Stres oksydacyjny

Jedną z głównych przyczyn niepłodności są zaburzenia nasienia.

Pomimo wielu badań wiedza na temat przyczyn zaburzeń nasienia jest ograniczona. Stwierdzono jednakże, że jedną z przyczyn zaburzeń funkcji nasienia jest stres oksydacyjny. Stres oksydacyjny odnosi się do stanu, w którym wolne rodniki zdobywają znaczną przewagę w organizmie nad przeciwutleniaczami. Nadmiar reaktywnych form tlenu (ROS) może być szkodliwy dla tkanek i organów. Bardzo ważna dla płodności u mężczyzn jest odpowiednia równowaga między generacją ROS a ich usuwaniem. Nadmiar ROS ma również negatywny wpływ na wynik ciąży, a także na techniki wspomagania rozrodu. Ponadto nadmiar ROS może uszkodzić DNA plemników, indukować apoptozę komórek i powodować peroksydację lipidów, co prowadzi do zaburzeń morfologicznych, obniżenia płodności i wzrostu przepuszczalności błon plemników. Ważne jest, aby skutecznie wykrywać ilość ROS w próbce nasienia, co pozwoli lepiej leczyć mężczyzn z obniżoną płodnością.

Stres oksydacyjny jest powiązany w etiologii niepłodności u mężczyzn i zaburzeń nasienia jako czynnik powodujący indukowanie peroksydacji lipidów, zaburzenia funkcji nasienia oraz wzrost mitochondriów i jąder komórkowych.

Istnieją dowody na to, że w 30-80% przypadków niepłodności u mężczyzn jedną z jej istotnych przyczyn stanowi uszkodzenie nasienia (“stres oksydacyjny”) pod wpływem reaktywnych form tlenu (ROS). ROS powodują niepłodność, na co mają wpływ dwa główne mechanizmy. Po pierwsze, ROS uszkadzają błony plemników, co z kolei prowadzi do obniżenia ruchliwości tych plemników i ich zdolności do wniknięcia w komórkę jajową (ograniczona możliwość zapłodnienia). Po drugie, ROS bezpośrednio uszkadzają DNA plemników, stanowiąc zagrożenie dla materiału genetycznego przekazywanego zarodkowi przez ojca. Pomimo że połączenie metod IVF i ICSI niewątpliwie pozwala wyeliminować wszelkie zaburzenia utleniania przy zapłodnieniu, nie ma ono wpływu terapeutycznego na jakość materiału genetycznego przekazywanego przez ojca. Dlatego wstrzyknięcie nasienia z oksydacyjnym uszkodzeniem DNA może prowadzić do zaburzeń rozwoju blastocysty, większe ryzyko poronienia i urodzenie dziecka z wadliwym materiałem genetycznym pochodzącym od ojca, co w późniejszym życiu może być przyczyną chorób.

 


Czym jest stres oksydacyjny?

Stres oksydacyjny jest definiowany jako brak równowagi między utlenianiem i redukcją, z przewagą utleniania, którego skutkiem może być uszkodzenie komórek lub uszkodzenie genetyczne. Ten warunek jest spełniony przez tzw. reaktywne formy tlenu (ROS) – półprodukty chemiczne zawierające w swoim składzie atomy tlenu. Większość ROS (rodniki) ma jeden lub więcej niesparowanych elektronów, przez co zaburzona jest stabilność elektrochemiczna, a okresy półtrwania są bardzo krótkie – w przedziale od 1 nanosekundy (10-9 s) do 1 milisekundy (10-3 ), przy dużej reaktywności cząsteczek. W praktyce te rodniki wchodzą w reakcje w miejscu ich powstawania. Najlepsze przykłady ROS w andrologii to rodnik hydroksylowy (OH), anion ponadtlenkowy (O2) i nadtlenek wodoru (H2O2). Z drugiej strony należy rozróżnić między ROS, które mogą być rodnikami, ale nie zawsze nimi są (np. H202) a rodnikami.

W ejakulacie znajdują się dwa główne źródła ROS, a mianowicie leukocyty i same męskie komórki rozrodcze. Leukocyty tworzą duże ilości ROS, a proces ten odgrywa ważną rolę podczas infekcji, stanów zapalnych i w komórkowych mechanizmach ochronnych mających na celu niszczenie patogenów. W przypadku aktywacji generacja ROS tworzona przez leukocyty może być nawet tysiąc razy liczniejsza niż ta, której źródłem są plemniki. Ponadto ROS i stres oksydacyjny w nasieniu mogą być również spowodowane wieloma innymi czynnikami.  Wśród nich znajdują się przyczyny egzogenne, np. zanieczyszczenie środowiska metalami ciężkimi i innymi związkami chemicznymi, a także czynniki związane z trybem życia, takie jak otyłość, palenie, spożywanie alkoholu oraz niektóre dolegliwości zdrowotne, np. urazy rdzenia kręgowego lub żylaki powrózka nasiennego.

(Odnośniki literaturowe: Agarwal et al., Studies on Men´s Health and Fertility, Humana Press, 2012)