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Edad y biomarcadores de apoptosis en espermatozoides

Teresa Rubio Asensio
Teresa Rubio Asensio
Especialista en Reproducción Asistida
Actualizado: 9/01/2011

El efecto de la edad en la expresión de biomarcadores de apoptosis en espermatozoides humanos

El objetivo del estudio es evaluar el impacto de la edad en la expresión de biomarcadores de apoptosis en espermatozoides humanos.

Estudio prospectivo con varones sanos y con fertilidad probada. Se evalúan los niveles hormonales séricos, los parámetros básicos del semen, los primeros y últimos marcadores de apoptosis en espermatozoides, como son la traslocación de la membrana plasmática de la fosfatidilserina y la fragmentación del ADN respectivamente.

La avanzada edad masculina fue significativa y positivamente correlacionada con los resultados de la Anexina-V. Hubo una tendencia clara de aumento de fragmentación del ADN en los distintos grupos de edad. El umbral de edad para estas observaciones parece ser 40 años.

La avanzada edad del hombre se asocia con la expresión de marcadores tempranos de apoptosis y se asocia también con una disminución en la concentración de espermatozoides.

Alinne Colin, M.D., a,b Gerardo Barroso, M.D., M.Sc., a,b Nardhy Gomez-Lopez, Ph.D., a E. Hakan Duran, M.D. and Sergio Oehninger, M.D., Ph.D. c

a Reproductive Health Research Division, Instituto Nacional de Perinatologia, and
b Nascere Reproductive Center, Mexico City; and
c The Jones Institute for Reproductive Medicine, Eastern Virginia Medical School, Norfolk, Virginia

INTRODUCCIÓN

El impacto negativo de la edad en el éxito reproductivo ha sido bien demostrado en el caso de las mujeres, pero los cambios relacionados con la edad en el sistema reproductor masculino parecen ser más sutiles. La disminución de la función testicular está determinada por una disminución en los niveles de testosterona (T), acompañada de un aumento de gonadotropinas.

Algunos estudios, muestran un aumento con la edad de diferentes alteraciones en el esperma como anormalidades cromosómicas numéricas y estructurales, cambios en la metilación del ADN y un mayor número de mutaciones.

Existen muchas causas posibles que pueden dañar el ADN espermático como la apoptósis, el estrés oxidativo asociado con una infección del tracto genital masculino, la exposición a agentes químicos y/o defectos en la espermiogénesis asociados a la retención de exceso de citoplasma residual.

En este estudio se va a investigar el impacto de la edad masculina en la expresión de biomarcadores apoptóticos en el esperma de hombres fértiles. Se evaluará la traslocación de la membrana plasmática de la fosfatidilserina (PS) como marcador apotótico temprano y la fragmentación del ADN como marcador de apoptosis tardía.

MATERIAL Y MÉTODOS

Los eyaculados de los 25 participantes con fertilidad probada fueron recogidos después un período de 3 a 5 días de abstinencia sexual. Los participantes tenían entre 20 y 68 años, se establecieron 5 grupos: de 20-30, 31-40, 41-50, 51-60 y 61-70 años.

Todos tenían al menos un hijo biológico y un examen físico normal sin varicocele y con un volumen testicular normal.

Las muestras se obtuvieron por masturbación y después de la licuefacción seminal se realizó el seminograma completo de acuerdo a los criterios de la OMS y también, se prepararon dos alícuotas, una para el test de Anexina –V, que mide la traslocación de la membrana plasmática de la fosfatidilserina y otra para evaular la fragmentación del ADN mediante el test TUNEL.

Las células incubadas con anexina-V-Flus Kit tinción fueron analizadas por citometría de flujo y los datos fueron recogidos y analizados mediante el software CXO (Beckman Coulter). Para el test TUNEL se utilizó el kit de APO-DIRECTO.

La misma mañana de la recogida de semen se obtuvieron muestras de sangre de los participantes para medir los niveles hormonales de hormona anti-Mulleriana (AHM), FSH, LH, PRL, T, índice de E2 y andrógenos libres. Los datos obtenidos se analizaron utilizándo el programa SPSS.

RESULTADOS

En cuanto al análisis seminal, sólo la concentración de esperma fue significativamente diferente entre los 5 grupos, se observó una disminución de concentración con la edad. También se observó que la movilidad progresiva y la calidad morfológica tienen una tendencia (no significativa) a disminuir con la edad.

Los resultados de la anexina-V muestran que el porcentaje de espermatozoides vivos con la traslocación de la membrana de la fosfatidilserina fueron significativamente mayor con la edad. Los datos de la anexina-V y el test TUNEL demuestran un umbral aproximadamente a los 40 años, a partir del cual aparecen los efectos significativos.

No hubo correlaciones significativas entre los marcadores apoptóticos (anexina-V TUNEL) y los parámetros seminales básicos o los niveles hormonales.

El nivel de andrógenos libres, medido mediante el índice FAI, fue significativamente diferente entre los grupos. Aunque los niveles de FSH y LH aumentan con la edad los cambios no fueron significativos. La AHM, T, E2 y los niveles de PRL no se vieron afectados por la edad.

DISCUSIÓN

En las células somáticas, uno de los mejores marcadores de muerte celular programada (apoptósis), es la presencia de una actividad elevada de las caspasas. Además, la fragmentación de ADN y la traslocación de la membrana de la fosfatidilserna han sido también muy utilizados como marcadores de apoptosis.

Durante la apoptosis, la fosfatidilserina (PS) que está presente en la cara citoplasmática de la membrana plasmática migra a la cara exterior, quedando expuesta para su destrucción por los fagotitos.

Parece que existe un umbral aproximadamente a los 40 años, que discrimina entre una expresión normal y una expresión elevada de biomarcadores de apoptosis, cuando se supera ese umbral.

También se ha observado una tendencia similar, aunque no significativa, de un aumento de fragmentación del ADN espermático cuando la edad masculina aumenta. El test TUNEL estima la medida de real ADN simple y de doble cadena dañado sin realizar pasos previos de desnaturalización. Los grupos de hombres con mayor edad presentaron gran variación en la proporción de espermatozoides con el ADN dañado.

Una relación entre el daño del ADN y el estrés oxidativo se ha demostrado que puede ser uno de los mecanismos implicados en el envejecimiento masculino. Vagnini también con ensayos TUNEL, mostró como la integridad del ADN espermático se veía comprometida con el aumento de la edad masculina.

Además, se ha confirmado que la edad masculina está asociada a sutiles cambios hormonales, como el aumento de FSH y LH, un aumento del índice FAI, así como una disminución en la concentración de espermatozoides, en la movilidad progresiva y en la calidad morfológica.

Así pues con este estudio se ha demostrado que la edad avanzada del hombre por sí misma está asociada con una expresión significativamente mayor de los biomarcadores de apoptosis temprana (la translocación de la membrana plasmática de la fosfatilidilserina) en los espermatozoides de hombres sanos con fertilidad probada.

Son necesarios más estudios y con un mayor numero de participantes para corroborar estos resultados y para determinar si los cambios observados se asocian con alteraciones del esperma que conllevan a una disminución de la capacidad reproductiva.

Fuente: Fertility and Sterility, vol. 94, pp.2609-2614, 2010

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