Articolul complet Impactul obezității asupra fertilității masculine, funcției spermei și compoziției moleculare

Revizuire

Articol complet
Cifre și date
Referințe
Citații
Valori
Licențierea
Reimprimări și permisiuni
PDF

Abstract

Obezitatea masculină la bărbații în vârstă de reproducere s-a triplat aproape în ultimii 30 de ani și coincide cu o creștere a infertilității masculine la nivel mondial. Există acum dovezi că obezitatea masculină are un impact negativ asupra potențialului reproductiv masculin nu numai reducerea calității spermei, ci în special modificarea structurii fizice și moleculare a celulelor germinale din testicule și, în cele din urmă, a spermei mature. Date recente au arătat că obezitatea masculină afectează, de asemenea, sănătatea metabolică și reproductivă a descendenților, sugerând că indicii de sănătate paternă sunt transmise generației următoare, mediatorul apărând cel mai probabil prin spermă. În mod interesant, profilul molecular al celulelor germinale din testicule și spermatozoizi de la bărbații obezi este modificat cu modificări ale modificatorilor epigenetici. Prevalența crescândă a obezității masculine necesită o mai bună conștientizare a sănătății publice la momentul concepției, cu o mai bună înțelegere a mecanismului molecular implicat în timpul spermatogenezei necesare, împreună cu potențialul intervențiilor în inversarea acestor efecte dăunătoare. Această revizuire se va concentra asupra modului în care obezitatea masculină afectează fertilitatea și calitatea spermei, cu accent pe mecanismele propuse și reversibilitatea potențială a acestor efecte adverse.

Introducere

Obezitatea masculină are un impact negativ asupra ferilizării și asupra sarcinii

Publicat online:

Figura 2. Ipoteza efectului obezității masculine asupra spermatogenezei și a modului în care aceasta afectează sănătatea descendenților. S-a dovedit că obezitatea paternă la rozătoare are un impact negativ asupra metabolicii 13 și asupra sănătății reproductive 14 a descendenților. Sperma este mediatorul probabil pentru modificarea profilului de dezvoltare al embrionului, 20, 26 fetiți 20, 26 și apoi descendenți rezultanți. 13, 14, 30, 31 Această modificare este probabil de natură moleculară 99 și rezultă din spermatogeneza afectată ca urmare a fenotipului obezității care apare cel mai probabil prin modificări ale acetilării, metilării 35 sau statusului ARN necodificator al spermei .

Figura 2. Ipoteza efectului obezității masculine asupra spermatogenezei și a modului în care aceasta afectează sănătatea descendenților. S-a demonstrat că obezitatea paternă la rozătoare are un impact negativ asupra metabolicii 13 și asupra sănătății reproductive 14 a descendenților. Sperma este mediatorul probabil pentru modificarea profilului de dezvoltare al embrionului, 20, 26 fetiți 20, 26 și apoi descendenți rezultanți. 13, 14, 30, 31 Această modificare este probabil de natură moleculară 99 și rezultă din spermatogeneza afectată ca urmare a fenotipului obezității care apare cel mai probabil prin modificări ale acetilării, metilării 35 sau statusului ARN necodificator al spermei .

Obezitatea masculină pe parametrii tradiționali ai spermei

Există mai multe studii care au investigat impactul obezității masculine asupra parametrilor tradiționali ai spermatozoizilor obligați de organizația mondială a sănătății (OMS), și anume concentrația spermei, motilitatea spermei și morfologia spermei (rezumată în Tabelul 1). Există unele dovezi că obezitatea masculină reduce concentrația de spermă, 15 din 23 de studii recente care arată acest lucru (Tabelul 1). În contrast, există multe rapoarte contradictorii în ceea ce privește motilitatea spermatozoizilor (cu 7/19 care arată o motilitate scăzută) și morfologie (7/16 care prezintă scăderea formelor normale) și în prezent nu este clar dacă obezitatea masculină are un impact asupra acestor parametri (Tabelul 1 ). Discrepanțele observate în literatură ar putea rezulta din mai multe limitări inerente studiilor la om. În primul rând, aceste studii pot fi confundate de factorii stilului de viață (adică fumatul, consumul de alcool și consumul de droguri recreative) și copatologii, care pot afecta ele însele funcția spermei. În al doilea rând, majoritatea studiilor provin din clinici de fertilitate, unde cohortele pacienților sunt frecvent părtinitoare față de bărbații sub-fertili, care pot confunda, de asemenea, constatările. În al treilea rând, unele studii se bazează pe auto-raportare a parametrilor, cum ar fi factorii stilului de viață și IMC, care pot duce la sub raportare.

Publicat online:

tabelul 1. Rezumatul studiilor care investighează obezitatea paternă și efectul acestora asupra parametrilor de bază ai spermei

Datorită acestor dificultăți în interpretarea datelor din studiile la om, s-au stabilit acum modele de rozătoare ale obezității masculine pentru a evalua impactul obezității masculine asupra funcției spermei, totuși este necesar să fie conștienți de diferențele dintre specii. Aceste studii au demonstrat că bărbații hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi pentru a induce obezitatea au avut o motilitate redusă a spermatozoizilor și o scădere a procentului de spermă cu morfologie normală, 24, 27, 33 - 35, cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că un număr dintre aceste studii au avut reduceri semnificative ale testosteronul 24, 25 și modificarea homeostaziei glucozei 24 în grupurile lor de dietă bogată în grăsimi, ceea ce ar putea contribui la rezultate. Deși există unele certuri în literatura de specialitate cu privire la efectul obezității masculine asupra parametrilor tradiționali ai spermei OMS, modificările raportate indică faptul că sperma este într-adevăr compromisă la niveluri mai subtile.

Obezitatea masculină pe integritatea ADN-ului spermei și stresul oxidativ

Profilul obezității masculine și al hormonilor alterați

Spermatogeneza este un proces extrem de complex și selectiv prin care spermatozoizii sunt produși în mod continuu de la debutul pubertății până la moarte pentru o revizuire a se vedea referințele. 50, 51 Acest proces extrem de specializat este sub control strict de la steroizii sexuali, care la rândul lor sunt reglementați de hipotalamus, hipofiză și celule Leydig și Sertoli situate în testicule pentru revizuire, consultați referințele. 50, 51 Examinarea efectului obezității asupra acestui proces este susținută de ipoteza că axa hipotalamică a hipofizei gonadale (HPG) este dereglată de obezitate.

Obezitate, sindrom metabolic și fertilitate

Interacțiunea țesutului adipos cu reglarea hormonală

Interacțiunea țesutului adipos la temperatura testiculară

Un efect secundar al obezității care poate contribui potențial la modificarea producției/parametrilor de spermă este căldura gonadală crescută rezultată din creșterea adipozității scrotale. Procesul de spermatogeneză este extrem de sensibil la căldură, cu o temperatură optimă cuprinsă între 34-35 ° C la om. 88 Creșterea căldurii testiculare este asociată cu o motilitate redusă a spermatozoizilor, creșterea deteriorării ADN-ului spermei și creșterea stresului oxidativ al spermei. 89 - 91 Modificările temperaturii testiculare pot apărea printr-o serie de mecanisme, cum ar fi tulburările fizice (adică varicocele), adipozitate scrotală crescută sau tulburări de mediuadică călătorie prelungită cu bicicleta) și sunt asociate cu funcția redusă a spermei și subfertilitatea. 92 - 98 Prin urmare, nu este surprinzător faptul că a fost propusă ca posibil mecanism creșterea căldurii testiculare cauzată de creșterea adipozității la obezitate. Este de remarcat faptul că leziunile crescute ale ADN-ului spermei și stresul oxidativ sunt frecvent afectate la pacienții obezi și că un singur studiu care a investigat îndepărtarea chirurgicală a grăsimii scrotale a raportat o îmbunătățire a parametrilor spermei. 95

Impactul obezității masculine asupra aspectelor moleculare ale spermatogenezei

Datele recente, care au arătat că indicii de sănătate paternă sunt transmise către generația următoare cel mai probabil prin spermă, au dus la un interes reînnoit pentru funcția moleculară a spermei 99 și au contribuit la conducerea la ipoteza noastră actuală (Fig. 2). Mecanismele care induc modificări ale compoziției moleculare a spermei nu sunt încă determinate la persoanele obeze. Cu toate acestea, mai multe studii care examinează efectele transgeneraționale 13, 14 au propus modificări epigenetice ale spermatozoizilor prin modificări ale conținutului de ARN necodificator, metilare și acetilare, care sunt modificate la persoanele obeze pentru o revizuire a se vedea referințele. 99, 100 Rapoarte suplimentare sugerează că profilurile proteomice ale spermei diferă, de asemenea, între bărbații obezi și cei neobezi. 46 Devine din ce în ce mai acceptat faptul că mediul la care este expusă generația fondatoare are impact asupra fenotipului generațiilor următoare cu termenul „moștenire epigenetică transgenerațională” creat pentru a reflecta acest fenomen. 101, 102 Modelele de rozătoare ale obezității induse de dieta masculină documentează fenotipurile metabolice și reproductive afectate la descendenții F1 13, 14, 32 și, prin urmare, sugerează că este implicată moștenirea epigenetică transgenerațională.