Ηλικία και παράμετροι σπέρματος - Καταγραφή & ανάλυση δεδομένων από το εργαστήριό μας

Της
Ντουτσαρίδου Φωτεινής
Τεχνολόγος Ιατρικών Εργαστηρίων

Πρόλογος

Η παρούσα εργασία έχει διεξαχθεί στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος "Ανθρώπινη αναπαραγωγή" του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης.

Περίληψη

Σκοπός: Η μελέτη της επίδρασης της ηλικίας στις παραμέτρους της βασικής ανάλυσης σπέρματος (όγκος, pH, ρευστοποίηση, γλοιότητα-ιξώδες, συγκέντρωση σπερματοζωαρίων, κινητικότητα και μορφολογία). Μέθοδος: Συμπεριελήφθησαν δεδομένα από 100 σπερμοδιαγράμματα τα οποία αναλύθηκαν σύμφωνα με τις οδηγίες WHO 2010, στο Εργαστήριό μας. Τα δείγματα αναλύθηκαν την περίοδο 2014-2016. Αποτελέσματα: Η ανάλυση των παραμέτρων της βασικής ανάλυσης σπέρματος έδειξε ότι μόνο ο όγκος παρουσιάζει στατιστικά σημαντική αύξηση με την ηλικία (p=0.023) όμως η συσχέτιση αυτή δεν είναι ιδιαίτερα ισχυρή (r=0.227). To pH, η ρευστοποίηση, το ιξώδες, ο αριθμός σπερματοζωαρίων/ml, ο ολικός αριθμός, η κινητικότητα (α+β, γ και δ) και η μορφολογία δε φάνηκε να μεταβάλλονται με την αύξηση της ηλικίας (p>0.05). Συμπέρασμα: Στην παρούσα μελέτη, η ηλικία δε φάνηκε να επηρεάζει τις παραμέτρους του σπέρματος παρά μόνο τον όγκο ο οποίος αυξάνεται σε μικρό βαθμό.

1. Εισαγωγή

Στις μέρες μας η απόκτηση παιδιού καθυστερεί σε σχέση με παλαιότερα έτη είτε λόγω αναστολής του οικογενειακού προγραμματισμού είτε λόγω αδυναμίας τεκνοποίησης. Όπως είναι ευρέως γνωστό η ηλικία επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την γονιμότητα της γυναίκας, η οποία μειώνεται μετά τα 35 έτη [1] αλλά και στον άνδρα φαίνεται να υπάρχουν αλλοιώσεις στο σπέρμα σε μεγαλύτερες ηλικίες.

Με την πάροδο των ετών ο άνδρας, αν και μπορεί να τεκνοποιήσει, υφίσταται διάφορες αλλαγές στην ποιότητα αλλά και στην ποσότητα του σπέρματος [2] [3] που όμως δεν έχει διευκρινιστεί πλήρως σε τι βαθμό αυτό επηρεάζει τη γονιμότητά του και σε ποια ακριβώς ηλικία τη δυσχεραίνει.

Για την επιτυχή σπερματογένεση θα πρέπει να υπάρχει συνεργασία μεταξύ των γοναδοτροπινών και των κυττάρων Sertoli και Leydig [4]. Από τα κύτταρα Leydig παράγεται το κύριο ανδρογόνο η τεστοστερόνη, χωρίς την οποία δε θα μπορούσε να ολοκληρωθεί επιτυχώς η διαδικασία αυτή [5]. Σε άνδρες με ηλικία άνω των 40 ετών λαμβάνουν χώρα σημαντικές αλλαγές που επηρεάζουν τη σπερματογένεση όπως η σταδιακή αδυναμία των κυττάρων Leydig να ανταποκριθούν στο ερέθισμα της LH και να παράγουν τεστοστερόνη που συνεπάγεται τα μειωμένα επίπεδα αυτής [6]. Η συνέπεια αυτού είναι μεταξύ πολλών άλλων η μειωμένη παραγωγή σπέρματος.

Τέλος, άνδρες μεγαλύτερης ηλικίας παράγουν λιγότερο ποιοτικό σπέρμα σε σχέση με νεότερους σύμφωνα με διάφορες μελέτες όπου φαίνεται να υπάρχει στατιστικά σημαντική σχέση μεταξύ της ηλικίας και των παραμέτρων του σπερμοδιαγράμματος. Η πτώση ανά έτος είναι της τάξης του 4.7% όσον αφορά των αριθμό των σπερματοζωαρίων και 0.7% στην ολική κινητικότητα ενώ στην προωθητική 3.1% [7] ενώ φαίνεται να επηρεάζεται και η μορφολογία από 0.2% έως 0.9%/ έτος [8].Τα στοιχεία αυτά προκύπτουν από έρευνες που ως επί των πλείστων κλείνουν στο ότι όντως η ηλικία επηρεάζει την ποιότητα του σπέρματος όμως υπάρχουν επιφυλάξεις μιας και άλλες μελέτες υποστηρίζουν ότι οι παράμετροι του σπερμοδιαγράμματος δε μειώνονται με την ηλικία [9].

Είναι τελικά η ηλικία ανασταλτικός παράγοντας στη γονιμότητα του άνδρα; Επηρεάζονται σε τι βαθμό και ποιοι παράγοντες του σπέρματος με την πάροδο των ετών; Μήπως τελικά η αύξηση της υπογονιμότητας σχετίζεται τόσο με την ηλικία της γυναίκας όσο και με του άνδρα; Η παρούσα εργασία γίνεται με σκοπό τη μελέτη δεδομένων, που συλλέχθηκαν από σπερμοδιαγράμματα, όπως η ρευστοποίηση, το pH, ο όγκος, ο αριθμός των σπερματοζωαρίων αλλά και η κινητικότητα και η μορφολογία προκειμένου να βρεθεί εάν υπάρχει αρνητική συσχέτιση μεταξύ αυτών και της ηλικίας του εξεταζόμενου. Εάν η ηλικία όντως επηρεάζει τις παραμέτρους του σπέρματος τότε θα πρέπει να υπάρχει καλύτερη ενημέρωση προς τους άνδρες, που θεωρούν ότι μπορούν να τεκνοποιήσουν σε οποιαδήποτε ηλικία, έτσι ώστε να προβούν στην απόκτηση παιδιού ίσως και νωρίτερα απ’ ότι θα υπολόγιζαν μιας και αργότερα ίσως να δυσκολευτούν. Εάν αυτό συμβεί και τα ζευγάρια κάνουν τον οικογενειακό τους προγραμματισμό σε μικρότερες ηλικίες θα υπάρχουν περισσότερο ποιοτικά έμβρυα και ίσως μειωθούν οι γενετικές ανωμαλίες που εμφανίζονται συχνότερα σε γονείς μεγαλύτερης ηλικίας [10]. Τα παρόντα δεδομένα προέρχονται από ιδιωτικό Μικροβιολογικό Εργαστήριο και ελήφθησαν την περίοδο 2014-2016.

2. Υλικά και μέθοδος

2.1 Υλικό

Η μελέτη περιλαμβάνει 100 σπερμοδιαγράμματα ανδρών ηλικίας από 19 – 58 ετών οι οποίοι προσήλθαν στο εργαστήριό μας από το 2014 έως το 2016 είτε για απλό έλεγχο γονιμότητας είτε λόγω φλεγμονωδών καταστάσεων.

2.2 Συλλογή δειγμάτων και ανάλυση σπέρματος

Η διεξαγωγή του σπερμοδιαγράμματος έγινε σύμφωνα με τις οδηγίες του παγκόσμιου οργανισμού υγείας [11]. Η συλλογή των δειγμάτων έγινε σε αποστειρωμένους πλαστικούς ουροσυλλέκτες μετά από αυνανισμό και η προσκόμιση του δείγματος μέσα σε είκοσι λεπτά [12] [13]. Στο εργαστήριο τα δείγματα κρατήθηκαν στους 37οC και μετά από ήπια ανάδευση μετρήθηκε η ρευστοποίηση, η γλοιότητα και ο όγκος με πιππέτα, το pH με πεχαμετρικό χαρτί. Ο αριθμός των σπερματοζωαρίων μετρήθηκε με αιμοκυτταρόμετρο Neubauer με φακούς αντίθετης φάσης σε μεγέθυνση 40Χ αφού προηγουμένως έγινε η κατάλληλη αραίωση βασιζόμενη στον αριθμό των σπερματοζωαρίων ανά οπτικό πεδίο και τέλος υπολογίστηκε η συγκέντρωση τους. Η μορφολογία αξιολογήθηκε μετά από μονιμοποίηση και χρώση κατά Παπανικολάου ενώ η κινητικότητα σε νωπό παρασκεύασμα 10μl με καλυπτίδα 22Χ22 και διαχωρίστηκε σε προωθητική (α+β ) επιτόπια (γ) και ακίνητα (δ) μετά από μικροσκόπηση με φακό αντίθετης φάσης 40Χ και προθερμενόμενες αντικειμενοφόρες πλάκες.

2.3 Στατιστική ανάλυση

Για την ανάλυση των παραμέτρων του σπέρματος χρησιμοποιήθηκε το στατιστικό πρόγραμμα SPSS Statistics 20.0. Η στατιστική σημαντικότητα ορίσθηκε σε p<0.05.

3. Αποτελέσματα

Στα 100 δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν αρχικά μελετήθηκαν η μέση τιμή, η διάμεσος, η μικρότερη και μεγαλύτερη τιμή καθώς και η τυπική απόκλιση για κάθε μια από τις παραμέτρους της βασικής ανάλυσης σπέρματος. (Πίνακας 1) (Γράφημα 1). Η γλοιότητα – ιξώδες χωρίστηκε σε τρεις κατηγορίες 1) φυσιολογική, 2) ελαφρώς αυξημένη και 3) αυξημένη. Τα επί τοις εκατό ποσοστά της ήταν 65% φυσιολογική, 3% ελαφρώς αυξημένη και 32% αυξημένη.

Παράμετρος Μέση τιμή Διάμεσος Min Max Τυπική απόκλιση
Ηλικία 35.03 34 19 58 7.815
Όγκος 3.570 3.500 1 7.5 1.5380
Ρευστοποίηση 46.15 20 15 120 39.176
pH 7.95 8 7.4 8.5 0.14
Αριθμός σπερματοζωαρίων/ml 33.72 31 0.5 138 23.4
Ολικός αριθμός σπερματοζωαρίων x10*6 119.07 107.85 1.30 621 102.13
Α+β 35.63 40 2 62 13.584
γ 8.23 7 2 26 5.152
δ 56.32 54 27 95 13.623
Φυσιολογικά μορφολογικά 30.86 31.5 5 53 9.014
Ανωμαλίες κεφαλής 51.14 47.5 25 95 13.225
Ανωμαλίες ουράς 7.72 8 2 18 2.868
Ανωμαλίες αυχένα 11.86 12.5 3 21 3.222
Κυτταροπλασματικό υπόλειμμα 4.2 4 1 9 1.741

*Α+β = προωθητική κινητικότητα, γ= επιτόπια, δ= ακίνητα
Πίνακας 1. Περιγραφικά στατιστικά των παραμέτρων της βασικής ανάλυσης σπέρματος (n=100)

pH
Ρευστοποίηση
Αριθμός σπερματοζωαρίων
Όγκος
Προωθητική κινητικότητα
Ολικός αριθμός σπερματοζωαρίων
Φυσιολογικά

Γράφημα 1. Κατανομή παραμέτρων σπέρματος ανά ηλικιακό έτος

Για τον έλεγχο της κανονικής κατανομής των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το τεστ Kolmogorov-Smirnov.

Όλες οι παράμετροι που εξετάστηκαν έχουν p<0.05 εκτός από τον όγκο, τον αριθμό σπερματοζωαρίων/ml, τον ολικό αριθμό, τα ακίνητα, τα φυσιολογικά μορφολογικά και τις ανωμαλίες ουράς έχουν p>0.05, άρα για αυτά δεν απορρίπτουμε την υπόθεση της κανονικότητας της κατανομής.

Στη συνέχεια έγινε έλεγχος συσχέτισης της ηλικίας με κάθε μια παράμετρο του σπερμοδιαγράματος με Sperman. (Πίνακας 3)

Μεταβλητές p R
Όγκος 0.023 0.227
pH 0.084 0.174
Ρευστοποίηση 0.644 0.047
Γλοιότητα-ιξώδες 0.677 0.042
Αριθμός σπερματοζωαρίων/ml 0.543 -0.062
Ολικός αριθμός σπερματοζωαρίων 0.383 0.088
Προωθητική κινητικότητα 0.353 -0.094
Επιτόπια κινητικότητα 0.161 -0.141
Ακίνητα 0.295 0.106
Φυσιολογικά μορφολογικά 0.788 -0.027
Ανωμαλίες κεφαλής 0.813 -0.024
Ανωμαλίες ουράς 0.871 0.016
Ανωμαλίες αυχένα 0.187 -0.133
Κυτταροπλασματικό υπόλειμμα 0.358 0.093

Πίνακας 3. Αποτελέσματα συσχέτισης ηλικίας με παραμέτρους της βασικής ανάλυσης σπέρματος.

4.Συζήτηση

Η χρήση δεδομένων βασικής ανάλυσης σπέρματος από δείγματα σπερμάτων ανδρών που προσέρχονται σε ένα ιδιωτικό Μικροβιολογικό Εργαστήριο θέτει ορισμένους περιορισμούς στη μελέτη: κατ’ αρχάς οι άνδρες προσφεύγουν για πολύ διαφορετικούς λόγους σε αυτήν την εξέταση, συνεπώς τα υποκείμενα πιθανά παθολογικά αίτια είναι ποικίλα. Στις περιπτώσεις όπου υπάρχουν παθολογικά αίτια, αυτά είναι δυνατό να επηρεάσουν παραμέτρους τις βασικής ανάλυσης σπέρματος. Στην παρούσα μελέτη, δεν έγινε λεπτομερής καταγραφή των λόγων για τους οποίους αιτήθηκε η βασική ανάλυση σπέρματος. Επιπλέον, δεν αντιπροσωπεύονται ικανοποιητικά όλες οι ηλικιακές ομάδες. Ως εκ τούτου, η ανάλυση των δεδομένων και τα συμπεράσματα πρέπει να αντιμετωπισθούν με επιφύλαξη. Ωστόσο, παρέχουν μια εικόνα για τις παραμέτρους σπέρματος ενός ανεπίλεκτου πληθυσμού ανδρών, η οποία πιστεύουμε ότι παρουσιάζει ενδιαφέρον.

Η σχέση μεταξύ της ηλικίας του άνδρα και των παραμέτρων του σπέρματος δεν είναι ξεκάθαρη γι’ αυτό και αρκετοί ερευνητές προσπάθησαν να την προσδιορίσουν. Στην παρούσα εργασία από τη μελέτη 100 δειγμάτων σπέρματος σε άνδρες από 19 έως 58 ετών μόνο ο όγκος παρουσιάζει στατιστικά σημαντική αύξηση με την ηλικία, η σχέση αυτή όμως δεν είναι ισχυρή. Σε καμία από τις άλλες παραμέτρους της βασικής ανάλυσης σπέρματος (pH, γλοιότητα – ιξώδες, ρευστοποίηση, κινητικότητα, μορφολογία) δεν υπάρχει μεταβολή με την πάροδο των ετών. Αντιθέτως σε άλλη μελέτη με μείωση του όγκου αλλά και της δημιουργίας εμβρύων στο στάδιο της βλαστοκύστης χωρίς καμία μεταβολή στις υπόλοιπες παραμέτρους [14].

Άλλοι ερευνητές εντοπίζουν μεταβολές τόσο στον όγκο όσο και στην προωθητική κινητικότητα με την αύξηση της ηλικίας από 22-80 ετών με ταυτόχρονη αύξηση της συγκέντρωσης αλλά και του ολικού αριθμού των σπερματοζωαρίων [15]. Σε αντίθεση, οι Chen Z. et al 2003 παρατηρούν μείωση της συγκέντρωσης, του ολικού αριθμού σπερματοζωαρίων, της κινητικότητας αλλά και της μορφολογίας [16]. Η μείωση της κινητικότητας [17] αλλά και των φυσιολογικών μορφολογικά σπερματοζωαρίων επιβεβαιώνεται από αρκετούς ακόμα ερευνητές τόσο στον κινέζικο πληθυσμό [18] όσο και στους Αργεντινούς [19]. Στην παρούσα μελέτη η προωθητική κινητικότητα δε φαίνεται να μειώνεται με την αύξηση της ηλικίας σε αντίθεση με τους Mukhopadhay et al 2010 [20] και Priyadarsini et al 2014 [21] οι οποίοι παρατηρούν μείωση.

Η ηλικία φαίνεται να επηρεάζει αρνητικά την φυσιολογική μορφολογία σε ηλικίες άνω των 36 ετών [22] ενώ το όριο αυτό σε μια μελέτη 4822 δειγμάτων μεταφέρεται στα 40 έτη [23] μεταβολή η οποία δεν παρατηρήθηκε εδώ (p=0.788).

Συμπερασματικά, όσον αφορά τη μελέτη αυτή βρέθηκε ότι μόνο ο όγκος αυξάνεται με την πάροδο των ετών αλλά ίσως θα έπρεπε να χρησιμοποιηθεί μεγαλύτερος αριθμός δειγμάτων και τα δείγματα αυτά τουλάχιστον στην πλειονότητα τους να μην ήταν φλεγμονώδη.

Αριθμός δειγμάτων (n) Ευρήματα Πηγή
833 Μείωση κινητικότητας και αύξηση ανωμαλιών μορφολογίας >ετών [22]
97 Μείωση όγκου, προωθητικής (22-80ετών) –αύξηση συγκέντρωσης και ολικού αριθμού [15]
- Μείωση όγκου και ικανότητας δημιουργίας βλαστοκύστης – καμία αλλαγή στις άλλες παραμέτρους [14]
998 Μείωση προωθητικής και μορφολογίας [18]
1364 Μείωση όγκου, κινητικότητας, συγκέντρωσης [17]
551 Μείωση όγκου, προωθητικής, ολικού αριθμού, κινητικότητας και μορφολογίας [16]
9168 Μείωση όγκου, αριθμού, κινητικότητας, μορφολογίας [19]
3729 Μείωση κινητικότητας και αύξηση συγκέντρωσης [20]
4822 >40 ετών μείωση ολικού αριθμού και φυσιολογικών μορφών, κινητικότητας και όγκου [23]
730 Μείωση προωθητικής, μορφολογίας. Καμία αλλαγή στον όγκο και στον ολικό αριθμό [21]
100 Αύξηση του όγκου. Καμία αλλαγή στις άλλες παραμέτρους Παρούσα μελέτη

Πίνακας 4. Συγκριτικές μελέτες συσχέτισης των αλλαγών στις παραμέτρους του σπέρματος που εξαρτώνται από την ηλικία

Βιβλιογραφία

[1]. Henri Leridon. Can assisted reproduction technology compensate for the natural decline in fertility with age? A model assessment. Hum Reprod 2004; 19 (7): 1548-1553
[2]. University of Otago. Men's sperm quality declines with age, review of 90 studies confirms. ScienceDaily 2014.
[3]. Gurevich, Rachel. Does age affect male fertility? Retrieved14 February 2010
[4]. Γκίμπα-Τζιαμπιρή Ολυμπία. Η φυσιολογία του ανθρώπου 2001 εκδόσεις Ζυγός
[5]. Kay Elder, Brian Dale. In-vitro fertilization 3d edition, 2015 Cambridge University Press,UK
[6]. Eberhard Nieschlag, Hermann M. Behre,S usan Nieschlag (3 December 2009). Andrology: Male Reproductive Health and Dysfunction. Springer. p. 224. ISBN 978-3-540-78354-1. Retrieved 5 June 2012.
[7]. B.Eskenazi1, A.J.Wyrobek, E.Sloter, S.A.Kidd, L.Moore, S.Young, D.Moore. The association of age and semen quality in healthy men Human Reproduction Vol. 18, No.2 pp. 447±454, 2003
[8]. Isiah D Harris, Carilyn Fronczak, Lauren Roth,Randall B Meacham. Fertility and the Aging Male Rev. Urol. 2011; 13(4): e184–e190.
[9]. Krause W,Habermann B. No change with age in semen volume, sperm count and sperm motility in individual men consulting an infertility clinic. Urol. Int 2000; 64(3):139-42.
[10]. Bianca Kuhnert, Eberhard Nieschlag. Reproductive functions of the ageing male. Hum Reprod Update (2004) 10 (4): 327-339.
[11]. World health organization - WHO laboratory manual for the Examination and processing of human semen 2010
[12]. Rajasingam S. Jeyendran. Interpretation of semen analysis results. A practical guide. Cambridge University Press 2000
[13]. David Mortimer. Practical laboratory andrology 1994 New York, Oxford university press
[14]. Dain L, Auslander R, Dirnfeld M. The effect of paternal age on assisted reproduction outcome. Fertil Steril 2011; 95: 1-8.
[15]. Eskenazi B, Wyrobek A, Slotter E, Kidd S, Moore L, Young S, et al. The association of age and semen quality in healthy men. Hum Reprod 2003; 18: 447-454.
[16]. Chen Z, Toth T, Bailey L, Mercedat N, Schiff I, Hauser R. Seasonal variation and age-related changes in human semen parameters. J Androl 2003; 24: 226-231.
[17]. Maya WC, Berdugo J, Jaramillo C. The effects of male age on semen parameters: analysis of 1364 men attending an andrology center. The Aging Male 2009; 12(4): 100-103.
[18]. Zhu QX, Meads C, Lu ML, Wu JQ, Zhou WJ, Gao ES. Turning point of age for semen quality: a population-based study in Chinese men. Fertil Steril 2011; 96: 572-576.
[19]. Molina RI, Martini AC, Tissera A, Olmedo J, Senestrari D, de Cuneo MF, et al. Semen quality and aging: analysis of 9.168 samples in Cordoba. Argentina. Arch Esp Urol 2010; 63(3): 214-222.
[20]. Mukhopadhyay D, Varghese AC, Pal M, Banerjee SK, Bhattacharyya AK, Sharma RK, et al. Semen quality and age-specific changes: a study between two decades on 3729 male partners of couples with normal sperm count and attending an andrology laboratory for infertility-related problems in an Indian city. Fertil Steril 2010; 93:2247-2254.
[21]. Priyadarsini Sunanda, Babita Panda1, Chidananda Dash, Rabindra N. Padhy, Padmanav Routray. Effect of age and abstinence on semen quality: A retrospective study in a teaching hospital. Asian Pacific Journal of Reproduction 2014; 3(2): 134-141
[22]. Schwartz D, Mayaux MJ, Spira A, Moscato ML, Jouannet P, Czyglik F, et al. Semen characteristics as a function of age in 833 fertile men. Fertil Steril 1983; 39(4): 530-535.
[23]. Stone BA, Alex A, Werlin LB, Marrs RP. Age thresholds for changes in semen parameters in men. Fertil Steril 2013; 100 (4): 952-58.