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Moline et al. [Moline JM, et al., (2000). Perspectiva da saúde ambiental. 108:803-13.] observaram que a exposição paterna a solventes, pesticidas e metais em animais e humanos estava associada à incidência de aborto espontâneo, baixo peso ao nascer, defeitos congênitos, leucemia infantil, tumores cerebrais, alterações nas relações entre sexos e outros pontos relacionados ao crescimento e ao desenvolvimento. Certas profissões, como as das indústrias de borracha, petróleo e agroquímica, assim como, pintores, soldadores e zeladores, foram consideradas particularmente prejudiciais à saúde reprodutiva masculina.
Os homens são particularmente vulneráveis aos danos induzidos por toxinas, pois, ao contrário do ovário, o testículo é caracterizado por uma taxa muito alta de proliferação celular, com milhões de espermatozoides produzidos diariamente. Além disso, as células progenitoras passam por uma diferenciação celular altamente complexa, com etapas específicas que são conhecidas por serem altamente vulneráveis a certos tipos de exposições químicas.
As toxinas mais conhecidas que têm efeitos negativos no DNA do espermatozoide incluem DDT e PCB (Hauser R. (2006) O ambiente e a infertilidade masculina: pesquisas recentes sobre produtos químicos emergentes e a qualidade do sêmen. Semin Reprod Med vol. 24 156-157], pesticidas (Swan SH, Kruse RL, Liu F, Barr DB, Drobnis EZ, Redmon JB, Wang C, Brazil C, Overstreet JW; Grupo de estudo para o futuro das famílias. (2003) Qualidade do sêmen em relação a biomarcadores de exposição a pesticidas. Perspectiva da Saúde Ambiental Set; 111:1478-84] e herbicidas (2,4-D, alaclor e atrazina). Outros produtos químicos, como o estireno (usado na fabricação de plásticos, borrachas e resinas, aditivos químicos, produtos de cuidados pessoais e medicamentos prescritos), são suspeitos de causar danos no DNA do espermatozoide.
Outra fonte potencial de toxinas ambientais são os ftalatos, que são usados para melhorar a flexibilidade de uma variedade de produtos semelhantes ao plástico. Eles também são encontrados em esmaltes de unha, pisos e adesivos e uma variedade de produtos de cuidados pessoais. Hauser et al. (Hauser R, Meeker JD, Singh NP, Silva MJ, Ryan L, Duty S, Calafat AM. (2007) Danos no DNA humano do espermatozoide estão relacionados aos níveis urinários de monoésteres de ftalato e metabólitos oxidativos. Hum Reprod. 22(3):688-95) encontrou uma associação positiva entre os danos no DNA do espermatozoide e a exposição ao monometil ftalato (MMP) em 379 homens que frequentavam um centro de fertilidade. Em estudos pioneiros, o teste SCSA mostrou uma correlação muito alta entre a dose de muitas toxinas e a fragmentação do DNA do espermatozoide de camundongos.
Um estudo recente realizado pelo grupo de pesquisa do Dr. Peter Schlegel suscitou preocupações significativas sobre a fragmentação do DNA espermático em homens que tomam antidepressivos ISRS, neste caso, o Paxil. Homens que tiveram uma média do Índice de fragmentação do DNA (pelo teste Tunel) de 12% experimentaram um aumento para 30% após dois meses de tratamento com o medicamento. Uma vez que os dados Tunel e SCSA são semelhantes, mas não necessariamente idênticos, o Índice de fragmentação do DNA de 30% é o limite para "preocupação clínica". Portanto, homens que fazem uso de ISRS devem fazer um teste SCSA antes de tentar conceber. Sob orientação médica, o medicamento pode ser descontinuado enquanto se considera a concepção natural; ou congelar amostras de sêmen para uso posterior. A porcentagem do Índice de fragmentação do DNA deve voltar aos níveis pré-medicação dentro de um ou dois meses.
Esteroides: Os esteroides podem interferir no desenvolvimento normal dos espermatozoides saudáveis. Por exemplo, as injeções de cortisona (1) no caso de dor nas costas podem causar um aumento acentuado na fragmentação do DNA espermático que ultrapassa o limite clínico de 30%. Felizmente, esse efeito se normaliza em um mês; portanto, aguarde pelo menos esse tempo antes de tentar conceber, especialmente procedimentos caros como FIV/ICSI.
Radiação: A radiação que prejudica negativamente os testículos afeta a produção de espermatozoides saudáveis. Em sistemas de modelo de camundongos, tais doses baixas (25 RAD.) causaram um aumento significativo na porcentagem do Índice de fragmentação do DNA espermático.
Além disso, são usados como produtos químicos na indústria. Um exemplo é o metanossulfonato de metila (MMS). Um estudo mostrou que, três dias após a exposição ao MMS, ocorreu fragmentação do DNA do espermatozoide em todos os espermatozoides epididimários dos camundongos. Em acasalamentos com machos expostos ao MMS, ocorreu morte embrionária. Assim, os espermatozoides com DNA fragmentado fertilizaram os óvulos e o embrião se implantou, porém o grave dano ao DNA não permitiu a sobrevivência do embrião.
As stated by Moline et al [Moline JM, et al.,(2000). Environ Health Perspect. 108:803-13.] paternal exposure to solvents, pesticides, and metals has been associated in animals and humans with the occurrence of spontaneous abortion, low birth weight, birth defects, childhood leukemia, brain cancer, change in the male-female sex ratio of offspring, and other end points related to growth and development. Certain paternal occupations – rubber, petroleum, and agricultural- chemical workers, painter, welder and janitor have been particularly implicated as detrimental to the reproductive health of men.
What makes the male particularly susceptible to toxin-induced damage is that, in contrast to the female ovary, the testis is characterized by a very high rate of cell proliferation with millions of sperm produced daily. Furthermore, the precursor stem cells undergo highly complex cell differentiation with specific steps known to be highly susceptible to certain types of chemical exposures.
Among the most well known toxicants to produce negative effects on sperm DNA are DDT and PCB (Hauser R. (2006) The environment and male infertility: recent research on emerging chemicals and semen quality. Semin Reprod Med vol 24 156-157].pesticide (Swan SH, Kruse RL, Liu F, Barr DB, Drobnis EZ, Redmon JB, Wang C, Brazil C, Overstreet JW; Study for Future Families Research Group. (2003) Semen quality in relation to biomarkers of pesticide exposure. Environ Health Perspect. Sep;111:1478-84] and herbicide (2, 4-D, alachlor and atrizine). Other chemicals, including styrene (used to make plastics, rubber and resins, chemical additives, self-care products and prescription medications, are suspect in causing sperm DNA damage.
Another potential source of environmental toxicants is phthalates which are used to improve flexibility in a variety of plastic like products. They are also found in nail polish, flooring, and adhesives and in an assortment of personal care products. Hauser et al. (Hauser R, Meeker JD, Singh NP, Silva MJ, Ryan L, Duty S, Calafat AM. (2007) DNA damage in human sperm is related to urinary levels of phthalate monoester and oxidative metabolites. Hum Reprod. 22(3):688-95) found a positive association for sperm DNA damage from exposure to monoethyl phthalate (MEP) in 379 men attending an infertility clinic. In pioneering studies, the SCSA test showed a very high correlation between dose of many toxicants and mouse sperm DNA fragmentation.
A recent study by Dr. Peter Schlegel’s research group raised a major concern on sperm DNA fragmentation for men being prescribed anti-depressant SSRI’s, in this case Paxil. Men who had an average %DFI (by Tunel assay) of 12% experienced a raise to 30% after two months on standard dosage medication. Given that data from Tunel and SCSA are close, but not necessarily the same, this 30% DFI is the threshold for clinical concerns. Thus, men on SSRI’s should have an SCSA test to determine what their status is prior to attempting conception. With physician directives, men may go off of this medication while attempting natural conception, or, for freezing a number of semen samples to be used later. The %DFI should return to its level prior to the medication within a month or two.
Steroids : Steroids can interfere with proper development of healthy sperm. For example, cortisone shots (1) for e.g., back pain, can cause a major increase in sperm DNA fragmentation, well above the clinical threshold of 30%. Fortunately, this effect will come back to normal within a month or so; thus, wait at least this long prior to conception attempts, especially the costly IVF/ICSI procedures.