¿Cómo afecta el trabajo con pesticidas a la calidad seminal?

La presencia de sustancias tóxicas en el ambiente puede provocar alteraciones en el desarrollo de aquellos que se encuentren en contacto con estas. Estas sustancias actúan como disruptores endocrinos, es decir, sustancias químicas que se comportan como agonistas o antagonistas de ciertas hormonas produciendo una alteración en el equilibrio del sistema endocrino (Paparella et al., 2017). En concreto, es habitual que dichos componentes simulen la función de las hormonas sexuales alterando el eje endocrino reproductor. Además, son sustancias bioacumulables y su efecto es proporcional a la forma y tiempo de exposición, por lo que hay que conocer su peligrosidad y su mecanismo de acción.

Son considerados disruptores endocrinos: pesticidas y plaguicidas, bisfenoles, ftalatos, dioxinas y furanos, entre otros.

Los pesticidas son sustancias o mezcla de sustancias usadas para eliminar, reducir, disminuir o alterar cualquier organismo nocivo (Parlak & Çolakoğlu, 2023). Se clasifican en: insecticidas, fungicidas y herbicidas. Los hombres, al ser personas que se exponen a estos en mayor medida que las mujeres, están altamente sometidos a los efectos perjudiciales que pueden suponer (Parlak & Çolakoğlu, 2023).

Dentro de los plaguicidas podemos encontrar muchos ejemplos como los herbicidas fenoxi, los pesticidas organofosforados, carbomatos, pesticidas organoclorados y piretrinas, entre muchos otros (Paparella et al., 2017). 

Para observar la calidad seminal de un hombre se realiza un seminograma. En esta prueba se analizan tanto valores macroscópicos como volumen, color, pH, licuefacción... como valores microscópicos como pueden ser la movilidad espermática, morfología, vitalidad o concentración (Martínez Moro & Barranquero Gómez, 2021). Utilizando los valores de referencia de la Organización Mundial de la Salud (OMS), se pueden observar aquellos casos que tienen una calidad seminal reducida y que, en caso de buscar embarazo, sería algo más dificultoso. 

Organoclorados

Los pesticidas organoclorados son compuestos que tienen unidos covalentemente entre uno y diez átomos de cloro. Estas sustancias son liposolubles, bioacumulables y persisten durante mucho tiempo en el ambiente.  Se pueden introducir en el cuerpo por ingestión, inhalación o por contacto con la piel, aunque la ingestión produce efectos más rápido que las demás. Estos compuestos actúan como antiandrógenos en el hombre, es decir, disminuyen el nivel de testosterona en sangre y, además, alteran la síntesis y maduración de los espermatozoides (Paparella et al., 2017). Los espermatozoides producidos son de peor calidad en lo que se refiere a motilidad y morfología.  Se ha demostrado que los organoclorados permiten una entrada masiva de iones de calcio en las células germinales con la consiguiente reducción del potencial de membrana mitocondrial (Giulioni et al., 2022).

Uno de estos compuestos es el DDT (diclorodifeniltricloroetano) (Figura 1), compuesto muy famoso por su uso en las últimas décadas y el más persistente en el ambiente de este grupo. En distintos estudios se ha comprobado que, tras estudiar el seminograma de hombresexpuestas a él, disminuye la concentración espermática, aumenta el número de anormalidades morfológicas y aumenta la concentración de células germinales en el eyaculado (Paparella et al., 2017). 

Figura 1. Fórmula química del DDT

También se ha estudiado en profundidad los efectos del DBCP (dibromo cloropropano). Este es un pesticida cuyo uso está prohibido por ser peligroso para la salud humana, pero además se ha encontrado que su presencia está relacionada con una mayor incidencia de oligozoospermia y azoospermia (Paparella et al., 2017). También existe relación entre la exposición a estos compuestos y la aparición de tumores en las células germinales (Paparella et al., 2017). 

Organofosforados

Los pesticidas organofosforados son compuestos ésteres del ácido fólico y derivados de estos como dietilfosfato, dimetilfosfato (Figura 2) y dietiltiofosfato. Son menos persistentes en el ambiente que los organoclorados, pero su grado de toxicidad es mucho más alto. De forma similar, se introducen en la piel por ingestión, inhalación y contacto con la piel.

Figura 2. Fórmula química del dimetilfosfato

Se ha observado que dañan tanto las células de Sertoli como las de Leydig, disminuyendo los niveles de testosterona en sangre y disminuyendo la calidad seminal. En varios estudios se ha demostrado que, a mayor concentración de estos pesticidas en la orina, menor calidad seminal se encuentra. En el seminograma se encontró una disminución del volumen seminal, menor concentración y movilidad espermática (p = 0,001) y un aumento del porcentaje de alteraciones morfológicas (p = 0,002) (Ellis et al., 2023; Paparella et al., 2017). Se ha visto que contribuyen a la fragmentación del ADN en ratones (Giulioni et al., 2022).

También se estudió el efecto del gliofosfato que se vio que altera la función del testículo si se exponían a una concentración de 0,5% durante 8 días. Si la concentración a la que se estaba expuesto era menor, era necesario un mayor tiempo de exposición y las alteraciones se manifestaban a largo plazo (Paparella et al., 2017). 

Piretroides 

Son compuestos que se utilizan como insecticidas para el control parasitario. Como los otros grupos anteriores se puede ingerir, inhalar o penetrar por la piel. Además, se ha visto que estos compuestos son capaces de traspasar la barrera placentaria afectando al desarrollo fetal (Martins et al., 2023). 

En varios estudios han podido relacionar la presencia de plaguicidas en la orina fetal y la aparición del síndrome de disgenesia testicular (desarrollo indeterminado de las gónadas produciendo fenotipos intermedios entre femenino y masculino), criptorquidias (testículo/s no desplazados hacia el escroto desde el abdomen) e hipospadias (conducto uretral no ubicado en la punta del pene) (Martins et al., 2023).  

En este grupo se encuentra la ciflutrina que actúa en el sistema endocrino-reproductor como antiandrógeno, es decir, disminuye el efecto de los andrógenos y, por tanto, reduce el nivel de testosterona en sangre (Parlak & Çolakoğlu, 2023). Se pudo observar tras un estudio con ratones como se producía una disminución en la movilidad y concentración espermática respecto al grupo control (p < 0,01), aumento de anomalías de cabeza (p < 0,05) y de cola (p < 0,01). Además, también afectaba al epitelio de los túbulos seminíferos provocando degeneración y atrofia y arresto de las células germinales espermáticas en distintas fases de división, impidiendo la correcta formación de espermatozoides (Parlak & Çolakoğlu, 2023). 

A su vez se ha demostrado su papel en el daño del ADN, puede producir alteraciones en la morfología del núcleo, en la condensación de la cromatina y en la disposición de los microtúbulos citoplasmáticos (Giulioni et al., 2022)

Otros

Existen otros compuestos que pueden afectar a la calidad seminal. Los fungicidas pueden afectar a la motilidad espermática (Ozenci et al., 2012) mientras que  los herbicidas influyen negativamente en la calidad espermática (Swan et al., 2003). En cambio, no se ha visto relación entre los carbamatos y los parámetros seminales pero, si se ha visto que puede influir en la disomía del cromosoma 18 y los cromosomas X/Y (Xia et al., 2005). Sin embargo, los resultados no son concluyentes debido a la falta de estudios en los que se incluyan estos compuestos y a la contrariedad de los resultados. 

Conclusión

En conclusión, está demostrado que la exposición a agentes químicos como los pesticidas puede tener efectos adversos en la calidad seminal. Se asocian con una disminución en la movilidad y concentración, así como  alteraciones en la morfología de los espermatozoides. Además, pueden producir alteraciones en el ADN. Es importante seguir investigando las consecuencias de estos químicos para que se pueda regular su uso de manera adecuada.

Bibliografía

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¿Pueden los pesticidas acabar con los espermatozoides?

Los pesticidas o plaguicidas son todas aquellas sustancias que utilizamos para prevenir o acabar con plagas, generalmente de insectos, hongos, malas hierbas u otros animales. Hoy en día su uso está muy extendido en el mundo de la agricultura, de cara a mejorar la producción y almacenamiento de alimentos. Pero, ¿qué relación tienen estas sustancias, diseñadas para acabar generalmente con pequeños animales, y con la salud humana? En este artículo vamos a explicar los posibles efectos que la exposición directa o indirecta a estos pesticidas puede producir sobre la calidad seminal en hombres.

La exposición a pesticidas puede producirse por ingestión, inhalación, por contacto directo por la piel o incluso a través de la placenta, en el caso de mujeres embarazadas. Por esto mismo, el momento de aparición de los síntomas o de las consecuencias de esta exposición no es el mismo en todas las personas, pudiendo ocurrir que la persona expuesta no sufra ningún problema, pero sí sus hijos en el futuro. Por lo general, se pueden distinguir tres tipos de exposición: ocupacional, es la exposición más frecuente y se da en aquellas personas que trabajan diariamente con pesticidas, ambiental, en aquellas personas que viven cerca de zonas de cultivo donde se utilicen estos productos, y exposición a través de la dieta.

El principal problema lo encontramos con la forma en la que estas sustancias actúan sobre nuestro organismo. Una vez han entrado en contacto, se comportan como equivalentes a nuestras hormonas, lo que produce que el funcionamiento normal, perfectamente regulado por nuestro propio cuerpo, se vea alterado. Esto se conoce como disrupción endocrina. Dentro de nuestro organismo, el sistema reproductor es particularmente sensible a alteraciones hormonales. La exposición a disruptores endocrinos puede generar problemas ya en la edad adulta, pero es especialmente peligrosa si se produce en el feto, en la infancia o en la pubertad, ya que en estas etapas somos más sensibles a cambios a nivel hormonal.

La formación de los gametos masculinos, los espermatozoides, es un proceso muy regulado hormonalmente, producido en los testículos. Se denomina espermatogénesis. Tarda aproximadamente tres meses en completarse, y es necesario que la temperatura se mantenga entre 2 y 4ºC por debajo de la temperatura corporal. Los pesticidas actúan a este nivel, alterando la formación y maduración de los espermatozoides.

Los pesticidas afectan al sistema endocrino disminuyendo los niveles de testosterona. Esto es debido a que causan daños en las células de Leydig, Sertoli y en los túbulos seminíferos. Las células de Leydig producen testosterona, las células de Sertoli proporcionan soporte nutricional y estructural a los espermatozoides, y los túbulos seminíferos son los sitios donde se lleva a cabo la espermatogénesis. Por lo tanto, un daño en cualquiera de estas células conlleva a una baja calidad seminal. 

Figura 1. Resumen de los daños que provocan los pesticidas. Imagen obtenida de Martínez & Barranquero., 2021

Para analizar la calidad del semen, se realiza un seminograma. Se trata de una evaluación realizada en el laboratorio, que consiste en una serie de pruebas que permiten estudiar tanto las características generales como detalles más concretos, a nivel de espermatozoide. Nos da información sobre la concentración, la movilidad o la morfología de los espermatozoides, y a partir de la misma, se puede realizar un diagnóstico. Para determinar el efecto de los pesticidas, uno de los métodos más rápidos y que nos aporta mayor información sobre la calidad seminal es comparar seminogramas realizados a personas expuestas a distintos pesticidas con los valores de referencia de un varón sano.

Mediante estos análisis se ha encontrado que la concentración, es decir, el número de espermatozoides por cada mililitro de semen, se ve reducido en el caso de agricultores con una exposición ocupacional a los pesticidas. Además, no solo se reduce el número total, sino que también se ha visto que disminuye el porcentaje de espermatozoides vivos. Por otra parte, en algunos estudios se ha visto que el volumen total de semen se ve disminuido. Esto parece indicar que los pesticidas no afectan solo a la espermatogénesis, sino que también se ven dañadas las glándulas que participan en la formación del semen, concretamente la próstata y las vesículas seminales.

En el caso de la movilidad de los espermatozoides, nos encontramos con pesticidas concretos, como el fenvalerato, que sí que disminuyen la capacidad de movimiento de los mismos, necesaria para que alcancen el óvulo dentro del aparato reproductor de la mujer y se produzca la fecundación.

Los pesticidas no solo afectan a parámetros externos como los citados anteriormente, sino que, también afectan a elementos de la estructura interna como el ADN o los microtúbulos citoplasmáticos (los microtúbulos son los principales componentes del citoesqueleto de las células eucariotas. Están hechos de proteínas llamadas tubulinas, que forman un tubo hueco, son los responsables de dar forma a la célula). Se ha demostrado que algunos compuestos concretos como, por ejemplo,  los piretroides o los organoclorados pueden provocar fragmentación de ADN, alteraciones cromosómicas, en la cromatina o en el núcleo.

La alteración de cualquiera de los parámetros citados (recuento espermático, concentración, movilidad…) influye en la fertilidad del individuo, pudiendo tener problemas para concebir e incluso provocar esterilidad. Los daños en el ADN pueden provocar además pérdidas tempranas de embarazo, embriones de baja calidad, malformaciones congénitas…

En conclusión, está demostrado que la exposición a agentes químicos como los pesticidas puede tener efectos adversos en la calidad seminal. Se asocian con una disminución en la movilidad y concentración, así como  alteraciones en la morfología de los espermatozoides. Además, pueden producir alteraciones en el ADN. Es importante seguir investigando las consecuencias de estos químicos para que se pueda regular su uso de manera adecuada.

Bibliografía

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MICROORGANISMOS ¿AMIGOS O ENEMIGOS DEL ESPERMATOZOIDE?

Por Mara Andrades, David Antelo, Carmen Díez, Elena López

Como es sabido, en nuestro cuerpo conviven gran variedad de microorganismos, como bacterias, levaduras o virus; denominados comúnmente como “microbiota” o “el órgano oculto”. La composición de la microbiota varía en las diferentes partes del cuerpo, así como las funciones que desempeñan (Hou et al., 2022).

Posiblemente, la microbiota más conocida es la intestinal. Estos microorganismos llevan a cabo funciones como la fermentación de alimentos o protección frente a agentes perjudiciales (Hou et al., 2022). Sin embargo, también es muy importante en otros aspectos, como el aparato reproductor o la calidad seminal (Gomes et al., 2023).

En el aparato genital masculino conviven numerosas especies bacterianas, distribuidas por las diferentes partes en las que se divide el mismo; en la siguiente figura (Fig. 1) se pueden observar los principales grupos bacterianos presentes.

Figura 1. Principales grupos bacterianos en el aparato reproductor masculino (Mod. Zuber et al., 2023). 

Otro concepto importante conocido por todos es la infertilidad. Según la RAE, se refiere a la ausencia de fertilidad o la incapacidad o dificultad para tener hijos vivos. Aproximadamente el 50% de los casos de infertilidad en la pareja están relacionados con el hombre; concretamente con factores congénitos, enfermedades autoinmunes, hábitos de vida o infecciones, entre otros (Gomes et al., 2023). 

Pero ¿tendrá que ver una “mala” microbiota con una mala calidad seminal? o, incluso más importante, ¿influirá en la fertilidad del hombre?

El semen es un fluido espeso y de color blanquecino. En él se encuentran los espermatozoides y diferentes secreciones, producidas por las glándulas accesorias del aparato genital masculino, que estabilizan a los espermatozoides. En el semen de hombres sanos, además de proteínas, lípidos y otras sustancias, se encuentran microorganismos como Lactobacillus y Prevotella en bajas cantidades (Altmäe et al., 2019). 

Además, una alteración en las glándulas accesorias por la presencia de bacterias puede cambiar la composición del semen. Esto crea un entorno hostil que dificulta la función correcta de los espermatozoides (Zuber et al., 2023). Por lo que, respondiendo a la primera pregunta, la microbiota sí puede influir en la función de los espermatozoides y, por tanto, en la calidad del semen.

Una mala calidad espermática puede estar relacionada con un bajo número de espermatozoides, alteraciones en su forma normal, pH alterado, viscosidad elevada, mortalidad, etc. Numerosos estudios se han centrado en estudiar las bacterias presentes en el semen para relacionarlas con su efecto en la fertilidad masculina. En la Figura 2 se pueden observar las bacterias presentes en diferentes muestras de semen (Zuber et al., 2023).

Figura 2. Correlación entre la calidad del semen y su microbiota (Mod. Zuber et al., 2023).

Sin embargo, aunque exista una relación entre la calidad seminal y la microbiota, las posibles diferencias que se encuentran entre los hombres fértiles e infértiles parecen no estar relacionadas directamente con la presencia de microorganismos (Tomaiuolo et al., 2020). Es decir, todavía no se conoce qué bacterias en específico están relacionadas con la infertilidad, quedando la segunda pregunta por responder.

Por otro lado, ¿sabías que existe un intercambio de microorganismos entre el aparato reproductor masculino y femenino durante el acto sexual? ¿Qué consecuencias tiene este intercambio?

Las relaciones sexuales sin protección provocan un intercambio bacteriano entre la pareja. Además, pueden afectar a la composición de la microbiota de ambos aparatos reproductivos. Esto conlleva a una situación de disbiosis, es decir, una alteración de la microbiota, que podría alterar la formación de espermatozoides (Venneri et al., 2022).

Figura 3. Intercambio de la microbiota genital entre la pareja durante las relaciones sexuales (Elaboración propia).

Algunas bacterias genitales tienen efectos probióticos favorables, aunque se desconoce si son beneficiosas para la fecundación. Esto depende de la cantidad de bacterias que se encuentren presentes en el tracto genital (Venneri et al., 2022). 

El punto clave está en que las concentraciones de las bacterias son diferentes entre el tracto genital femenino y el masculino, es decir, entre la mucosa vaginal y el líquido seminal. Esto llevaría a un desequilibrio tras mantener relaciones sexuales sin preservativo. Tras el intercambio de los fluidos genitales, se da lugar a una posible desestabilización que podría influir de manera sutil sobre la fertilidad (Venneri et al., 2022).

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Por otro lado, existe una menor diversidad bacteriana en la microbiota seminal de hombres jóvenes sin experiencia sexual, con respecto a hombres de la misma edad con experiencia. Algunos estudios encontraron bacterias propias de una infección vaginal (vaginosis) en muestras de semen con signos de infección. Esta situación se observó especialmente en aquellas personas con múltiples parejas sexuales y con relaciones sexuales frecuentes (Venneri et al., 2022).  

Un ejemplo del efecto de la microbiota femenina sobre la fertilidad masculina es el caso de Lactobacillus. Esta es una bacteria que abunda en el tracto genital de las mujeres sanas. Sin embargo, presenta efectos negativos sobre el eyaculado, donde su concentración debe ser mucho menor. 

El aumento de Lactobacillus en el hombre después del acto sexual provoca un deterioro del esperma. Esto afecta especialmente a espermatozoides con formas alteradas y baja movilidad, sobre los cuales provoca una aglutinación (Zhang et al., 2021). Es decir, los espermatozoides se pegan a estas bacterias adherentes perdiendo su capacidad normal de movimiento y disminuyendo la fertilidad.

Por lo tanto, respondiendo a la pregunta, el intercambio de bacterias durante las relaciones sexuales sí que tiene consecuencias y puede alterar la fertilidad del varón.

La microbiota del semen puede afectar a los espermatozoides, pero ¿puede la flora intestinal afectar a la capacidad reproductora?

No solo la microbiota genital influye sobre la calidad del semen, sino que existe un intercambio también con la microbiota intestinal. La microbiota intestinal supone uno de los principales reguladores de la producción de andrógenos. Los andrógenos son las hormonas masculinas que controlan la formación de espermatozoides a través de un sistema complejo en el torrente sanguíneo (Li et al., 2022).

                                                

Figura 4. Posible efecto de la microbiota intestinal sobre la síntesis de hormonas y formación de espermatozoides (Elaboración propia).

La microbiota intestinal protege frente a factores ambientales y transmite señales del entorno desde el intestino a otras partes del cuerpo. Se ha visto que hay enfermedades más comunes y una composición bacteriana diferente en función del sexo. Esto se ha relacionado con el papel de las hormonas sexuales masculinas para regular el ambiente intestinal y su microbiota. Además, la microbiota intestinal regula la producción de estas hormonas e incluso la producción de espermatozoides. Es decir, se ha demostrado una comunicación muy estrecha entre la microbiota intestinal y los andrógenos (Li et al., 2022).

Así, aunque las investigaciones aún se encuentran en desarrollo, el progreso en este área supone un avance prometedor. El conocimiento de la microbiota y su relación con la formación de espermatozoides y hormonas masculinas nos permitirá conocer un poco más las causas de infertilidad masculina hasta ahora desconocidas (Li et al., 2022).

En definitiva, el descubrimiento de poblaciones bacterianas presentes en el aparato reproductor masculino ha supuesto una gran revolución en el mundo de la reproducción humana. Hasta ahora, el estudio de la calidad seminal y la infertilidad en el hombre se centra en análisis básicos del semen. En ellos se estudian parámetros como la concentración de espermatozoides en el eyaculado, la forma de estos o su capacidad de movimiento.

Conociendo la presencia de bacterias en el semen, se puede correlacionar la cantidad de ciertos grupos bacterianos con diferentes diagnósticos. Todavía no se conoce mucho acerca de las consecuencias que tiene la presencia de grupos concretos de bacterias. Aunque parece ser que hay una clara relación entre Lactobacillus y buena calidad del semen, y Prevotella con una mala calidad. Aún queda por saber si la microbiota puede utilizarse para diagnosticar infertilidad en el hombre.

BIBLIOGRAFÍA

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Zuber, A., Peric, A., Pluchino, N., Baud, D., & Stojanov, M. (2023). Human Male Genital Tract Microbiota. International Journal of Molecular Sciences, 24(8), 6939. https://doi.org/10.3390/ijms24086939