Una questione ambientale

Andrea Lenzi

Il peggioramento della qualità del seme nelle ultime decadi, più volte messo in evidenza in letteratura, è diventato motivo di preoccupazione, soprattutto se correlato all’aumento dell’età della prima gravidanza della partner femminile.

Introduzione

Gli effetti dell’ambiente sulla riproduzione umana rappresentano oggi un campo di ricerca scientifica di estremo interesse e, nonostante l’impatto clinico rilevante, le nostre conoscenze in tale ambito risultano spesso ancora insufficienti. Negli ultimi anni, i condizionamenti ambientali negativi di tipo sociale, in particolare quelli di tipo economico, hanno svolto un ruolo sempre più importante, tanto che, oggi, specie nei Paesi occidentali, molte coppie programmano la loro vita riproduttiva in funzione della loro ricchezza, rinviando l’eventuale gravidanza al momento della stabilizzazione della situazione lavorativa ed economica, con l’evidente ripercussione sull’elevazione dell’età media della popolazione maschile e femminile che affronta la prima gravidanza.
Altri condizionamenti ambientali riguardano lo stress fisico e psichico che, se particolarmente spinto, si è dimostrato in grado di influire negativamente su variabili oggettive quali il livello di testosterone e di altre secrezioni neuro endocrine ipotalamo-ipofisarie, alterando il corretto funzionamento dell’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, con effetti deleteri sulla produzione nemaspermica, sul desiderio e sulla capacità riproduttiva.
Generalizzando, gli effetti deleteri sulla spermatogenesi degli inquinanti ambientali possono manifestarsi attraverso l’azione contro il sistema endocrino (Endocrine Disruptors), alterando l’espressione di geni regolatori della spermatogenesi o della steroidogenesi gonadica o esercitando effetti epigenetici con le risultanti anomalie del sistema riproduttivo della prole evidenziabili per diverse generazioni dopo l’esposizione al contaminante.
Un altro possibile meccanismo attraverso il quale l’esposizione ad inquinanti potrebbe incidere sulla fertilità è l’aumento dello stress ossidativo. Studi recenti hanno, inoltre, posto l’accento sulla necessità dell’integrità della barriera emato-testicolare per il mantenimento di un microambiente favorevole alla proliferazione ed alla maturazione delle cellule germinali.
Infine, oltre ai tossici direttamente attivi sulla spermatogenesi, come già detto per lo stress, alcuni tossici sembrano agire sulla capacità riproduttiva attraverso meccanismi psico-neuro-immuno-endocrini; i mediatori di tali azioni sarebbero ancora neuro ormoni, ormoni ipofisari ed interleuchine ad azione endocrina.
Il peggioramento della qualità del seme nelle ultime decadi, più volte messo in evidenza in letteratura, è diventato motivo di preoccupazione, soprattutto se correlato all’aumento dell’età della prima gravidanza della partner femminile. Tuttavia, le nostre conoscenze si rivelano spesso insufficienti, in quanto l’evidenza scientifica dell’impatto di determinati stili di vita e, soprattutto, di fattori ambientali esogeni risulta lacunosa e, a volte, contraddittoria.

Effetti delle abitudini voluttuarie (fumo, alcol, cannabinoidi) e dell’obesità

Tra i fattori di rischio che ritroviamo nei Paesi occidentali, un ruolo senza dubbio di primo piano hanno, per frequenza ed impatto clinico, l’obesità, il fumo di sigaretta, il consumo di alcool e di droghe. Il fumo di sigaretta ha raggiunto, nel mondo, una larghissima diffusione ed i suoi effetti patologici sui vari organi ed apparati ampiamente documentati, costituendo oggetto di dibattito culturale sociale, ma anche sanitario, nel senso della prevenzione, oltre che della terapia. La nicotina ed i suoi principali metaboliti, cotinina e trans-3-idrossicotinina, sono stati identificati nel siero di sangue ed in varie secrezioni biologiche (saliva, latte, urina, muco cervicale, fluido follicolare), compreso il liquido seminale. La concentrazione della nicotina riscontrata nel plasma seminale di fumatori è significativamente più elevata che nel siero, mentre i suoi metaboliti sono presenti in concentrazioni sovrapponibili nei due fluidi biologici. La concentrazione di tutte queste sostanze è, infine, negativamente correlata con la motilità nemaspermica. Situazioni simili, specie relativamente alla concentrazione seminale della nicotina e dei suoi derivati, sembrano verificarsi anche a livello dei cosidetti fumatori passivi.
L’uso di droghe è divenuto così diffuso che l’impiego di marijuna, cocaina, eroina, ed altre sostanze psicotrope, tra le quali è possibile inserire, per la vastità del fenomeno, anche l’alcool, è risultato un fenomeno di ampio impatto tra i giovani adulti. Tutte le droghe impiegate, anche se diverse chimicamente, presentano una caratteristica farmacologica comune: sono delle potenti sostanze neuroattive, in grado di alterare la funzione dell’asse ipotalamo-ipofisario modificandone il controllo sulla secrezione delle gonadotropine e della prolattina. Studi su modelli animali hanno dimostrato un’alterazione della steroidogenesi testicolare, della maturazione e della motilità nemaspermica a seguito dell’esposizione a cannabinoidi, espletando tali effetti attraverso l’interazione con i recettori CB1 e CB2.
Per quanto riguarda il ruolo del consumo di alcool, la maggior parte degli studi condotti non evidenziavano un impatto negativo significativo sui parametri seminali in caso di introito alcolico moderato, mentre trovavano tale correlazione negativa in etilisti cronici in termini di riduzione del numero totale di nemaspermi per eiaculato e dei livelli di testosterone. L’obesità, con un aumento significativo della sua incidenza nei Paesi ricchi negli ultimi anni, è un altro fattore altamente rilevante per la sanità pubblica. Negli ultimi anni, diversi studi hanno ipotizzato un’associazione tra obesità ed infertilità, così come un’aumentata incidenza di obesità tra i maschi infertili ed una correlazione negativa tra BMI e parametri seminali. Le evidenze scientifiche attualmente disponibili mostrano che le alterazioni seminali nei pazienti obesi risultano secondarie alle alterazioni ormonali riscontrabili in tali pazienti: riduzione dei livelli di testosterone, aumentati livelli circolanti di estradiolo (con conseguente iperestrinismo relativo), con livelli di gonadotropine (LH ed FSH) ai limiti inferiori o ridotte. è interessante notare come la somministrazione di inibitori dell’enzima aromatasi in pazienti obesi normalizzi il rapporto testosterone:estradiolo e migliori la qualità seminale.
Tuttavia, l’obesità potrebbe avere effetti sulla funzione e sul numero delle cellule del Sertoli, quindi sulla produzione nemaspermica, indipendenti dalle alterazioni delle gonadotropine, come ipotizzabile a causa della riduzione dei livelli di Inibina B sproporzionatamente maggiore di quella dell’FSH. Un ulteriore ruolo nella patogenesi delle alterazioni seminali riscontrabili nei pazienti obesi può essere assunto dalla aumentata deposizione di grasso scrotale, con conseguente aumento della temperatura scrotale.
Andrebbe, infine, discusso il ruolo del tessuto adiposo nell’accumulo di sostanze tossiche ambientali, in quanto la maggior parte degli inquinanti organici persistenti (POPs) possiede caratteristiche molecolari lipofiliche e potrebbe trovare nel tessuto adiposo bianco un reservoir capace di prolungarne il rilascio nell’organismo nel tempo, ben oltre il periodo di esposizione diretta.

Esposizione occupazionale

Negli ultimi anni, in letteratura è stato posto in evidenza come l’esposizione ad inquinamento fisico-chimico possa determinare effetti deleteri sulla spermatogenesi. Molti principi attivi e solventi contenuti, ad esempio, nei preparati antiparassitari di uso comune sono ritenuti, in base ad evidenze sperimentali, probabili agenti nocivi per il sistema riproduttivo umano. Tra gli esempi di infertilità indotta da esposizioni lavorative, possiamo citare il di-bromocloropropano (DBCP) ed il clordecone. L’esposizione prolungata dei lavoratori durante la produzione o l’applicazione del prodotto è stata associata a danno severo della spermatogenesi, ed il recupero al cessare dell’esposizione non è stato osservato in tutti i casi. Altro esempio è l’esposizione occupazionale ai derivati del glycol etere, come l’”etilene glicol mono metil etere”. Si tratta di composti altamente volatili utilizzati come solventi in diversi processi industriali. Evidenze cliniche hanno associato l’esposizione del lavoratore a tali sostanze ad un potenziale ruolo eziologico dell’infertilità.
Sulla scia dell’esperienza con il DPCB, la ricerca si è concentrata nell’identificare il rischio occupazionale nell’esposizione ad altri pesticidi, e come questi potrebbero interferire sulla spermatogenesi o sulla fertilità del lavoratore esposto. Tuttavia, nella maggior parte di questi studi, i soggetti erano esposti a più sostanze, piuttosto che a singoli pesticidi, rendendo l’interpretazione dei dati meno attendibile.
Uno dei più noti insetticidi, il DDT, è una delle sostanze la cui influenza è ben nota. Esso agirebbe mimando l’azione degli estrogeni, inducendo, quindi, una “femminilizzazione” nello sviluppo del feto di sesso maschile. Anche se l’impiego del DDT è stato bloccato in Europa e negli USA da circa vent’anni, è tuttora impiegato in vari Paesi, quali il Messico ed il Brasile, tanto da indurre l’OMS a considerare il suo impiego come una grave minaccia alla salute ed a sconsigliarne produzione, esportazione e, ovviamente, l’uso.
I policlorobifenili, noti spesso con la sigla PCB, sono una classe di composti organici usati in un’ampia gamma di applicazioni industriali. La loro stabilità chimica è tuttavia anche responsabile della loro persistenza nell’ambiente. I PCB ed i loro metaboliti causano un aumentato danno ossidativo a livello di DNA ed aumentano l’espressione di geni regolatori dell’apoptosi e dei loro prodotti proteici.
La temperatura è considerata, specie nel campo della medicina del lavoro, come un potenziale tossico ambientale in grado di indurre patologie di vari organi ed apparati.
Nell’uomo vi è un ampio dibattito relativo all’effetto delle variazioni termiche sulla spermatogenesi, con particolare riferimento al deterioramento della qualità dei parametri seminali. In uno studio epidemiologico è stata valutata una popolazione di operai dell’industria della ceramica. Per la loro attività, tali soggetti sono sottoposti a temperature di base di poco inferiori a 40°C, con punte di 80°C durante le fasi di immissione ed estrazione della ceramica dai forni. I soggetti ed un gruppo di controllo sono stati studiati per la variabile epidemiologica “tempo per la gravidanza”, le caratteristiche seminali microscopiche e la cinetica computerizzata.
Il “tempo per la gravidanza” si è dimostrato una variabile fortemente correlata in senso negativo con l’esposizione alla temperatura. Fra i dati seminologici, la velocità nemaspermica sembra essere quella più correlata in senso negativo con l’esposizione termica.

Esposizione a campi elettromagnetici

Negli ultimi anni sono stati segnalati effetti tossici derivanti dall’influenza dell’esposizione a campi elettromagnetici a seguito dell’ampia diffusione di computer e terminali video. È opinione comune che, più che alle radiazioni ionizzanti o elettromagnetiche, gli effetti negativi sull’apparato riproduttivo siano imputabili a fattori ergonomici e di stress associati all’impiego di tali sistemi. Tuttavia, recenti osservazioni hanno dimostrato che i campi elettromagnetici deboli sono in grado di interagire con vari sistemi biologici, riaprendo così il dibattito sull’argomento.

Andrea Lenzi
Professore Ordinario di Endocrinologia
Dipartimento di Medicina Sperimentale,
Sezione di Fisiopatologia Medica, Policlinico Umberto I, Università di Roma “La Sapienza”

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Massimiliano Fanni Canelles
Massimiliano Fanni Canelles Head of CAD Nephrology and Dialysis, Health Department with University of Udine Adj. Professor in Alma Mater University in Bologna of International Cooperation Editor of SocialNews Magazine President of Auxilia Foundation Twitter. @fannicanelles Instagram @fannicanelles

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