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Fumo e infertilità maschile

Parere degli esperti

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Fumo e infertilità maschile
Gli articoli della sezione “Il parere degli esperti” riguardano alcuni fra gli argomenti più importanti e dibattuti delle rispettive aree cliniche. Dato il livello di approfondimento raggiunto, i testi possono contenere termini e concetti molto complessi. L’utilizzo del glossario potrà essere di aiuto nella comprensione di questi articoli e altri contenuti del sito, più divulgativi, contribuiranno a chiarire gli argomenti trattati.

Il fumo di sigaretta è annoverato tra gli agenti capaci, a seguito di un’esposizione cronica, di danneggiare seriamente la funzione riproduttiva. Quest’azione negativa si esplica non solo sulle gonadi, con modalità diverse nei due sessi, ma si estende anche allo sviluppo embrio-fetale e postnatale. La nicotina è una sostanza psicoattiva basica volatile, incolore, solubile in acqua e altamente tossica che agisce anche sul sistema nervoso centrale con un effetto sia eccitante sia deprimente [1]. Le patologie fumo-correlate risultano essere responsabili del 10% dei decessi della popolazione. La funzione dell’apparato riproduttivo maschile può essere alterata dall’esposizione cronica a composti bioattivi in grado di oltrepassare la barriera emato-testicolare in seguito all’assorbimento sistemico. Il fumo di sigaretta è un importante agente lesivo per la fertilità maschile, e produce i suoi effetti in proporzione al numero di sigarette fumate. Gli studi effettuati sia sulla fertilità naturale sia su quella ascrivibile alla fecondazione assistita hanno consentito di approfondire ulteriormente la conoscenza degli effetti del fumo sui gameti, sugli embrioni e sull’ovulazione.

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Gli studi condotti sulle coppie che ricorrono alla fecondazione assistita hanno fornito informazioni che riguardano anche gli effetti del fumo sulla fertilità maschile [2]. Nei casi in cui fumava solo il partner maschile, è stata rilevata una riduzione sia del numero di concepimenti per anno sia delle gravidanze protratte oltre la dodicesima settimana. Questi dati sono probabilmente riconducibili alla presenza di spermatozoi con alterazioni cromatiniche, che impediscono allo zigote di svilupparsi normalmente. Per quanto attiene più in particolare ai danni sulla funzione testicolare, è noto come il fumo di sigaretta possa interferire con varie fasi della gametogenesi. La spermatogenesi umana è caratterizzata, dalla pubertà fino alla vecchiaia, da una continua produzione di cellule germinali. Quando entrano nella meiosi I e II, esse diventano vulnerabili all’esposizione a tossine ambientali. La spermiogenesi, il processo che porta alla trasformazione degli spermatidi in spermatozoi, rappresenta un secondo momento di aumentata sensibilità. Delle cellule che compongono la linea germinale, gli spermatogoni e gli spermatociti hanno la capacità di riparare i danni al DNA. Dispongono, inoltre, di altri meccanismi capaci di eliminare le cellule alterate, con una ridotta vitalità. Durante le fasi finali della differenziazione, invece, gli spermatidi non hanno praticamente alcuna capacità riparativa: una volta che la cromatina si è condensata non è più possibile riparare il danno al DNA. Per tale motivo gli spermatozoi eiaculati sono a rischio per la trasmissione di un danno genetico [3].

Numerosi lavori epidemiologici e sperimentali dimostrano che il fumo di sigaretta può interferire negativamente sulla fertilità maschile anche alterando le caratteristiche del liquido seminale. Questo suggerisce che alcuni componenti del fumo di sigaretta interagiscano, direttamente o indirettamente, con i gameti maschili, modificandone la funzione e la vitalità. Vari autori, infatti, hanno descritto le alterazioni prodotte dal fumo sul volume dell’eiaculato, oltre che sulla concentrazione, la motilità e la morfologia nemaspermica [4-8]. Ad oggi, non sono stati ancora chiariti con precisione i meccanismi con i quali le sostanze contenute nel fumo manifestano la loro tossicità. La combustione del tabacco genera composti chimici (quali nitrosamine, idrocarburi aromatici policiclici, cadmio, monossido di carbonio), che possono alterare la spermatogenesi e danneggiare, direttamente o indirettamente, il DNA nemaspermico. È stato riportato che alcuni costituenti del fumo di sigaretta sono presenti nel plasma seminale. In particolare sono stati dosati, come indicatori di assunzione del fumo, la nicotina, la cotinina e la trans-idrossicotinina (THOC). Per quanto riguarda la nicotina, la sua concentrazione nel plasma seminale risulta essere più elevata rispetto al siero. Tale dato suggerisce che la nicotina, essendo una base più forte sia della cotinina sia della THOC, è in grado di accumularsi, come altre sostanze basiche, nel plasma seminale [8]. È stato osservato, peraltro, che l’effetto negativo del fumo sulla vitalità e motilità degli spermatozoi è imputabile non tanto alla nicotina e alla cotinina, quanto piuttosto all’insieme di vari composti, costituiti da idrocarburi, aldeidi e chetoni, presenti nel fumo [9]. Il fumo di sigaretta contiene un’elevata concentrazione di agenti ossidanti, che sono in grado di alterare la qualità del seme. Tali effetti sono correlabili alla dose e alla durata del fumo: poiché le sostanze ossidanti sono mutageni molto reattivi, ne deriva che nei forti fumatori aumenta il rischio di danni al DNA. Evidenze bibliografiche dimostrano, infatti, che i fumatori presentano, rispetto ai non fumatori, un significativo aumento del danno ossidativo al DNA nemaspermico; tale aumento è proporzionale alla concentrazione di sostanze ossidanti presenti nel fumo [10]. Essendo gli spermatozoi incapaci di riparare questi danni, le specie ossidative che si accumulano durante le fasi finali della spermiogenesi sono in grado di aumentare la probabilità di trasmettere mutazioni allo zigote. Per verificare gli effetti in vitro del fumo di sigaretta sugli spermatozoi, il Prof. Calogero nel 2009 ha condotto una ricerca osservando una riduzione della motilità e del potenziale di membrana mitocondriale, un effetto negativo sulla condensazione della cromatina e un aumento delle percentuale di spermatozoi in apoptosi (morte cellulare programmata) in uomini con normali parametri del liquido seminale (normozoospermici) [11]. Come dimostrano diversi autori la nicotina è stata ritrovata in concentrazioni significative nel plasma seminale di uomini fumatori e in soggetti esposti passivamente al fumo [8,12,13]. Il fatto che la nicotina sia stata ritrovata nel plasma seminale fa ipotizzare che possa avere un ruolo determinante nella tossicità sul liquido seminale. Risulta evidente che oltre agli effetti sistemici, ben conosciuti, il fumo attivo e passivo rappresenta un fattore di rischio per la fertilità assumendo un ruolo importante nell’anamnesi del paziente infertile, nelle campagne di informazione e nell’ambito di una politica di prevenzione. L’interruzione del fumo di sigaretta deve quindi essere considerato un aspetto fondamentale della strategia terapeutica per quegli uomini che vogliono intraprendere un percorso finalizzato all’ottenimento di un figlio.

Gianluca Dani - U.O.S.D. Fisiopatologia della Riproduzione e Andrologia,Ospedale “Sandro Pertini”, Roma

Bibliografia

  1. Benowitz NL. Pharmacologic aspects of cicarette smoking and nicotine addiction. N Engl J Med 1998;319:1318-30.
  2. Joesbury KA, Edirisinghe WR, Phillips MR, et al. Evidence that male smoking affects the likelihood of a pregnancy following IVF treatment: application of the modified cumulative embryo score. Hum Reprod 1998;13:1506-13.
  3. Zenzes MT. Smoking and reproduction: gene damage to human gametes and embryos, Hum Reprod Update 2000;6(2):122-31.
  4. Evans HJ, Fletcher J, Torrance M, et al. Sperm abnormalities and cicarette smoking. Lancet 1981;1:627-9.
  5. Shaarawy M, Mahmoud KZ. Endocrine profile and semen characteristics in male smokers. Fertil Steril 1982 Aug;38(2):255-7.
  6. Collodel G, Capitani S, Pammolli A, et al. Semen quality of male idiopathic infertile smokers and nonsmokers: an ultrastructural study. J Androl 2010 Mar-Apr;31(2):108-13.
  7. Caserta D, Bordi G, Di Segni N, et al The influence of cigarette smoking on population of infertile men and woman. Arch Gynecol Obstet 2013 Apr;287(4):813-8.
  8. Pacifici R, Altieri I, Gandini L, et al. Nicotine, cotinine, and trans-3-hydroxycotinine levels in seminal plasms of smokers: effects on sperm parameters. Ther Drug Monit 1993 Oct;15(5):358-63.
  9. Gandini L, Lombardo F, Lenzi A, et al. The in-vitro effects of nicotine and cotinine on sperm motility. Hum Reprod 1997;12(4):727-33.
  10. Fraga CG, Motchnik PA, Wyrobek AJ, et al. Smoking and low antioxidant levels increase oxidative damage to sperm DNA. Mutat Res 1996;351:199-203.
  11. Calogero A, Polosa R, Perdichizzi A, et al. Cigarette smoke extract immobilizes human spermatozoa and induces sperm apoptosis. Reprod Biomed Online 2009 Oct;19(4):564-71.
  12. Vine MF, Hulka BS, Margolin BH, et al. Cotinine concentration in semen, urine, and blood of smokers and non-smokers. Am J Public Health 1993;83(9):1335-8.
  13. Pacifici R, Altieri I, Gandini L, et al. Environmental tobacco smoke: nicotine and cotinine concentration in semen. Environ Res 1995;68:69-72.