Затлъстяване, ендокринни нарушения и мъжко безплодие Dutta S, Biswas A, Sengupta P - Asian Pac J

Затлъстяване, ендокринни нарушения и мъжко безплодие

Сулагна дута доцент доктор. 1, Anupam Biswas 2, Pallav Sengupta 2
1 Катедра по орална биология и биомедицински науки, Факултет по дентална медицина, Университет MAHSA, Малайзия
2 Катедра по физиология, Факултет по медицина и биомедицински науки, Университет MAHSA, Малайзия

Адрес за кореспонденция:
Сулагна дута
Катедра по орална биология и биомедицински науки, Стоматологичен факултет, Университет MAHSA
Малайзия

Източник на подкрепа: Нито един, Конфликт на интереси: Нито един

DOI: 10.4103/2305-0500.268133

Затлъстяването се превърна в глобална пандемия от последните няколко десетилетия с преобладаване в повече от една трета от населението в Съединените щати. Друга едновременна глобална грижа за здравето е тенденцията към намаляване на плодовитостта на мъжете по отношение на качеството на спермата. Етиологията на мъжкото безплодие е многофакторна, като затлъстяването служи като един от основните причинители. Поредица от изследвания е насочена към разкриване на потенциалния механизъм, лежащ в основата на индуцираното от затлъстяването мъжко подплодие или безплодие. Затлъстяването може да промени хормоналната среда на оста хипоталамус-хипофиза-гонада, нейните кръстосани връзки с други метаболитни хормони, повишава регулирането на секрецията на производни на мастната тъкан хормони и други фактори, като по този начин влияе върху ендокринната регулация на репродукцията при мъжете. Затлъстяването може също така директно да наруши функциите на тестисите, като предизвика генетични и епигенетични промени в сперматозоидите, нарушавайки морфологията и функциите на сперматозоидите. Предвид сложността на състоянието на затлъстяването и мултивариантната етиопатология на мъжкото подплодие/безплодие, този преглед има за цел да предостави актуализирана концепция за това как хормоналната модулация, медиирана от затлъстяването, може да повлияе на параметрите на мъжкия фертилитет.

Ключови думи: Мъжко безплодие, затлъстяване, качество на спермата

Затлъстяването се проявява с необичайно високи нива на липиди и/или липопротеини в кръвта, водещи до хиперлипидемия. Състоянието на липотоксичност при затлъстелите мъже е основната причина за клетъчно увреждане и тъканни дисфункции [20]. Рисковите фактори за затлъстяването са склонни да групират Глобалната стратегия на СЗО за диетата от 2004 г. Тя представлява отклонение от физиологичната хомеостаза, която проправя пътя към няколко разстройства и хронични заболявания, включително сърдечно-съдови заболявания, диабет, злокачествени заболявания, невродегенеративни заболявания и др. Те са допълнително свързани със съпътстващи заболявания като хиперинсулинемия, дислипидемия, хиперхолестеролемия, хиперлептинемия, хипертония, хипергликемия, хронично възпаление, нарушени репродуктивни функции [21], [22]. Намаляването на плодовитостта при мъжете и едновременното нарастване на разпространението на затлъстяването доведоха до редица изследователски интервенции за разкриване на механизма, в основата на индуцираното от затлъстяването мъжко субфертилност или безплодие [23] .

Проучванията показват, че през последните години значителен брой безплодни мъже се подлагат на скрининг и лечение за затлъстяване с цел подобряване на техните репродуктивни функции [24]. Трябва да се спомене, че е предложена добре дефинирана J-образна връзка между увеличаване на ИТМ и спад в параметрите на спермата [25]. Счита се, че разпространението на затлъстяването в репродуктивната възраст през настоящите години е три пъти по-високо през последните 30 години. Това директно корелира с увеличаването на мъжкото безплодие [26]. Проучванията също така твърдят, че честотата на азооспермия и олигозооспермия при мъже със затлъстяване е по-висока, отколкото при тези с ИТМ в рамките на нормалното [27]. Освен това, всеки 3 kg/m 2 покачване на ИТМ при мъжкия партньор намалява шанса за успешна бременност от тази двойка с около 12% [28] .

Настоящата обзорна статия представя актуализирана концепция за възможните механизми на индуцирани от затлъстяването ендокринни промени, които могат да повлияят на мъжките репродуктивни функции.

MetS води до нарушено производство, използване и съхранение на енергия. Той се диагностицира, ако се появят три от следните пет състояния: хипертония, затлъстяване, високи серумни триглицериди, ниски нива на холестерол с висока плътност и високо ниво на кръвна глюкоза на гладно. MetS отдавна е доказано, че се свързва положително с репродуктивни дисфункции при мъжете като хипогонадизъм и еректилна дисфункция [39]. Затлъстяването е състояние, подходящо за няколко физиологични дисфункции, хормонален дисбаланс и хронични разстройства като хипергликемия, хиперинсулинемия, и т.н. [40]. Тези вредни телесни последици при затлъстелите мъже служат като объркващи фактори, влошаващи количеството на сперматозоидите [40] .

Физиологичните механизми, които свързват метаболитния енергиен баланс с репродуктивните функции, по същество включват невроендокринните кръстосани връзки между метаболитните хормони, оста HPG, други мъжки репродуктивни хормони и невронните вериги. Невронната единица, която регулира енергийната хомеостаза и скоростта на метаболизма, може да бъде наричана „метаболитен сензор“, преобразуващ хормоналните сигнали в невронални импулси, за да регулира генератора на хипоталамусния гонадотропин-освобождаващ хормон (GnRH). GnRH е „главен“ регулаторен хормон, иницииращ организираното освобождаване и функциите на хипофизните гонадотропини и тестикуларните полови хормони за регулиране на тестикуларните функции за поддържане на правилното качество на спермата [41]. Съобщава се, че хормоните, които са маркери на метаболитния статус, като инсулиноподобен растежен фактор-I, инсулин, грелин, лептин, резистин, обестатин и растежен хормон, предават сигнали за хранителен статус на хипоталамусните центрове. Това може да предложи механизъм, чрез който тези хормони комуникират и пречат на хормоналната среда на оста HPG, като по този начин модулират репродуктивните функции на мъжа [41], [42] .

3.1. Затлъстяване, ос HPG и репродуктивни хормони

3.2. Затлъстяване, адипокини и метаболитни хормони

Затлъстяването представлява сложни телесни нарушения, които силно влошават физиологичната хормонална среда [49]. Високото отлагане на бяла мастна тъкан при мъже със затлъстяване води до повишени нива на естроген, прилив на хормони на мастната тъкан, засягащи ендокринната подкрепа за стероидогенеза и сперматогенеза. Както беше обсъдено по-рано, повишеното ниво на естроген се дължи на повишените ензимни активности на ароматазата, които превръщат тестостерона в естроген. Мастната тъкан е основният енергиен източник и действа като ендокринна жлеза в човешкото тяло. Тези тъкани са способни да синтезират различни биоактивни вещества като адипокини, които могат да предизвикат хронично нискостепенно възпаление и да се свържат с широк спектър от метаболитна хомеостаза [50]. Натрупването на излишни мазнини води до освобождаването на свободни мастни киселини в кръвообращението, което е решаващ фактор за чувствителността към инсулин [51]. Адипокините са протеините, секретирани от мастните тъкани; физиологичните нива на адипокини са задължителни, за да запазят метаболитните функции.

Затлъстяването предизвиква хормонално освобождаване на мастната тъкан, като това на грелин [52], лептин [53], орексин [54], адипонектин [55], [56], обестатин [57], [58] и други метаболитни хормони [49], [59], всички от които намират значение за регулиране на фертилитета при мъжете [60], [61], [62] .

Лептинът може също да модулира освобождаването на хипоталамусния GnRH чрез неговото влияние върху kisspeptin. Ролята на kisspeptin в регулирането на репродукцията е широко приета. Лежащ в дъгообразното ядро ​​на хипоталамуса, киспептинът може да служи като връзка между метаболитния статус и репродуктивните функции [74]. Съобщава се, че киспептин инхибира липогенезата и индуцира липолиза [75]. При MetS като затлъстяване има намалена експресия на иРНК на kisspeptin (KJSS1) в хипоталамуса, както и в мастните тъкани [74]. Тъй като kisspeptin стимулира пулсиращото освобождаване на хипоталамуса GnRH, неговият дефицит при затлъстяване може да доведе до хипоталамусен хипогонадизъм [74], [75] .

Орексинът (хипокретин) е друг нововъзникващ хормон на мастната тъкан, който според съобщенията стимулира производството на тестостерон чрез индуцираща активност на стероидогенни ензими в клетките на Leydig [76]. Орексинът също така намалява окислителното увреждане на клетките [77] .

3.2.3. Резистин

Съобщава се, че секрецията на резистин от адипоцитите се увеличава силно при мъже със затлъстяване. Резистин може да индуцира инсулинова резистентност при затлъстели мъже, водещи до диабет тип 2 [78], [79]. Според Насоките за клинична практика на Ендокринното общество (2010), мъжете с диабет тип 2 се подлагат на скрининг за ниски нива на тестостерон [80]. Това е оправдано, тъй като мъжете със затлъстяване с диабет тип 2 могат да притежават вторичен хипогонадизъм поради централна или периферна инсулинова резистентност. Това състояние се влошава от действията на свързаните с тях противовъзпалителни цитокини (интерлевкин 6 и тумор некротизиращ фактор-алфа) върху оста HPG [44]. Нещо повече, високите нива на инсулин при затлъстели мъже регулират нивата на SHBG, което може да е причина за намалените функции на тестостерона от тези, необходими за медииране на нормалната сперматогенеза. Тъй като компенсацията на ниските нива на SHBG се оказа неефективна спрямо ниските нива на тестостерон в състоянието на инсулинова резистентност при затлъстяване, може да се предположи, че има автономно пряко въздействие на инсулиновата резистентност върху клетката на Leydig за производството на тестостерон [24], [44] .

3.2.4. Грелин

Грелин се нарича „хормон на глада“. Това е невропептид, произведен от грелинергични клетки в стомашно-чревния тракт и се предполага, че е свързан с променени нива на серумен тестостерон при затлъстели мъже [81-83]. В тестисите се откриват грелинови рецептори, които играят значителна роля в стероидогенезата. Въпреки това, прякото въздействие на грелина върху сперматогенезата все още е спорно [81]. Грелинът може да предизвика свръхпроизводство на ROS и да предизвика оксидативен стрес, за да повлияе на нормалните функции на тестисите [84] .

3.2.5. Адипонектин

Адипонектинът има противоположна връзка между затлъстяването и инсулиновата резистентност. Засяга предимно черния дроб, скелетните мускули и съдовата стена на ендотелните клетки. Където може да стимулира производството на азотен оксид, което помага при ангиогенезата [85]. Той също така помага при лечението на свързания със затлъстяването неалкохолен стеатохепатит, ситуация, при която зачервяване и събиране на мазнини и кървави тъкани в черния дроб [86] .

Vaspin е адипокин, който играе роля в развитието на затлъстяването, метаболитните дисфункции и инсулиновата резистентност. Висцерален израз на васпин иРНК значително корелира с% от телесните мазнини, ИТМ и нивото на кръвната глюкоза. Той има директива, зависима от пола, и е значително по-висок при жените, отколкото при мъжете [87] .

Други наскоро открити адипокини са апелин, стимулиращи ацилацията протеини, свързващи мастни киселини протеини, висфатин, оментин, чемерин и инхибитор на плазминогенов активатор-1.

Всички гореспоменати хормони, свързани със затлъстяването, открити досега, не са достатъчни, за да се установи ясен механизъм на индуцираното от затлъстяването мъжко подплодие или безплодие. Необходими са допълнителни изследвания за отделяне на адипокин „от мазнини“, който ни помага да „се борим срещу мазнините“. През 21 век затлъстяването е възникващата грижа на всички развити и развиващи се страни. Промените в социално-икономическия статус, нездравословните хранителни навици, стресиращият начин на живот и липсата на физически дейности могат да бъдат основните причини [88] .

Качеството на човешката сперма е надежден предиктор за плодовитостта на мъжете, който претърпява глобална тенденция на спад [1], [2], [3], [4]. Съобщава се, че затлъстяването и наднорменото тегло, както и свързаното с тях алостатично натоварване, са тясно свързани с повишена честота на олигозооспермия и азооспермия [89]. Правилното управление и дисциплинираното отслабване показват впечатляващо подобрение на нивата на тестостерон и параметрите на спермата [90] .

Най-конвенционалният и съществен параметър за фертилитет при мъжете е качеството на спермата, което се състои главно от обема на спермата, броя на сперматозоидите, морфологията на спермата и подвижността на спермата. При мъжете характеристиките на семенната течност зависят от цялостното им репродуктивно здраве и признаци на околната среда. Параметрите на спермата могат да бъдат застрашени дори при малкото отклонение от хомеостатичните условия. Състоянието на травма, системни заболявания, неправилен начин на живот, лош хранителен статус, стрес от околната среда и метаболитни нарушения, като в случай на затлъстяване, могат да повлияят неблагоприятно върху качеството на спермата [27]. Представени са връзките на висок ИТМ с нарушена стероидогенеза, сперматогенеза и по този начин влошено качество на спермата, но все още изискват допълнителни подробни изследвания [24] .

Предполага се, че мъжете със затлъстяване имат три пъти по-голяма вероятност за брой на сперматозоидите под 20 милиона/ml в сравнение с мъжете с нормално тегло. Това състояние на намален брой сперматозоиди се нарича „олигозооспермия“ [45]. Чаваро и др [91] показа, че мъжете с по-висок ИТМ (> 25 kg/m 2) имат по-нисък общ брой на сперматозоидите в сравнение с мъжете с нормално тегло. Обемът на спермата при еякулация също намалява с увеличаване на ИТМ. Широкоспектърно проучване, включващо 1 558 датски военнослужещи, също показва отрицателна корелация на повишения ИТМ с общия брой и концентрация на сперматозоидите [92]. Затлъстяването също влияе върху подвижността и морфологията на сперматозоидите, докато този механизъм все още не е напълно разбран [23]. Многобройни проучвания са използвали тези открития, за да предположат разрушителното въздействие на затлъстяването върху плодовитостта на мъжете [93], [94] .

Фрагментацията на сперматозоидна ДНК (SDF) е усъвършенстван детерминант на сперматозоидната функция при оценката на мъжкото безплодие [102], [103]. Затлъстяването може сериозно да засегне SDF, вероятно чрез индукция на оксидативен стрес. Много малко изследвания твърдят влиянието на затлъстяването върху целостта на ДНК на сперматозоидите и техните открития имат различия поради технически проблеми [91], [104]. Повишаването на нивото на SDF също съответства на намалените нива на бременност [102], [105]. Kort и др [106] съобщава за повишен SDF при затлъстели мъже, използвайки анализ на структурата на сперматозоидната хроматинова структура. Подобни наблюдения са докладвани от Chavarro и др al [91] и Farriello и др [107] като се използва метод за анализ на едноклетъчна гелна електрофореза (анализ на комети). La Vignera и др [108] използва терминално-дезоксинуклеотидил трансфераза-медииран никелен тест за маркиране с поточна цитометрия и установи, че затлъстяването влияе неблагоприятно върху целостта на сперматозоидите хроматин. Подобни доклади са докладвани от 3-годишно многоцентрово проучване за връзката на ИТМ с целостта на ДНК на сперматозоидите [109] .

Затлъстелите хора практикуват излишък от хранителен прием на калории, но най-вече страдат от недостиг на микроелементи, включително тези на витамин D, витамин С, биотин, хром и тиамин [110]. Метаболизмът в организма по същество се нуждае от определени микроелементи като кофактори и тези микроелементи, особено витамин D, имат благоприятен ефект върху мъжката плодовитост. Установено е, че индуцира производството на мъжки репродуктивен хормон и подобрява качеството на спермата. Съобщава се, че допринася за повишената бионаличност на тестостерон [111] .

Затлъстяването е представено с редица патологични състояния. Нарастващото глобално разпространение на затлъстяването, заедно с едновременния спад на фертилитета при мъжете, предизвиква научен интерес за откриване на някаква връзка между затлъстяването и мъжкото безплодие. Точният механизъм на индуцираното от затлъстяването мъжко подплодие или безплодие далеч не е пълно разбиране. Затлъстелите мъже имат високо отлагане на мастна тъкан, което се счита за отлагания на токсини и източници на няколко хормона и адипокини. Тези хормони могат да повлияят на регулаторната ос на HPG, както и директно на тестикуларните клетки, за да увредят репродуктивните функции на мъжете. Тази прегледна статия обсъжда ендокринните кръстосани връзки между свързаните със затлъстяването хормони и мъжката репродуктивна хормонална среда, което може отчасти да обясни механизма как медиираното от затлъстяването ендокринно нарушение влияе неблагоприятно върху репродуктивните функции на мъжете.

Изявление за конфликт на интереси

Авторите заявяват, че няма конфликт на интереси.

• Затлъстяване, репродуктивна функция при мъжете и бариатрична хирургия
• Други ендокринни жлези Ендокринно здраве Мъжки и женски
• Затлъстяването и вашата ендокринна система
• Затлъстяването и безплодието - разберете как теглото въздейства върху плодовитостта ви
• Връзка между затлъстяването и пулсовия натиск при децата резултати от Националното здравеопазване и