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La infertilidad masculina y el estrés oxidativo

Por: Rafael H. Pagán Santini

2012-09-06 04:00:00

 

Desde de la década de los 40 ya se venia publicando la reducción en la motilidad de los espermatozoos al encubarse en un ambiente rico en oxígeno1. En ese momento se concluyó que la pérdida en motilidad se debía a la sobre producción de oxidantes dado un aumento en el metabolismo de oxigeno por el esperma. Actualmente se sabe que el involucramiento de especies de oxígeno reactivo puede producir infertilidad masculina por las modificaciones químicas y estructurales del ADN nuclear del esperma así como los daños que produce tanto en la membrana plasmática del espermatozoide como en las membranas de sus mitocondrias.  

El cuerpo humano mantiene un balance de entre las sustancias que se oxidan (en principio donan electrones) y las que se reducen (reciben electrones), a través de lo que se conoce como reacciones de óxido–reducción o redox. Estas reacciones son constantes, lo que permite la preservación de un equilibrio entre la producción de pro–oxidantes que se generan como resultado del metabolismo celular y los sistemas de defensa antioxidantes. La pérdida en este balance genera un estado de estrés oxidativo.

El estado de estrés oxidativo se caracteriza por un aumento en los niveles de radicales libres y especies reactivas, que no alcanza a ser compensado por los sistemas de defensa antioxidantes causando daño y muerte celular. Así que, el estrés oxidativo es el desequilibrio entre la producción de agentes oxidantes y su utilización o neutralización de estos por el cuerpo. Los radicales libres son moléculas fuertemente reactivas que en su orbita más externa tienen electrones no pareados. Ejercen efectos beneficiosos, como sería el facilitar la destrucción de los microrganismos y las células cancerosos. Sin embargo, la producción excesiva de dichas moléculas o los mecanismos antioxidantes de defensa deficientes pueden lesionar las estructuras celulares. El estrés oxidativo severo puede causar la muerte celular y aún una oxidación moderada puede desencadenar la muerte programada de la célula (apoptosis), mientras que si es muy intensa puede provocar la necrosis.

Un aspecto particularmente destructivo del estrés oxidativo es la producción excesiva o la incapacidad del organismo transformarlos a un estado reducido, esto es balancear la molécula para que no tenga electrones libres. Actualmente al grupo de estas moléculas se les denomina especies de oxígeno reactivo porque se incluyen a los radicales libres y a los peróxidos, ente ellos se encuentran: el anión superóxido, el peróxido de hidrógeno, el radical hidroxilo, el hidroperóxido orgánico, el ácido hipocloroso y el peroxinitrito. La mayoría de estas especies derivadas del oxígeno se producen en un nivel bajo en condiciones normales de metabolismo aeróbico y el daño que causan a las células es reparado constantemente. El efecto tóxico de esta sustancia radica en su capacidad para reaccionar con otras sustancias, donde sus productos finales son sumamente dañinos para la pared arterial, y en especial al ADN.

El estrés oxidativo hace que se altere el metabolismo celular generando una serie de daños celulares entre los que se encuentran: el rompimiento de la molécula de ADN, aumento de la concentración de calcio intracelular, descompartamentalización de iones de Fe (+2) y Cu (+2) catalíticos, daño a los transportadores de membranas de iones y otras proteínas específicas, y peroxidación de lípidos. Aunque en todos los procesos metabólicos inherentes al organismo se producen pequeñas cantidades de radicales libres (RL), como sucede en el retículo endoplásmico, los microsomas y los peroxisomas, la fuente endógena de especies reactivas más importante corre en el proceso de respiración celular, dentro de las mitocondrias, donde se lleva a cabo el transporte de electrones. Las especies de oxígeno reactivo se generan como producto secundario del metabolismo energético oxidativo.

Cuando el daño celular es irreversible y la procreación de las células dañadas compromete la procreación efectiva del organismo se producen varios efectos entre los que se encuentran la apoptosis y la necrosis. La apoptosis es un proceso activo que involucra muerte celular en la cual no se desarrolla inflamación y se caracteriza por cambios morfológicos que inicialmente se manifiestan en el núcleo, como condensación de la cromatina en la periferia por fuera de la membrana nuclear, en agregados bien delimitados de diversas formas y tamaños, nucléolos remanentes y fragmentación del núcleo, El citoplasma de desorganiza y se forman vacuolas. Finalmente, la fragmentación celular en cuerpos apoptóticos son fagocitados. Por otro lado, la necrosis es un fenómeno pasivo, generalmente va acompañada de una respuesta inflamatoria aguda, involucra cambios metabólicos progresivos, con una importante reducción de ATP, edema celular, ruptura de membranas, edema celular y liberación de enzimas digestivas.

El estrés oxidativo ha sido identificado como el medio que degenera algunos sistemas tisulares produciendo enfermedades como las cardiovasculares, la degeneración neuronal, enfermedades metabólicas como la diabetes. Es importante resaltar que el estrés oxidativo puede ser otro síntoma dentro de un síndrome más complejo y no la causa. El tratamiento con antioxidantes puede ser efectivo siempre y cuando la causa del desbalance sea la deficiencia vitamínica o algunas de las enzimas que participan en la antioxidación. El tratamiento con altas dosis de vitaminas puede ser toxico.

La infertilidad masculina es un proceso multicausal. En este caso hemos descrito una sola de las posibles causas que podrían estar produciendo espermatozoides inviables o incapaces de fertilizar. Además, son varias las causas que producen el estrés oxidativo en un organismo. Es un reto para la medina moderna, la detección y el tratamiento adecuado en la infertilidad masculina.

 

1MacLeod J., (1943), The role of oxygen in the metabolism and motility of human spermatozoa. Am J Physiol;138:512–518.

 

Si desea más información sobre esta columna puede escribir al correo electrónico

rhpmedicus@yahoo.com.mx

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