اسپرماتوزوا به دلیل داشتن مقادیر زیادی اسیدهای چرب غیر اشباع درغشای پلاسمایی و میزان فوق العاده ناچیز آنتی اکسیدان‌های سیتوپلاسمی، نسبت به آسیب اکسیداتیو حساس است.
استرس اکسیداتیو چگونه ایجاد میشود؟
گونه های واکنشی اکسیژن (ROS) در شرایط فیزیولوژیک نقش بسیار مهمی در فرآیندهای پیامرسانی داخل سلولی دارند. از طرف دیگر، طی دهه اخیر مشخص شده گونه های واکنشی اکسیژن در ایجاد بخش عمدهای از انواع ناباروری های مردان نقش دارند و علت آن تولید بیش از حد گونه های واکنشی اکسیژن یا کاهش توانایی سیستم آنتی اکسیدانی دستگاه تناسلی و اسپرم می باشد.
در شرایط طبیعی، گونه های واکنشی تولید شده در مایع منی، به طور پیوسته توسط آنتی اکسیدان های مایع منی غیرفعال می شود، بنابراین یکی از دلایل ایجاد شرایط استرس اکسیداتیو در مایع منی ناشی از عدم تعادل بین تولید این گونه ها و غیرفعال شدن آن توسط آنتی اکسیدا نها است. علیرغم وجود این سیستمهای آنتی اکسیدانی، در بعضی از شرایط که در ادامه به این موارد اشاره می شود تولید گونه های واکنشی اکسیژن افزایش می یابد. در این شرایط تعادل بین اکسیدان ها و آنتی اکسیدان ها از بین رفته و مقدار اکسیدان ها بیشتر از آنتی اکسیدان ها می شود و این حالتی است که “استرس اکسیداتیو” نامیده می شود. در این وضعیت است که اثرات مضر اکسیدان ها ظاهر می گردد.
رادیکال های آزاد
رادیکال‌های آزاد، ترکیبات حد واسط با طول عمر کوتاه بوده که دارای یک یا چند الکترون جفت نشده در لایه آخر الکترونی خود هستند. به همین علت بسیار واکنش‌پذیر بوده و برای به دست آوردن الکترون به مولکول‌های پایداری که در نزدیکی‌شان قرار دارند حمله کرده و سبب اکسایش آن ها میشوند. مولکول‌هایی که الکترون خود را از دست بدهند، خود تبدیل به رادیکال آزاد شده و این چرخه همچنان ادامه می‌یابد.
اثرات فیزیولوژیکی رادیکال های آزاد بر روی اسپرم
در شرایط فیزیولوژیک تولید مقادیر اندک ROS طی متابولیسم هوازی برای ظرفیت‌پذیری، واکنش آکروزومی، لقاح اسپرم با تخمک و همچنین برای بقاء اسپرم ضروری است اما تولید کنترل نشده ROS در مایع سمینال (توسط اسپرم‌های نابالغ و لوکوسیت‌ها) منجر به اختلال در عملکرد اسپرم‌های طبیعی می‌گردد. مایع منی طبیعی حاوی آنتی اکسیدان‌های آنزیمی نظیر سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز و آنتی اکسیدان‌های غیرآنزیمی نظیر آسکوربات، آلفاتوکوفرول و پیروات است که نقش حفاظت از اسپرماتوزوا را در برابر استرس اکسیداتیو بر عهده دارند.
اثرات مخرب رادیکال های آزاد و استرس اکسیداتیو بر روی اسپرم
در سلول های سالم رادیکال های آزاد و استرس اکسیداتیو منجر به :
- مرگ سلولی
- افزایش تولید سیتوکینهای التهابی
- فعالسازی ژن های آپپتوزی
- شکست DNA
- غیر فعال کردن پروتئین ها و آنزیم ها
اکسیدکردن قندها و چربی ها به خصوص اسیدهای چرب غیراشباع و لیپوپروتیئین های غشای سلولی می شوند.
اسپرماتوزوآ نیز مانند همه سلول هایی که در شرایط هوازی زندگی می کنند، با تضادی در مورد اکسیژن مواجه است. یعنی از یک طرف برای بقای خود به اکسیژن نیازمند است و از طرف دیگر متابولیت های اکسیژن نظیر گونه های واکنشی اکسیژن می توانند برای بقای سلول مضر باشند. بنابراین باید به طور پیوسته غیرفعال شود به طوری که غلظت آن همیشه در حد بسیار اندکی که برای عملکرد طبیعی سلول لازم است، باقی بماند و عدم تعادل بین تولید و حذف منجر به ایجاد شرایط استرس اکسیداتیو در اسپرم می شود.
گونه های واکنشی اکسیژن، در شرایط پاتولوژیک از طریق ایجاد اختلال در:
- فرآیند اسپرماتوژنز
- عملکرد اسپرم
- ساختار اسپرم
- تحرک و واکنش آکروزومی
- اتصال اسپرم به تخمک
- آسیب به DNA و غشا
کاهش شانس لقاح و لانه گزینی منجر به ناباروری میشوند.
اسپرم بیش از هر سلول دیگری مستعد به استرس اکسیداتیو است. دلیل این آسیب پذیری این است که غشای اسپرم حاوی مقادیر زیادی اسیدهای چرب غیراشباع میباشد.
علل ایجاد استرس اکسیداتیو
- مواجهه طولانی مدت با نور خورشید
- مواجهه با انواع تشعشعات
- تماس با مواد سرطانزا مثل آزبست
- سیگار کشیدن
- مصرف طولانی مدت بعضی از داروها از جمله قرصهای جلوگیری از بارداری
- ورزش شدید
- مصرف الکل
- آلودگی هوا
- عوامل عفونی
- واریکوسل
- استفاده از تلفن های همراه
- استرس های ذهنی
- قرار گرفتن در معرض گرما و آلودگی سموم و فلزات سنگین
همگی در ارتباط با استرس اکسیداتیو و ناباروری در مردان می باشند.
روش های کاهش استرس اکسیداتیو و درمان های پیشنهادی
وقتی ناباروری به علت افزایش استرس اکسیداتیو باشد، درمان بایستی با هدف شناسایی و کاهش علت اصلی ناباروری باشد. بر این اساس بایستی کنترل و استراتژی درمانی بر پایه کاهش استرس اکسیداتیو باشد.
تغییر شیوه زندگی
دیده شده که شیوه های زندگی و رژیم غذایی نامناسب از قبیل سیگار کشیدن، مصرف بیش از حد الکل، چاقی و استرس روانی باعث افزایش استرس اکسیداتیو می شوند. با وجود اینکه کارآیی و مطلوبیت حذف این روش های نامناسب زندگی برای کاهش استرس اکسیداتیو مورد بررسی و ارزیابی دقیق و کامل قرار نگرفته است، ولی به نظر می رسد که تغییرات مثبت در شیوه زندگی از قبیل رژیم غذایی غنی از میوه جات/ سبزیجات، حفظ وزن طبیعی و کاهش مصرف سیگار و الکل می توانند تا حدودی بر سلامت اسپرم اثرات مفید داشته باشند. مردان بایستی از فعالیت هایی که ممکن است باعث بالارفتن دمای بیضه ها می شوند از قبیل حمام طولانی مدت و سونا خودداری کنند. همچنین تهویه مناسب و استفاده از لوازم محافظتی شخصی در محیط کار قرار گیری مردان در معرض بخارهای فلزی.
تاثیر سیگار کشیدن بر پارامتر های اسپرم
استفاده ازآنتی اکسیدان ها
آنتی اکسیدان‌ها به طیف وسیعی از ترکیبات با مکانیسم عمل گسترده اشاره دارد که عملکرد آنتی اکسیدان‌ها شامل جلوگیری از تشکیل رادیکال‌های آزاد یا جاروب کردن رادیکال‌های آزاد یا پیش‌ساز آن ها میباشد. انواع آنتی‌اکسیدان‌ها شامل آنتی‌اکسیدان‌های ویتامینی(مثل اسید آسکوربیک، آلفاتوکوفرول)، آنتی اکسیدان‌های معدنی(سلنیوم)، آنتی اکسیدان‌های سنتتیک( بوتیل هیدروکسی آنیزول، بوتیل هیدروکسی تولوئن، ٦-٤-٢ تری متیل فنول) و طیف وسیعی از پلی‌فنول‌های مشتق از گیاهان میباشد.
آنتی اکسیدان های خوراکی از قبیل -Nاستیل سیستئین، β -کاروتن، ویتامین E ، ویتامین Dو ترکیبات امگا -3 به طور مستقیم سطوح گونه های واکنشی اکسیژن مایع منی را کاهش می دهند. آنتی اکسیدان های به فرم ویتامین C ، ویتامین E ، بتاکاروتن، کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها در رژیم غذایی هم موجود هستند و هم میتواند به صورت مکملهای خوراکی در صورت صلاح دید پزشک معالج تجویز و در درمان استرس اکسیداتیو و ناباروری مردان مورد استفاده قرار گیرند.
با توجه به اینکه میتوکندری سایت اصلی برای تولید ROS است ورود آنتی‌اکسیدان‌ها به میتوکندری در مقادیر زیاد برای کاهش تولید ROS موثر است با این حال غشاء داخلی میتوکندری به بیشتر مولکول‌ها نفوذ ناپذیر است در نتیجه بسیاری از آنتی اکسیدان‌ها نمی توانند وارد غشای داخلی میتوکندری شوند و این یکی از دلایل عدم اثر بخشی آنتی‌اکسیدان‌هایی است که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.
