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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, diffuso oggi in modo trasversale, è riconosciuto come il principale fattore di rischio per l’insorgenza di diverse patologie, alcune delle quali invalidanti o addirittura mortali (1). Anche sull’apparato riproduttivo maschile il fumo svolge un forte effetto tossico e ciò è stato dimostrato studiandone gli effetti sul sistema endocrino (2,3), dove il fumo sembrerebbe alterare la produzione di alcuni ormoni in grado di influenzare la spermatogenesi, e sul liquido seminale dove invece sembrerebbe alterare alcuni parametri convenzionali e non convenzionali.

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La letteratura scientifica riporta numerosi studi che dimostrano una significativa correlazione tra peggioramento dei parametri seminali e fumo di sigaretta, ma in quasi nessuno di essi è indicato il meccanismo d’azione con cui il fumo esplichi la propria tossicità. È noto che dalla combustione del tabacco vengono generate circa 4000 sostanze, suddivise in una frazione gassosa (NO, NH3, idrocarburi ecc.) e una particellare (nicotina ecc.); quindi i possibili meccanismi di azione sono diversi. Künzle e colleghi nel 2003 studiando uomini infertili suddivisi in fumatori e non fumatori hanno riportato una riduzione della concentrazione, delle forme tipiche e della vitalità degli spermatozoi nei fumatori rispetto ai non fumatori e (4), nel 2010, Collodel e colleghi hanno confermato questi dati (5). Anche la motilità nemaspermica sembrerebbe subire l’effetto del fumo (6) ed il numero di leucociti in alcuni studi risulterebbe aumentare (7) determinando un probabile aumento dei radicali liberi dell’ossigeno, noti per essere responsabili di danni sulla membrana e sul DNA degli spermatozoi (8,9). Alcune delle sostanze liberate durante la combustione del tabacco riescono inoltre a raggiungere e a concentrarsi nel plasma seminale potendo così agire direttamente sul liquido seminale come dimostrato da Arabi e Moshtaghi (10). Questi ricercatori esponendo spermatozoi di soggetti non fumatori al plasma seminale di soggetti fumatori hanno constatato un aumento della malondialdeide, marcatore di ossidazione della membrana, una riduzione della motilità e della reazione acrosomiale degli spermatozoi. I dati finora riportati provengono da studi in vivo e solo in pochi casi risultano discordanti, per via dei differenti criteri di inclusione dei pazienti, come per esempio la mancata quantificazione delle sigarette fumate o l'inadeguatezza del campione studiato. Un prezioso contributo, per verificare gli effetti in vitro del fumo sugli spermatozoi, è stato fornito nel 2009 dal gruppo di ricerca del Professor Calogero (11); i ricercatori hanno evidenziato una riduzione della motilità e del potenziale di membrana mitocondriale, un effetto negativo sulla condensazione della cromatina e un aumento della percentuale di spermatozoi in apoptosi (morte cellulare programmata) in uomini con normali parametri del liquido seminale dopo esposizione all’estratto di fumo di sigaretta. Si può affermare quindi che sia in vivo che in vitro il fumo danneggia gli spermatozoi e che le componenti del fumo possono accumularsi nel plasma seminale.

Tra queste sostanze la principale è la nicotina, sostanza lipofila, che insieme ai suoi metaboliti è stata ritrovata in concentrazioni significative nel plasma seminale di uomini fumatori e in soggetti esposti passivamente al fumo (12). Il fatto che la nicotina sia stata ritrovata nel plasma seminale ha fatto ipotizzare che essa potesse avere un ruolo determinante sulla tossicità sul liquido seminale ed è per questo che nel 2013 il gruppo del Professor Calogero ha valutato in vitro l’effetto della nicotina, a concentrazioni simili a quelle ritrovate precedentemente da Pacifici, sugli spermatozoi di maschi normozoospermici (13). Gli interessantissimi risultati hanno documentato come già alle concentrazioni più basse si riduca la motilità, mentre alle più elevate concentrazioni si riduca la percentuale di vitalità degli spermatozoi e aumenti la percentuale di apoptosi precoce, di alterazione della compattazione della cromatina e della frammentazione del DNA.

Dai dati presenti in letteratura scientifica risulta quindi evidente che il fumo riduce la fertilità maschile; la futura sfida per i ricercatori sarà quella di chiarire quali siano i meccanismi con cui il fumo riesce a ridurre il potenziale riproduttivo degli uomini alternandone i parametri seminali.

Filippo Giacone - U.O.C. Andrologia ed Endocrinologia, Policlinico “G. Rodolico”, Catania

Bibliografia

  1. Ministero della Salute. Dipartimento della prevenzione e della comunicazione. Attività per la prevenzione del tabagismo. Rapporto del 2009.
  2. Kapoor D, Jones TH. Smoking and hormones in health and endocrine disorders. Eur J Endrocrinol 2005;152(4):491-9.
  3. Tweed JO, Hsia SH, Lutfy K, et al. The endocrine effects of nicotine and cigarette smoke. Trends Endocrinol Metab 2012;23(7):334-42.
  4. Künzle R, Mueller MD, Hänggi W, et al. Semen quality of male smokers and nonsmokers in infertile couples. Fertil Steril 2003;79(2):287-91.
  5. Collodel G, Capitani S, Pammolli A, et al. Semen quality of male idiopathic infertile smokers and nonsmokers: an ultrastructural study. J Androl 2010;31(2):108-13.
  6. 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;287(4):813-8.
  7. Zhang ZH, Zhu HB, Li LL, et al. Decline of semen quality and increase of leucocytes with cigarette smoking in infertile men. Iran J Reprod Med 2013;11(7):589-96.
  8. Ghaffari MA, Rostami M. Lipid peroxidation and nitric oxide levels in male smokers spermatozoa and their relation with sperm motility. J Reprod Infertil 2012;13(2):81-7.
  9. Sepaniak S, Forges T, Gerard H, et al. The influence of cigarette smoking on human sperm quality and DNA fragmentation. Toxicology 2006;223:54-60.
  10. Arabi M, Moshtaghi H. Influence of cigarette smoking on spermatozoa via seminal plasma. Andrologia 2005;37(4):119-24.
  11. Calogero, Polosa, Perdichizzi, et al. Cigarette smoke extract immobilizes human spermatozoa and induces sperm apoptosis. Reprod BioMed Online 2009;19(4):564-71.
  12. Pacifici R, Altieri I, Gandini L, et al. Environmental tobacco smoke: nicotine and cotinine concentration in semen. Environ Res 1995;68(1):69-72.
  13. Condorelli RA, La Vignera S, Giacone F, et al. In vitro effects of nicotine on sperm motility and bio-functional flow cytometry sperm parameters. Int J Immunopathol Pharmacol 2013;26(3):739-46.