Antyoksydanty a płodność

Autor: Karolina Macała

Problem niepłodności wśród młodych par zaczął stosunkowo narastać w ostatnich latach. Skłoniło to naukowców do zbadania możliwych przyczyn takiego trendu i znalezienia możliwego rozwiązania tego problemu. Pomocą dla par okazała się nowa metoda „In vitro”, która jednak bardzo mocno ingeruje w biologię kobiety, a dodatkowo często kończy się niepowodzeniem. Skłoniło to więc badaczy do dalszych poszukiwań i badań mogących nie tyle mechanicznie rozwiązać problem, co znaleźć przyczynę obniżonej płodności i efektywnie jej przeciwdziałać. Znaleźć taki sposób aby pary dotknięte tym problemem mogły w naturalny sposób doczekać się potomstwa. I tak też się stało, dalsze badania wykazały, że w niektórych przypadkach pomocną może okazać się okazać jedynie zmiana diety i odpowiedni styl życia. Naukowcy zaczęli wiązać fakt narastającej niepłodności ze zmiana stylu życia, która nastąpiła w ostatnim stuleciu. Ludzie zaczęli żyć „szybciej”, jedzenie stało się coraz bardziej przetworzone, nie wspominając już o przewlekłym stresie jaki towarzyszy współczesnemu społeczeństwu. To wszystko naprowadziło naukowców do zbadania wpływu układu antyoksydacyjnego naszego organizmu w procesach rozmnażania i jego ewentualnej roli w przyczynianiu się do bezpłodności. Wnioskowanie okazało się trafne, co postaram się przytoczyć w dalszej części pracy a wyniki badań mogą przyczynić się do nieinwazyjnego sukcesu wśród par starających się o dziecko.

Aby móc opisać wpływ stresu oksydacyjnego na płodność trzeba najpierw podkreślić, że wolne rodniki nie są czymś w ogóle nie pożądanym w procesie zapłodnienia. Wręcz przeciwnie niewielka ilość wolnych rodników jest potrzebna by plemniki mogły przejść proces kapacytacji i aktywacji, która umożliwia im wnikniecie do oocyta a w konsekwencji umożliwia akt zapłodnienia. W związku z tą funkcją wykazać można, że plemniki same produkują pewną małą ilość wolnych rodników i mają stosunkowo mało enzymów antyoksydacyjnych. Fakt ten niestety przyczynia się również do tego, że plemniki są bardzo wrażliwe na stres oksydacyjny bo maja mało mechanizmów obronnych a ponadto ich błona fizjologicznie jest zbudowana z wielonienasyconych kwasów tłuszczowych co zwiększa ich wrażliwość na stres oksydacyjny. Zatem by zapewnić optymalną funkcję plemników należy nie tylko określić w jaki sposób obniżyć zawartość wolnych rodników ale i to na jakim poziomie powinny one w zdrowych komórka się znajdować.

Udowodnione i poparte wieloma badaniami jest stwierdzenie, że nadmierny stres oksydacyjny wpływa na ruchliwość i jakość plemników. W badaniach wykazano, że wpływ poszczególnych wolnych rodników na plemniki w testach In vitro wskazuje na znaczący spadek ruchliwości plemników następujący wprost proporcjonalnie do zwiększającego się stężenia wolnych rodników i jest to prawdopodobna przyczyna niepłodności bądź trudności w zajściu w ciąże. Lecz stres ten nie tylko obniża znacząco ruchliwość plemników ale też może wpływać na uszkodzenia DNA i błon komórki co przyczynia się do ich obumierania bądź dysfunkcji. Zjawisko to powoduję nie tylko problemy z zapłodnieniem ale ma również związek z zwiększonym ryzykiem poronienia u partnerek mężczyzn, których sperma zawierała nadmiar wolnych rodników.

Jednak nie tylko wolne rodniki dostarczone ze spermą mogą przyczyniać się do poronień. Wykazano również w wielu badaniach związek pomiędzy poronieniami a stężeniem wolnych rodników u matki. Statystycznie istotnie stężenie to było podwyższone w grupie matek, które nie donosiły ciąży. Udowodniono także, że mutacja w obrębie genów kodujących naturalne systemy antyoksydacyjne znacznie zwiększa ryzyko poronienia szczególnie w 1 trymestrze. Bowiem właśnie na początku ciąży zwiększa się stres oksydacyjny fizjologicznie związany z ciążą, któremu te systemy w zwiększonej sile przeciwdziałają. Jeśli ich zabraknie płód narażony jest na uszkodzenia, które doprowadzić mogą do powikłań lub nawet poronień. Ponadto stres oksydacyjny może zaszkodzić również oocytowi lub pęcherzykowi gdyż może go uszkadzać co doprowadzić może do niemożności zapłodnienia takiego jajeczka. Badania prowadzone na myszach przy usuwaniu konkretnych genów (np. genu kodującego SOD1) wykazały znaczne obniżenie płodności myszy lub ich całkowitą bezpłodność już na poziomie dojrzewania pęcherzyków.

Widać zatem, że stres oksydacyjny znacznie zwiększa ryzyko niepowodzeń par starających się o dziecko w wielu zakresach. Przede wszystkim mocno dowiedzione jest iż nadmierna ilość wolnych rodników obniża jakość plemników i zmniejsza ich ruchliwość co z jednej strony ogranicza możliwość zapłodnienia a z drugiej strony przyczyniać się może do poronień u kobiet. Udowodniono także, że u kobiet stres oksydacyjny nie jest bez znaczenia. Może on uszkadzać dojrzewające pęcherzyki, uniemożliwiać implantację zarodka lub wpływać na wczesne poronienia. Te wszystkie fakty wskazują na możliwość zapobiegania niepowodzeniom par starających się o dzieci za pomocą obniżenia stresu oksydacyjnego i wzmocnienia systemów ochrony przed wolnymi rodnikami oraz ich neutralizowania za pomocą antyoksydantów. Powstały dzięki temu kolejne badania wskazujące na słuszność stosowania odpowiedniej suplementacji i spożywania pokarmów bogatych w naturalne antyoksydanty w celu zwiększenia płodności i zminimalizowania możliwości niepowodzenia u par starających się o dziecko u których lekarz nie stwierdził całkowitej bezpłodności po którejś ze stron.

Najwięcej doniesień naukowych potwierdza pozytywną rolę suplementacji antyoksydantami u mężczyzn w celu poprawy funkcji i ruchliwości ich nasienia. Badania te prowadzone są w aspekcie suplementacji konkretnymi antyoksydantami i ich wpływie na sprawność plemników.

- Jedną z najpopularniejszych witamin antyoksydacyjnych jest witamina C. Dowiedziono jej wpływ na obniżenie ogólnego stresu oksydacyjnego organizmu zatem podejrzewać można, że potwierdzi się także poprawa funkcji nasienia. I tak rzeczywiście jest, badania wykazują, że witamina C zwiększa ruchliwość plemników, zmniejsza uszkodzenia DNA oraz zmniejsza wpływ H2O2 na wzrost wolnych rodników. Jednak zastrzec trzeba, że badania te powadzone były ”In vitro” co może nie odzwierciedlać poprawy przy doustnej suplementacji. Warte podkreślenia jest także fakt, że badane dawki były znacznie wyższe od rekomendowanych w celu uniknięcia awitaminozy. W przypadku nielicznych badań suplementacji doustnej samej witaminy C nie stwierdzono, żadnych efektów takiej kuracji. Wynika z tego, że stosowanie dodatkowej suplementacji samą witaminą C nie pomoże w poprawieniu jakości nasienia choć potrzebne są w tej kwestii dalsze badania.

- Witamina E, kolejna z serii antyoksydantów okazała się również skuteczna w badaniach „In vitro”. Wykazywała te same właściwości zabezpieczania DNA czy zmniejszania produkcji ROS pod wpływem działania H2O2 co witamina C. Jednak jeśli chodzi o badania nad tą witaminą „In vivo” ukazało się ich więcej i co prawda niektóre nie wykazały pozytywnego wpływu to jednak kilka z nich wykazało zwiększenie ilości ciąż w grupie badanych par a także wzrost ruchliwości plemników i zmniejszona peroksydacje lipidów w zakresie ich błon(suplementacja 300mg dziennie). W innym badaniu wykazano zmniejszoną liczbę wolnych rodników co jednak nie było potwierdzone usprawnieniem jakości nasienia.

- Jeśli chodzi o pierwiastki, które chodzą w skład enzymów antyoksydacyjnych takie jak cynk lub selen badań jest znacznie mniej. Pozytywne jest jednak to, że badania dotyczące suplementacji cynku „In vivo” wykazały poprawę funkcji nasienia. Należy rozważyć jednak czy jest to skutek działania antyoksydacyjnego czy innych funkcji cynku. Jeśli chodzi o selen badania nie wykazały żadnych efektów po suplementacji pojedynczego pierwiastka.

- Kolejną grupą związków antyoksydacyjnych jest grupa enzymów. Zawiera ona miedzy innymi SOD(dysmutazę ponadtlenkową), glutation czy katalazę. Zaczynając od grupy dysmutaz badań nie było wiele i prowadzone były jedynie „In vitro”. Ich wyniki również nie były obiecujące gdyż udowodniono jedynie ich możliwości w utrzymywaniu ruchliwości plemników i zmniejszania peroksydacji lipidów w ich obrębie co jednak było w badaniach kwestią sporną. Kolejnym enzymem jest glutation, który jest jednym z najważniejszych enzymów antyoksydacyjnych w naszym organizmie i cieszy się znaczą popularnością. I tu można zaznaczyć, że popularność ta w świetle badań wydaję się uzasadniona. Naukowcy dowiedli bowiem, że w badaniach „In vitro” znacznie zwiększała się ruchliwość plemników a także zmniejszała się liczba wolnych rodników a co za tym idzie zmniejszały się uszkodzenia w DNA. Jednak co warte jest jeszcze większej uwagi są badania prowadzone „In vivo”. Wykazały one bowiem, że przy suplementacji glutationem polepszała się ruchliwość i morfologia nasienia a w niektórych badaniach dowiedziono także zwiększenie się koncentracji plemników w spermie. Najmniej badań doszukać się można na temat katalazy, a te które były prowadzone wykazały zachowanie ruchliwości i zmniejszenie peroksydacji lipidów błony plemników jedynie w testach „In vitro”. Badania zatem z zakresu działania enzymów antyoksydacyjnych powinny być nadal prowadzone by dokładnie określić ich możliwości w suplementacji doustnej. Jednak analizując obecne na ten moment wyniki dostrzec możemy duży ich potencjał w badaniach „In vitro”, który na pewno warto zbadać w badaniach kliniczno-kontrolnych.

Wydawać się zatem może, że suplementacja substancji antyoksydacyjnych nie poprawia w tak ogromnym stopniu funkcji nasienia a badania, które zostały przeprowadzone są sprzeczne bądź prowadzone metodą „In vitro” co może jedynie sugerować pozytywny wpływ suplementacji doustnej lub dożylnej lecz go nie dowodzi. Okazuje się jednak, że sporo badań ukazało się na temat suplementacji mieszanek wyżej wymienionych substancji, co jak się okazało dawało dużo lepsze efekty potwierdzone testami „In vivo”. Suplementacja witaminy C,E i cynku jednoczenie zwiększała ruchliwość plemników i ich zdolności w zapłodnieniu. Witamina C i E zwiększała ruchliwość plemników. Witamina C i selen poprawiały wszystkie wymienione funkcje plemników. W zasadzie wyników można by podawać wiele lecz konkluzja jest jedna. Odpowiedni dobór mieszanki antyoksydacyjnej istotnie poprawia funkcje nasienia co zwiększa możliwości zapłodnienia. Badania te w sposób pośredni potwierdzają zatem, że dieta bogata w składniki antyoksydacyjne może w znaczny sposób zwiększyć szansę na naturalne zapłodnienie wśród par z tym problemem.

Potwierdzono zatem skuteczność takiej terapii wśród mężczyzn jednak co w przypadku kobiet? Na to pytanie naukowcy także szukali odpowiedzi i dotychczasowe badania pokazały, że jak najbardziej suplementacja antyoksydantów jest korzystna wśród kobiet starających się o dziecko. Badania wykazały miedzy innymi, że suplementacja witaminą E solo lub wzbogaconą o melaninę zmniejsza stężenie wolnych rodników wewnątrz pęcherzyków co spełniło funkcję ochronna i mogły one w sposób naturalny dojrzewać. Udowodniono także, że suplementacja multiwitaminowa zawierająca również substancje antyoksydacyjne również zmniejszała nieprawidłowości w procesie owulacji. Widać zatem, że prawidłowa lub nawet zwiększona podaż antyoksydantów usprawnia proces owulacji i zapobiega uszkodzeniom pęcherzyków wywołanych stresem oksydacyjnym. Badań na ten temat jest mniej niż w przypadku mężczyzn ale spowodowane jest to prawdopodobnie większą inwazyjnością badania u kobiet. Jednak już na tym etapie prowadzonych badań widać zalety stosowania tej terapii wśród kobiet starających się o potomstwo. Warto jednak zwrócić uwagę na jeden ważny aspekt odnośnie stosowania antyoksydantów wśród kobiet. Badano bowiem między innymi czy suplementacja antyoksydantów u kobiet w ciąży może zmniejszać ryzyko wystąpienia stanu przedrzucawkowego wśród kobiet o zwiększonym ryzyku. Wyniki nie tylko wskazały na brak efektów tego typu terapii ale także wykazały, że taka suplementacja zwiększyła ilość dzieci o małej masie urodzeniowej. Część naukowców zaleca zatem zwiększenie ilości antyoksydantów wśród kobiet starających się o dziecko ale zaprzestanie ewentualnej nadmiernej suplementacji w czasie ciąży. Jednak hipowitaminoza lub braki pierwiastków antyoksydacyjnych powinny być wyrównywane suplementacją, gdyż badania wskazują na zmniejszenie ryzyka negatywnych skutków stresu oksydacyjnego u kobiet z niedoborami antyoksydantów, które zostały wykryte i wyrównane.

Podsumowując należy stwierdzić, że u par starających się o dziecko a mających problemy nie wynikające z przyczyn medycznych (chorób, dysfunkcji anatomicznych itp.) warto wprowadzić pewne zmiany stylu życia. Przede wszystkim mężczyźni jak i kobiety powinny uspokoić swój tryb życia i unormować swój sposób odżywiania. Do diety takich par należałoby wprowadzić antyoksydanty w zwiększonej ilości a w wypadkach awitaminozy rozważyć dodatkowa suplementację. Dieta bogata w antyoksydanty to przede wszystkim dieta zawierająca dużo owoców, szczególnie ciemnych takich jak borówki, porzeczki, aronia, truskawki, jeżyny, które są bogate we flawonoidy, antocyjany i witaminę C. Zwiększenie spożywania pełnoziarnistych zbóż zawierających odpowiedni skład minerałów i warzyw które są bogate w witaminy i minerały z których szczególnie warte polecenia są pomidory zawierające likopen, natka pietruszki bogata w witaminę C. Pamiętać także należy o olejach roślinnych, które zawierają dużo witaminy E należącej do antyoksydantów. Wartymi uwagi składnikami diety, bogatymi w antyoksydanty są też herbaty, szczególnie zielona i czerwona, orzechy, kakao lub ciemna czekolada. Taka dieta nie tylko podniesie możliwości zapłodnienia ale także wpłynie korzystnie na cały nasz organizm a wiec jest całkowicie bezpieczna i korzystna dla każdego. A parom z problemami z posiadaniem potomstwa może pomóc w osiągnięciu sukcesu w naturalny i jakże zdrowy sposób.

mgr Karolina Macała
Dietetyk

Bibliografia:

1) Effects of H2O2exposure on human sperm motility parameters, reactive oxygen species levels and nitric oxide levelsS. S. du Plessis, D. A. McAllister, A. Luu, J. Savia, A. Agarwal& F. Lampiao 2010 Blackwell Verlag GmbH ÆAndrologia42 206–210
2) Redox regulation of fertilisation and the spermatogenic process Junichi Fujii1,2,3 and Satoshi Tsunoda1 Asian Journal of Andrology (2011) 13, 420–423
3) THE RÔLE OF OXYGEN IN THE METABOLISM AND MOTILITY OF HUMAN SPERMATOZOA Am J Physiol February 1, 1943 138:(3) 512-518
4) Roles of Reactive Oxygen Species and Antioxidants in Ovarian Toxicity, Patrick J. Devine3, Sally D. Perreault4 and Ulrike Luderer2,5,6,7
5) The effects of oxidative stress on female reproduction: a review, Ashok Agarwal, 1 Anamar Aponte-Mellado,1 Beena J Premkumar,1 Amani Shaman,1 and Sajal Gupta1
6) The role of antioxidant therapy in the treatment of male infertility: an overview,Francesco Lombardo, Andrea Sansone, Francesco Romanelli, Donatella Paoli, Loredana Gandini and Andrea Lenzi, Asian Journal of Andrology (2011) 13, 690–697
7) The role of sperm oxidative stress in male infertility and the significance of oral antioxidant therapy,Parviz Gharagozloo1,* and R. John Aitken2
8) Nutrition and fertility,Dorota Szostak-Węgierek,Zakład Medycyny Zapobiegawczej i Higieny, Instytut Medycyny Społecznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny
9) Copper/Zinc Superoxide Dismutase Insufficiency Impairs Progesterone Secretion and Fertility in Female Mice1,Yoshihiro Noda3, Kuniaki Ota4, Takuji Shirasawa5 and Takahiko Shimizu2,3
10) Role of male factor in early recurrent embryo loss: do antioxidants have any effect? Gil-Villa A.M., Cardona-Maya W., Agarwal A., Sharma R, Cadavid A.: ,Fertil. Steril., 2009, 92, 565-571.
11) The effect of ascorbate and alpha-tocopherol supplementation in vitro on DNA integrity and hydrogen peroxide-induced DNA damage in human spermatozoa.Donnelly ET, McClure N, Lewis SE
12) Impact of oxidative stress on female fertility,Elizabeth H. Ruder,a Terryl J. Hartman,b and Marlene B. Goldmanc
13) Vitamin C and vitamin E in pregnant women at risk for pre-eclampsia (VIP trial): randomised placebo-controlled trial.Poston L, Briley AL, Seed PT, Kelly FJ, Shennan AH; Vitamins in Pre-eclampsia (VIP) Trial Consortium.
14) The importance of antioxidant micronutrients in pregnancy.Mistry HD, Williams PJ.