Stress Ossidativo e suoi effetti sulla fertilità maschile

Negli ultimi anni c’è stata una crescente evidenza che lo stress ossidativo gioca un ruolo vitale nella patogenesi dell’infertilità del fattore maschile idiopatico. Chiarire il valore della supplementazione di antiossidanti come opzione di trattamento per l’infertilità è quindi diventato un obiettivo per molti ricercatori. Sono state condotte ricerche approfondite per dimostrare che gli antiossidanti come le vitamine E e C e le carnitine aiutano a ridurre lo stress ossidativo estinguendo i radicali liberi.

Un radicale libero è una molecola che ha almeno un elettrone spaiato che è responsabile dello stato di alta energia di breve durata della molecola che causa instabilità ed estrema reattività. Durante il processo, i lipidi di membrana, gli amminoacidi e i carboidrati negli acidi nucleici saranno attaccati dai radicali liberi e subiranno l’ossidazione. Esempi di radicali dell’ossigeno altamente reattivi includono anioni superossido, radicali idrossile e radicali ipoclorito; e questi sono noti collettivamente come specie reattive dell’ossigeno (ROS).
I ROS sono sottoprodotti del metabolismo dell’ossigeno e le quantità fisiologiche svolgono un ruolo importante nella funzione degli spermatozoi, come nella capacità, nella reazione acrosomiale, nell’iperattivazione e nella fusione spermatozoo-ovocita. In condizioni normali ci sono antiossidanti naturali, sia enzimatici che non enzimatici, presenti nel plasma seminale per garantire che le concentrazioni di ROS rimangano basse. Gli antiossidanti enzimatici includono glutatione reduttasi, superossido dismutasi e catalasi; mentre gli ossidanti non enzimatici includono le vitamine C, E, B, i carotenoidi e le carnitine. Quando i livelli di ROS sono notevolmente aumentati o i livelli di antiossidanti sono sostanzialmente diminuiti in modo tale da disturbare il delicato equilibrio tra ROS e antiossidanti, si verifica lo stress ossidativo.
Diversi studi hanno dimostrato un legame tra stress ossidativo e infertilità del fattore maschile idiopatico. E’ stato scoperto che i pazienti infertili producono una maggiore quantità di spermatozoi anormali, che generano più ROS e meno antiossidanti, portando quindi a stress ossidativo in tre modi principali: perossidazione lipidica della membrana, danno al DNA e induzione dell’apoptosi.
Le membrane cellulari degli spermatozoi sono ricche di acidi grassi polinsaturi, in particolare acido docosaesaenoico (DHA), che le rende più suscettibili al danno ossidativo dei radicali liberi. Gli acidi grassi polinsaturi sono costituiti da numerosi doppi legami non coniugati contenenti molti elettroni. Questi elettroni vengono donati ai ROS portando alla generazione di perossidi lipidici che sono dannosi, di conseguenza, la fluidità della membrana cellulare degli spermatozoi viene interrotta, influenzando negativamente la motilità e la vitalità degli spermatozoi. La motilità sarà influenzata dalla diminuzione della fosforilazione delle proteine (assonemiche) componenti della coda dello spermatozoo, mentre la vitalità diminuirà a causa della modifica di importanti proteine di membrana e della reazione acrosomiale anormale che compromette la capacità dello sperma di fondersi con l’ovocita.
Un altro effetto dei ROS sugli spermatozoi è quello del danno al DNA, ciò avviene tramite un attacco diretto alle basi destabilizzando quindi la molecola di DNA con formazione di rotture del doppio filamento e causando anomalie comprese, ma non limitate a, mutazioni puntiformi, polimorfismi, delezioni, traslocazioni
La frammentazione del DNA provocherà una fecondazione anormale, un impianto ridotto e uno scarso sviluppo embrionale in modo tale che la prole avrà probabilmente una durata di vita più breve . In caso di danni più gravi, gli spermatozoi possono andare incontro ad morte (apoptosi), con conseguente basso numero di spermatozoi caratteristici dell’infertilità del fattore maschile idiopatico.
Proprietà del Licopene
Il licopene è un composto della famiglia dei carotenoidi, che si trovano nella frutta e nella verdura,non sono sintetizzati dagli esseri umani, che quindi hanno bisogno di assumerli con l’alimentazione. Sono fonti di vitamina A ed hanno proprietà antiossidanti. Sono fonti alimentari di licopene i pomodori e prodotti a base di pomodoro trasformati, pompelmi rosa, angurie, albicocche, guaiave, papaia  Il licopene ha un’emivita di circa 2-3 giorni dal consumo e solo il 10-30 % viene assorbito, però manca di attività della vitamina A e deve essere considerato un componente dietetico essenziale.
Le persone assorbono, nell’intestino tenue , solo il 10-30% del licopene presente nella loro dieta, la biodisponibilità del licopene diminuisce con l’avanzare dell’età di individui sani, probabilmente a causa dei cambiamenti legati all’età nel tratto gastrointestinale che ne riducono l’assorbimento, anche il fumo e il consumo di alcol riducono la concentrazione di licopene nel l’organismo.
Diversi fattori contribuiscono ad un migliore assorbimento, il riscaldamento rende il licopene più biodisponibile ed è meglio assorbito quando viene consumato con altri lipidi nella dieta o cotto in olio.
Il licopene si accumula preferenzialmente nei testicoli, nelle ghiandole surrenali, nel fegato e nella prostata, con concentrazioni nei testicoli fino a 10 volte quelle degli altri tessuti. Questa maggiore concentrazione di licopene potrebbe essere dovuta alla presenza di un gran numero di recettori delle lipoproteine in questi tessuti.

Meccanismi generali di azione del licopene
Oltre a neutralizzare direttamente i ROS agendo come un assorbente di ossigeno singoletto, provocando quindi una diminuzione della quantità complessiva di ROS, il licopene riduce anche indirettamente lo stress ossidativo attivando altri meccanismi che aumentano il potenziale antiossidante.
Infertilità maschile e Licopene
il licopene sembra svolga un ruolo fisiologico importante come antiossidante nel processo di spermatogenesi. Uno studio ha rivelato che la concentrazione di licopene era significativamente inferiore negli uomini infertili. L’assunzione di licopene offrirà protezione dai ROS nel plasma seminale e ridurrà lo stress ossidativo e la perossidazione lipidica mantenendo così l’integrità della membrana cellulare dello spermatozoo delle membrane, principali cause di infertilità del fattore maschile idiopatico.
Il licopene può avere altri effetti benefici tramite meccanismi non ossidativi nel testicolo, come la comunicazione gap junction, la modulazione dell’espressione genica, la regolazione del ciclo cellulare e il potenziamento immunitario. Vari studi sull’integrazione di licopene condotti su uomini e animali hanno mostrato risultati promettenti nell’alleviare l’infertilità maschile agendo sulla diminuzione della perossidazione lipidica e il danno al DNA e aumentando la concentrazione e la vitalità degli spermatozoi .

Valutazione dell’azione del licopene nel trattamento dell’infertilità maschile idiopatica.

Una valutazione dei biomarcatori dello stress ossidativo può essere d’aiuto per il trattamento dell’infertilità.
L’entità del danno che si è verificato al DNA degli spermatozoi si misura con il test di frammentazione del DNA spermatico espresso come indice percentuale di frammentazione del DNA . Anche il dosaggio dell’8-idrossi-deoxoguanosina urinaria è un altro biomarcatore dello stress ossidativo e poiché la malondialdeide viene prodotta come prodotto finale della perossidazione lipidica, la sua concentrazione può essere un indicatore del danno causato alle membrane lipidiche.
Il miglioramento di questi parametri indica una riduzione dello stress ossidativo, e quindi gli spermatozoi sono meno vulnerabili al danno ossidativo, il che aumenta le possibilità che uno spermatozoo normale fertilizzi l’ovocita. Studi sull’uomo hanno riportato un miglioramento dei parametri dello sperma e dei tassi di gravidanza con l’integrazione di licopene nella dieta per almeno 3-12 mesi.
Quindi lo stress ossidativo ha un effetto negativo sul sistema riproduttivo maschile inducendo perossidazione lipidica e danni al DNA, che alla fine possono portare all’apoptosi.
Il licopene sembra quindi in grado di dare un buon aiuto nella riduzione del danno al DNA negli spermatozoi, aumentando quindi le possibilità  di successo nella fecondazione dell’ovocita e un migliore sviluppo dell’embrione.

Asian J Androl. 2014 mag-giu;16(3)