Il fattore maschile contribuisce a una quota rilevante delle infertilità di coppia e in una parte dei casi questa condizione, nonostante le visite andrologiche e un’analisi attenta del profilo ormonale, resta senza una spiegazione definita.
Tra le variabili che la ricerca indica come rilevanti per l’infertilità c’è l’esposizione ambientale a metalli come il cadmio e il piombo, capaci di agire sul testicolo e sugli spermatozoi attraverso meccanismi oggi ben descritti.
Un calo della concentrazione spermatica documentato su scala globale
Una meta-regressione pubblicata nel 2023 su Human Reproduction Update ha analizzato 223 studi per un totale di 57.168 uomini, con campioni raccolti tra il 1973 e il 2018. Nella popolazione maschile non selezionata la concentrazione media di spermatozoi è diminuita del 51,6% nel periodo considerato. Il calo annuo, pari all’1,16% sull’intera serie, sale al 2,64% se si considerano solo i dati successivi al 2000 (Levine et al., 2023).
Le cause di questa tendenza sono ancora oggetto di studio e chiamano in causa sia fattori legati allo stile di vita sia esposizioni ambientali. I metalli pesanti occupano un posto specifico in questo quadro, perché per alcuni di essi sono noti meccanismi diretti di tossicità testicolare.
Il cadmio e la barriera emato-testicolare
Il cadmio è un metallo privo di funzioni biologiche che, una volta assorbito, si lega alla metallotioneina e si accumula soprattutto nel rene e nel fegato. La sua emivita biologica nell’uomo è stimata tra 20 e 40 anni, l’esposizione ripetuta a piccole dosi genera quindi un carico corporeo che cresce con il tempo (Siu et al., 2009).
Il testicolo è tra gli organi più sensibili a questo metallo. La spermatogenesi si svolge all’interno di un compartimento protetto dalla barriera emato-testicolare, formata dalle giunzioni tra le cellule del Sertoli. Il cadmio altera l’integrità di queste giunzioni attivando vie di segnalazione da stress come p38 MAPK, con conseguente distacco delle cellule germinali in via di maturazione. Negli studi sperimentali riduce inoltre la sintesi di testosterone da parte delle cellule di Leydig e aumenta lo stress ossidativo nel tessuto testicolare.
Per chi fuma, il tabacco rappresenta una fonte di esposizione importante; per il resto della popolazione la via principale è l’alimentazione, dato che cereali, verdure a foglia, molluschi e frattaglie possono contenere cadmio proveniente dal suolo o dall’ambiente marino. In ambito professionale le esposizioni più rilevanti riguardano la produzione di batterie e i processi di estrazione e fusione dei metalli.
Il piombo e i parametri dello spermiogramma
Il piombo può interferire con l’asse ipotalamo-ipofisi-gonadi, alterando la regolazione ormonale della spermatogenesi, ed esercita un effetto diretto sugli spermatozoi, mediato in parte dallo stress ossidativo.
Una revisione sistematica con meta-analisi pubblicata nel 2023 su Reproductive Toxicology ha confrontato 395 uomini esposti al piombo con 434 controlli, sulla base di 10 studi. Negli esposti sono risultati significativamente ridotti il volume seminale, la concentrazione e il numero totale di spermatozoi, la vitalità e la motilità totale, mentre morfologia e motilità progressiva non hanno mostrato differenze significative (Giulioni et al., 2023).
Rispetto al passato le fonti di esposizione si sono ridotte, grazie all’eliminazione del piombo da benzine e vernici. Restano rilevanti alcune attività professionali e hobby come la lavorazione delle vetrate artistiche o il tiro a segno. Negli edifici meno recenti, vecchie tubature e vernici possono costituire una fonte residua.
Perché lo spermatozoo è così vulnerabile allo stress ossidativo
La membrana dello spermatozoo è ricca di acidi grassi polinsaturi, bersaglio privilegiato della perossidazione lipidica. Durante la maturazione, inoltre, la cellula perde gran parte del citoplasma, dove risiedono molti dei sistemi enzimatici antiossidanti. Ne deriva una capacità di difesa limitata proprio nella fase in cui lo spermatozoo deve conservare motilità e integrità del materiale genetico.
I metalli pesanti favoriscono la produzione di specie reattive dell’ossigeno e interferiscono con gli enzimi che le neutralizzano. Il risultato può tradursi in una motilità ridotta e in un danno al DNA spermatico. Il legame tra metalli e danno ossidativo è approfondito nell’articolo Metalli pesanti e stress ossidativo.
Quando considerare la valutazione dei metalli pesanti
La ricerca dei metalli pesanti non fa parte degli esami di base per l’infertilità maschile, che restano lo spermiogramma e la valutazione andrologica con il relativo profilo ormonale. Può però rappresentare un approfondimento utile in situazioni specifiche: alterazioni seminali senza causa evidente, esposizione professionale documentata, abitudine al fumo, residenza in aree con contaminazione ambientale nota o infertilità di coppia idiopatica.
Il Test dei Metalli Pesanti del Laboratorio Val Sambro si esegue su campione di urine con metodica ICP-MS, che combina il plasma ad accoppiamento induttivo con la spettrometria di massa e consente di determinare con elevata sensibilità numerosi elementi, compresi quelli con potenziale rischio tossicologico.
Il cadmio urinario è considerato un indicatore del carico accumulato nel tempo; per il piombo la valutazione dell’esposizione recente si basa di norma anche sulla piombemia. La lettura dei risultati va quindi affidata al medico, che li integra con la storia espositiva e il quadro seminale.
Ridurre l’esposizione: i margini di intervento
Per il cadmio la lunga permanenza nell’organismo rende la prevenzione di un ulteriore accumulo l’obiettivo più concreto. La cessazione del fumo è l’intervento con l’impatto maggiore, mentre nei contesti professionali contano i dispositivi di protezione e il monitoraggio periodico. Sul piano nutrizionale, studi sperimentali indicano che un adeguato apporto di zinco e di antiossidanti come selenio e vitamine C ed E può attenuare il danno testicolare indotto dal cadmio (Siu et al., 2009).
La spermatogenesi richiede poco più di due mesi per completarsi. Gli effetti di una riduzione dell’esposizione sui parametri seminali vanno quindi verificati a distanza di almeno un ciclo completo, con un nuovo spermiogramma.
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Cosa dice la letteratura
- Levine H, Jørgensen N, Martino-Andrade A, et al. Temporal trends in sperm count: a systematic review and meta-regression analysis of samples collected globally in the 20th and 21st centuries. Hum Reprod Update. 2023;29(2):157-176. PubMed PMID 36377604
- Siu ER, Mruk DD, Porto CS, Cheng CY. Cadmium-induced testicular injury. Toxicol Appl Pharmacol. 2009;238(3):240-249.PubMed PMID 19236889
- Giulioni C, Maurizi V, De Stefano V, et al. The influence of lead exposure on male semen parameters: a systematic review and meta-analysis. Reprod Toxicol. 2023;118:108387.PubMed PMID 37119974
