidad seminal

Alcohol, tabaco, ejercicio físico, descanso y una alimentación adecuada son elementos con un impacto demostrado en la salud y el peso de un individuo, y por ende, tras numerosos estudios que lo cercioran, en la calidad seminal.

La práctica de un estilo de vida inadecuado ocasiona un aumento de la obesidad, alcanzando un 24,6 % de casos de obesidad masculina en España y un 68,5 % de sobrepeso. Como consecuencia, los afectados presentan mayor riesgo de presentar alteraciones en la concentración espermática y en la movilidad seminal. Además, se ha demostrado la existencia de una asociación entre la obesidad paterna y alteraciones en la metilación del DNA de sus hijos. Cantidad de estudios investigan esta variable y como la pérdida de peso y su mantenimiento en el tiempo modifican los parámetros seminales en varones con obesidad.  

Uno de los ensayos más recientes se realizó con 215 hombres con un índice de masa corporal (IMC) de 32 a 43 kg/㎡ (normopeso 18,5- 24,99 kg/㎡) a los que se les sometió durante 8 semanas a una dieta baja en calorías (800 kcal/día) tras las cuales se hicieron 4 grupos de estudio para analizar los efectos del mantenimiento de la pérdida de peso sobre la calidad seminal: placebo más actividad habitual; grupo de ejercicio; liraglutida ( agonista del receptor GLP-1) y actividad habitual; liraglutida (agonista del receptor GLP-1) más ejercicio físico.

Se deben tomar muestras de semen tanto antes como después de las 8 semanas tras tres días de abstinencia sexual, para estudiar los parámetros seminales: la concentración de espermatozoides se analizó con un hemocitómetro Bürker-Türk y la motilidad se observó por microscopía en al menos 200 espermatozoides pudiendo ser móviles progresivos, móviles no progresivos e inmóviles. 16,5 kg fue el promedio de peso perdido por parte de los individuos y que hizo que su calidad seminal mejorará: aumentó la concentración espermática y disminuyó el recuento de espermatozoides inmóviles así como el número de hombres con oligospermia. [4]

Figura 1. Parámetros seminales antes (T0) y después (T1) de 8 semanas de pérdida de peso en varones con obesidad, analizados estadísticamente con la prueba t de Student. [4]

De la misma manera, se realizó un seguimiento de los 4 grupos que continuaron con la pérdida de peso y se observó un aumento en la concentración y el recuento de espermatozoides móviles, mientras que la motilidad no cambió.

 

Figura 2. Parámetros seminales después de la pérdida de peso sostenida en el tiempo. [4]

Por lo tanto, se confirma que la obesidad puede ser una de las causas de fertilidad masculina, asociándose con una mayor prevalencia de oligospermia la cual disminuye si se pierde peso y se mantiene en el tiempo. En otros estudios, se determinó que una dieta saludable reduce la fragmentación del ADN de los espermatozoides y también produce mejoras en la motilidad progresiva. 

Al examinar de manera más exacta el impacto de la dieta sobre la calidad seminal, se determina una menor concentración de espermatozoides al consumir alimentos procesados, carne roja, productos de soja, productos lácteos ricos en grasa, ácidos grasos saturados, ácidos grasos trans… Sin embargo, el consumo de pescado, cereales, vegetales, frutas, antioxidantes, vitaminas se relaciona positivamente con calidad seminal. Actualmente, existen diversas dietas que un individuo puede seguir: vegetarianismo, veganismo, dieta mediterránea… y existen estudios que las relacionan con la calidad seminal.  En el caso del vegetarianismo existe mucha controversia ya que numerosos ensayos exponen sus efectos positivos mientras que otros no aportan datos significativos. Recientemente, un estudio analizó a 474 hombres con dietas vegetarianas, veganas y ninguna de las dos para observar si existen cambios en la calidad del semen. Determinaron que los vegetarianos y los veganos tenían una concentración espermática y una movilidad menor. Además, en los individuos veganos se detectó un menor porcentaje de hiperactivación de los espermatozoides.  La explicación que se propone en el estudio acusa a la mayor ingesta de productos de soja, característica de este tipo de dietas, los cuales son ricos en fitoestrógenos, de manera que podrían estar alterando la producción de hormonas masculinas y por ende, disminuyendo la concentración de testosterona lo cual dificultaría la espermatogénesis. [5]

Conclusiones

En conclusión, la infertilidad es un desafío que afecta a una considerable proporción de parejas en la actualidad y están siendo objeto de investigación tanto los factores femeninos como masculinos. El estrés oxidativo emerge como uno de los principales contribuyentes a la infertilidad, especialmente a través de la generación de ROS, lo cual se vincula estrechamente con un problema de salud global, la obesidad. Este aumento de estrés oxidativo aumenta el daño en el ADN espermático y compromete su función mitocondrial derivando en problemas de concentración y movilidad espermática. Se ha visto incluso cómo un cambio en el estilo de vida puede llegar a remitir estos parámetros y mejorarlos.

En resumen, la comprensión de cómo la actividad física, la obesidad y el estilo de vida afectan la calidad seminal proporciona perspectivas valiosas para abordar la infertilidad masculina. La adopción de hábitos saludables, incluyendo una dieta equilibrada y la práctica moderada de ejercicio, podría ser fundamental para mejorar la fertilidad masculina y, por ende, la salud reproductiva de las parejas.

Bibliografía:

[1]: Nassan, F. L., Chavarro, J. E., & Tanrikut, C. (2018). Diet and men's fertility: does diet affect sperm quality?. Fertility and sterility, 110(4), 570–577. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2018.05.025

 

[2]: Matorras, R., Navarro, A., Ramos, D., Malaina, I., Irazusta, J., Vendrell, A., Fernandez, A., Ferrando, M., & Quintana, F. (2022). Physical activity and sperm quality: influence in sperm donors. Reproductive biology and endocrinology : RB&E, 20(1), 83. https://doi.org/10.1186/s12958-022-00946-x

 

[3]: Jing, J., Peng, Y., Fan, W., Han, S., Peng, Q., Xue, C., Qin, X., Liu, Y., & Ding, Z. (2023). Obesity-induced oxidative stress and mitochondrial dysfunction negatively affect sperm quality. FEBS open bio, 13(4), 763–778. https://doi.org/10.1002/2211-5463.13589

[4] Andersen, E., Juhl, C. R., Kjøller, E. T., Lundgren, J. R., Janus, C., Dehestani, Y., Saupstad, M., Ingerslev, L. R., Duun, O. M., Jensen, S. B. K., Holst, J. J., Stallknecht, B. M., Madsbad, S., Torekov, S. S., & Barrès, R. (2022). Sperm count is increased by diet-induced weight loss and maintained by exercise or GLP-1 analogue treatment: a randomized controlled trial. Human reproduction (Oxford, England), 37(7), 1414–1422. https://doi.org/10.1093/humrep/deac096

[5] Gómez Gutiérrez, A. M., Gómez Ramírez, B. D., & Cardona Maya, W.D. (2020). ¿Tienen los hábitos de vida y de alimentación impacto en la calidad seminal? Revista Urología Colombiana/ Colombian Urology Journal, 29(02), 103-110. https://doi.org/10.1055/s-0039-3402485

DAÑO OXIDATIVO EN EL ESPERMATOZOIDE Y ANTIOXIDANTES EXÓGENOS

Estrella Fernández Jiménez y Azucena Muñoz Rodríguez

Graphical abstract. Causas del estrés oxidativo en el semen y consecuencias sobre los espermatozoides humanos y la fertilidad masculina.

1. ROS Y ESTRÉS OXIDATIVO

La infertilidad afecta al 17.5% de las parejas en edad reproductiva (OMS, 2023) y el factor masculino es la única causa en el 25% de los casos por una disminución de la calidad seminal de origen multifactorial (ambiental, genética, fisiológica, nutricional, etc.) (Auger et al., 2001), principalmente por el estrés oxidativo (30-80% de hombres infértiles) originado por elevadas concentraciones de especies reactivas de oxígeno (ROS) (Ko et al., 2014; Makker et al., 2009).

El oxígeno es un elemento necesario para la supervivencia celular, pero como resultado de los procesos fisiológicos y del metabolismo celular puede dar lugar a la formación de radicales libres de oxígeno (ROS). Su forma primaria es el anión superóxido (O2-), que surge de la adición de un electrón al O2 y puede convertirse en otras ROS como el peróxido de hidrógeno (H2O2), el radical hidroxilo (OH-), y el peroxilo (HO2). La presencia de electrones desapareados permite su interacción con aminoácidos, lípidos y ácidos nucleicos, provocando reacciones en cadena comprometen la vitalidad de la célula (Agarwal et al., 2014).

Se requieren niveles fisiológicos de ROS para el mantenimiento celular debido a su implicación en diversos procesos fisiológicos como son la maduración, hiperactivación y capacitación espermática, así como para la quimiotaxis, la unión a la zona pelúcida, la reacción acrosómica y la fusión entre ovocito y espermatozoide. A nivel testicular, las ROS son intermediarias implicadas en el tono vascular y la regulación génica (De Lamirande et al., 2009; Agarwal et al., 2014). En el semen, los principales productores de ROS son los espermatozoides inmaduros y los leucocitos, especialmente los neutrófilos. Ambas células aumentan su actividad mitocondrial y, adicionalmente, la vía de las NADHP, resultando en la producción de ROS (Nicolich et al., 2013).

En condiciones normales, existe un equilibrio entre la producción de ROS y la maquinaria antioxidante seminal y espermática (Ford et al., 2004). Sin embargo, este sistema puede desequilibrarse a favor de las ROS, ya sea por un aumento en su producción, por una deficiencia en la capacidad antioxidante o por ambas causas, generando un estado de estrés oxidativo presente en más del 80% de los hombres infértiles (Agarwal et al., 2011). Este estrés oxidativo puede generar daño espermático (Sikka et al., 2004) por inducción de peroxidación lipídica, incremento en la fragmentación de ADN (Moustafa et al., 2004), disminución en la movilidad y morfología espermática, y aumento de los fenómenos de apoptosis.

Actualmente, existen métodos comerciales capaces de medir el estrés oxidativo como el Kit Oxisperm, el cual se basa en el uso de un gel que reacciona con el anión superóxido (principal ROS responsable del estrés oxidativo en el semen humano), dando lugar a un precipitado que vira de color rosa a negro a concentraciones crecientes del anión superóxido. Por otra parte, este test sólo debe realizarse en muestras frescas ya que el proceso de criopreservación espermática puede inducir un incremento en los niveles de ROS y modificar el resultado del análisis. (Nicolich et al., 2013).

El aumento de estrés oxidativo espermático puede deberse a causas intrínsecas o extrínsecas (Cocuzza et al., 2007). Entre las causas intrínsecas se encuentran fallos en la espermatogénesis como la remodelación de la membrana del espermatozoide, las anomalías en la unión cabeza-cola, el desarrollo incompleto del acrosoma o las alteraciones en el citoesqueleto del espermatozoide (Sharma et al., 1996; Kothari et al., 2010). A nivel testicular existen diversas etiologías que aumentan la concentración de ROS por influjo de leucocitos como infecciones e inflamaciones genitourinarias o por aumento de la temperatura testicular y escrotal como en el varicocele (presente en el 30% de los hombres infértiles), la criptorquidia, la torsión testicular y su reparación. Por otra parte, la edad del hombre es un factor importante a tener en cuenta por su implicación en la producción y acumulación de ROS y por la asociada disminución de la esteroidogénesis y de la capacidad tamponadora de las células de Leydig (Cao et al., 2004).

De forma extrínseca al organismo, existen factores medioambientales que pueden provocar un aumento en los niveles de ROS y estrés oxidativo y alterar la espermatogénesis (Agarwal et al., 2003). Entre estos factores se encuentran la quimioterapia, la radiación ionizante y la exposición a toxinas y contaminantes como el metoxietanol presente en pinturas, líquidos de freno y otros químicos industriales (Syed et al., 1998), el tolueno presente en disolventes (Homma-Takeda et al., 2002), metales pesados como el cadmio (Koizumi et al., 1992) o el plomo (Hsu et al., 1997), las toxinas generadas al fumar cigarrillos (Mattison et al., 1982). Asimismo, estudios recientes (He et al., 2023) han demostrado que la toxina T-2 o micotoxina, producida por hongos y omnipresente en los cultivos agrícolas, alteraba significativamente la morfología de los testículos y de los espermatozoides en ratón y disminuía el nivel de testosterona y la concentración espermática. La ferroptosis inducida por la toxina T-2 podría ser mitigada eficazmente mediante la administración del inhibidor de la ferroptosis liproxstatina-1 o el antioxidante resveratrol, que proporciona un posible efecto terapéutico para el deterioro testicular.

Como se dijo anteriormente, el estrés oxidativo afecta a la espermatogénesis y a la funcionalidad espermática. En consecuencia, se alteran todos los parámetros del análisis seminal, incluyendo la concentración espermática (Agarwal et al., 2014), la movilidad y morfología (Aziz et al., 2004), la apoptosis celular (Agarwal et al., 2005) y la fragmentación del ADN espermático, lo que resulta en una disminución de la capacidad fecundante y peor desarrollo embrionario, con mayores tasas de aborto espontáneo y de recién nacidos enfermos por anomalías genéticas. Este efecto negativo se debe en gran parte a la alta susceptibilidad de las membranas espermáticas a la peroxidación por ROS por su elevada concentración de lípidos poliinsaturados El aumento de la peroxidación de fosfolípidos de membrana (Griveau et al. 1995) se traduce en la pérdida de integridad y fluidez de la misma, aumentando su permeabilidad y afectando a la movilidad espermática. Por otra parte, el estrés oxidativo aumenta la apoptosis en espermatozoides maduros, resultando en oligozoospermia (Gandini et al., 2000).

Todos estos efectos negativos sobre el espermatozoide pueden afectar a los resultados de las técnicas de reproducción asistida (TRA) (Agarwal et al., 2012)

2. ANTIOXIDANTES

Un antioxidante es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras moléculas evitando la generación de ROS y el daño celular. En un eyaculado se encuentran antioxidantes en el plasma seminal y, en menor medida, en los espermatozoides debido a su escaso contenido citoplasmático. Los antioxidantes provienen de dos vías, fisiológica y exógena.

Los antioxidantes endógenos que se encuentran en el semen se clasifican en enzimáticos (catalasa, glutatión peroxidasa y superóxido dismutasa) y no enzimáticos (carnitina, carotenoides, glutatión, urato y vitaminas C y E).

Los antioxidantes enzimáticos actúan a nivel de metabolismo directo de ROS, de la síntesis y reducción del glutatión, ciclos redox de tiol y activación de la expresión de algunas de estas enzimas (Drummond et al., 2000; Yu et al., 2015). La mayoría están reguladas por el factor de transcripción nuclear NRF2 mediante el elemento de respuesta antioxidante (ARE) localizado en los promotores de los principales genes del sistema antioxidante en semen. En condiciones normales, NRF2 se une a la proteína KEAP1 identificativa para la degradación. El estrés oxidativo disocia esta unión, permitiendo la translocación de NRF2 al núcleo y su unión a los ARE, que activa la expresión de genes que codifican para enzimas antioxidantes. Entre las enzimas del sistema antioxidante endógeno del semen que están bajo regulación de NRF2 se encuentra el conjunto de formas de la superóxido dismutasa (SOD), que cataliza la dismutación del radical superóxido a peróxido de hidrógeno fundamentalmente en el epidídimo, protegiendo de daños provocados por un exceso de O2 y aumentando los niveles de H2O2 en la eyaculación que estimula la cascada de reacciones de hiperactivación y capacitación del espermatozoide (Lifeng et al., 2014). La catalasa (CAT) cataliza la descomposición del peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua en la mayoría de tejidos del tracto genital masculino, resultando esencial ante concentraciones elevadas de H2O2. La óxido nítrico sintasa (NOS) transforma la L-arginina en óxido nítrico (NO), que está relacionado con la función eréctil, la movilidad espermática y la reacción acrosómica, y actúa como antioxidante al evitar la peroxidación de lípidos de membrana (Drummond et al., 2000). La glutatión S-transferasa (GST) inactiva los agentes quimioterapéuticos productores de ROS. Otras enzimas que neutralizan las ROS son las peroxiredoxinas (PRX) y las tiorredoxinas (TRX), moduladas por la glutatión peroxidasa (GPX). Entre el conjunto de moléculas antioxidantes no-enzimáticas del semen se encuentran la vitamina E, la vitamina C, la coenzima Q10, la L-carnitina y la melatonina.

Por otra parte, los antioxidantes exógenos se obtienen a través de la ingesta de alimentos (frutas, verduras, frutos secos) o de suplementos nutricionales (suplementos vitamínicos, minerales o plantas medicinales), pudiendo mejorar la calidad seminal (Bermejo et al., 2014).

Entre las principales moléculas estudiadas se encuentran los ácidos grasos Omega 3 como el ácido linolénico (AL), el ácido eicosapentanoico (EPA) y el ácido docosahexanoico (DHA), constituyentes de membranas celulares e indispensables en la capacidad fecundante de los espermatozoides. Safarinejad et al. (2011) evaluaron el efecto de la suplementación con ácidos grasos omega 3 (EPA+DHA) sobre la calidad seminal de pacientes oligoastenoteratozoospérmicos (OAT) y sobre la capacidad antioxidante del plasma seminal, mostrando una mejora significativa en la concentración, movilidad y morfología espermática, así como una mejora en la capacidad antioxidante evaluada mediante la cuantificación de niveles de SOD y CAT. Adicionalmente, Comhaire et al. (2000) evaluaron el efecto de la administración conjunta de antioxidantes (N-acetilcisteína o vitaminas A y E) con ácidos grasos esenciales (DHA + ácido gamma linolénico + ácido araquidónico) durante un periodo de 6 meses, que mejoraba la concentración espermática en pacientes oligozoospérmicos, pero no mejoraba su movilidad ni su morfología espermática.

Por otro lado, se estudia el efecto antioxidante de múltiples vitaminas. La Vitamina C o ácido ascórbico es el principal antioxidante presente en el plasma seminal con valores 10 veces superiores a los del plasma sanguíneo (Lewis et al., 1997). Dawson et al. (1997) administraron vitamina C a pacientes fumadores y observaron una mejora de su concentración, morfología y vitalidad espermáticas. Esta mejora de movilidad y morfología espermática coincide con la observada por Cyrus et al. (2015) al administrar Vitamina C durante tres meses a pacientes tras varicocelectomía. La vitamina E in vitro reduce la peroxidación lipídica, protege a los espermatozoides de una disminución en su movilidad (Askari et al.) y disminuye la producción de H2O2 y la fragmentación de ADN. Su administración prolongada mejoraba la movilidad espermática y disminuía los niveles de malonaldehído (marcador de peroxidación) en pacientes astenozoospérmicos (Suleiman et al., 1996). De acuerdo a Suleiman et al. (1996), la administración combinada de estas dos vitaminas durante dos meses en pacientes infértiles mejoraba la concentración espermática y disminuía la fragmentación del ADN. La administración de zinc, ya presente en el plasma seminal, mejora la concentración, la movilidad progresiva y la capacidad fecundante de los espermatozoides en pacientes astenozoospérmicos (Omu et al., 1998). Las vitaminas A, C y D potencian este efecto (Omu et al., 2008) y la acción antioxidante del selenio (Scott et al., 1998).

En la maduración espermática, un antioxidante implicado es la L-carnitina, cuya concentración se correlaciona con la concentración espermática, el porcentaje de espermatozoides con movilidad progresiva y el porcentaje de espermatozoides con morfología normal (Agarwall et al., 2004). Además, en combinación con L-arginina y ginseng durante tres meses, Morgante et al. (2010) observaron una mejora mayor de la movilidad espermática. Por otro lado, la coenzima Q10 posee propiedades antioxidantes por su implicación en la cadena transportadora de electrones, y su administración a diferentes concentraciones y durante diferentes periodos de administración parece incrementar la movilidad y concentración espermática (Balercia et al., 2009; Safarinejad et al., 2009). Finalmente, se han asociado niveles bajos de ácido fólico en el plasma seminal con mayores índices de fragmentación de ADN espermático por su implicación en la síntesis de ADN y ARN (Boxmeer et al., 2009). Su administración aislada no ha sido estudiada, pero en combinación con zinc durante 26 semanas aumentaba la concentración espermática (Ebisch et al., 2006), y en pacientes astenozoospérmicos tras una varicocelectomía mejoraba la calidad seminal (Azizollahi et al., 2013).

Además, se sigue analizando el efecto antioxidante de la administración de diferentes combinaciones de estas moléculas y su influencia sobre la calidad seminal. Algunos de estos ensayos quedan reflejados en la Tabla 1. 

Tabla 1. Resumen de resultados de distintos ensayos clínicos con antioxidantes (Martínez et al., 2017).

3. CONCLUSIÓN   

En conclusión, teniendo en cuenta las consecuencias del estrés oxidativo en la función espermática y en las TRA, éste debería ser analizado de manera más rutinaria en las muestras seminales para clasificar correctamente la causa de infertilidad de los pacientes. De este modo, podría mejorarse la calidad espermática con suplementos nutricionales para, finalmente, aumentar las posibilidades de éxito de las TRA.

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