Lifestyle impact on human sperm function

Abstract

Oxidative stress (OS) is believed to be an important cause of male infertility, which accounts for about half of all infertility cases. Reactive species (RS)- induced OS is detrimental to spermatozoa, leading to the damage of many biomolecules, such as lipids, proteins and DNA. Several lifestyle factors, such as alcohol and tobacco consumption, are known to induce OS and have been studied for their negative effects on male reproductive system. The aim of this study was to evaluate the impact of acute lifestyle changes, namely alcohol and tobacco consumption, on semen quality, accessory glands function and oxidative balance of sperm cells. Furthermore, the correlation between the OS parameters analyzed and the basic semen parameters was also assessed. Male students, in reproductive age, who participated in the academic festivities, donated a semen sample at three time points: before and one week and three months after the academic festivities. Basic semen analysis was performed and, subsequently, semen samples were processed. Acessory glands function was evaluated and OS was analyzed through measurement of the total antioxidant capacity of the sperm cells and through determination of the expression of antioxidant enzymes glutathione peroxidase 4 and superoxide dismutase 1. The impact of ROS in spermatozoa was also assessed through the determination of the protein carbonyl and 3-nitrotyrosine groups. The results indicate that a decrease in semen quality, demonstrated by a decrease in progressive motility and neutral α-glucosidase concentration and an increase in tail defects, occurs due to lifestyle alterations. The total antioxidant status of sperm cells and variations in protein oxidation levels are dependent on the alcohol and tobacco consumption. Moreover, some correlations were observed between the studied parameters, which may be useful in a clinical perspective. In conclusion, the lifestyle alterations are responsible for a decrease in semen quality and by an increase in protein modifications, which may consequently lead to a decrease in fertilizing potential.

O stress oxidativo (OS) tem sido considerado uma causa importante da infertilidade masculina, que está envolvida em cerca de metade dos casos de infertilidade. O OS induzido pelas espécies reativas (RS) é prejudicial para os espermatozoides, levando a lesões em várias biomoléculas, como os lípidos, proteínas e DNA. Alterações no estilo de vida, como o consumo excessivo de álcool e tabaco, induzem o OS e têm sido extensivamente estudadas devido aos seus efeitos negativos ao nível do sistema reprodutor masculino. O objetivo deste estudo foi analisar o impacto de alterações agudas no estilo de vida, nomeadamente o consumo de álcool e tabaco, na qualidade seminal, na função das glândulas acessórias e no equilibrio oxidativo dos espermatozoides. Para além disso, outro objetivo deste trabalho foi avaliar a possível relação entre os parâmetros de OS e os parâmetros seminais analisados. Estudantes masculinos, em idade fértil, que participaram nas festividades académicas, doaram uma amostra de sémen em três períodos de tempo: antes e uma semana e três meses após as festividades académicas. A análise básica ao sémen foi realizada e, posteriormente, as amostras foram processadas. A função das glândulas acessórias foi avaliada, assim como determinada a capacidade antioxidante total das células, a expressão das enzimas antioxidantes superóxido dismutase 1 e glutationa peroxidase 4 e a presença de grupos carbonilo e 3-nitrotirosina. Os resultados indicam que uma diminuição na qualidade seminal, demostrada por um decréscimo na motilidade progressiva dos espermatozoides e na concentração de α-glucosidase neutra e um aumento nos defeitos da cauda, ocorre devido a alterações no estilo de vida. A capacidade antioxidante total das células e as variações ao nível da oxidação proteica demonstram também ser dependentes do consumo de alcool e tabaco. Foram também verificadas algumas correlações entre os parâmetros analisados que poderão ser importantes numa perspetiva clínica. Concluindo, alterações no estilo de vida são responsáveis pela diminuição da qualidade seminal e pelo aumento de modificações proteicas, o que pode levar consequentemente a um decréscimo do potencial de fertilização.