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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA ASOCIACIÓN ENTRE EL ÍNDICE DE MASA CORPORAL Y LOS PARÁMETROS SEMINALES Y LA FRAGMENTACIÓN DEL ADN ESPERMÁTICO EN MIEMBROS MASCULINOS DE PAREJAS INFÉRTILES. T E S I S PARA OPTAR POR EL GRADO DE ESPECIALISTA BIOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN HUMANA P R E S E N T A Dra. PAOLA BERENICE MERCHAND ÁLVAREZ TUTOR: DR. HÉCTOR SALVADOR GODOY MORALES HOSPITAL ÁNGELES DEL PEDREGAL BIOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN HUMANA MÉXICO, D.F. AGOSTO 2014 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. 2 Índice Resumen…………………………………………………………………………………………………………………… 3 Introducción……………………………………………………………………………………………………………… 4 Objetivo ……………………………………………………………………………………………………………………. 6 Materiales y Métodos……………………………………………………………………………………………….. 7 Criterios de inclusión……………………………………………………………..………………………….. 7 Criterios de exclusión………………………………………………………………..………………………. 7 Recolección de Semen………………………………………………………………..…………………….. 7 Fragmentación del DNA………………………………………………………………….………….……… 7 Medición de peso y talla y calculo de IMC……………………………………….………….……. 8 Análisis estadístico…………………………………………………………………………….….…….…….. 8 Variables…………………………………………………………………………………….…….….……………. 8 Resultados……………………………………………………………………………………………….…….……..….. 9 Discusión……………………………………………………………………………………………………………….…. 10 ANEXOS……………………………………………………………………………………………………………………. 11 Tabla I. Media (desviación estándar) de todas las variables consideradas en pacientes con peso normal y Sobrepeso u obesidad…………………………………………………………………………………….. 11 Tabla II. Correlación entre la SDF y La Morfología con el IMC (coeficiente de correlación de Pearson)……………………………………………………………………………………………………………….….…… 12 Figura I. Correlación entre la SDF (%) con el IMC ……………………………………………………..….. 13 Figura II. Correlación entre la Morfología con el IMC …………………………………………….….…. 14 Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………..……. 15 3 Resumen. INTRODUCCIÓN Varios estudios transversales han encontrado resultados inconsistentes en el efecto del índice de masa corporal (IMC) en los parámetros seminales, dos meta- análisis no encontraron ninguna correlación entre el IMC y los parámetros del semen, reportando una correlación negativa entre el IMC y las hormonas reproductivas. Estudios de fragmentación del DNA espermático (SDF) han encontrado que los espermatozoides con mayor daño en su DNA existen con mayor frecuencia en los hombres obesos que en los hombres con peso normal. MATERIALES Y MÉTODOS Estudio transversal de 90 hombres reclutados de noviembre 2012 a diciembre 2013. Se calculó el índice de masa corporal usando el peso y la altura medido en el momento de obtención de la muestra seminal. Parámetros seminales se analizaron de acuerdo con los valores de referencia de la OMS 2010. La fragmentación de ADN se midió con la técnica de dispersión de la cromatina de esperma (SCD). PRINCIPALES RESULTADOS La media de índice de masa corporal (IMC) fue de 27.6 ± 3.52 Kg/m2 y la media del porcentaje SDF fue 29.3 ± 15.58. En general, el 40% de la población estudiada tuvo un elevado daño en el DNA espermático (SDF ≥ 30%), y el 75.5% tenían sobrepeso u obesidad (IMC ≥ 25 kg/m2), la edad media fue 38 ± 5,77 años. Un análisis de los datos de Pearson reveló una débil correlación positiva (r = 0,222) entre el IMC y el porcentaje de fragmentación de DNA espermático, la cual fue estadísticamente significativa (p = 0,017). Se encontró una débil correlación negativa (r = - 0,221) del IMC con la morfología de los espermatozoides que fue estadísticamente significativa (p = 0,018). No hubo correlación estadísticamente significativa entre el índice de masa corporal y otros parámetros seminales. CONCLUSIONES Estos resultados concuerdan con los de estudios transversales recientes sobre fragmentación del DNA espermático, pero no están de acuerdo con los estudios que encontraron correlación con otros parámetros seminales además de la morfología. Todavía una conclusión definitiva por el efecto del IMC en la calidad del semen sigue siendo incierta. Nuestros hallazgos apoyan una intervención oportuna para la reducción del índice de masa corporal con el propósito de mejorar el potencial reproductivo del factor masculino. 4 Introducción. La infertilidad está definida como la dificultad para concebir después de un año de vida sexual activa sin protección. (OMS). Afecta aproximadamente al 15 % de las parejas, el factor masculino se ha identificado hasta el 50% de los casos. Por lo que es necesario identificar cada vez de forma mas precisa aquellos hombres infértiles para establecer un tratamiento con posibilidades de éxito (1) La infertilidad masculina puede ser causada por gran variedad de factores, sin embargo aun existe una gran proporción de casos en los que la causa no puede ser identificada y tratada. (1,2) La concentración y calidad seminal son cruciales para la fertilización in vivo, por lo que una evaluación seminal que incluya estos parámetros es la piedra angular en la evaluación de la infertilidad masculina. La organización mundial de la salud (OMS) ha publicado en un manual de laboratorio, guías que incluyen los criterios diagnósticos y valores de referencia para la interpretación del análisis seminal (3). Actualmente una evaluación básica debe incluir el volumen, la apariencia, y la licuefacción del eyaculado así como el examen de la celularidad que incluyen la concentración, la motilidad y la morfología , basados en las guías de la OMS, en las cuales se recomiendan dos o tres análisis seminales para establecer un diagnostico, ya que existen factores ambientales que pueden afectar un resultado de forma aislada (4). En la concepción natural como la artificial (con excepción de la inyección intracitoplasmatica de esperma, ICSI) la motilidad es una función vital para el trasporte hacia el oocito y la penetración de la zona pelucida. Así mismo el análisis de la morfología esta basado en la morfologia de los espermatozoides capaces de penetrar el moco cervical, y unirse a la zona pelucida. (5, 6) Tanto la motilidad y la morfología son altamente sensibles la la variabilidad inter observador, así mismo existe una gran variabilidad entre poblaciones. El estudio de la infertilidad masculina debe incluir el estudio de parámetros seminales, y en casos seleccionados, fragmentación del DNA, estudio genético, y la búsqueda de alteraciones anatómicas, endocrinas y metabólicas que puedan tener como manifestación principal la infertilidad. (7) Al igual que la infertilidad la obesidad ha incrementado su incidencia globalmente, se ha estimado que existen mil millones de adultos con sobrepeso, y más de 300 millones son obesos, así mismo, la obesidad infantil es un problema de salud 5 pública grave a nivel mundial, en el año del 2010 había 40 millones de niños menores de 5 años con sobrepeso, estos niños tienen riesgo de presentar a edades más tempranas diabetes y enfermedades cardiovasculares, lo cual repercutirá en el número de hombres en edad reproductiva que padecen sobrepeso,obesidad y sus complicaciones que se asocian a una reducción de la fertilidad y fecundidad. (WHO) (7, 8). El índice de masa corporal (IMC) es un indicador simple de la relación entre el peso y la talla que se utiliza frecuentemente para identificar el sobrepeso y la obesidad en los adultos. Se calcula dividiendo el peso de una persona en kilos por el cuadrado de su talla en metros (kg/m2) (7,8). La definición de la OMS de obesidad y sobrepeso es un IMC igual o superior a 25 que determina sobrepeso y si es igual o superior a 30 determina obesidad, el infrapeso se define como un IMC menor de 18.5, y en caso de un cálculo de IMC 18.5 a 24.9 el peso será normal. Estudios en ratones sugieren que la obesidad y la reducción de la testosterona presente en los individuos obesos conllevan a una reducción de la cuenta espermática y a una reducción de los espermatozoides con una morfología normal (9). Algunos estudios sugieren que existe una relación entre los parámetros seminales y el índice de masa corporal, en algunos se ha demostrado que el índice de masa corporal aumentado afecta la producción espermática así mismo se ha observado una asociación entre el índice de masa corporal y el riesgo de una cuenta espermática anormal, sin embargo, los resultados aun son inconsistentes (8,9). En cuanto a la Fragmentación del DNA (Sperm DNA Fragmentation, SDF), un número creciente de estudios han reportado que es una herramienta útil en el diagnóstico de la infertilidad masculina. Este criterio de calidad espermática es un predictor útil del éxito del tratamiento, asociándolo a diferentes puntos del proceso reproductivo como pueden ser, la fertilización, implantación, desarrollo embrionario, aborto e incluso el nacimiento (10). El daño al DNA en los espermatozoides se debe principalmente al estrés oxidativo, en los hombres existe una gran mayoría de espermatozoides anormales, siendo los morfológicamente anormales los que sufren un estrés oxidativo mayor, ya que por defectos en el proceso de espermiogenesis retienen una mayor cantidad de citoplasma permitiendo la mayor producción de especies reactivas de oxigeno (ROS) que inducen el daño al DNA. 6 Aunque el daño al DNA se encuentra comúnmente en los espermatozoides humanos incluyendo a los hombres fértiles, es importante definir el nivel de daño que afectara adversamente la fertilidad, así como los factores involucrados en este proceso (10). La asociación entre la fragmentación del DNA y el éxito de técnicas de fertilización in vitro y el curso del embarazo, nos ha obligado a incluir este examen en el estudio del varón infértil en casos seleccionados, sin embargo , existen pocos estudios sobre los factores que afectan la fragmentación del DNA. Existen algunos estudios en animales y humanos que sugieren una asociación entre la disminución de la integridad del DNA y la obesidad (11). Objetivo. Determinar la asociación que existe entre el índice de masa corporal (IMC) con los parámetros seminales y fragmentación del DNA (SDF) en hombres miembros de parejas que acuden a valoración por motivo de infertilidad en la Unidad de Medicina Reproductiva del Hospital Ángeles del Pedregal, en el periodo comprendido de noviembre del 2012 a diciembre del 2013. 7 Materiales y métodos. Se realizó un estudio trasversal analizando 90 resultados de espermatobioscopías directas que se realizaron junto con determinación de Fragmentación del DNA, en miembros masculinos de parejas que acudieron a la Unidad de Medicina Reproductiva del Hospital Ángeles del Pedregal por motivo de infertilidad, en el periodo comprendido de noviembre del 2012 a diciembre del 2013. A todos los sujetos se les calculó IMC en el día que acudieron a realizarse los estudios. Criterios de inclusión. Miembros masculinos de parejas con vida sexual activa sin protección por más de un año de evolución que no han logrado embarazo que acudieron a por motivos de infertilidad a la Unidad de Medicina Reproductiva del Hospital Ángeles del Pedregal por motivo de infertilidad, en el periodo comprendido de noviembre del 2012 a diciembre del 2013. Criterios de exclusión. Pacientes con vasectomía. Pacientes azoospermicos por la imposibilidad de realizar integridad del DNA en estas muestras. Recolección de Semen El semen fue recolectado mediante masturbación en un recipiente estéril, en la Unidad de Medicina Reproductiva del Hospital Ángeles del Pedregal y en algunos casos en el domicilio del paciente si el tiempo trascurrido para la entrega de la muestra fue de 30 minutos o menos. En todos los casos la muestra se obtuvo por la mañana. En la mayoría de los casos se encuentra una abstinencia entre 2 y 3 días, se realizó espermatobioscopía directa, el tiempo trascurrido entre la obtención de la muestra y el análisis fue de aproximadamente 30 minutos a 1 hora, se realizo espermatobioscopía directa de rutina, con mediciones de pH, concentración, motilidad, y morfología utilizando los criterios de la OMS (2010) y criterios de Kruger para determinar la morfología. Fragmentación del DNA Una vez recolectada la muestra es enviada a estudio de fragmentación del DNA, la cual se realiza utilizando el test Halosperm, basado en la técnica de SCD (Sperm Chromatin Dispersion). La cual es reportada como alterada si resulta en una fragmentación mayor del 30 %. 8 Medición de peso y talla y cálculo de índice de masa corporal. Se realizo la medida de peso y talla el día de recolección de la muestra, utilizando una báscula de peso corporal, por la mañana y en ayuno (indicaciones que se otorgaron el día de solicitud del estudio). El índice de masa corporal (IMC se calculó dividiendo el peso en kilos por el cuadrado de su talla en metros (kg/m2). El infrapeso, peso normal, sobrepeso y la obesidad se definieron segur la OMS Un IMC igua o menor a 18.5 determina infrapeso. Un IMC entre 18.5 a 24.9 determina peso normal. Un IMC igual o superior a 25 determina sobrepeso. Un IMC igual o superior a 30 determina obesidad. Para fines de este estudio se dividió a la población en el grupo con IMC normal y un grupo con IMC igual o superior a 25 (sobrepeso u obesidad). Análisis estadístico. Se realizo un análisis estadístico usando el IMC y los parámetros seminales propuestos por la OMS. Los Parámetros del semen, porcentaje de SDF y los días de abstinencia sexual se analizaron para la normalidad de la distribución y de la igualdad de la varianza. Los datos se analizaron mediante la prueba t de Student y el análisis de la varianza (ANOVA). La Correlación estadística se realizo mediante la prueba de una cola r de Pearson. El nivel de significación fue <0,05. El análisis estadístico se Realizo con SPSS v.20.0. Variables: a. Independiente: 1. Indice de Masa Corporal (IMC) b. Dependientes: 1. Fragmentación del DNA (Porcentaje). 2. Morfología espermática. (Porcentaje de espermatozoides normales) 3. Concentración espermática. 4. Viabilidad espermática. 5. Motilidad espermática. 9 Resultados. Se estudiaron un total de 90 hombres, en un rango de edad entre 24 y 57 años, con un promedio de 38.0 ± 5.77 años. La media del índice de masa corporal (IMC) fue de 27.6 ± 3.52 Kg/m2 y la media de la fragmentación del DNA fue de 29.3 ± 15.58. Se dividió la población en pacientes con peso normal y sobrepeso u obesidad. (Tabla I). La mayoría de los hombres estuvieron clasificados con sobrepeso u obesidad (75.5%), mientras el 24.5 % tienen peso normal. Se investigaron los factores de infertilidad ya identificados en los hombres durante el estudio de la pareja infértil, observado como principales factores a la leucocitospermia (38.8%), varicocele (4.4%), quiste de epidídimo (1.1%), diabetes mellitus (2.2%), y 2 o más factores (5.5%), aproximadamente el 47.7% de los pacientesestudiados no tenían ningún factor de infertilidad identificado hasta el momento del inicio del estudio. De los pacientes estudiados solo 19 contaron con una motilidad progresiva por abajo del 32%, 11 pacientes presentaron vitalidad menor al 58%, y solo 7 pacientes presentaron morfología por debajo de 4%,asi mismo hubo 36 casos (40%) con fragmentación de DNA por arriba de 30%. Se demostró una débil correlación positiva (r=.222) entre el IMC y el porcentaje de fragmentación del DNA la cual fue estadísticamente significativa (p=0.03). Hubo una correlación débil negativa (r=.220) entre el IMC y la morfología espermática, que fué estadísticamente significativa (p=0.018). No se mostró correlación estadísticamente significativa entre el IMC y otros parámetros seminales estudiados. 10 Discusión. Numerosos estudios trasversales encontraron resultados inconsistentes sobre el efecto del Índice de Masa Corporal en los diferentes parámetros seminales, Hammiche et. al encontraron correlación de la obesidad con disminución de la concentración y motilidad espermática, parámetros que en este estudio no mostraron correlación significativa con el índice de masa corporal. Sin embargo, Håkonsen et al, obtuvo resultados que coinciden con nuestros hallazgos en cuanto a los parámetros seminales (que incluyen la morfología) no siendo así para la fragmentación del DNA (4). Dos meta análisis encontraron que no existe correlación de los parámetros seminales sin embargo MacDonald et. al. encontró en uno de ellos, correlación entre el IMC y las hormonas sexuales así como la globulina trasportadora de hormonas sexuales (1). Estudios sobre la Fragmentación del DNA también han arrojado datos inconsistentes, la mayoría de los estudios trasversales encontraron una relación positiva entre la SDF y el IMC, que mostró ser más significativa en individuos con obesidad mórbida con lo cual nuestros resultados coinciden, sin embargo, Håkonsen et al. no encontró correlación con el IMC y SDF, lo cual difiere con el hallazgo de nuestro análisis, en el cual se encuentra efectivamente una correlación positiva estadísticamente significativa (9). Los hallazgos en este estudio, coinciden con la mayoría de estudios que incluyen a la fragmentación del DNA, pero no coinciden con los resultados de estudios que relacionan al IMC con parámetros seminales diferentes a la morfología. Este estudio está limitado por el pequeño tamaño de la muestra, aunque tiene una gran proporción de hombres con sobrepeso y obesos. El estudio incluyó sólo a los hombres que asistían a una clínica de fertilidad, y sus resultados no pueden aplicarse a la población general. Aun no existe una conclusión definitiva acerca del efecto que tiene el IMC en la calidad seminal, sin embargo, nuestros hallazgos sobre la relación entre el sobrepeso y la obesidad con la morfología y la fragmentación del DNA, que son parámetros que pueden afectar de manera sustancial la fertilidad, exige intervenciones para la reducción del índice de masa corporal antes de un tratamiento de fertilidad, con el propósito de mejorar el potencial reproductivo en los hombres con sobrepeso y obesidad.. 11 ANEXOS Tabla I. Media (desviación estándar) de todas las variables consideradas en pacientes con peso normal y Sobrepeso u obesidad. Características IMC menor a 25 (Normal) n:22 IMC mayor o igual a 25 (sobrepeso u obesidad) n:68 pa Edad, Media (SD) 36.2(5.8) 38.6(5.6) 0.13 Viabilidad, Media (SD) 65.5(23.8) 71.6 (15.1) 0.22 Motilidad, Media (SD) 47.2 (19.4) 43.7(15.7) 0.22 Concentración, Media (SD) 126.8 (64.9) 105.7 (82.2) 0.11 Morfología, Media (SD) 23.0 (16.7) 15.8 (8.6) 0.03 Fragmentación del DNA, Media (SD) 23.3 (9.7) 31.2 (16.6) 0.003 SD: Desviación estándar a: Valor p para IMC normal y sobrepeso y obesidad. 12 Tabla II. Correlación entre la SDF y La Morfología con el IMC (coeficiente de correlación de Pearson) Variable IMC p Fragmentación del DNA (SDF) .222 .033 Morfología .220 .018 La correlación es significativa a un nivel de 0.05 (1--‐cola). No se mostró correlación significativa en ningún otro parámetro seminal estudiado 13 Figura I. Correlación entre la SDF (%) con el IMC (Coeficiente de correlación de Pearson). r 2 Linear=.222 14 Figura II. Correlación entre la Morfología con el IMC (coeficiente de correlación de Pearson) r2 Linear=.222 15 Bibliografía 1. A MacDonald, G. H. (2010). The impact of body mass index on semen parameters and reproductive hormones in human males: a systematic review with meta-analysis. Human Reproduction Update , 293–311. 2. Cabler, S. (2010). Obesity: modern man’s fertility nemesis. Asian Journal of Andrology , 480-489. 3. E M. Pauli, R. L. (2008). Diminished Paternity and Gonadal Function with Increasing Obesity in Males. Fertil Steril. , 346–351. 4. F Hammiche, J. L. (2012). Body mass index and central adiposity are associated with sperm quality in men of subfertile couples. Human Reproduction, Vol.27, No.8 , 2365–2372. 5. H Hajshafiha, R. G. (2013). Association of body mass index with some fertility markers among male partners of infertile couples. International Journal of General Medicine , 447– 451. 6. J Chavarro, e. a. (2010 ). 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