Patogeneza oligospermii – mechanizmy prowadzące do niskiej liczby plemników

Oligospermia, znana również jako niska liczba plemników, rozwija się w wyniku złożonych mechanizmów patogennych, które zakłócają normalny proces wytwarzania plemników w jądrach¹. Schorzenie to dotyka około jednej trzeciej par starających się o dziecko, a jego mechanizmy powstawania obejmują szerokie spektrum zaburzeń – od hormonalnych po środowiskowe².

Podstawowym mechanizmem odpowiedzialnym za regulację spermatogenezy jest oś podwzgórze-przysadka-gonady, która działa jako zamknięty system sprzężenia zwrotnego kontrolowany przez jądra³. Zaburzenia w tej osi mogą prowadzić do deficytów w tworzeniu, koncentracji lub transporcie plemników³.

Mechanizmy hormonalne w patogenezie oligospermii

Hormonalna regulacja spermatogenezy stanowi fundament prawidłowego wytwarzania plemników. Podwzgórze produkuje hormon uwalniający gonadotropiny (GnRH), który stymuluje przysadkę do wydzielania hormonu luteinizującego (LH) i hormonu folikulotropowego (FSH)⁴. Te glikopeptydy o masie cząsteczkowej 10 000 daltonów składają się z łańcucha alfa identycznego z hCG i TSH oraz unikalnego łańcucha beta⁴.

Hipogonadyzm hipogonadotropowy, znany również jako hipogonadyzm wtórny, wynika z nieprawidłowego funkcjonowania osi podwzgórze-przysadka w stymulowaniu normalnej funkcji gonad⁵. Niskie poziomy androgenów, jak w przypadku hipogonadyzmu wrodzonego lub nabytego, mogą prowadzić do wtórnej niewydolności jąder z obniżoną produkcją testosteronu².

Uszkodzenia jąder i ich wpływ na spermatogenezę

Żylaki powrózka nasiennego stanowią jedną z najczęstszych przyczyn oligospermii, dotykając około 4 na 10 mężczyzn z niską liczbą plemników⁶. Mechanizm ich działania polega na puchnięciu żył odprowadzających krew z jądra, co może prowadzić do obniżenia liczby i jakości plemników⁷.

Żylaki mogą prowadzić do upośledzenia spermatogenezy i steroidogenezy jąder, potencjalnie z powodu zwiększonej temperatury wewnątrzjądrowej, refluksu toksycznych metabolitów i/lub niedotlenienia komórek rozrodczych³. Ten proces wydaje się postępować z czasem, prowadząc do zwiększonej częstości niedojrzałości plemników, apoptozy i martwicy z poważnymi zaburzeniami w segregacji mejotycznej³.

Procesy zapalne i infekcyjne

Infekcje mogą wpływać na zdrowie plemników lub zdolność organizmu do ich wytwarzania⁷. Przewlekłe infekcje lub stany zapalne jąder albo układu moczowo-płciowego prowadzą do zwiększonego stężenia reaktywnych form tlenu, które mogą uszkadzać błonę komórkową plemnika, powodując upośledzenie zapłodnienia².

Komórki tuczne uwalniające mediatory zapalne wydają się bezpośrednio hamować ruchliwość plemników w sposób potencjalnie odwracalny i mogą stanowić wspólny mechanizm patofizjologiczny dla kilku czynników wymienionych wcześniej⁸. Proces zapalny może niszczyć komórki rozrodcze poprzez infiltrację białych krwinek zaangażowanych w system immunologiczny oraz obniżać poziomy testosteronu przez wpływ na komórki śródmiąższowe produkujące męski hormon⁹.

Mechanizmy genetyczne i molekularne Zobacz więcej: Mechanizmy genetyczne i molekularne oligospermii

Anomalie genetyczne przekazywane z pokolenia na pokolenie powodują nieprawidłowy rozwój męskich narządów rozrodczych¹⁰. Mężczyźni z poważną oligozoospermią, gdy liczba plemników jest mniejsza niż 5 milionów na ml nasienia, mają wyższe ryzyko (7-10 procent) nieprawidłowości genetycznych¹¹.

Szczególnie istotne są mikrodelecje chromosomu Y, zwłaszcza w regionie AZFc (czynnik azoospermii c), które mogą rozwijać oligozoospermię przez różne mechanizmy, w zależności od specyficznej delecji¹². Gen BRCA2 (gen podatności na raka piersi u ludzi 2) jest wykorzystywany w homologicznej naprawie rekombinacyjnej uszkodzeń DNA podczas mejozy, a jego polimorfizm jest związany z poważną oligospermią¹³.

Wpływ czynników środowiskowych i toksycznych Zobacz więcej: Wpływ czynników środowiskowych na patogenezę oligospermii

Liczba lub funkcja plemników może być zaburzona przez nadmierną ekspozycję na różne czynniki środowiskowe¹⁴. Długotrwała ekspozycja na insektycydy, pestycydy i rozpuszczalniki organiczne może odgrywać rolę w niskiej liczbie plemników¹⁴. Narażenie na ołów lub inne metale ciężkie może powodować niepłodność¹⁴.

Temperatura odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu normalnej spermatogenezy w jądrach¹⁵. Badania na modelach zwierzęcych pokazują, że mężczyźni stają się niepłodni w temperaturze 29°C z powodu niskiej liczebności i jakości plemników¹⁶. Chroniczne narażenie na wysokie temperatury może prowadzić do drastycznego zmniejszenia płodności męskiej¹⁷.

Mechanizmy związane ze stresem oksydacyjnym

Stres oksydacyjny stanowi jeden z najważniejszych niegennetycznych czynników powodujących męską niepłodność¹⁸. Zwiększony stres oksydacyjny powoduje nacięcia i pęknięcia DNA, które wymagają naprawy¹⁸. Wadliwa naprawa DNA z powodu zmniejszonej protaminacji może skutkować uszkodzeniem DNA¹⁸.

Niedobór koenzymu Q10 może prowadzić do uszkodzenia plemników, obniżonej ruchliwości i liczby plemników¹⁸. Fragmentacja DNA jest procesem nieodwracalnym, który może zmieniać funkcję plemników, prowadząc do niepłodności¹⁸.

Znaczące związki między uszkodzeniem DNA plemników a czynnikami takimi jak wiek, otyłość i stres zawodowy zostały potwierdzone w badaniach¹³. Wolne rodniki to toksyczne metabolity produkowane przez normalne procesy w naszych organizmach, ale są również wytwarzane przez ekspozycję na określone czynniki środowiskowe¹⁹.

Mechanizmy związane z infekcjami wirusowymi

Współczesne badania wskazują na wpływ infekcji wirusowych na jakość nasienia. Jądra ludzkie są potencjalnym celem infekcji SARS-CoV-2, a receptor ACE2 jest głównie wzbogacony w spermatogoniach, komórkach Leydiga i komórkach Sertoliego²⁰. U pacjentów z infekcją COVID-19 zmniejszają się funkcje spermatogenne i endokrynne jąder²⁰.

Mechanizmy, przez które COVID-19 powoduje spadek jakości nasienia, mogą być wynikiem wielu czynników, takich jak gorączka, stan zapalny, odpowiedź immunologiczna lub stres oksydacyjny²¹. Możliwy mechanizm obejmuje czasowe zahamowanie produkcji plemników z powodu infekcji SARS-CoV-2, szczególnie poprzez czasowe, mediowane immunologicznie zatrzymanie aktywnej mejozy²¹.

Wpływ na ogólny stan zdrowia

Mężczyźni z niską liczbą plemników (39 milionów/wytrysk) są narażeni na wysokie ryzyko hipogonadyzmu i mają wyższy wskaźnik masy ciała, obwód talii, ciśnienie skurczowe, cholesterol LDL, trójglicerydy oraz wyższy wskaźnik HOMA²². Niska liczba plemników jest związana z gorszym stanem metabolicznym, sercowo-naczyniowym i zdrowiem kości²².

Zrozumienie złożonych mechanizmów patogennych oligospermii jest kluczowe dla opracowania skutecznych strategii terapeutycznych. Mechanizmy te często współwystępują, tworząc wieloczynnikowy obraz choroby, który wymaga kompleksowego podejścia diagnostycznego i terapeutycznego.