Nicole O McPherson

1 Disciplina de obstetrică și ginecologie, Școala de pediatrie și sănătate reproductivă, Institutul Robinson, Universitatea din Adelaide, Australia de Sud 5005, Australia

2 Freemasons Foundation Center for Mens Health, Universitatea din Adelaide, Australia de Sud 5005

Michelle Lane

1 Disciplina de obstetrică și ginecologie, Școala de pediatrie și sănătate reproductivă, Institutul Robinson, Universitatea din Adelaide, Australia de Sud 5005, Australia

3 Monash IVF Group, Melbourne, Victoria 3168, Australia

Abstract

Prevalența excesului de greutate și a obezității la bărbații în vârstă de reproducere este în creștere la nivel mondial, cu> 70% dintre bărbații cu vârsta peste 18 ani clasificați ca supraponderali sau obezi în unele țări occidentale. Obezitatea masculină este asociată cu subfertilitatea masculină, afectarea hormonilor sexuali, reducerea numărului de spermatozoizi, creșterea deteriorării oxidative a ADN-ului spermei și modificarea stării epigenetice a spermei. Aceste modificări ale funcției spermatozoizilor ca urmare a obezității sunt asociate în continuare cu afectarea dezvoltării embrionilor, reducerea natalității vii și creșterea ratei avortului spontan la om. Modelele animale au sugerat că aceste efecte negative asupra reproducerii pot fi transmise descendenților; sugerând că sănătatea bărbaților la concepție poate afecta sănătatea copiilor lor. În plus față de adipozitatea mai mare, obezitatea masculină este asociată cu comorbidități, inclusiv sindromul metabolic, hipercolesterolemia, hiperleptinemia și o stare pro-inflamatorie, toate acestea fiind legate independent de subfertilitatea masculină. Luate împreună, aceste descoperiri sugerează că efectele obezității masculine asupra fertilității sunt probabil multifactoriale, cu comorbidități asociate care influențează și sperma, sarcina și sănătatea ulterioară a copilului.

INTRODUCERE

OBEZITATEA MASCULINĂ ȘI HIPOGONADISMUL

OBEZITATEA BĂRBĂTILOR AFECTEAZĂ FUNCȚIA SPERMULUI

Parametrii spermei

Efectul obezității masculine asupra parametrilor spermei (număr, motilitate și morfologie) a fost bine documentat în modelele umane și animale. Există un consens general că în modelele de rozătoare obezitatea masculină indusă de dietă reduce motilitatea spermatozoizilor, scade numărul de spermatozoizi odată cu creșterea timpului de tranzit al spermei epididimale și scade procentul de spermă cu morfologie normală.22,23,24,25,26,27 Cu toate acestea, există în prezent un studiu de rozătoare care nu a constatat nici un efect al hranei cu conținut ridicat de grăsimi timp de 16 săptămâni asupra motilității spermei.24 Acest lucru se poate explica prin creșterea minimă a colesterolului seric în grupul cu hrană bogată în grăsimi., un factor intermediar care anterior fusese corelat negativ cu motilitatea spermatozoizilor independent de grupul de tratament într-un model similar de șoarece.31 În plus, trebuie remarcat faptul că o serie dintre aceste studii de rozătoare au raportat reduceri semnificative ale nivelurilor serice de testosteron și modificarea homeostaziei glucozei în dieta bogată în grăsimi hrăniți bărbați, ceea ce ar putea exacerba modificările funcției spermei observate.

tabelul 1

Discordanță în studiile cu obezitate masculină și efectul acesteia asupra parametrilor spermei OMS

subfertilitatea

Specii de oxigen reactiv ale obezității masculine și integritatea ADN

Doar cinci studii până în prezent, un om11 și patru rozătoare, 27,28,29,31 au legat în mod direct nivelurile de stres oxidativ al spermei cu obezitatea masculină, concluzionând că există o asociere pozitivă între creșterea adipozității și niveluri mai ridicate de spermă/plasmă seminală ROS. Modelele de rozătoare sugerează că stresul oxidativ crescut poate fi prezent și în țesutul testicular, cu modificări ale genelor de stres oxidativ (Sod, Gsh-px, Catalse, Nrf2, Cyp2e1, Cyp19a1, Tnf și Pparg) observate la testele cu o dietă bogată în grăsimi hrăniți la bărbați.29 Prin urmare, se pare că obezitatea masculină poate fi asociată cu perturbări semnificative ale stării oxidative și integrității ADN a spermatozoizilor și poate avea repercusiuni nu numai asupra funcției spermei, ci și asupra embrionului rezultat.54

Legarea spermei și funcția mitocondrială

Parametrii spermei, inclusiv legarea spermei și sănătatea mitocondrială a spermei, sunt din ce în ce mai folosiți pentru a evalua funcționalitatea spermei. În prezent, doar două studii umane55,56 și două modele de rozătoare27,31 au măsurat legarea spermei în raport cu obezitatea masculină. Interesant este faptul că cele două studii umane se contrazic reciproc, cu un 55 care prezintă scăderea legării spermatozoizilor la diapozitivele acoperite cu hialuronan pe măsură ce IMC a crescut, iar celălalt 56 nu a raportat nicio modificare a legării spermei la zona pelucidă umană ca urmare a creșterii IMC. Aceste discrepanțe ar putea fi legate de diferențele dintre populațiile de bărbați selectați în fiecare studiu (au inclus toate tipurile și cauza infertilității) sau de metodele utilizate pentru determinarea legării spermei (testul HBT, astfel cum a fost evaluat, oferă doar o evaluare indirectă a legării spermei) .55 În schimb, cele două studii realizate până în prezent folosind modele de rozătoare ale obezității masculine au constatat că șoarecii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi au redus legarea spermei de ovocitele șoarecilor, ceea ce a fost direct legat de capacitatea și fertilizarea redusă a spermatozoizilor. de coerență și necesitatea unor studii mai controlate pentru a stabili o relație între obezitatea masculină și legarea spermei.

Trei studii recente la om au evaluat efectele obezității masculine asupra funcției mitocondriale a spermei.18,48,53 Două dintre studii (JC-1 și C mitocondrial se oxidează), au constatat că spermatozoizii de la pacienții de sex masculin cu IMC mai mare au prezentat activitate mitocondrială mai mică și potențial inferior al membranei mitocondriale, 18,48 în timp ce Leisegang și colab. în plus, au constatat că pacienții cu IMC mai mare au avut un număr crescut de spermatozoizi cu potențial perturbat de membrană mitocondrială. Se presupune că o cascadă de evenimente va apărea din cauza acestor comportamente slabe ale stilului de viață, începând cu funcția mitocondrială afectată și rezultând în generarea de ROS și inițierea deteriorării ADN-ului.57,58,59 Prin urmare, rate mai mari de deteriorare a ADN-ului și modificări ale spermei motilitatea descrisă la pacienții cu IMC în creștere poate fi legată de mitocondriile disfuncționale ale spermei.

COMPOZIȚIA SEMINALĂ CU PLASMĂ

Dovezi în creștere sugerează că plasma seminală poate ajuta la modularea funcției spermatozoizilor și a capacității lor de a interacționa cu tractul reproductiv feminin. Nivelurile de fructoză sunt semnificativ mai mari în plasma seminală a bărbaților supraponderali și obezi62 cu niveluri de adiponectină, progranulină și alfa-glucozidază semnificativ mai mici.47,62 Fructoza este un carbohidrat transportat în spermă și este una dintre sursele sale principale de energie.63 Fie că nivelurile ridicate de fructoză sunt 63. în plasma seminală a bărbaților obezi poate explica modificările funcției mitocondriale a spermei rămâne de determinat. Alfa-glucozidaza este o enzimă care este implicată în achiziția motilității spermei64 și nivelurile scăzute ale acesteia în plasma seminală a pacienților cu IMC ridicat pot contribui la defectele de motilitate raportate. Rolul adipokinelor (adiponectină și progranulină) în plasma seminală și asupra funcției spermei rămâne neclar. Cu toate acestea, se presupune că niveluri mai ridicate de adipocite din creșterea grăsimii epididimale asociate cu obezitatea pot intensifica secreția acestor molecule în lichid epididimal, modificând funcția spermei.47

ADIPOZITATEA EXPLICA SINGURĂ EFECTELE OBSERVATE?

În timp ce creșterea IMC și adipozitatea au arătat o influență clară asupra funcției spermatozoizilor masculini și a integrității ADN-ului, nu se știe dacă mecanismul direct provine din adipozitatea crescută sau o comorbiditate asociată. Deși IMC oferă o măsură utilă a populației în ceea ce privește supraponderalitatea și obezitatea, deoarece este aceeași pentru ambele sexe și pentru toate vârstele adulților, poate fi considerată doar un ghid, deoarece corelația dintre nivelul de adipozitate și IMC poate varia între indivizi și nu întotdeauna se iau în considerare diferențele de masă musculară.65 Un număr de studii care au evaluat obezitatea și fertilitatea masculină au utilizat circumferința taliei în asociere cu IMC, 51,53,66, deoarece circumferința taliei la om a fost determinată a fi un indicator mai bun pentru boala cardiometabolică risc.67 Cu toate acestea, un beneficiu al modelelor animale este că se pot obține măsuri mai extinse de adipozitate, care includ de obicei măsuri ale compoziției corpului utilizând absorptiometria cu raze X cu energie dublă, 31,68, precum și analiza post-mortem a adipozității totale, a greutății câștig, 26,69,70 măsurarea depozitelor adipoase individuale în cavitatea centrală a corpului, 27,71 sau o combinație a acestora.31 În plus, majoritatea studiilor pe animale evaluează parametrii metabolici ai masculului care pot furniza informații suplimentare cu privire la starea lor metabolică și proinflamatorie.27,31,71,72

Glucoza și insulina

Lipidele

Leptina

Inflamaţie

CONSECINȚELE obezității masculine la concepție

S-a acceptat pe scară largă că IMC matern și preconcepția stării glucozei, în timpul gestației și în timpul alăptării, pot programa copiii rezultanți pentru obezitate și diabet.117 Studii recente sugerează acum că sănătatea paternă la concepție poate avea și un impact asupra sănătății descendenților. Tatălui obez are mai multe șanse să creeze un copil obez118 cu modele modificate de metilare IGF-2 în sângele din cordonul ombilical al copiilor lor.119 Modelele de rozătoare ale obezității masculine au demonstrat obezitate, rezistență la insulină, intoleranță la glucoză, disfuncție a celulelor insulelor pancreatice și modificări ale adiposului alb profiluri transcripționale la descendenții de sex feminin și masculin de-a lungul a două generații.71,72,120 Aceste studii au furnizat unele dintre primele dovezi că obezitatea paternă la concepție poate programa descendenții la rezultate negative asupra sănătății metabolice.

Modul în care metaboliții și inflamațiile asociate cu obezitatea pot contribui la programarea paternă a sarcinii și a sănătății descendenților.

Un număr de comorbidități legate de obezitate (așa cum s-a menționat mai sus) s-a dovedit, de asemenea, că reduce sarcina și sănătatea descendenților, independent de obezitate. De exemplu, nivelurile ridicate de circulație a glucozei la bărbații cu diabet zaharat de tip I au dus la scăderea natalității vii, 121 și la un model de rozătoare, reducerea creșterii și greutății descendenților la vârsta adultă.122 În plus, o stare proinflamatorie paternă este, de asemenea, asociată rate de sarcină și susceptibilitate mai mare la cancer și malformații ale copilăriei la descendenții ulteriori.123,124