Metaanaliza (1), która obejmuje 185 badań przeprowadzonych w latach 1973-2011 i obejmujących prawie 43 000 płodnych mężczyzn, wykazała dramatyczny spadek stężenia plemników mężczyzn z krajów zachodnich do nawet -52% w ciągu 40 lat i trend ten niestety pogarsza się i przyśpiesza na przestrzeni ostatnich lat. 

Potencjalne przyczyny są wielorakie i można je przypisać otyłości, stresowi, ekspozycji  na czynniki chemiczne i elektromagnetyczne prowadzącym do zaburzeń endokrynologicznych i szkodliwego wpływu na reprodukcję(2).

Uszkodzenie DNA plemników: kluczowy gracz w męskiej niepłodności

Jeśli zastosowanie biotechnologii rozrodu, takich jak zapłodnienie in vitro (IVF) lub docytoplazmatyczne wstrzyknięcie nasienia (ICSI) może pomóc w uzyskaniu ciąży pomimo niskiej liczby plemników, to wyższy odsetek nieprawidłowej morfologii plemników czy fragmentacji DNA nasienia jest szeroko opisywany i stanowi główny problem. 

Badanie Study for Future Families (SFF) mierzyło parametry nasienia u 763 partnerek ciężarnych kobiet w kilku stanach USA (CA, MN, MO, NY i IA) i wykazało zmniejszoną ruchliwość plemników i wyższy odsetek nieprawidłowej morfologii plemników w obszarach wiejskich (3). Inne badanie młodych mężczyzn z ogólnej populacji duńskiej wykazało, że średni procent morfologicznie prawidłowych plemników wynosi tylko 7% (4)

Obecność plemników o nieprawidłowej morfologii wskazuje, że plemniki nie zakończyły całego procesu dojrzewania (od plemników do dojrzałych i ruchliwych plemników) i mogą ujawnić uszkodzenia DNA plemników na podstawie badań wykazujących ujemną zależność między jakością chromatyny plemników (DNA) a parametrami nasienia w tym morfologia i ruchliwość (5, 6).

Uszkodzenie DNA ludzkiego plemnika wpływa na płodność mężczyzn, co wykazano w wielu badaniach wykazujących zwiększoną liczbę plemników z nieprawidłową chromatyną u niepłodnych pacjentów w porównaniu z płodnymi mężczyznami (7-11).

Otyłość powoduje wzrost ogólnoustrojowych stanów zapalnych, które skutkują zwiększoną produkcją reaktywnych form tlenu (stres oksydacyjny) (12), a to z kolei wiąże się z uszkodzeniem biomolekuł komórkowych, takich jak DNA, oprócz deregulacji reakcji akrosomów (aktywacja plemniki w kontakcie z oocytem) i zakłócają rozpoznawanie i fuzję plemników z oocytem (13), co zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia zapłodnienia z utworzeniem zarodka.

Omega 3- rozwiązanie poprawiające parametry nasienia

Wiele przypadków niepłodności męskiej jest diagnozowanych jako idiopatyczne i pozostaje nieleczonych. Jak widać w poprzedniej części, znaczący spadek parametrów nasienia na przestrzeni lat można, przynajmniej częściowo, przypisać złej diecie z niskim spożyciem składników odżywczych o działaniu przeciwutleniającym oraz żywieniu bogatemu w cukier i nasycone kwasy tłuszczowe (14-15). Kwasy tłuszczowe są klasyfikowane na podstawie liczby węgli, która determinuje ich długość oraz liczby nienasyceń (wiązań podwójnych), które nadają im określone właściwości. Kwasy tłuszczowe dostarczane do organizmu w postaci trójglicerydów (poprzez dietę) są źródłem energii dla organizmu.

Istnieją trzy rodzaje naturalnych kwasów tłuszczowych:

1. Nasycony

2. Jednonienasycone

3. Wielonienasycone

Wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA) są niezbędnymi FA, ponieważ organizm ludzki nie może ich syntetyzować. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega 3 i omega 6 są niezbędnymi składnikami fosfolipidów obecnych we wszystkich tkankach, w tym błonach komórkowych plemników (16), których potencjał do udanego zapłodnienia zależy od składu lipidów błonowych (17). Prekursory omega 3 (kwas alfa-linolowy: ALA) dają początek dwóm kwasom tłuszczowym ω3: EPA i DHA (łącznie określanym jako omega 3), które odgrywają główną rolę w zmniejszaniu stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego.

Żyjąc w zachodnim kraju, nasza dieta jest bardzo bogata w omega 6 (przetworzona żywność, fast-foody, dużo słabej jakości mięsa, mała ilość warzyw), dlatego nasz stosunek omega 6 do omega 3 (ω6/ω3) wynosi bardzo wysoki, osiągając wartość 20 lub więcej (20). Ten stosunek, odzwierciedlający naszą skłonność do stymulowania szlaków przeciwzapalnych (ω3) lub prozapalnych (ω6), może być modulowany przez zmiany w diecie. Rzeczywiście, zmniejszając spożycie ω6 (więcej warzyw, mniej mięsa) i zwiększając spożycie kwasów omega 3 poprzez spożywanie większej ilości ryb i owoców morza, może to pomóc w ustaleniu bardziej zrównoważonego stosunku ?6?3 na dłuższą metę. Łatwiejszym i szybszym sposobem na optymalizację proporcji ?6?3 jest uzupełnienie diety w olej rybny omega 3 bogaty w EPA i DHA.

Profil kwasów tłuszczowych w odniesieniu do parametrów nasienia Chociaż wykazano, że spożycie wielonienasyconych kwasów tłuszczowych omega-3 wiąże się z lepszą funkcją jąder, na co wskazuje wyższa objętość jąder (21), inne badania analizujące skład kwasów tłuszczowych (FA) plemniki mężczyzn normozoospermicznych, astenozoospermicznych (obniżona ruchliwość plemników), oligozoospermicznych (niskie stężenie plemników) i oligoastenozoospermicznych (niskie stężenie plemników i obniżona ruchliwość plemników) wykazały podwyższony stosunek omega-6/omega-3 w męskich plemnikach z upośledzoną jakością nasienia (22). Ponadto inne podobne badanie wykazało silny związek między DHA a ruchliwością plemników, koncentracją plemników i prawidłową morfologią plemników (23). Co ciekawe, poziom kwasów tłuszczowych we krwi koreluje z poziomami kwasów tłuszczowych w nasieniu(24-27).

Ile omega 3 potrzebują mężczyźni?

Istnieje wiele literatury na temat badań nad suplementacją oleju rybiego/omega 3 poprawiających parametry nasienia u zwierząt (28-31), ale badania na modelu ludzkim są ograniczone. W badaniu na zdrowych, młodych mężczyznach (32), którym podaje się źródło omega 3 (75 g orzechów włoskich dziennie przez 12 tygodni), co prowadzi do zwiększenia poziomu kwasu DHA, wyniki wykazały poprawę:

• Witalność plemników
• Ruchliwość plemników
• Morfologia plemników

W innym badaniu (33) suplementacja DHA (400 lub 800 mg/dzień przez 3 miesiące) u mężczyzn z astenozoospermią (zmniejszoną ruchliwością) wykazała w surowicy:

• znaczny spadek szlaku omega 6 (-31%) tylko w grupie 800 mg
• znaczny spadek stosunku ?6?3 w grupach suplementowanych 400 i 800 mg (odpowiednio 34,9 i 33,3%).
• wzrost poziomu DHA (odpowiednio 37 i 40% w grupach 400 i 800 mg DHA)
• wzrost całkowitej ilości kwasów tłuszczowych n-3 (odpowiednio 33 i 30% w grupach 400 i 800 mg DHA).

Rzeczywiście, w badaniu na dużą skalę (34), 266 niepłodnych mężczyzn z idiopatyczną oligoastenozoospermią (OAT) zostało losowo przydzielonych do leczenia olejem rybim, który zawierał EPA i DHA, w dawkach 1,84 g dziennie lub placebo, które zawierało olej kukurydziany przez stosunkowo długi czas trwania 32 tygodni.

Wyniki wykazały, że w grupie leczonej:

• Poziomy EPA i DHA we krwi i osoczu nasienia wykazywały statystycznie istotną korelację z poziomami w plemnikach.
• znaczna poprawa ogólnej liczby plemników i stężenia plemników w grupie tranu rybiego.

Podobnie w badaniu (35) obejmującym mężczyzn oligozoospermicznych (niskie stężenie plemników) suplementacja diety (1g DHA/dzień oprócz doustnego przeciwutleniacza) wykazała:

• wzrost stężenia plemników (7,4 vs. 12,5 mln/ ml)
• wzrost reakcji akrosomowej (55 vs. 71%): krok umożliwiający penetrację plemników w celu zapłodnienia komórki jajowej
• znaczna redukcja stresu oksydacyjnego przy obniżonym poziomie ROS (775 vs 150 (1000 zliczeń/10 sekund)

Reasumując:

Kwas omega-3 są niezwykle ważnym komponentem mogącym zmniejszać % fragmentacji DNA nasienia, poprawiającym ilość i ruchliwość plemników oraz zwiększać możliwości penetracyjne plemnika. Przez szerokie działanie przeciwzapalne i słabą jakość żywności warto mieć je w codziennej suplementacji w indywidualnej dobrej dawce.

Autor: Marcin Ostaszewski 

Psychodietetyk i student Functional Medicine University w USA. Zajmuje się problemami z płodnością, układu pokarmowego, hormonalnego, dietą w chorobach autoimmunologicznych. W pracy stawia na indywidualne i kompleksowe podejście do zdrowia. Pracuje w klinice leczenia niepłodności Kriobank w Białymstoku. Wspomaga pacjentów w leczeniu i spełnianiu ich marzeń o byciu rodzicami.

Źródła:

1. Levine H, Jørgensen N, Martino-Andrade A, Mendiola J, Weksler-Derri D, Mindlis I, Pinotti R, Swan SH. Temporal trends in sperm count: a systematic review and meta-regression analysis. Hum Reprod Update. 2017 Nov 1;23(6):646-659. 
2. Skakkebaek NE, Rajpert-De Meyts E, Buck Louis GM, Toppari J, Andersson AM, Eisenberg ML, Jensen TK, Jørgensen N, Swan SH, Sapra KJ, Ziebe S, Priskorn L, Juul A. Male Reproductive Disorders and Fertility Trends: Influences of Environment and Genetic Susceptibility. Physiol Rev. 2016 Jan;96(1):55-97. 
3. Redmon JB, Thomas W, Ma W, Drobnis EZ, Sparks A, Wang C, Brazil C, Overstreet JW, Liu F, Swan SH. Semen parameters in fertile US men: the Study for Future Families. Andrology 1: 806–814, 2013.  
4. Jørgensen N, Joensen UN, Jensen TK, Blomberg Jensen M, Almstrup K, Olesen IA, Juul A, Andersson AM, Carlsen E, Petersen JH, Toppari J, Skakkebæk NE. Human semen quality in the new millennium: a prospective cross-sectional population-based study of 4867 men. BMJ Open 2: e000990, 2012. 
5. Larson-Cook KL, Brannian JD, Hansen KA, Kasperson KM, Aamold ET, Evenson DP. Relationship between the outcomes of assisted reproductive techniques and sperm DNA fragmentation as measured by the sperm chromatin structure assay. Fertil Steril 2003; 80: 895-902.  
6. Giwercman A, Richthoff J, Hjøllund H, Bonde JP, Jepson K, Frohm B, et al. Correlation between sperm motility and sperm chromatin structure assay parameters. Fertil Steril 2003; 80: 1404-1412.
7. Machev N, Gosset P, Viville S. Chromosome abnormalities in sperm from infertile men with normal somatic karyotypes: teratozoospermia. Cytogen Genome Res 2005; 111: 352-357.  
8. Zini A, Libman J. Sperm DNA damage: clinical significance in the era of assisted reproduction. Canadian Med Assoc J 2006; 175: 495-500.
9. Pourmasumi S, Sabeti P, Rahiminia T, Mangoli E, Tabibnejad N, Talebi AR. The etiologies of DNA abnormalities in male infertility: An assessment and review. Int J Reprod Biomed (Yazd). 2017 Jun;15(6):331-344. Review. 
10. Campbell JM, Lane M, Owens JA, Bakos HW. Paternal obesity negatively affects male fertility and assisted reproduction outcomes: a systematic review and meta-analysis. Reprod Biomed Online. 2015 Nov;31(5):593-604. 
11. Agarwal A, Said TM 2003a Role of sperm chromatin abnormalities and DNA damage in male infertility. Human Reproduction Update 9, 331–345. 
12. Kahn BE, Brannigan RE. Obesity and male infertility. Curr Opin Urol. 2017Sep;27(5):441-445. 
13. Agarwal A, Saleh RA, Bedaiwy MA 2003. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertility and Sterility 79, 829–843. 
14. Mendiola J, Torres-Cantero AM, Vioque J, Moreno-Grau JM, Ten J et al. A low intake of antioxidant nutrients is associated with poor semen quality in patients attending fertility clinics. Fertil Steril 2010; 93: 1128–33.  
15. Vujkovic M, de Vries JH, Dohle GR, Bonsel GJ, Lindemans J. Associations between dietary patterns and semen quality in men undergoing IVF/ ICSI treatment. Hum Reprod (Oxford, England) 2009; 24: 1304–12. 
16. Mazza M, PomponiM, Janiri L, Bria P,Mazza S. Omega- 3 fatty acids and antioxidants in neurological and psychiatric diseases: an overview. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry 2007; 31: 12–26. 
17. Lenzi A, Gandini L, Maresca V, Rago R, Sgro P. Fatty acid composition of spermatozoa and immature germ cells. Mol Hum Reprod 2000; 6: 226–31. 
18. Anderson BM, D.W.Ma, Areall. n-3 polyunsaturated fatty acids created equal? Lipids HealthDis.8(2009)1.  
19. Calder PC. Omega-3polyunsaturatedfattyacidsandinflammatory processes: nutrition orpharmacology? Br.J.Clin. Pharmacol.75 (2013)645–662. 
20. Weaver KL, Ivester P, Seeds M, Case LD, Arm JP et al. Effect of dietary fatty acids on inflammatory gene expression in healthy humans. J Biol Chem 2009; 284: 15400–7. 
21. MInguez-Alarcón L, Chavarro JE, Mendiola J, Roca M, Tanrikut C, Vioque J, Jørgensen N, Torres-Cantero AM. Fatty acid intake in relation to reproductive hormones and testicular volume among young healthy men. Asian J Androl. 2017 Mar-Apr;19(2):184-190. 
22. Aksoy Y, Aksoy H, Altinkaynak K, Aydin HR, Ozkan A. Sperm fatty acid composition in subfertile men. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 2006; 75: 75–9. 
23. Conquer JA, Martin JB, Tummon I, Watson L, Tekpetey F. Fatty acid analysis of blood serum, seminal plasma, and spermatozoa of normozoospermic vs. asthenozoospermic males. Lipids 1999; 34: 793–9. 
24. Safarinejad MR, Hosseini SY, Dadkhah F, Asgari MA. Relationship of omega-3 and omega-6 fatty acids with semen characteristics, and anti-oxidant status of seminal plasma: a comparison between fertile and infertile men. Clin Nutr 2010; 29: 100–5. 
25. Safarinejad MR, Hosseini SY, Dadkhah F, Asgari MA. Relationship of omega-3 and omega-6 fatty acids with semen characteristics, and anti-oxidant status of seminal plasma: a comparison between fertile and infertile men. Clin Nutr 2010; 29: 100–5. 
26. Attaman JA, Toth TL, Furtado J, Campos H, Hauser R. Dietary fat and semen quality among men attending a fertility clinic. Hum Reprod 2012; 27: 1466–74. 
27. Martınez-Soto JC, Landeras J & Gadea J. (2013) Spermatozoa and seminal plasma fatty acids as predictors of cryopreservation success. Andrology 1, 365–375. 
28. Alizadeh A, Esmaeili V, Shahverdi A, Rashidi L. Dietary Fish Oil Can Change Sperm Parameters and Fatty Acid Profiles of Ram Sperm during Oil Consumption Period and after Removal of Oil Source. Cell J. 2014 Fall;16(3):289-98. 
29. Gholami H, Chamani M, Towhidi A, Fazeli MH. Effect of feeding a docosahexaenoic acid-enriched nutriceutical on the quality of fresh and frozen-thawed semen in Holstein bulls. Theriogenology. 2010 Dec;74(9):1548-58. 
30. Gholami H, Chamani M, Towhidi A, Fazeli MH. Improvement of Semen Quality in Holstein Bulls during Heat Stress by Dietary Supplementation of Omega-3 Fatty Acids. Int J Fertil Steril. 2011 Jan;4(4):160-7. 
31. Lin Y, Cheng X, Mao J, Wu D, Ren B, Xu SY, Fang ZF, Che LQ, Wu CM, Li J. Effects of different dietary n-6/n-3 polyunsaturated fatty acid ratios on boar reproduction. Lipids Health Dis. 2016 Feb 16;15: 31
32. Robbins WA, Xun L, FitzGerald LZ, Esguerra S, Henning SM & Carpenter CL. (2012) Walnuts improve semen quality in men consuming a Western-style diet: randomized control dietary intervention trial. Bio Reprod 87, 101–108. 
33. Conquer JA, Martin JB, Tummon I, Watson L, Tekpetey F. Effect of DHA supplementation on DHA status and sperm motility in asthenozoospermic males. Lipids. 2000 Feb;35(2):149-54. 
34. Safarinejad MR. (2011) Effect of omega-3 polyunsaturated fatty acid supplementation on semen profile and enzymatic anti-oxidant capacity of seminal plasma in infertile men with idiopathic oligoasthenoteratospermia: a double-blind, placebo-controlled, randomised study. Andrologia 43, 38–47. 
35. Comhaire FH, Christophe AB, Zalata AA, Dhooge WS, Mahmoud AM, Depuydt CE. The effects of combined conventional treatment, oral antioxidants and essential fatty acids on sperm biology in subfertile men. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 2000 Sep;63(3):159-65. 
36. Martínez-Soto JC, Domingo JC, Cordobilla B, Nicolás M, Fernández L, Albero P, Gadea J, Landeras J. Dietary supplementation with docosahexaenoic acid (DHA) improves seminal antioxidant status and decreases sperm DNA fragmentation. Syst Biol Reprod Med. 2016 Dec;62(6):387-395