¿Existe la menopausia masculina?

            La respuesta es sí. La menopausia masculina, andropausia o viripausia es un proceso caracterizado por la disminución de las capacidades reproductivas del hombre conforme a su edad. Un autor, conocido con el nombre de A. Werner definió hace más de 60 años el término climaterio masculino describiéndolo como “un conjunto de síntomas que incluye síntomas psicológicos (depresión, insomnio, pérdida de memoria y concentración), físicos (fatiga) y sexuales”1

Antonio, J. et al. Experiencia en el área sanitaria 14
de la agencia valenciana de salud. 2008;61(6):705-710 

       Son bien conocidos los efectos negativos  que presenta la edad avanzada de la mujer sobre la fertilidad, éxito reproductivo y salud de los hijos. Sin embargo, la influencia de la edad masculina sobre la fertilidad de la pareja ha sido descuidada en gran medida.

Numerosos estudios demuestran que la edad masculina disminuye la calidad espermática, fundamentalmente a partir de la década de los 45-50. Sin embargo, la cifra puede aún bajar más ya que hemos encontrado estudios recientes que reflejan que hombres a partir de los 35 años de edad tienen una menor tasa de concepción partiendo ya de la base de que se estaríamos hablando de varones sanos y con unas características seminales en condiciones de normalidad. 

¿Influye la edad paterna a la hora de concebir un hijo?

Se ha demostrado que la calidad espermática está relacionada con la tasa de éxito en el embarazo. Asimismo, la calidad del ADN del espermatozoide, podría afectar en el desarrollo y salud de la descendencia, de esta manera, estudios demuestran que la edad masculina contribuye negativamente al desarrollo normal de la gestación, complicaciones obstétricas, abortos espontáneos y mayor número de trastornos en los futuros hijos,  tales como: 

• Mayor riesgo de enfermedades de salud mental infantil: esquizofrenia y autismo están relacionadas con una elevada edad paterna .Se dice que el riesgo aumenta un 22% por cada año del padre.

• Capacidades cognitivas: concentración, comprensión y alteraciones de memoria están disminuidas en niños de padres con edad avanzada. Un dato curioso que captó nuestra atención en relación con este estudio ha sido la edad materna, puesto que  en madres  de mayor edad,  se daba menos este fenómeno.

•  Anomalías cromosómicas tipo Síndrome de Down y Síndrome de Klinefelter

• Enanismo acondroplásico y las denominadas enfermedades raras también son observadas con mayor frecuencia  niños de  padres añosos.  

          

¿El aumento de la esperanza y la calidad de vida nos mantienen eternamente jóvenes?

  

La falsa ilusión de ser eternamente jóvenes parece ser interrumpida por la alarma del reloj biológico, a la cual hay que prestar atención cuando suena, pues, las referencias bibliográficas demuestran cada vez más que la edad del varón está íntimamente relacionada con la disminución en calidad, cantidad y cualidad de los espermatozoides. 

Resumen de la vida sexual del espermatozoide

(Representación cómica de la andropausia (Aida Fanjul, Laura García A, Carla García F)

(Representación cómica de la andropausia (Aida Fanjul, Laura García A, Carla García F)

Bibliografía

1. Antonio, J., Ivorra, C., Pedro, V., et al. "Relación entre la edad del varón y la calidad del estudio seminal. Experiencia en el área sanitaria 14 de la agencia valenciana de la salud". Arch Esp Urol Andrología. 2008;61(6):705-710.

2. Carballo, E., Roque, A., Durán-Monterrosas, L.A., Kably Ambe, A. 2013. “El Valor de La Edad Paterna En Los Resultados de Inseminación Intrauterina.” Ginecol Obstet Mex 81(6):329–33.

3. Chávez, J., Yarleque, J., Avalos, E., Barrientos-Marka, R., García, A. 2012. “Relación Entre Calidad Del Semen Y Edad.” Rev Med Hered 23(3).

4. Esparza Olcina, M. J. 2009. “La Edad Materna Y Paterna Avanzada, Posibles Factores de Riesgo Para El Autismo.” EVP. 5:5–7.

5. Frattarelli, J.L., Miller, K.A., Miller, B.T., Elkind-Hirson, K., Scott, R. T. 2008. “Male Age Negatively Impacts Embryo Development and Reproductive Outcome in Donor Oocyte Assited Reproductive Technology Cycles.” Fertil.Steril. 90:97–103.

6. Grether, J.K., Anderson, M.C., Croen, L.A., Smith, D., Windham, G. C. 2009. “Risk of Autism and Increasing Maternal and Paternal Age in a Large North American Population.” Am J Epidemiol. 170(9):1118–26.

7. Humm, K.C., Sakkas, D. 2013. “Role of Increased Male Age in IVF and Egg Donation: Is Sperm DN Fragmentation Responsible?” Fertil. Steril. 99:30–36.

8. Malaspina D, Harlap S, Fennig S, et al. "Advancing paternal age and the risk of schizophrenia". Arch Gen Psychiatry 2001; 58: 361-7.

9. Molina, R. I., Martini, A.C., Tissera, A., Olmedo, J., Senestrari, D. 2010. “Envejecimiento Y Calidad Seminal: Un Análisis de 9168 Casos En Córdoba. Argentina.” Arch. Esp. Urol. 63(3):214–22.

10. Morales, R., Lledó, B., Ortiz, J.A., Rodríguez-Arnedo, D., Fabregat, A., Bernabeu, R. 2007. “Fragmentación Del ADN Espermático Y Su Implicación En La Fertilidad.” Rev. Ibe. Fert. 24(5):305–13.

11. Saha, S., Barnett, A.G., Foldi, C., Burne, TH., Eyles, D.W., Buka, S.L., McGrath, J. J. 2009. “Advanced Paternal Age Is Associated with Impaired Neurocognitive Outcomes during Infancy and Childhood.” PLoS Med. 6(3).

12. ¹Werner, A. The male climateric. JAMA. 1939;112:1441-1443.

Referencias en la web:

1. DocCheck News. http://news.doccheck.com/es/.

2. Instituto Marqués. http://www.institutomarques.com/

Autoras

Fanjul Argüelles, Aida 

García Alonso, Laura

García Fernández, Carla

Máster en Biología y Teconología de la Reproducción. Universidad de Oviedo. Curso 2015-2016

Climaterio masculino: Influencia del envejecimiento del varón en la calidad espermática

             El término climaterio masculino fue descrito por Werner hace más de 60 años como “complejo conjunto de síntomas que engloba síntomas psicológicos (depresión, insomnio y pérdida de memoria y concentración), físicos (fatiga) y sexuales (menor vigor sexual)” 1

            El inicio de la andropausia no viene marcado por ningún evento particular, algo que sí ocurre con la menopausia, que se identifica claramente con la pérdida de la menstruación. Esto supone que resulte más difícil de diagnosticar la andropausia en un hombre. Un informe reciente de la Organización Mundial de la Salud (OMS) indica que "los andrógenos masculinos decaen progresivamente con la edad".

          La mayor parte de los estudios describen esta disminución a partir de los 45-50 años. El hombre va perdiendo su potencial sexual, pero sin ciclos tan marcados ni pérdidas tan significativas como la mujer, pues la actividad sexual de él está caracterizada por una continua producción de espermatozoides. Asimismo, tampoco existe un punto límite, pues el varón tiene la capacidad de procrear hasta muy avanzada edad a pesar de que los signos clínicos tales como disminución de la libido, masa muscular y ósea estén presentes.

         El envejecimiento sobre el eje gonadotrófico del hombre, es un proceso por el cual las capacidades sexuales disminuyen con la edad, al igual que otras funciones orgánicas resultado de los bajos niveles hormonales de testosterona o bien por un mal funcionamiento de los receptores de la misma. La deficiencia de testosterona es una condición que ocurre frecuentemente en el hombre después de la cuarta década, así como el descenso de testosterona libre, cambios en la globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG), hormonas del eje hipotálamo-hipófisis-gónada y en los andrógenos suprarrenales, especialmente el sulfato de dehidroepiandrosterona (DHEA-S), importante para saber cómo está funcionando la glándula suprarrenal y/o la hipófisis. 

Fig.1: Reference Intervals for Free Testosterone by age from LabCorp (Obtenida de: http://drdavidrichardson.com/Andropause.html Dr. David Richarson)

     La declinación de la función testicular con la edad constituye una forma de hipogonadismo cuyas consecuencias son muy similares al ocasionado por diversas patologías. Está definido que niveles de testosterona total (TT) < 2.0 ng/mL confirma una deficiencia androgénica.  

          Por otro lado, el análisis de la bibliografía relacionada sugiere que el aumento en la edad del hombre está asociada a una disminución en el volumen seminal, en la motilidad espermática y en el porcentaje de espermatozoides morfológicamente normales.

Antonio, J. et al. Experiencia en el área sanitaria 14
de la agencia valenciana de salud. 2008;61(6):705-710 

         Algunos estudios como el de Kidd, S.A. et al, expresan la influencia de la edad sobre la calidad espermática buscando la relación entre la edad del varón y la calidad del estudio seminal. Antonio et al., estudiaron 156 pacientes de un grupo total de 628 de manera que se seleccionaron a los individuos sin patologías previas que pudieran comprometer la calidad del esperma. Los integrantes fueron divididos en tres grupos: 20-30 años; 31-40 años; 40-50 años.

  Mediante un estudio estadístico no paramétrico, relacionaron las variables recuento espermático y movilidad con la edad, cuyos resultados, tal como expresa la gráfica, manifiestan un claro descenso de REM (recuento de espermatozoides móviles) con el avance de la edad en el varón.
 
              
       Por otro lado, Molina, R.I., et al, evaluaron la relación de la edad con la calidad espermática y con los niveles seminales de marcadores funcionales del epidídimo y de glándulas anexas. Para ello utilizaron un estudio retrospectivo sobre 9168 casos obtenidos de hombres miembros de parejas con problemas de fertilidad que se presentaron en el Laboratorio de Andrología y Reproducción, en Córdoba, Argentina durante 10 años (1995-2004) (en pacientes entre 20 y 77 años). Teniendo en cuenta posibles factores de confusión tales como tiempo de abstinencia sexual, hábitos tóxicos, condiciones laborales y consumo de medicamentos, se evaluaron  parámetros relacionados con la calidad espermática tales como: volumen seminal, concentración espermática, número total de espermatozoides, motilidad, morfología y vitalidad espermática. 

               Los datos más relevantes en cuanto a calidad se refiere se ponen de manifiesto en las siguientes gráficas:

Fig.3.Muestras evaluadas en cada grupo etario de pacientes. (Molina, R.I., et al 2010)

Fif.4. Gráfica de valoración  volumen seminal (ml)/edad (años) (Molina, R.I., et al, 2010)

Fig.5. Gráfica motilidad espermática (rápidos + lentos) expresada en porcentaje en cada grupo de pacientes agrupados por edad. (Molina, R.I., et al 2010)

Fig.6. Gráfica representativa del porcentaje de espermatozoides morfológicamente normales de acuerdo a los criterios de la OMS en los subgrupos divididos por edad. (Molina, R.I., et al 2010).

             Nuevamente, los estudios ponen de manifiesto la influencia negativa de la edad sobre la calidad espermática. En su revisión, Kühnert & Nieschlag concluyeron que a pesar de que los efectos del envejecimiento masculino son menos prominentes que los femeninos, los hombres comienzan a contribuir con la disminución de la fertilidad en una pareja a finales de la tercera década y con la disminución de la fecundidad a principios de la cuarta década. 

Fig.7. Grafica representativa de la traslocación  de 

Fosfatidilserina (PS) en dos subgrupos de varones 

comprendidos en diferentes 

rangos de edad. Colin-Venezuela et al, 2010)

                 Por último, Colin-Venezuela et al, quisieron hacer hincapié en la importancia de los procesos biomoleculares asociados con el envejecimiento y la muerte celular programada durante la espermatogénesis. Para ello analizaron el comportamiento de estos marcadores apoptóticos en relación con la edad del hombre a través de un estudio prospectivo, transversal y analítico efectuado con muestras seminales de 25 sujetos sanos de 20 a 70 años de edad.

           Para evaluar la expresión de la apoptosis en el espermatozoide lo hicieron a través de la adición de Anexina V para observar la externalización de la fosfatidilserina (PS) utilizando una tinción verde fluorescente y yoduro de propidio para diferenciar las células muertas con las viables con o sin traslocación de PS. 

          Como se puede ver en gráfica adjunta, los autores demostraron que la traslocación fue significativamente superior en los hombres mayores de 40 años.

          Esta revisión bibliográfica nos lleva a la conclusión final de la importancia de la calidad espermática en relación con la edad del varón. Por ello, hemos querido enfocar en este trabajo la  relación entre la edad, calidad espermática y valores hormonales para dar conocer si ha llegado o no el climaterio masculino.  Puesto  que la tendencia actual es  retrasar la paternidad,  consideramos importante tener en cuenta el climaterio masculino junto con los bien conocidos factores femeninos a la hora de afrontar los temidos y frecuentes problemas de fertilidad en la sociedad actual.

Bibliografía 

1. Antonio, J., Ivorra, C., Pedro, V., et al. "Relación entre la edad del varón y la calidad del estudio seminal. Experiencia en el área sanitaria 14 de la agencia valenciana de la salud". Arch Esp Urol Andrología. 2008;61(6):705-710.

2. Carballo, E., Roque, A., Durán-Monterrosas, L.A., Kably Ambe, A. 2013. “El Valor de La Edad Paterna En Los Resultados de Inseminación Intrauterina.” Ginecol Obstet Mex 81(6):329–33.

3. Chávez, J., Yarleque, J., Avalos, E., Barrientos-Marka, R., García, A. 2012. “Relación Entre Calidad Del Semen Y Edad.” Rev Med Hered 23(3).

4. Colin-valenzuela, A., Gómez-lópez, N., Ávila-lombardo, R., Barroso-villa, G. "Impacto del envejecimiento masculino en la capacidad funcional del espermatozoide a través de la expresión de fosfatidil serina y oligonucleomas". Ginecol Obs Mex. 2010;78(12):669-676.

5. Eskenazi, B., Wyrobek, A.J., Sloter, E., Kidd, S.A., Moore, L., Young, S., Moore, D. "The association of age and semen quality in healthy men". Hum Reprod. 2003;18(2):447-454.

6. Esparza Olcina, M. J. 2009. “La Edad Materna Y Paterna Avanzada, Posibles Factores de Riesgo Para El Autismo.” EVP. 5:5–7.

7. Frattarelli, J.L., Miller, K.A., Miller, B.T., Elkind-Hirson, K., Scott, R. T. 2008. “Male Age Negatively Impacts Embryo Development and Reproductive Outcome in Donor Oocyte Assited Reproductive Technology Cycles.” Fertil. Steril. 90:97–103.

8. Grether, J.K., Anderson, M.C., Croen, L.A., Smith, D., Windham, G. C. 2009. “Risk of Autism and Increasing Maternal and Paternal Age in a Large North American Population.” Am J Epidemiol. 170(9):1118–26.

9. Humm, K.C., Sakkas, D. 2013. “Role of Increased Male Age in IVF and Egg Donation: Is Sperm DN Fragmentation Responsible?” Fertil.Steril. 99:30–36.

10. Kidd, S.A., Eskenazi, B., Wyrobek AJ. "Effects of male age on semen quality and fertility: A review of the literature". Fertil. Steril. 2001;75(2):237.

11. Kühnert B., Nieschlag E. "Reproductive functions of the ageing male". Hum Reprod. 2004;10(4):327.

12. Licea Puig Manuel, E., Castelo Elías L. "Andropausia". Rev Cuba Endocrinol. 2006;17

13. Malaspina D, Harlap S, Fennig S, et al. "Advancing paternal age and the risk of schizophrenia". Arch Gen Psychiatry 2001; 58: 361-7.

14. Martínez Jabaloyas, J., Queipo Zaragoza, A., Ferrandis Cortes, C., Queipo Zaragoza, J., Gil Salom, M., Chuan Nuez, P. "Cambios en las hormonas sexuales en varones mayores de 50 años: Prevalencia de niveles bajos de testosterona y factores de riesgo". Actas Urol Esp. 2008;32(6):603-610.

15. Molina, R. I., Martini, A.C., Tissera, A., Olmedo, J., Senestrari, D. 2010. “Envejecimiento Y Calidad Seminal: Un Análisis de 9168 Casos En Córdoba. Argentina.” Arch. Esp. Urol. 63(3):214–22.

16. Saha, S., Barnett, A.G., Foldi, C., Burne, TH., Eyles, D.W., Buka, S.L., McGrath, J. J. 2009. “Advanced Paternal Age Is Associated with Impaired Neurocognitive Outcomes during Infancy and Childhood.” PLoS Med. 6(3).

17. Scaglia, H. "Aspectos bioquímicos del envejecimiento sobre el eje gonadotrófico en el hombre". RAEM. 2003;40:36-37.

18. ¹Werner, A. "The male climateric". JAMA. 1939;112:1441-1443.

Autoras

Fanjul Argüelles, Aida 

García Alonso, Laura

García Fernández, Carla

Máster en Biología y Teconología de la Reproducción. Universidad de Oviedo. Curso 2015-2016

¿Qué debemos hacer para tener un semen de calidad?

Todos sabemos que una de entre las muchas finalidades que tiene la vida para los seres vivos es reproducirse y esto no iba a ser diferente para el hombre.

En los últimos años cada vez un mayor número de parejas encuentra necesario acudir a centros de fertilidad para hacer posible la concepción.

Para  lograr el embarazo es esencial que se produzca la unión entre un óvulo y un espermatozoide (además de muchos otros parámetros que influyen).  Para que esto ocurra, la materia prima que ambos miembros de la pareja han de aportar tiene que ser de buena calidad.

Centrándonos en los hombres, valoraremos distintos aspectos que pueden influir en la calidad del semen.

¿Vivimos estresados?

El primer factor a mencionar es el estrés. Hoy en día tenemos un estilo de vida en el que la tranquilidad y el sosiego perdieron protagonismo para ser sustituidos por el estrés laboral y por una vida cada vez más exigente. Las consecuencias de esto no solo se cobran en forma de depresión, sino que también lo hace en forma de pérdida de  calidad seminal, posiblemente afectada por la alteración de los niveles hormonales que controlan la correcta producción de espermatozoides.

¿Qué podemos comer para tener un semen de calidad?

La calidad del semen no solamente se ve influida por qué tipo de alimento ingerimos sino por la cantidad del mismo que se consuma. Por ejemplo, con una dieta rica en azúcares la concentración de espermatozoides en el eyaculado se ve disminuida. Si abusamos de la sal, la forma de los espermatozoides se ve alterada. Se sabe que consumir productos lácteos enteros no es buenos para la calidad seminal, por ejemplo, bebiendo tres vasos de leche entera al día, la calidad se ve afectada.

¿Influye nuestro peso corporal en la producción de espermatozoides?

El sobrepeso y la delgadez extrema también merman la calidad del semen y dentro del sobrepeso dos de los factores a considerar de forma capital son el perímetro de la cintura que se encuentra relacionado con una menor concentración de espermatozoides y el índice de masa corporal elevado que se encuentra relacionado con una menor concentración de espermatozoides y un menor volumen de semen.

Cómo solucionarlo

Para mejorar nuestro semen podemos tomar alimentos ricos en omega-3 y omega-6, que actúan como antioxidantes potenciando la concentración espermática y favoreciendo el movimiento de los espermatozoides para que puedan atravesar ese duro camino que han de recorrer hasta su meta, el ovulo.

Lo mejor que se puede hacer por tanto, es mantener una dieta saludable rica en verduras, frutas y pescado azul.

¿Debo seguir tomando  café si deseo tener un bebé?

Se sabe que el consumo de cafeína disminuye la concentración de espermatozoides en el eyaculado, por lo que deberemos moderar el consumo de café. Si no puedes pasar sin el café, mejor consúmelo sin cafeína.

Por otra parte existen múltiples estudios que determinan que tanto la ingesta de alcohol como el consumo de otras drogas dañan gravemente la calidad seminal.

¿Es bueno hacer deporte?

A día de hoy no existen suficientes evidencias científicas que determinen que hacer deporte de forma moderada influya sobre la calidad espermática. Sí hay algún estudio en el que se concluye que el deporte de alto rendimiento como el que realizan los corredores de fondo o los  ciclistas que recorren grandes distancias, afecta a la calidad seminal, concretamente a la morfología espermática, disminuyéndola.

Otros factores que influyen

Con respecto a la frecuencia de eyaculación está demostrado que a medida que aumenta esta, la calidad del semen se ve  favorecida.

La industria de la moda también es responsable de producir una disminución en la calidad seminal ya que en la actualidad, los varones tienden a utilizar pantalones y prendas de ropa ajustados que impiden que los testículos se refrigeren de forma óptima y por tanto, se produce una mayor muerte espermática dentro de los testículos, de modo que el porcentaje de espermatozoides vivos en el eyaculado se ve disminuido de forma importante.

Patricia Bárcena Sánchez

Eva Rodríguez Acevedo

Bibliografía

Aggerholm AS, Thulstrup AM, Toft G, Ramlau-Hansen CH, Bonde JP, (2008). Is overweight a risk factor for reduced semen quality and altered serum sex hormone profile? Fertil Steril 90:619–626.

Arce JC, De Souza MJ, (1993). Exercise and male factor infertility. Sports Medicine  15(3):146-169.

Arce JC, De Souza MJ, Pescatello LS, Luciano AA, (1993). Subclinical alterations in hormone and semen profile in athletes. Fertil Steril 59 (2): 398-404.

Bartoov B, Berkovitz A, Eltes F, Kogosovsky A, Yagoda A, Lederman H, Artzi S, Gross M, Barak Y, (2003). Pregnancy rate are higher with intracytoplasmic morphologically selected sperm injection than with conventional intracytoplasmic injection. Fertil Steril 80:1413-1419.

Braga DP, Halpern G, Figueira Rde C, Setti AS, Iaconelli A Jr, Borges E Jr, (2012). Food intake and social habits in male patients and its relationship to intracytoplasmic sperm injection outcomes. Fertil Steril 97:53–59.

Chin-Yu Liu, Yu-Ching Chou, Jane C.J Chao, Chien-Yeh Hsu, Tai-Lung Cha, Chih- Wei Tsao, (2015). The association between dietary patterns and semen quality in a general Asian population of 7282 males. Stefan Schlatt Editor 10:e0134224.

Di Luigi L, Gentile V, Pigozzi F, Parisi A, Giannetti D, Romanelli F (2001). Physical activity as a possible aggravating factor for athletes with varicocele:I impact on the semen profile. Human reproduction 16: 1180-1184.

Eisenberg ML, Kim S, Chen Z, Sundaram R, Schisterman EF, Buck Louis GM, (2013). The relationsip between male BMI and waist circumference on semen quality: data from the LIFE study. Human reproduction, vol.29, No.2 pp 193-200.

Gaur D S, Talekar M, Pathak V P, (2007). Effect of cigarette smoking on semen quality of infertile men. Singapure Med J, 48(2):119.

Gebreegziabher Y, Marcos E, McKinon W, Rogers G, (2004). Sperm characteristics of endurance trained cyclists. Int J Sports Med 25(4): 247-51.

Jensen TK, Swan SH, Skakkebaek NE, Rasmussen S, Jørgensen N, (2010). Caffeine intake and semen quality in a population of 2,554 young danish men. Am J Epidemiol 171:883–891.

Junca A, Cohen-Bacrie M, Hazout PA (2004). Improvement of fertilization and pregnancy rate after intracytoplasmic fine morphology selected sperm injection. Fertil Steril 82:S173.

Minguez-Alarcón L, Chavarro J E, Mendiola J, Gaskins A J, Torres-Cantero A M (2014). Physical activity is not related to semen quality in Young healthy men. Fertil Steril 102(4): 1103-1109.

Mitra A, Chakraborty B, Mukhopadhay D, Pal M, Mukherjee S, Banerjee S, Chaudhuri K, (2012). Effect of smoking on semen quality, FSH, testosterone level, and CAG repeat length in androgen receptor gene of infertile men in an indian city. Syst Biol Reprod Med 58:255–62.

Oldereid NB, Rui H, Purvis K, (1992). Life styles of men in barren couples and their relationship to sperm quality. Int J Fertil 37:343–349.

Safarinejad MR, Safarinejad S. (2012). The roles of omega-3 and omega-6 fatty acids in idiopathic male infertility. Asian J.Androl, 14:514-5.

Saleh RA, Agarwal A, Sharma RK, Nelson DR, Thomas AJ Jr, (2002). Effect of cigarette smoking on levels of seminal oxidative stress in infertile men: a prospective study. Fertil Steril 78:491–499.

Sekhavat L, Moein MR, (2012). The effect of male body mass index on sperm parameters. Aging Male, 13:155–158.

Selit I, Basha M, Maraee A, El-Naby SH, Nazeef N, El-Mehrath R, Mostafa T, (2012). Sperm DNA and RNA abnormalities in fertile and oligoasthenoteratozoospermic smokers. Andrologia, doi:10.1111/j.1439-0272.2012.01305.x in press.

Silva LF, Oliveira JB, Petersen CG, Mauri AL, Massaro FC, Cavagna M, Baruffi RL, Franco JG Jr, (2012). The effects of male age on sperm analysis by motile sperm organelle morphology examination (MSOME). Reprod Biol Endocrinol, 19:10–19.

Qin DD, Yuan W, Zhou WJ, Cui YQ, Wu JQ, Gao ES, (2007). Do reproductive hormones explain the association between body mass index and semen quality? Asian J Androl, 9:827–834.

Wogatzky J, Wirleitner B, Stecher A, Vanderzwalmen P, Neyer A, Spitzer D, Schuff M, Schechinger B, Zech N, (2012). The combination matters – distinct impact of lifestyle factors on sperm quality: a study on semen analysis of 1683 patients according to MSOME criteria. Reproductive Biology and Endocrinology 10:115.

Yazbeck C, Delaroche L, Jacquesson L, Ayel J-P, Selva J, Rougier N, (2008). Intracytoplasmic morphologically selected sperm injection (IMSI): is it a good choice after two or more IVF or ICSI failures? Fertil Steril 90:S416.

ESPERMATOGÉNESIS EN CULTIVOS TRIDIMENSIONALES. UNA NUEVA PERSPECTIVA PARA LA INFERTILIDAD MASCULINA

1. INTRODUCCIÓN

La espermatogénesis es un proceso complicado que consiste en la proliferación y diferenciación de células germinales masculinas. Este proceso comienza en la pubertad y se continúa durante la madurez en los machos de mamíferos.

Este proceso  está controlado por el sistema endocrino y por interacciones entre las células germinales en desarrollo y el microambiente que las rodea a través de factores autocrinos y paracrinos. En este aspecto las interacciones entre las células germinales y las células de Sertoli son críticas.

La mayoría de los estudios realizados durante los años 80 usaban métodos de cultivo convencionales, en los que se usaban placas revestidas o no de plástico en las que las células germinales o somáticas se cultivaban solas o en cocultivo.

Actualmente existen algunos modelos animales experimentales para el análisis de la espermatogénesis, que también son útiles para estudiar los efectos tóxicos en este tipo de células.

Gracias al estudio de la espermatogénesis in situ en estos modelos, hemos comprendido que la distribución espacial de las células testiculares es de vital importancia para la regulación y la capacidad madurativa de los espermatozoides.(1)

En un principio se probaron los cultivos convencionales en dos dimensiones, pero se vio que la composición celular y las señales producidas en ellos difieren mucho de las condiciones in vivo. Debido a esto se quiso  mejorar el proceso in vitro potenciando las interacciones entre las células germinales, las células somáticas y la matriz extracelular, poniendo a prueba los cultivos en tres dimensiones.

2. SISTEMAS DE CULTIVO TRIDIMENSIONALES

El cultivo en tres dimensiones ha causado un gran impacto en el campo de la biología celular. Y en el nuestro en particular, se usan para  imitar el microambiente del epitelio seminífero.

Existen varios tipos de sistemas:

2.1 SACS (Sistema de cultivo en agar blando)

Este sistema fue utilizado inicialmente para el cultivo de células hematopoyéticas y se aprobó también para el cultivo celular testicular.

El sistema SACS está compuesto por dos capas, una sólida y más gruesa en el fondo (0,5% w/v de agar) y otra más fina y ligera (textura de gel o semisólida) en la parte superior (0,37% w/v agar). Si sustituimos el agar por metilcelulosa, obtendríamos el cultivo MCS (sistema de cultivo en metilcelulosa). Esta disposición bifásica permite añadir diferentes fracciones celulares a cada compartimento.

Se separan las espermatogonias indiferenciadas mediante MACS debido a que expresan en su superficie el marcador específico Gfrα1, y así se obtienen fracciones enriquecidas con SSC por selección positiva.

La fracción que  se descarta en el MACS, es  una fracción que contiene todas las células somáticas presentes en la preparación testicular pero exentas de espermatogonias, por lo que se usa esta fracción como fuente de células somáticas testiculares para los experimentos.

La fracción descartada en el MACS se añade a la fase sólida, que contiene sobre todo células de Sertoli. Se añaden las espermatogonias a la capa superior en fase de gel, y se analiza a diferentes tiempos desde el día 1 hasta varias semanas. (Figura 1)

Figura 1(2)

En el estudio de Stukenborg et al. (2) lo que hicieron estudiar el efecto de la adición de células somáticas al cultivo, y el de la adición de gonadotropinas al medio.

Durante las primeras 24 horas de cultivo el número de células descendía, y la apoptosis parecía ser el mecanismo mayoritario por el cual se perdían las células (abundantes células positivas mediante la técnica TUNEL).

Había una mejor supervivencia y diferenciación en aquellas placas en las que se había añadido células somáticas a la capa inferior. Esto se observó  desde las 24 horas hasta el día 16 del cultivo.

Por ello, la presencia de las células somáticas, aunque no el contacto directo es obligatorio para la eficiencia en la proliferación de células germinales in vitro.

Mediante otros experimentos con gonadotrofinas, se vio finalmente que sólo se observaban espermatozoides maduros en aquellos cultivos SACS y MCS con células somáticas en los que se habían administrado gonadotrofinas, lo que indicaba un papel muy importante de las hormonas en el desarrollo de células germinales.

El grupo de Mahmoud et al (3), así como otros grupos (6) también obtuvieron resultados semejantes a los que hemos mencionado, pero además, obtuvieron espermatozoides morfonormales con presencia de acrosoma. Se les provocó la reacción acrosómica con un ionóforo, y respondieron bien,  lo que sugiere que tienen capacidad de fertilizar.

El único inconveniente era la baja eficiencia de los sistemas, ya que el número de espermatozoides normales era muy bajo, aunque su detección no era un hecho aislado.

2.2MATRICES DE COLÁGENO

Lee et al (4) realizaron un estudio con pacientes azoospérmicos no obstructivos para valorar la eficiencia del cultivo tridimensional con matrices de colágeno.

Las suspensiones de células testiculares se mezclaban con una solución rica en colágeno. Esta matriz al solidificar reducía su tamaño en un 75% después de 12 días  en cultivo en un incubador humidificado a 32ºC, y se vio que  aumentaban las interacciones célula a célula y célula- matriz. Además, las células dentro del gel parecían permanecer vivas y homogéneas durante todo el periodo de cultivo.

Después de la evaluación citológica en día 12, se observaron pocos espermatocitos en paquitene pero más espermátides redondas y en elongación. (Figura 2)

Figura 2(4)

La presencia de espermátidas maduras se confirmó más tarde por inmunoreactividad.

En otro estudio realizado por el mismo autor (5), se compararon cultivos en monocapa, cultivos en gel de colágeno (CG) y colágeno con matrigel (CGM)

Se evalúo la viabilidad y se obtuvo un 42,8% en el monocapa, 70,7% en CG y 76,1% en CGM. Por tanto, la viabilidad en los cultivos CG y CGM era significativamente mayor en la monocapa en el día 22 de cultivo, pero no había diferencias significativas entre CG y CGM. Además, se demostró que había mayor número de células haploides en CG y CGM en comparación con el monocapa. (Figura 3)

Figura 3 (5)

También se observó que si se agitaba el cultivo, la viabilidad celular era significativamente mayor que si el cultivo era estático. Esto era debido a que en los cultivos agitados había una mejor disponibilidad del oxígeno del aire y esto llevó a pensar que la difusión de oxígeno podía mejorar el resultado de la espermatogénesis in vitro en un gel de colágeno.

También se vio que las células en CG y CGM presentaban separaciones muy angostas,  lo que sugería que las células testiculares disociadas podían volver a formar uniones entre ellas en estos cultivos. Así, las células de Sertoli podrían tener una relación estrecha con las células germinales. Esto fue demostrado  por la presencia de células ocludina positivas.

Se comprobó finalmente que las células obtenidas eran TP2 y PRM2, que son genes muy expresados en células germinales postmeióticas.  Además , también  se vio que existía un aumento significativo de RNAm de TP2. Esto indicaba que las células germinales masculinas se desarrollaban más allá de la espermátida redonda. (Figura 4)

Figura 4 (5)

3. CONCLUSIONES

Los presentes estudios definen un nuevo sistema tridimensional en un intento de idear un cultivo a largo plazo que pueda ayudar a mejorar la espermatogénesis in vitro de células germinales humanas. Esto se debe a la similitud con el microambiente en el que tiene lugar el proceso, ya que es tridimensional.

Parece ser que la presencia de células somáticas y la estimulación por gonadotrofinas es crucial para la generación de espermatozoides in vitro, sin importar la naturaleza de la matriz. También mejora la viabilidad celular cuando se proporciona agitación, debido a una mejor disponibilidad de oxígeno.

Estos sistemas proporcionan células testiculares con viabilidad, progresión meiótica y diferenciación postmeiótica. Por tanto pueden ser útiles para elucidar los mecanismos que controlan el desarrollo de la línea germinal y para el diseño de terapia dirigida al tratamiento clínico de infertilidad masculina causada por el bloqueo de la espermatogénesis

Uno de los principales inconvenientes que presentan estas técnicas es el bajo número de espermatozoides producidos, aspecto en el cual han de enfocarse los próximos esfuerzos por parte de los investigadores.

A pesar de que los resultados son favorables, prometedores y esperanzadores, la optimización de la eficiencia de estas técnicas sigue siendo un reto en la biología reproductiva.

4. BIBLIOGRAFIA

(1) Sato et al. “Studying Spermatogenesis by using In vivo and In vitro Models:

Advantages and Disadvantages of these Models for Practical Use”, J Veterinar Sci Technolo 2012, 3:1

(2). Jan-Bernd Stukenborg  et al “New horizons for in vitro spermatogenesis? An update on novel three-dimensional culture systems as tools for meiotic and post-meiotic differentiation of testicular germ cells” Molecular Human Reproduction, Vol.15, No.9 pp. 521–529, 2009

(3) HULEIHEL MAHMOUD “Concise Review: Spermatogenesis in an Artificial Three Dimensional System” STEM CELLS 2012;30:2355–2360

(4) Lee et al. “In vitro differentiation of germ cells from

nonobstructive azoospermic patients using threedimensional

culture in a collagen gel matrix”  Fertility and Sterility_ Vol. 87, No. 4, April 2007

(5)J.H. Lee et al.  “In vitro spermatogenesis by three-dimensional culture of rat testicular cells in collagen gel matrix” Biomaterials 27 (2006) 2845–2853

(6)Mahmoud Abu Elhija et al. “Differentiation of murine male germ cells to spermatozoa in a soft agar culture system “Asian Journal of Andrology (2012) 14, 285–293

 Autores

Mariela Andrade Euvin

Celia Delgado Moro

Cristina Torres Durán

Máster en Biología y Tecnología de la Reproducción. Curso 2013-2014. Universidad de Oviedo.