Radicales libres e infertilidad en el macho
Publicado: 26 de enero de 2018
Por: Néstor Alonso Villa-Arcila1, Alejandro Ceballos-Márquez11Departamento de Sistemas de Producción,Universidad de Caldas, Manizales, Colombia
Resumen
En este texto se presenta una revisión de los aspectos básicos relacionados con la formación de radicales libres en el organismo, así como los mecanismos disponibles para hacer frente a un desequilibrio en su producción, fenómeno conocido como estrés oxidativo. El espermatozoide es una célula altamente susceptible al daño inducido por la liberación de radicales libres, ya que su citoplasma es escaso y lo deja desnudo frente a la agresión por radicales libres. Los antioxidantes presentes en el plasma seminal son los encargados de la defensa del espermatozoide frente a un estrés oxidativo, y las enzimas y las vitaminas antioxidantes juegan un papel primordial. El desequilibrio entre la producción de radicales libres y antioxidantes, puede inducir cambios en la fisiología espermática, trastornos de la fecundación y alteraciones de la información genética que posee el espermatozoide. Lo anterior acarrea una serie de trastornos que han sido asociados con infertilidad en el macho.
Palabras clave: antioxidantes, espermatozoide, estrés oxidativo, plasma seminal.
Introducción
En medicina humana y veterinaria se han descubierto cada vez más agentes nosológicos para el organismo, dentro de los cuales figuran las especies reactivas de oxigeno (ERO) o radicales libres; muchos de ellos derivados del metabolismo normal del oxígeno, de ahí que éste se considere como un elemento con una función paradójica.
El oxígeno (O2 ) es el segundo elemento más abundante en la atmósfera (21%), apareció hace aproximadamente 2500 millones de años y se formó a partir de la liberación hecha por algas verde-azules al desdoblar el agua para obtener los átomos de hidrógeno esenciales para su crecimiento; así, la tierra pasó de ser un medio reductor a un medio oxidante (Gutteridge & Halliwell, 1994).
En forma paralela, y como un mecanismo para hacer frente al nuevo ambiente oxidante, un grupo de organismos evolucionaron a la par con los cambios ocurridos en la atmósfera. Este proceso evolutivo se pudo dar gracias al desarrollo de eficientes mecanismos antioxidantes, permitiendo no sólo sobrevivir en este ambiente oxidante sino emplear el O2 para la producción de energía y en reacciones metabólicas de oxidación. Los antioxidantes son sustancias que retardan o inhiben el daño oxidativo a una molécula susceptible (Gutteridge & Halliwell, 1994).
El efecto benéfico del O2 está en el hecho de que es un receptor universal de electrones al final de la cadena respiratoria celular. Sin embargo, diversos efectos nefastos de una exposición prolongada al O2 han sido descritos y se han conocido por más de ocho décadas; por ejemplo, la inhalación de O2 puro puede dañar severamente los pulmones (Deby & Pincemail, 1986).
En los últimos años se ha indicado que el estrés oxidativo produce en el macho una baja en la calidad espermática (Lamirande & Gagnon, 1995). La producción de ERO es mantenida en equilibrio gracias a la presencia de sustancias antioxidantes sintetizadas en las células a partir de minerales principalmente, los que constituyen el sustrato para la producción de estas enzimas antioxidantes, como son la superóxido dismutasa (SOD; EC 1.15.1.1), glutatión peroxidasa (GSHPx; EC 1.11.1.9) y catalasa (CAT; EC 1.11.1.6).
Por lo anterior, el objetivo de esta revisión es presentar y describir los aspectos más importantes relacionados con la producción de ERO y antioxidantes en la infertilidad en el macho.
Especies reactivas de oxigeno
Las especies reactivas de oxígeno (ERO) o radicales libres, son átomos o moléculas que contienen un electrón impar (desapareado) en su órbita más externa. Son capaces de aceptar electrones de otras moléculas de su entorno (oxidantes) y, por tanto, generar reacciones en cadena, ya que la reacción continúa ininterrumpidamente (Melgarejo, 1997). El O2 es esencial para la vida de los organismos aerobios y su mayor parte (98%) es utilizado para la generación de energía, la cual es liberada durante las oxidaciones biológicas y almacenadas por las células en forma de ATP.
El O2 actúa como aceptor final de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial; una consecuencia directa de este proceso es que en el intermedio se forman varias moléculas con diferente grado de oxidación, algunas de las cuales también pueden entregar uno o dos electrones al O2 y producir intermediarios parcialmente reducidos, tales como anión superóxido, peróxido de hidrógeno, radical hidroxilo, radicales alcoxi, peroxi y peroxinitritos, entre otros (Chane et al., 1979).
Anión superóxido
La fuente más importante de anión superóxido (O2 - )es la cadena respiratoria en la mitocondria, ya que en este proceso se puede reducir parcialmente el O2 en dos lugares de la cadena: uno, por acción de la NADH-deshidrogenasa, primera enzima de la cadena respiratoria; y segundo, como consecuencia de la autooxidación de la coenzima Q o ubiquinona (Turrens & Boveris, 1980).
Otra fuente de O2 - la constituye la fagocitosis por los leucocitos polimorfonucleares y macrófagos; al producirse el “estallido respiratorio” en una reacción iniciada por la NADPH-oxidasa, se produce un consumo del O2 y en su reducción se produce O2 - (Market et al., 1984; Kaneko et al., 1997).
Peróxido de hidrógeno
El peróxido de hidrógeno (H2 O2 ) ha sido identificado como el agente citotóxico en los medios donde se ha expuesto la célula a la acción de O2 - (Haliwell & Gutteridge, 1986). Químicamente, el H2 O2 es una molécula estable no radical, pero su comportamiento es similar a un radical libre, se forma a partir de la dismutación del O2 - en una reacción catalizada por la SOD; además, cierta cantidad de oxidasas en los peroxisomas citoplasmáticos también están en capacidad de producir H2 O2 en forma directa. De otra parte, se genera H2 O2 por la transferencia de electrones al O2 mediante sistemas enzimáticos, entre los que se tienen la NAD-deshidrogenasa y la coenzima Q (Boveris et al., 1976).
Según Murray et al. (2000), otra forma de producir H2 O2 es por medio de la reacción catalizada por la glutatión reductasa, donde se genera esta sustancia al reducir el glutatión oxidado.
La generación continua de O2 - y H2 O2 puede inducir en forma indirecta alteraciones en algunas de las estructuras celulares, pero no se ha demostrado que la interacción de las ERO con dichas estructuras sea directa. El interés está centrado en la capacidad in vivo que tienen el O2 - y H2 O2 de generar otras moléculas más nocivas que ellos, reacciones que en su mayoría involucran metales de transición.
Radical hidroxilo
El radical hidroxilo (OH• ) se forma a partir de la reacción de H2 O2 con O2 - en presencia de hierro y en menor grado de cobre, en lo que se conoce como reacción de Fenton; también pueden intervenir níquel o cobalto como agentes reductores formando OH• a partir de H2 O2 (Halliwell & Gutteridge, 1986). El OH• es uno de los oxidantes más potentes que existen, capaz de sustraer átomos de hidrógeno de cualquier molécula biológica, por ejemplo, ADN, lípidos y proteínas (Chane et al., 1979).
Radicales alcoxi y peroxi
Estos radicales se generan por la acción de un radical libre sobre la cadena de los ácidos grasos poliinsaturados (AGPI). Los radicales peroxi (ROO• ) son conocidos por ser menos reactivos y más selectivos que los radicales hidroxilo, además son el origen de las reacciones en cadena, que como es sabido, constituyen el proceso básico de la lipoperoxidación de las membranas celulares (Melgarejo, 1997).
Peroxinitrito
Este radical se produce normalmente como consecuencia de la reacción entre el O2 - y el óxido nítrico (NO), es un oxidante casi tan poderoso como el radical OH• (Radi et al., 1991).
De otra parte, se ha reportado que células no fagocíticas también tienen la capacidad de producir ERO, incluyendo células endoteliales, células mesangiales, fibroblastos, células tiroideas, células de Leydig u ovocitos, linfocitos B, adipocitos y células tumorales (Cross & Jones, 1991).
Las ERO tienen un origen endógeno o exógeno. Desde el punto de vista endógeno, se ha indicado anteriormente que la cadena respiratoria mitocondrial es una fuente de ERO durante la transferencia de electrones. También los procesos de fagocitosis, las reacciones de desintoxicación donde interviene la citocromo P-450 y la síntesis de los derivados del ácido araquidónico, entre otras, son reacciones generadoras de radicales libres (Gutteridge & Haliwell, 1994).}
Dentro de las fuentes exógenas se encuentran las radiaciones UV, el tabaquismo, el ejercicio, la exposición al ozono, la intoxicación por herbicidas, el abuso de suplementos minerales, el consumo indiscriminado de AGPI y el calor (Gutteridge & Haliwell, 1994).
Fases de la peroxidación lipídica
Los pasos en la peroxidación lipídica, según Clavel et al. (1985), son iniciación, propagación y terminación. La iniciación se da con la pérdida de un átomo de hidrógeno de los AGPI en la membrana celular por parte de un OH• , así se forma un radical lipídico libre que reacciona con el O2 generando un radical peroxi (ROO• ).
Al reaccionar el ROO• con las cadenas de ácidos grasos vecinas, se libera hidrógeno y se forman hidroperóxidos (ROOH) inestables en su carga eléctrica, los que tratan de estabilizarse captando átomos de hidrógeno de otros ácidos; así, se da inicio a una reacción de propagación o en cadena. Lo anterior determina la pérdida de la integridad de la membrana celular.
Cuando se encuentran dos radicales libres se crean puentes entre ellos, deteniendo la reacción, que también puede detenerse por la presencia de moléculas secuestrantes de radicales libres, como son el α-tocoferol, la vitamina C y los flavonoides, entre otras.
Sustancias antioxidantes
Las estructuras capaces de contrarrestar un estrés oxidativo deben tener una estructura química tal que les permita no sólo atrapar el radical libre, sino también estabilizarlo en su estructura, ya que de otra manera ellos podrían convertirse en propagadores del proceso oxidativo. Existen varios tipos de antioxidantes en el organismo que se encuentran en la membrana o citoplasma de la célula. Éstos son: las enzimas antioxidantes que catalizan reacciones para formar sustancias menos reactivas; los antioxidantes preventivos no enzimáticos, que actúan generalmente como secuestrantes de los metales de transición; las vitaminas que son recolectoras o detienen la reacción en cadena, y otros como el alopurinol u oxipurinol, que actúan como inhibidores enzimáticos en algunas de las reacciones donde se forman radicales libres (Maxwell, 1995; Sardesai, 1995).
Enzimas antioxidantes
En este grupo se encuentran la GSH-Px, la SOD y la CAT. La GSH-Px es una enzima selenio dependiente que cataliza la reducción del peróxido de hidrógeno (H2 O2 ) en presencia de glutatión reducido (GSH), el cual actúa como agente reductor al ceder un átomo de hidrógeno (H+ ) y transformarse en glutatión oxidado (GSSG), que a su vez es transformado en GSH por acción de la glutatión reductasa (GRd), (Ceballos & Wittwer,1996). Además, la GSH-Px puede usar complejos de peróxidos como sustrato, incluyendo peróxidos lipídicos que se convierten en alcoholes inertes (Sardesai, 1995).
La actividad de la enzima en diferentes tejidos es un indicador del balance nutricional de selenio, ya que este mineral es un componente estructural de la estructura proteica de la enzima. La GSHPx está presente en el citoplasma y la mitocondria (Maxwell, 1995).
La SOD es la primera línea de defensa contra la toxicidad del O2 , es permeable a la membrana y puede acumularse en la fracción celular donde es producida. En los humanos se han identificado tres formas de SOD, la citosólica (dependiente de cobre y zinc), la mitocondrial (dependiente del manganeso) y una extracelular que depende del cobre y zinc. La SOD cataliza la dismutación de O2 - en H2 O2 durante la transferencia de electrones en la cadena respiratoria; posteriormente, por acción de catalasas y peroxidasas, el H2 O2 es transformado en agua (Kaneko et al., 1997).
La CAT está localizada en los peroxisomas dentro de los cuales el H2 O2 puede difundirse. Esta enzima utiliza el hierro como cofactor y cataliza la formación de agua y O2 a partir del H2 O2 . Además, posee actividad peroxidásica, lo que significa que la CAT es capaz de usar una molécula de H2 O2 como substrato para ceder electrones y otra molécula de H2 O2 como oxidante o receptor de electrones (Murray et al., 2000).
En consideración a lo anterior, la actividad de las enzimas antioxidantes depende del aporte nutricional de los llamados minerales antioxidantes, entre otros, selenio, manganeso, cobre y zinc; el mecanismo general de acción de estos oligoelementos es a través de su participación en sistemas enzimáticos, ya sea como parte integrante de la estructura proteica de la enzima o como su activador. Cabe señalar que también ejercen otras funciones antioxidantes independientemente de su incorporación a la enzima.
Antioxidantes preventivos
Pertenecen a este grupo los secuestrantes de los metales de transición, que favorecen la integridad de la membrana hidrofóbica, el citosol hidrofílico y, al mismo tiempo, el compartimiento extracelular. Tienen actividades anti-radicales interviniendo en la fase de iniciación, pero sobre todo en la de propagación, para evitar la acción del OH-• (Sardesai, 1995).
Los metales de transición contenidos en el organismo están ligados, pero cualquiera que escape durante la muerte celular o intercambio es rápidamente secuestrado para prevenir la actividad redox (Maxwell, 1995). Un ejemplo de ello lo constituyen las proteínas ligadoras de hierro transferrina y lactoferrina, y la de cobre ceruloplasmina. Comercialmente está disponible la deferoxamina que liga el hierro y es un potente inhibidor de la peroxidación mediada por este mineral.
Antioxidantes captadores o recolectores
Las vitaminas se encuentran en este grupo de sustancias. Éstas reaccionan con los radicales libres antes de producir daño en las estructuras del organismo. En el proceso de recolección, estas moléculas son a su vez oxidadas pudiendo ser regeneradas por la acción de otros antioxidantes. Dentro del grupo se encuentran sustancias liposolubles (tocoferol y carotenos) e hidrosolubles (ascorbato y uratos).
Una serie de isómeros del tocoferol (vitamina E) son solubles en lípidos y son los antioxidantes más importantes encontrados en las membranas lipídicas del cuerpo. Esta vitamina posee un grupo OH en su anillo cromanol, lo cual le confiere su actividad como antioxidante. El tocoferol interrumpe la reacción en cadena de los radicales libres como resultado de su capacidad para transferir un hidrógeno fenólico a un radical peroxilo libre de un ácido graso peroxidado. El radical fenoxi libre que se ha formado reacciona con otro radical peroxilo libre. Por lo anterior, el tocoferol no se une fácilmente a oxidaciones reversibles (Miller et al., 1993; Rock et al., 1996; Murray et al., 2000). El tocoferol debe reemplazarse de nuevo totalmente para cumplir sus funciones como antioxidante.
Los carotenos también son otra fuente de antioxidantes en la dieta, son importantes en la protección de la membrana lipídica contra la oxidación; además, son precursores de la Vitamina A y excelentes antioxidantes, especialmente contra radicales peroxilo e hidroxilo (Canfield et al., 1992). También actúan como secuestrantes del oxígeno singlete.
El antioxidante hidrosoluble más abundante en el cuerpo es la vitamina C. Su función básica es la reducción reversible de los radicales libres con la posterior formación de dehidroascorbato. Su acción básica es como captador de radicales hidroxilo y superóxidos en un medio acuoso, y actúa también interrumpiendo las reacciones en cadena en la peroxidación de lípidos (Rock et al., 1996).
Pese a lo anterior, el consumo y la utilización de la vitamina C como antioxidante deben considerarse cuidadosamente, ya que altas concentraciones pueden convertirla en un potente prooxidante, especialmente en presencia de altas concentraciones de hierro libre, dado que favorece la reacción tipo Fenton (Valenzuela & Nieto, 1995).
Los flavonoides son un gran grupo de antioxidantes polifenólicos que se encuentran naturalmente en frutas y vegetales. Los más importantes son las antocianinas, flavones y flavonoles. Son compuestos solubles en agua y captadores de oxígeno libre y de los radicales superóxido, peroxilo y peroxi-lipídicos (Husain et al., 1987).
El glutatión es un tripéptido sintetizado intracelularmente, su concentración varía de acuerdo con el contenido de aminoácidos sulfúricos en la dieta. Es sustrato para la GSH-Px, aunque la limitada permeabilidad de la membrana al glutatión puede reducir la efectividad de este mecanismo. Además, el glutatión puede atrapar por sí solo el oxigeno libre, O2 - y OH•- , y reaccionar directamente con aldehídos citotóxicos producidos durante la peroxidación lipídica, tales como el 4, hydroxynenol. Así protegen los grupos tiol sobre la membrana plasmática. Además, esta molécula facilita la acción antioxidante del tocoferol en la membrana plasmática del espermatozoide, participando en la regeneración de los radicales tocoferol y dehidroascorbato (Baker et al., 1996).
Radicales libres e infertilidad masculina
Espermatozoides y radicales libres
Se ha demostrado que el O2 - estimula la hiperactivación del espermatozoide humano por medio de vías que inhiben la acción de la SOD (Aitken & Fisher, 1994). También hay antecedentes que comprueban la activación directa de la fosfolipasa A2 por ERO, posiblemente por medio de una inhibición de la lipocortina; así, las ERO facilitan la reacción de acrosoma a través del efecto promotor de la actividad de la fosfolipasa A2 , enzima que está presente en el espermatozoide humano y su actividad es estimulada por el calcio y la formación de peróxidos lípidicos dentro de la membrana plasmática.
Los AGPI que abundan en el espermatozoide humano, principalmente ácido decosahexanoico, le confieren la fluidez suficiente a la membrana plasmática, permitiendo que ésta participe en los eventos de fusión de membranas, evento necesario para la reacción acrosómica y la unión ovocito-espermatozoide (Aitken et al., 1993). Las ERO podrían iniciar un bajo nivel de peroxidación lipídica en la membrana plasmática del espermatozoide, generando condiciones que mejoran la actividad de la fosfolipasa A2 ; de esta manera, se crea la fluidez de membrana necesaria para los eventos de fusión asociados con la fertilización (Goldman et al., 1992).
Pese al efecto de las ERO sobre la fisiología espermática, su presencia en exceso puede alterar la integridad de esta célula, dado que su membrana celular es rica en AGPI susceptibles de peroxidación. Además, durante la espermatogénesis se pierde una gran proporción del citoplasma, sitio que se caracteriza por poseer una abundante actividad antioxidante.
Desde la década del 40, se ha indicado que el espermatozoide del toro genera H2 O2 , siendo perjudicial para la motilidad espermática (Mann & Lutwak-Mann, 1981). Además, se ha demostrado que la producción de H2 O2 por el espermatozoide del toro podría realizarse a través de la deaminación oxidativa de aminoácidos aromáticos, tales como la fenilalanina, tirosina y triptófano, y en algunos casos por la deaminación oxidativa de los aminoácidos espermidina y espermina (Mann & Lutwak-Mann, 1981).
Un factor importante que contribuye a la producción de ERO por los espermatozoides parece ser la interrupción de la espermiogénesis y la retención de un exceso de citoplasma residual por la metamorfosis del espermatozoide. Estudios realizados por Huszar et al. (1988), indicaron que la función espermática defectuosa está asociada con una actividad elevada de ciertas enzimas claves, incluyendo la creatín kinasa (CK), lactato deshidrogenasa (LDH) y glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G-6-PDH); se sugirió que los errores de espermiogénesis pueden conllevar a una elevación de la CK durante el estrés oxidativo, ya que el daño peroxidativo está relacionado con la actividad de esta enzima (Huszar & Vigue, 1993; Aitken & Fisher, 1994).
La G-6-PDH está relacionada con la generación de ERO, principalmente O2 - , quizá porque éstos pueden ser producidos por el fosfato de nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADPH), metabolito generado en la vía de la hexosa monofosfato por la G-6-PDH y que cede electrones reduciendo el oxígeno (Aitken & Fisher, 1994).
La formación de ERO en exceso produce un desequilibrio con la capacidad antioxidante del espermatozoide, e inicia una reacción en cadena que propaga el efecto oxidativo a través de toda la membrana y los demás espermatozoides; así, se pierde la fluidez de la membrana; como consecuencia, los espermatozoides que generan niveles altos de ERO son incapaces de realizar el proceso de reacción de acrosoma. La GSHPx, la SOD y la CAT se encuentran entre los principales antioxidantes presentes en el plasma seminal (Griveau et al., 1995); pero, en el semen de pacientes donde se ha detectado una gran producción de ERO, el espermatozoide y el plasma seminal no están en condiciones de neutralizar completamente los radicales, lo que estaría indicando que el semen en algunos pacientes tiene una capacidad antioxidante deficiente (Iwasaki & Gagnon, 1992).
La astenozoospermia ha sido asociada con una elevada producción de radicales libres, vía depleción intracelular del ATP y la subsecuente disminución en la fosforilación de las proteínas del axonema (Aitken et al., 1995).
Igualmente, se ha indicado que la deficiencia de selenio, precursor de la formación de GSHPx, induce una reducción del número de espermatozoides vivos e incrementa la ocurrencia de colas y cabezas defectuosas. Se reporta que el selenio es necesario para el desarrollo normal del espermatozoide, donde su deficiencia ha sido asociada con alteraciones de la fertilidad (Hansen & Deguchi, 1996).
La terapia antioxidante en pacientes con una alta producción de ERO o la adición de antioxidantes a las fracciones de semen recuperadas por diferentes medios, podría mejorar la calidad del semen. A la adición de dos antioxidantes a un medio con espermatozoides recuperados mediante centrifugación, se encontró que la vitamina E fue efectiva al proteger los AGPI presentes en la membrana del espermatozoide (Aitken & Clarkson, 1988). El uso de diferentes antioxidantes (CAT y SOD) en un medio con espermatozoides recuperados mediante separación en gradiente de Percoll e incubados con xantina y xantina oxidasa, protege las células del daño producido por los radicales libres sobre los AGPI de la membrana espermática (Griveau et al., 1995).
Oeda et al. (1997) encontraron que la terapia in vivo con sustancias antioxidantes como la Nacetilcisteína, mejora las características seminales en pacientes con una producción elevada de ERO, efecto que se logra en forma independiente de la procedencia de los radicales libres.
En otros estudios se ha evaluado el efecto de la administración de vitamina E por vía oral, y se encuentra una mejoría en la función espermática in vitro en aquellos pacientes que recibieron 600 mg/día de la vitamina. En este estudio no se observó una elevación significativa de los niveles de vitamina E en el plasma seminal, lo que podría indicar que la vitamina se oxida antes de la eyaculación o que la concentración de la vitamina en el plasma seminal no refleja los niveles que se encontrarían en el tejido testicular o en la membrana del espermatozoide (Kessopoulou et al., 1995).
El glutatión administrado a pacientes que pueden tener infertilidad secundaria a estrés oxidativo, al parecer, actúa en el epidídimo y durante la espermatogénesis, mejorando la función del espermatozoide eyaculado (Irvine, 1996).
Puede observarse que la utilización de antioxidantes de diversas formas, bien sea como suplementación o adicionándolos a los medios para trabajar con espermatozoides, tiende a mejorar la calidad espermática. Por lo anterior, queda demostrado que la presencia de los antioxidantes es necesaria para la protección de la célula espermática, en especial cuando se pretende separarla del plasma seminal. No obstante, el efecto de los radicales libres sobre el espermatozoide es paradójico, ya que se requieren en cantidades bajas para mantener la funcionalidad de la célula y favorecer la fusión con el oocito.
Especial atención merece la suplementación con metales de transición que en un momento se pueden convertir en generadores de radicales libres, en especial cuando éstos quedan libres en el organismo y encuentran moléculas reductoras. En esta reacción (tipo Fenton) también pueden verse involucrados los espermatozoides, puesto que así se da inicio a una reacción de peroxidación en cadena donde se ven involucrados los AGPI de la membrana.
Plasma seminal y radicales libres
Muchos análisis han confirmado que cuando hay infiltración de leucocitos en grandes cantidades dentro del eyaculado, como ocurre en casos de infección del tracto genital, se pueden detectar altos niveles de ERO (Aitken & Fisher, 1994).
En un experimento donde se utilizaron leucocitos polimorfonucleares (PML), con una concentración relativamente alta (5x105 /mL) y un método de centrifugación repetida a una preparación de espermatozoides humanos para promover daño peroxidativo a la célula, se observó una supresión de la motilidad espermática después de 5 horas de incubación, ya que bajo estas condiciones de estimulaciones repetidas los PML aumentan el consumo de oxigeno y activan la NADPHoxidasa que cataliza la formación de ERO (Baker et al., 1996).
Es probable que cuando las concentraciones de PML sean bajas, el poder antioxidante presente en el plasma seminal sea suficiente para prevenir el daño peroxidativo al espermatozoide; sin embargo, con altas concentraciones de PML, la función protectora del plasma seminal puede verse disminuida. Además, altos niveles de contaminación con leucocitos pueden estar asociados con daño en las glándulas sexuales accesorias y la viabilidad espermática, por medio de mecanismos que no están relacionados directamente con daño peroxidativo a la membrana plasmática del espermatozoide (Sukcharoen et al., 1995).
En ausencia de la protección brindada por el plasma seminal, se ha demostrado un impacto negativo de los PML sobre la función espermática. Plante et al. (1994) determinaron que aunque la liberación extracelular de ERO por espermatozoides defectuosos fue insuficiente para comprometer la motilidad del espermatozoide normal, los PML en concentraciones mayores de 1x106 /mL afectan la motilidad de las células espermáticas.
El plasma seminal humano presenta proteínas transportadoras de hierro, transferrina y lactoferrina, que tienen entre sus funciones quelar una molécula iones de hierro libres que se encuentran cerca al espermatozoide y así reducir el riesgo de reacciones catalizadoras tipo Fenton que favorecen la peroxidación lipídica en el espermatozoide (Quinlivan, 1968).
Muestras de semen de pacientes humanos que producían eyaculados altamente contaminados con leucocitos generadores de ERO, asociados a prostatitis crónica, no presentaban alteraciones de la fertilidad; esta falta de asociación se debe presumiblemente al hecho de que leucocitos originados de infecciones de la uretra, glándulas vesiculares y próstata, solamente hacen contacto con el espermatozoide en el momento de la eyaculación, momento en que el espermatozoide está protegido por los antioxidantes presentes en el plasma seminal, lo que hace que sea altamente dependiente de la protección antioxidante que brinda el plasma seminal (Aitken, 1992; Aitken & Fisher, 1994).
Radicales libres y fecundación
Las ERO alteran la fusión espermatozoideoocito, motilidad e integridad del DNA del espermatozoide. Aitken et al. (1998) evaluaron los factores enumerados anteriormente en espermatozoides humanos expuestos a niveles altos de radicales libres, y encontraron que a concentraciones bajas de ellos, la fragmentación del DNA fue reducida significativamente, mientras que las tasas de fusión del espermatozoide-oocito estaban significativamente elevadas. A medida que el estrés oxidativo se incrementaba, los espermatozoides exhibían un daño significativo del DNA y continuaba expresándose y elevándose la capacidad de fusión espermatozoide-oocito. Cuando los niveles de estrés oxidativo estuvieron a niveles más altos, se observaron tasas altas de fragmentación del DNA y los espermatozoides mostraron una pérdida de su capacidad de movimiento y fusión al oocito.
Estos estudios señalan que los mecanismos de óxido-reducción pueden elevar o interrumpir la integridad funcional y genómica del espermatozoide humano; además, demuestran que la capacidad de fertilización del espermatozoide puede darse aun con un daño en su DNA. Donde el medio aerobio propicia la formación de una serie de moléculas que son necesarias en el organismo, así como también son nocivas para el funcionamiento corporal, en especial en cierto tipo de células. La célula ha desarrollado mecanismos de defensa frente a esta situación, los que al verse saturados favorecen la presentación de un estrés oxidativo.
Ciertas células son más susceptibles al daño por la formación de radicales libres, ya que poseen una composición que las hace más vulnerables a este daño; así, el espermatozoide es una de ellas, donde además su citoplasma es escaso, siendo este sitio el principal reservorio de antioxidantes. No debe dudarse de que una baja defensa antioxidante deja el espermatozoide desprotegido frente a los radicales libres, que igualmente son necesarios para su función. Lo anterior acarreará una serie de trastornos que inducirán en el macho trastornos de la fertilidad y alteraciones en la transmisión de la información genética a la descendencia (Aitken et al., 1998).
Cualquiera que sea el mecanismo que se encuentre generando los radicales libres en el macho, permite señalar que el estrés oxidativo juega un papel importante en la etiología de las alteraciones de la fertilidad y que los antioxidantes tienen un potencial grande en la terapéutica y prevención de estos desórdenes.
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Universidad de Caldas - Colombia
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31 de enero de 2018
Excelente articulo Dres Nestor y Alejandro. De ahi la importancia de suplementar en bovinos, el Cobre, Zinc y el Selenio. garantizar su balance y garantizar su biodisponibilidad.
Mucho falta por estudiar sobre la cinetica de estas enzimas, las de mayor importancia contra el estres oxidativo, como son las GSHPx, CAT y la SOD.
Faltan estudios de correlacion entre concentración en sangre y dieta de los minerales y sus respectivas enzimas de composición metalica antioxidante.
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9 de abril de 2018
Quiero saber si me permite el por que de la ceguera en terneros recien nacidos y la infeccion de Estomatits vesicular en vacas de ordeño
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8 de abril de 2018
Interesante poca literatura sobre la fertilidad de los toros
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4 de abril de 2018
Muchas gracias por la información interesante
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3 de abril de 2018
Genial revision, gracias por compartirla, la forma de abordar la ERO que afectan en la calidad de semen en toros...
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