Czynniki żywieniowe wpływające na męską płodność

Wstęp

Dynamicznie wzrastająca epidemia niepłodności męskiej staje się poważnym problemem cywilizacyjnym. W ostatnich latach coraz więcej nakładów finansowych przeznacza się na badania mężczyzn, co pokazuje, że mężczyźni są w podobnym stopniu narażeni na zaburzenia parametrów reprodukcyjnych, jak kobiety [1].     
Wieloaspektowe przyczyny niepłodności męskiej, jak i ich udowodniony związek ze składnikami odżywczymi nakłaniają do wielodyscyplinarnego postępowania terapeutycznego, w tym odpowiedniej interwencji dietetycznej [2]. Zmiana diety i wzbogacenie jej w składniki o udowodnionym potencjale antyoksydacyjnym oraz pozytywnej ich korelacji z parametrami męskiej płodności może mieć istotne znaczenie dla sukcesu prokreacyjnego wielu par [3]. Opracowanie opartych na badaniach naukowych strategii żywieniowych może także przyczynić się do ograniczenia problemu niepłodności męskiej w przyszłości.

Kwas foliowy

Niskie stężenie kwasu foliowego (< 8 nmol/l) zarówno w surowicy krwi, jak i nasieniu może być przyczyną wysokiego poziomu homocysteiny (Hcy), której negatywny wpływ wykazano m.in. w odniesieniu do zwiększonego ryzyka wystąpienia stresu oksydacyjnego oraz uszkodzenia DNA plemników. Wykazano, iż suplementacja kwasem foliowym w dawce 400/dobę jest pozytywnie powiązana z wyższą koncentracją, poprawą morfologii i ruchliwości plemników [4, 5].

L-arginina

L-arginina jest substratem niezbędnym do syntezy tlenu azotu (NO), który stanowi główny środek rozszerzający naczynia krwionośne. Jak wskazują wyniki badań, suplementacja l-argininą (1,4 g/dobę) może mieć istotny wpływ na poprawę parametrów męskiej płodności, szczególnie w przypadku pacjentów z zaburzeniami erekcji [6, 7].

Orzechy

W randomizowanym badaniu kontrolnym prowadzonym przez 14 tygodni wśród 119 mężczyzn (18–35 lat), którego celem była ocena wpływu spożycia orzechów na zmiany parametrów nasienia, wykazano, iż włączenie 60 g/dobę mieszanki orzechów, zawierającej 30 g orzechów włoskich, 15 g orzechów laskowych, 15 g migdałów, do diety w stylu zachodnim wiązało się z poprawą liczebności plemników, ich żywotności oraz ruchliwości, w tym ruchliwości postępującej. Zwiększona podaż orzechów sprzyjała wyższej podaży m.in. jednonienasyconych kwasów tłuszczowych, wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, przede wszystkim omega-3, magnezu oraz witaminy E [8]. W innym badaniu, przeprowadzonym z udziałem 117 zdrowych mężczyzn (21–35 lat), również potwierdzono, iż dodanie 75 g/dobę orzechów włoskich do diety w stylu zachodnim sprzyja poprawie żywotności, ruchliwości, a także morfologii plemników [9].

Likopen

Likopen, silny przeciwutleniacz należący do rodziny karotenoidów, wydaje się przynosić obiecujące rezultaty w zakresie poprawy parametrów męskiej płodności. Wskazuje się, iż likopen zmniejsza peroksydację lipidów i uszkodzenia DNA, wzmacnia układ odpornościowy oraz zwiększa liczbę i przeżywalność plemników [10]. Zaremba i wsp. wykazali dodatnią korelację pomiędzy spożyciem likopenu a prawidłową morfologią plemników [11].
Nouri i wsp. w randomizowanym badaniu z podwójną ślepą próbą wykazali, iż suplementacja likopenu w dawce 25 mg/dobę (ekwiwalent w postaci surowych pomidorów oraz koncentratu pomidorowego 30%, wynoszący odpowiednio 700 g, 51 g) przez okres 12 tygodni wiązała się ze wzrostem objętości ejakulatu, całkowitej liczby plemników oraz ich ruchliwości, a także ze znacznym wzrostem poziomu całkowitej pojemności antyoksydacyjnej (TAC) wśród mężczyzn z oligozoospermią, czyli z niższą niż prawidłowa całkowitą liczbą plemników (< 39 mln/ml ejakulatu lub < 15 mln/ml ejakulatu) [12].

Resweratrol

Resweratrol zaliczany do grupy związków o nazwie polifenole charakteryzuje się m.in. właściwościami antyoksydacyjnymi, wpływa na aktywację szlaku SIRT1 – białko sirtuina klasy 1 (ang. silent information regulator 1) oraz wzmacnia aktywność mitochondriów. Illiano i wsp. w prospektywnym badaniu klinicznym wykazali, iż podaż suplementu zawierającego 150 mg resweratrolu, przyjmowanego przez 20 mężczyzn z idiopatyczną niepłodnością co 12 godzin, wiązało się z poprawą liczebności oraz ruchliwości plemników po 3 i 6 miesiącach leczenia. Autorzy badania sugerują, że uzyskany efekt jest związany przede wszystkim z poprawą aktywności szlaków metabolicznych zaangażowanych w spermatogenezę [13].
Ponadto – jak wykazano – resweratrol poprzez aktywację specyficznych reakcji przeciwko hiperglikemii, a także poprzez wpływ na równowagę oksydacyjno-antyoksydacyjną wpływa na osłabienie peroksydacji lipidów oraz redukcję uszkodzeń DNA plemników [14].

Fitoestrogeny 

Fitoestrogeny wykazują podobieństwo strukturalne do 17-estradiolu, czyli endogennego estrogenu wytwarzanego przez jajniki, charakteryzując się jednocześnie podobnym działaniem [15].
Najbardziej poznaną grupą fitoestrogenów są izoflawony, które w postaci genisteiny i daidzeiny występują najliczniej w soi i jej preparatach. Sugeruje się, że izoflawony mogą potencjalnie stanowić alternatywę dla hormonalnej terapii zastępczej u kobiet w okresie menopauzy, stąd też pojawiły się liczne kontrowersje dotyczące związku fitoestrogenów i zwiększonej podaży produktów sojowych a męską płodnością [16]. 
Dostępne badania nie wykazują jednak, aby umiarkowane spożycie soi wiązało się ze zwiększonym ryzykiem niepłodności, zmniejszeniem jakości nasienia i spadkiem poziomu testosteronu we krwi [15, 17, 18]. Konieczne są dalsze badania analizujące wpływ ww. związków, aby jednoznacznie określić bezpieczeństwo spożycia soi w kontekście męskiej płodności.

Kofeina

Kofeina wykazuje zdolność przenikania przez barierę krew-jądro, w związku z czym może być przechowywana w tkankach gonad męskich i wydalana do nasienia. Postawiono więc hipotezę, iż wśród czynników związanych ze stylem życia spożycie napojów zawierających kofeinę wpływa na parametry nasienia, a także na integralność DNA plemników. Na podstawie przeglądu systematycznego badań obserwacyjnych, gdzie łączna liczba badanych wynosiła 19 967 osób, wykazano, iż spożycie kofeiny zawartej w kawie, herbacie oraz napojach kawowych nie miało wpływu na parametry nasienia w odróżnieniu od spożycia słodzonych napojów bezalkoholowych zawierających kofeinę, gdzie zaobserwowano negatywny wpływ na objętość, koncentrację nasienia oraz liczbę plemników [19, 20].
Proces kriokonserwacji może być przyczyną uszkodzenia plemników oraz zaburzeń strukturalno-funkcjonalnych. Przeprowadzono badanie, którego celem była analiza potencjalnego protekcyjnego wpływu suplementacji melatoniny (2mM) oraz kofeiny (2mM) na funkcjonowanie plemników zarówno przed zamrożeniem, jak i po nim. Suplementacja kofeiny i melatoniny okazała się skutecznym i prostym sposobem na poprawę jakości nasienia, skutkując przede wszystkim poprawą ruchliwości progresywnej plemników oraz wzrostem aktywności mitochondrialnej [21].
Należy jednak nadmienić, iż zbyt wysokie spożycie kofeiny mg/dobę, może wiązać się ze zwiększonym ryzykiem uszkodzenia DNA plemników, co w rezultacie może stanowić przyczynę wad rozwojowych i chorób genetycznych u potomstwa [22].

Ashwagandha (łac. Withania somnifera)

Withania somnifera, powszechnie znana jako ashwagandha lub żeń-szeń indyjski, jest dobrze znaną rośliną leczniczą stosowaną w medycynie tradycyjnej w wielu krajach m.in. w celu leczenia zaburzeń męskiej płodności. 
Azgomi i wsp. przeprowadzili randomizowane badanie kliniczne z potrójnie ślepą próbą, którego celem była analiza wpływu W. somnifera oraz pentoksyfiliny na parametry nasienia 100 mężczyzn z niepłodnością idiopatyczną. Pacjenci, losowo przydzieleni do grup, otrzymywali W. somnifera w dawce 5 g/dobę lub 800 mg/dobę pentoksyfiliny lub placebo przez okres 90 dni. Parametry nasienia były analizowane zarówno na początku, jak po zakończeniu badania. Jak się okazało, podaż W. somnifera miała istotny wpływ na zwiększenie średniej liczby plemników (12,5%), ich ruchliwości (21,42%) oraz poprawę cech morfologicznych (25,56%) w porównaniu z wartościami wyjściowymi. Nie zaobserwowano istotnych różnic pomiędzy grupą otrzymującą W. somnifera a grupą otrzymującą pentoksyfilinę w zakresie objętości nasienia, liczby plemników, ich morfologii i postępującej ruchliwości. Ponadto w żadnej z grup nie zgłoszono działań niepożądanych wynikających z zastosowania ww. substancji. Autorzy badania sugerują, iż W. somnifera to środek medycyny tradycyjnej, który może mieć korzystny wpływ na parametry nasienia w idiopatycznej niepłodności męskiej i może zostać uznany za alternatywę dla pentoksyfiliny [23, 24]. Na podstawie badań przeprowadzonych przez Munir i wsp. wykazano, że ekstrakt z W. somnifera charakteryzuje się właściwościami przeciwutleniającymi poprawiającymi całkowitą zdolność antyoksydacyjną poprzez m.in. hamowanie 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazylu, zmiatanie H2O2. Ten korzystny efekt stwierdzono w odniesieniu do takich parametrów nasienia, jak: ruchliwość całkowita, ruchliwość postępowa, a także żywotność plemników. Na podstawie uzyskanych danych sugeruje się, że właściwości W. somnifera mogą mieć szczególne znaczenie podczas prawidłowego przebiegu inseminacji domacicznej oraz w zapłodnieniu in vitro ze względu na zdolność utrzymania stabilności parametrów nasienia [25]. 
Inni badacze na podstawie metaanalizy badań obserwacyjnych, której celem była ocena skuteczności zastosowania W. somnifera u niepłodnych mężczyzn, dowiedli, iż zastosowanie tego środka dodatnio koreluje ze wzrostem objętości nasienia oraz ruchliwością plemników u mężczyzn z oligozoospermią, a także z niskim poziomem testosteronu i hormonu luteinizującego w surowicy krwi. Autorzy badania, w podsumowaniu stwierdzili jednak, iż ze względu na niewielką liczbę kwalifikujących się badań otrzymane dane są zbyt ograniczone, aby dostarczyć solidnych dowodów na korzyści płynące z zastosowania tej interwencji. Podkreślili również, że badania prowadzone w przyszłości powinny skupić się na wyjaśnieniu mechanizmów molekularnych leżących u podłoża poprawy płodności męskiej w efekcie podaży W. somnifera [26].
Zarówno ww. wyniki badań, jak wyniki otrzymane przez Tandon i Yadav nie wykazały działań niepożądanych wynikających z zastosowania W. somnifera [26, 27].

L-karnityna

L-karnityna (LC) odgrywa istotną rolę w utlenianiu długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, a jej aktywna forma – acetylo-L-karnityna (ALC) – chroni mitochondria przed toksynami metabolicznymi poprzez działanie antyoksydacyjne. Acetylo-L-karnityna stabilizuje także błony komórkowe i wywiera działanie antyapoptotyczne [28]. Stężenie L-karnityny w świetle najądrza i w komórkach plemników jest około 2000 razy większe niż w krążącej surowicy, co sugeruje, że odgrywa ona bardzo ważną rolę w dojrzewaniu, metabolizmie i ruchliwości plemników [29]. Badania Micica i wsp. oraz Busseto i wsp. wykazały, że po 3 i 6 miesiącach stosowania preparatu z L-karnityną i acetylo-L-karnityną poprawiły się zasadniczo: gęstość plemników, ruch postępowy oraz liczba żywych plemników. Indeks fragmentacji DNA plemników istotnie się obniżył już po 3 miesiącach terapii z dalszą tendencją spadkową po kolejnych 3 miesiącach [28, 30]. W innym podwójnie zaślepionym randomizowanym badaniu kontrolnym, w którym niepłodnym mężczyznom przez 6 miesięcy podawano 2 g/dobę LC i 1 g/dobę ALC, zaobserwowano istotną poprawę ruchliwości plemników [31]. L-karnityna w jednorazowej porcji 2 g na dobę wpływa korzystnie na parametry nasienia i zwiększa odsetek ciąż.

Cholina

Cholina ma kluczowe znaczenie dla regulacji ekspresji genów, a także dla biosyntezy fosfolipidów błonowych i lipoprotein [32, 33]. Polimorfizmy pojedynczych nukleotydów w genie metabolizującym cholinę – w dehydrogenazie choliny (CHDH) – wiążą się z większym ryzykiem niepłodności. Wykazano, że u mężczyzn z wariantem genetycznym w CHDH (rs12676) występowała astenospermia lub zmniejszona ruchliwość plemników [34]. Polimorfizmy pojedynczych nukleotydów w genach metabolizujących cholinę i foliany zwiększają zapotrzebowanie na cholinę w diecie, sprzyjając biosyntezie fosfatydylocholiny na drodze difosforanu cytydyny z choliną [35, 36]. Ponadto cholina odgrywa rolę w regulacji struktury błony plemnikowej i w dojrzewaniu plemników, tym samym może wpływać na jakość nasienia. 

Podsumowanie

W literaturze naukowej przedstawia się wiele czynników, które mogą poprawiać lub osłabiać męską płodność. Jednym z nich jest odpowiednio zbilansowana dieta. Wykazano istotną rolę poszczególnych składników odżywczych, tj. orzechów, kofeiny, l-karnityny, choliny, kwasu foliowego, likopenu, L-argininy, resweratrolu, fitoestrogenów oraz ashwagandhy, w produkcji, ochronie, a także w utrzymaniu prawidłowych parametrów jakościowych nasienia. Należy więc zwiększyć nacisk na edukację mężczyzn w tym zakresie. Dla wsparcia spermatogenezy i prawidłowych parametrów nasienia w niepłodności męskiej warto włączyć do diety odpowiednie proporcje składników takich jak: l-karnityna, cholina, kwas foliowy oraz antyoksydanty takie jak selen, cynk czy witamina C. Postępowanie dietetyczne – odpowiednio zbilansowana dieta oraz suplementacja wskazanych składników odżywczych – powinno być jednym z elementów procesu 
terapeutycznego.

Bibliografia

1. Łukaszuk K., Kozioł K., Jakiel G. i wsp. Diagnostyka i leczenie niepłodności – rekomendacje Polskiego Towarzystwa Medycyny Rozrodu i Embriologii (PTMRiE) oraz Polskiego Towarzystwa Ginekologów i Położników (PTGP). Ginekologia i Perinatologia Praktyczna 2018, 3(3), 112–140.
2. Maksym A., Rabijewski M., Czerwonogrodzka-Senczyna A. i wsp. Możliwość postępowania dietetycznego w niepłodności. Fides et Ratio, 2018, 35(3), 102–138.
3. Wiktorowicz K., Okręglicka K., Nitsch-Osuch A. Wpływ sposobu żywienia na płodność mężczyzn. Forum Medycyny Rodzinnej, 2019, 13(3), 133–140.
4. Azizollahi G., Azizolahi S., Babaei H. et al. Effects of supplement therapy on sperm parameters, protaminę content and acrosomal integrity of varicocelectomized subjects. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 2013, 30(4), 593–599.
5. Vanderhout S.M., Panah M.R., Garcia-Bailo B. et al. Nutrition, genetic variation and male fertility. Translational Andrology and Urology, 2021, 10(3), 1410–1431.
6. Garolla A., Petre G.C., Francini-Pesenti F. et al. Dietary supplementd for male infertility: a critical evaluation of their composition. Nutrients, 2020, 12(5), 1472.
7. Wu G., Meininger C.J., McNeal C.J. et al. Role of L-arginine in nitric oxide synthesis and health in humans. Advances in Experimenal Medicine and Biology, 2021, 1332, 167–187.
8. Salas-Huetos A., Moraleda R., Giardina S. et al. Effect of nut consumption on semen quality and functionality in healthy men consuming a Western – style diet: a randomized controlled trial. The American Journal of Clinical Nutrition, 2018, 108(5), 953–962.
9. Robbins W.A., Xun L., FitzGerald L.Z. et al. Walnuts improve semen quality in men consuming a Western – style diet: randomized control dietary intervention trial. Biology of Reproduction, 2012, 87(4), 101.
10. Agarwal A., Durairajanayagam D., Ong C. et al. Lycopene and male infertility. Asian Journal of Andrology, 2014, 16, 420.
11. Zareba P., Colaci D.S., Afeiche M. et al. Semen quality in relations to antioxdidant intake in a healthy male propulation. Fertility and Sterility, 2013, 100(6), 1572–1579.
12. Nouri M., Amani R., Nasr-Esfahani M. et al. The effects of lycopene supplement on the spermatogram and seminal oxidative stress in infertile men: a randomized, double – blind, placebo – controlled clinical trial. Phytotherapy Research, 2019, 33(12), 3203–3211.
13. Illiano E., Trama F., Zucchi A. et al. Resveratrol – based multiwitamin supplement increases sperm concentration and motility in idiopathic male infertility: a pilot clinical study. Journal of Clinical Medicine, 2020, 9(12), 4017.
14. Simas J.N., Mendes T.B., Fischer L.W. et al. Resveratrol improves sperm DNA quality and reproductive capacity in type 1 diabestes. Andrology, 2021, 9(1), 384–399.
15. Cooper A.R. To eat soy or not eat soy: the ongoing look at phytoestrogens and fertility. Fertility and Sterility, 2019, 112(5), 825–826.
16. Krizova L., Dadakova K., Kasparovska J. et al. Isoflavones. Molecules, 2019, 24(6), 1076.
17. Beaton L.K., McVeigh B.L., Dillingham B.L. et al. Soy protein isolates of varying isofalvone content do not adversely affest semen quality in health young men. Fertility and Sterility, 2010, 94(5), 1717–1722.
18. Skoracka K., Eder P., Łykowska-Szuber L. et al. Diet and nutritional factors in male (in)fertility – underestimated factors. Journal of Clinical Medicine, 2020, 9(5), 1400.
19. Ricci E., Vigano P., Cipriani S. et al. Coffee and caffeine intake and male infertility: a systematic review. Nutritional Journal, 2017, 16, 37.
20. Gaskins A.J., Chavarro J.E. Dieta and fertility. American Journal of Obstetrics&Gynecology, 2018, 218(4), 379–389.
21. Pariz J.R., Ranea C., Monteiro R.A.C. et al. Melatonin and caffeine supplementation used, respectively, as protecitve and stimulating agents in the cryopreservation of human sperm improves survival, viability, and motility after thawing compared to traditional TEST – Yolk Buffer. OxidMed&Cellular Longevity, 2019, 647245.
22. Schmid T.E., Eskenazi B., Baumgartner A. et al. The effects of male age on sperm DNA damage in healthy non – smokers. Human Reproduction, 2007, 22(1), 180–187.
23. Azgomi R.N.D., Nazemiyeh H., Bazargani H.S. et al. Comparative evaluation of the effects of Withania somnifera with pentoxifylline on the sperm parameters in idiopathic male infertility: a triple – blind randomised clinical trial. Andrologia, 2018, 50(7), e13041.

Pozostałe pozycje dostępne u autorek.