CONCENTRACION DE HORMONAS EN SEMEN DE UNA COHORTE DE VARONES INFERTILES COMPARADO CON. Seminal hormone concentration in a cohort of infertile men

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1 CONCENTRACION DE HORMONAS EN SEMEN DE UNA COHORTE DE VARONES INFERTILES COMPARADO CON VARONES DE FERTILIDAD PROBADA. Seminal hormone concentration in a cohort of infertile men versus fertile men. Autores: Dr. José Maria Tovar-Rodríguez* M en C Leticia Bañuelos-Ávila.** QBP Irma Chávez-Zúñiga.*** Dr. Victor Manuel Vargas Hernández. Laboratorio No. 3 Biología de la Reproducción y Enfermedades renales.división de Investigación Hospital Juárez de México. Av. Instituto Politécnico Nacional 5160 Col. Magdalena de Las Salinas CP México DF. Teléfono Dr. José Maria Tovar Rodríguez Laboratorio No. 3 Biología de La Reproducción Hospital Juárez de México, Av. Instituto Politécnico Nacional Col Magdalena de Las Salinas. México DF. CP TEL gacetajuarez@gmail.com Hormonas en semen y fertilidad. 1

2 RESUMEN. El varón participa entre el 35 al 50% de la infertilidad conyugal, aproximadamente el 40% es de causa inexplicable,. El objetivo del presente trabajo es determinar si existen diferencias significativas en la concentración de hormonas proteicas y esteroides sexuales en un grupo de varones infértiles con índices de movilidad, concentración, normalidad y vitalidad normales, otro de oligozoospermicos y azoospermicos, comparado contra la concentración hormonal en semen de un grupo de hombres con fertilidad probada, para determinar de presentarse esta diferencia hormonal si es útil para predecir el potencial de fertilidad en el hombre. Material y métodos; Se utilizaron los índices seminales de normalidad del Manual para el examen de semen de la OMS, las determinaciones hormonales de LH, FSH, PRL, y TESTOSTERONA se hicieron mediante radioinmunoensayo o inmunoradiometrico especifico por duplicado. Resultados: no se determinaron diferencias estadísticamente significativas en la concentración de las hormonas proteicas y esteroides entre los grupos estudiados con relación al grupo control. Solo la testosterona libre se encontró aumentada en los varones infértiles con semen normal p<0.029 Conclusión: la determinación de hormonas en semen no es útil para determinar el potencial de fertilidad en el varón. Palabras clave: Infertilidad masculina. Hormonas en semen. 2

3 Introducción: La definición general de infertilidad primaria es el termino utilizado en medicina reproductiva cuando una mujer que ha fallado en alcanzar el embarazo por 1 o mas años y que nunca ha estado embarazada con anterioridad 1, es la capacidad disminuida para concebir comparada con el promedio de la población general, las parejas infértiles pueden ser caracterizadas en dos grupos, aquellas que son incapaces para concebir aun con tratamiento y aquellas que son subfertiles pero conciben sin terapia, las pruebas diagnosticas iniciales para infertilidad deben incluir la determinación de progesterona serica en la fase media lutea, análisis de semen y determinar la permeabilidad de ambas trompas uterinas por histerosalpingografia. DETERMINANDO LA CAPACIDAD FERTILIZANTE DEL EYACULADO. El varón contribuye entre el 35-50% de la infertilidad a nivel mundial, con una distribución de variables seminales alteradas de la siguiente forma: oligo-teratoastenozoospermia (21%), astenozoospermia pura (17%), teratozoospermia (10%) y azoospermia (9%) 2 en México Vite y cols 3 determinaron que el hombre participa con el 38% como causa de infertilidad conyugal. La infertilidad masculina se ha incrementado en los últimos 40 años, ya que en % de los hombres fueron funcionalmente infértiles, en la actualidad esto se ha incrementado en 8-12% (incremento aproximado de 15 veces), después de 1951 año en que se han introducido una gran cantidad de químicos dentro del consumo diario en los alimentos y bebidas por la sociedad y fue el año en que los vehículos comenzaron 3

4 a emitir gran cantidad de plomo y de substancias toxicas producidas por la combustión de los hidrocarburos al medio ambiente, esto ha producido que la calidad del esperma disminuya aunque a nivel mundial esta caída no ha sido igual, por lo que se recomienda que los índices de normalidad deben ser establecidos por cada país y región, debido a la gran variabilidad de las constantes seminales que se presentan en la población, consideramos que en el estudio de la pareja infértil se debe solicitar el análisis seminal desde el inicio del protocolo de infertilidad. Hay situaciones en las cuales el análisis de semen es de suma importancia y de valor predictivo absoluto, como en los casos de azoospermia. Independientemente de la azoospermia, múltiples estudios han demostrado el grado al cual los parámetros espermáticos pueden ser de valor predictivo. Por ejemplo aun si solo una proporción de padres cuya paternidad deriva de la concepción natural tienen valores de semen anormales como los propuestos por el manual de la Organización Mundial de la Salud (OMS) 4, esto no necesariamente implica que esas mediciones sean inútiles, o de poco valor, esto puede significar que normalidad debe de ser redefinida, está documentado que los pacientes con hipogonadismo hipogonadotropico secundario tratados con gonadotropinas (LH y FSH) o factor liberador de gonadotropinas (GnRh) pueden inducir embarazos a pesar de conteos espermáticos muy bajos. Cuando el análisis seminal es requerido para seleccionar aquellos hombres infértiles, con oligoastenoteratozoospermia, que se pueden beneficiar de la Inyección intracitoplasmatica del ovulo (ICSI), los parámetros convencionales de semen no son útiles para predecir el resultado del ICSI aun cuando se utilicen los 4

5 criterios estrictos propuestos por Kruger, los únicos parámetros realmente importante para predecir el beneficio del ICSI es la vitalidad espermática y la morfología 5. Por carencia de sus propios valores normales, la mayoría de los laboratorios que analizan el liquido seminal en los diferentes países han adoptado los valores normales recomendados por la OMS 4 para el estudio del semen humano, sin embargo algunos especialistas en reproducción afirman que los valores normales de la OMS son demasiado vagos, es probablemente por esta razón que el valor recomendado de morfología normal fue cambiada de 50% o mas a 30% o mas 5 En conclusión el análisis seminal forma una parte substancial del trabajo de la pareja que busca aumentar su fertilidad pero cualquier consideración de su valor predictivo tiene que ser cauteloso Ante la limitante de que el anàlisis seminal no predice el grado de fertilidad en el varón, Se han hecho estudios para determinar si la concentración de algunas hormonas como Hormona luteinizante (LH), Hormona folículo estimulante (FSH), Testosterona, prolactina y estradiol se encuentran en diferentes concentraciones y de esta forma explicar por un lado las alteraciones en el estudio espermático y por otro como prueba bioquímica diagnostica mas precisa que el anàlisis convencional de las células espermáticas (Morfología, vitalidad, concentración y movilidad). Por este motivo se han buscado índices bioquimicos que expliquen la alteración en el número, morfología, vitalidad o motilidad espermática, como es la determinación de hormonas proteicas y esteroides en el semen de varones con 5

6 fertilidad probada y en estériles con variables normales y con alteraciones espermáticas. Sin embargo los resultados han sido contradictorios ya que algunos autores han reportado incremento en la concentración de prolactina como Sueldo 11 y cols en pacientes con oligozoospermia mientras que Schoenfeld 8, Sheth 9, Smith 13, Aiman 14 y Biswas 16 la reportaron disminuida en grupos similares de pacientes estudiados, en cuanto a la concentración seminal de LH la mayoría de los autores 7,8,15,16 revisados la encontraron disminuida en relación al grupo control, la FSH al contrario se encontró aumentada 7,15, uno de los autores la obtuvo disminuida 16, en la determinación de testosterona no se han encontrado diferencias significativas en la concentración de esta hormona en semen comparada contra grupo control 7,15, en la cuantificación de estradiol solo Bujan 7 encontró niveles incrementados de estrógeno seminal en el grupo de azoospermia y oligozoospermia. Los resultados de los diferentes artículos publicados con anterioridad se encuentran en el cuadro 1. OBJETIVO: Determinar si la concentración de hormonas proteicas y esteroides sexuales en semen es diferente en los pacientes infértiles con y sin alteraciones en la cuenta espermática, comparado con la concentración de las mismas hormonas en semen de un grupo de varones con fertilidad probada. MATERIAL Y METODOS. Se analizaron las variables de volumen, porcentaje de formas normales, porcentaje de vitalidad, porcentaje de movilidad y concentración de espermatozoides por mililitro (ml) en el semen de 55 varones con fertilidad comprobada, 132 muestras de pacientes infértiles con variables seminales 6

7 normales, 36 varones con oligozoospermia y 25 con azoospermia, de acuerdo a los índices establecidos por la Organización Mundial de la Salud, la muestra seminal se obtuvo por masturbación después de 4 días de abstinencia, el anàlisis lo practico el mismo químico entrenado en análisis del semen una hora después de que se obtuvo la muestra en el laboratorio No. 3 de Biología de La Reproducción de la División de Investigación del Hospital Juárez de México de la Secretaria de salud en México D.F. posteriormente se centrifugaron a 1,500 g durante 15 minutos para separar los espermatozoides del plasma seminal, este ultimo se separo en viales de 0.5 ml, se congelo a -70C hasta la determinación de las hormonas folículo estimulante (FSH), luteinizante (LH), prolactina (PRL), testosterona total (TT), testosterona libre (TL), estradiol (E), mediante radioinmuno ensayo (RIA) o inmunoradiometrico (IRMA) especifico por duplicado. El coeficiente de variación intra ensayo fue menor al 12%. METODO ESTADISTICO: Prueba t de student para muestras pareadas independientes. RESULTADOS: La edad en años de los varones con fertilidad probada fue de 32.7 ± 6.72 años (n= 55), de los pacientes infértiles con variables seminales normales fue de 29.83± 7.13 años (n=132), de los pacientes con oligozoospermia 31.2±6.10 años (n= 35) y de los varones con azoospermia 32.5±6.02 años (n=25). Se determinaron diferencias estadísticamente significativas en relación a las variables de normalidad, vitalidad y movilidad del grupo de pacientes con oligozoospermia en relación al grupo de normales y de infértiles, en cuanto a la concentración de hormonas en semen solo la testosterona libre se encontró 7

8 aumentada en los varones infértiles con semen normal p<0.029, en las demás hormonas no se encontraron diferencias estadísticamente significativas. Las determinaciones de las diferentes hormonas LH, FSH, PRL, TT, TL, E, se encuentran en el cuadro 2. CONCLUSIONES: En la mayoría de las hormonas medidas en semen de los 4 grupos no se determinaron diferencias estadísticamente significativas, solamente en el grupo de infértiles con semen normal la concentración de testosterona libre estuvo discretamente aumentada, probablemente debido a un mecanismo compensador para tratar de incrementar la concentración espermática. La cuantificación de hormonas en semen no es útil como índice de predicción de fertilidad en el hombre infértil. DISCUSION: El análisis espermático en cuanto a movilidad, vitalidad, normalidad y concentración de espermatozoides por ml, a pesar de ser ampliamente utilizado en el mundo para determinar el potencial de fertilidad en el varón ha demostrado un escaso valor predictivo de fertilidad, muy limitado, quizás a excepción de los pacientes con azoospermia (ausencia total de espermatozoides) u oligozoospermia severa (menos de 5 millones por ml) en quienes definitivamente el potencial de fertilidad esta disminuido y las posibilidades de ser padres biológicos solamente será posible con técnicas de reproducción asistida como Fertilización in Vitro y transferencia de embriones (FIVTE) y/o inyección intracitoplasmatica (ICSI), sin embargo este tipo de pacientes abarcan el menor porcentaje de varones infértiles, la gran mayoría acuden con exámenes seminales 8

9 poco alterados o aun en límites normales de acuerdo a la OMS, es aquí donde se dificulta el determinar el potencial de fertilidad real de estos pacientes, hay pruebas que disminuyen esta incertidumbre como la prueba de penetración del ovocito denudado de hámster, sin embargo para muchos pacientes y laboratorios este tipo de pruebas están fuera del alcance, es por esto que tratamos de analizar si medir en el semen la concentración de hormonas proteicas o esteroides sexuales por RIA o IRMA, alguna de ellas muestra un patrón especifico que indique que su falta o aumento indique la probabilidad de determinar el grado de fertilidad en el varón en estudio, a pesar de haber cuantificado las hormonas que consideramos las mas determinantes en la espermatogenesis, como las gonadotropinas hipofisiarias y los esteroides sexuales, el trabajo no permitió encontrar estas diferencias, de los resultados mas importantes que analizamos son: la concentración de estradiol fue mas elevado que los varones normales, sin ser estadísticamente significativo, a diferencia de lo reportado por Bujan 6 quien propone que el daño en la espermatogenesis puede ser dado por el exceso de estradiol, en un articulo anterior 17, demostramos que el estradiol en semen puede ser tan alto que probablemente participe en inhibir la movilidad espermática, sin embargo cuando la movilidad no esta francamente alterada la concentración de estradiol no vario significativamente en los grupos, otro de los resultados obtenidos fue que la concentración de FSH en la mayoría de los grupos fue de 0 miu/ml, probablemente por error durante el ensayo, la LH la cual su concentración fue discretamente mayor, la concentración de testosterona total no fue diferente en los distintos grupos. Es interesante el observar que la medición de prolactina en semen ha sido hecha por varios de los autores tomados como 9

10 referencia, a pesar de no encontrar diferencias estadísticamente significativas en el presente trabajo, encontramos que la cantidad de prolactina en semen es similar a la determinada en suero, no encontramos explicación a este hecho, sin embargo en la actualidad a esta hormona se le han determinado mas de 300 funciones y aun están por encontrarse mayor numero de efectos biológicos, esto explicaría en parte porque la cantidad de hormona en semen es muy similar a la serica, otra explicación es que provenga de secreción prostática, ya que en la actualidad se sabe que la próstata es fuente de prolactina extrahipofisiaria 18. Mientras que la inyección intracitoplasmatica del espermatozoide (ICSI) se ha convertido en el tratamiento promedio para ciertas indicaciones (por ejemplo: numero extremadamente bajo de espermatozoides, pobre movilidad, morfología anormal, anticuerpos antiespermatozoides) es oportuno enfatizar que la investigación medica básica en el estudio del varón infértil, debe incluir intentar definir adecuadamente el problema, determinar su causa y restaurar la función por el tratamiento que específicamente corregirá la patología que ha sido identificada. Psicológicamente con frecuencia el hombre infértil desea conocer la causa de su condición, que su infertilidad no es el resultado de sus acciones en algún momento anterior de su vida. Es importante que el hombre sea examinado también por otras razones, incluyendo el hecho que la infertilidad sea el resultado de un defecto genético, porque si se alcanza el embarazo puede involucrar la transmisión del desorden genético a las futuras generaciones, identificar la causa permite un acercamiento científico a la identificación del tratamiento. Esto permite la oportunidad de identificar enfermedades co-existentes que son más prevalentes en hombres infértiles como cáncer testicular. 10

11 Cerca del 50% de los casos la condición que conduce a la producción anormal de espermatozoides continua siendo desconocida, aunque hay evidencia acumulada de que defectos genéticos están presentes en gran proporción 2 En el presente trabajo no determinamos diferencias en la concentración serica de las hormonas LH, FSH, TL, TT, E y PRL en el semen de los cuatro grupos estudiados, sin embargo es necesario el continuar buscando el marcador bioquímico que sea mas útil para predecir el potencial de fertilidad en el varón ya que hasta el momento el análisis espermático promedio (movilidad, normalidad, vitalidad y concentración) es muy limitado. 11

12 Bibliografía: 1.- Thonneau P, Marchand S, Tallec A, Ferial ML, Ducot B et al. Incidence and main causes of infertility in a resident population ( ) of three French regions ( ). Hum Reprod 1991:6: Lunenfeld B, Steirteghem AV et al Infertility in the third millennium: implications for the individual, family and society: Condensed meeting report form the Bertarelli Foundation s Second Global Conference. Hum Reprod upd 2004:10: Vite V JA, Ortiz N DA, Hernández MI, Tovar R JM, Ayala AR. Anàlisis epidemiológico de la infertilidad en una población mexicana. Ginecol Obstet Mex 2005:73: Manual de laboratorio de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para el examen del semen humano y de la interacción entre el semen y el moco cervical. 4ª.Edición. Edit. Medica Panamericana Coetzee K, Kruge TF, Lombard CJ Predictive value of normal sperm morphology: a structured literature review. Hum Reprod 1998:4: Chia SE, Tay SK, Lim ST. What constitutes a normal seminal analysis? Semen parameters of 243 fertile men. Hum Reprod 1998:13: Bujan L, Mieusset R, Audran F, Lumbroso S, Sultan Ch. Increased oestradiol in seminal plasma in infertile men. Hum Reprod 1993:8: Schoenfeld C, Amelar R, Dubin L, Numeroff M. Prolactin, fructose and zinc levels found in human seminal plasma. Fertil Steril 1979:32: Sheth AR, Girish VS, Pallavi P, Mugatwala PP. Levels of luteinizig hormone in semen of fertile and infertile men and possible significance of luteinizing hormone in sperm metabolism. Fertil Steril 1976:27:

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14 AUTOR Bujan 6 Azoospermia n=9 Oligozoospermia N=52 Normoespermia N=22 LH miu/ml 2.52± ±1.6** 3.1± 2.5 * FSH miu/ml 1.32 ±1.9** 0.66 ±0.75** 0.46± 0.52 Testosterona ng/ml 0.48± ± ± 0.91 Prolactina ng/ml 4.9± ± ± 2.4 Estradiol pg/ml ±85.5** ±104** 253.5± 109 Schoenfeld 7 Normoespermia n=30 Oligozoospermia N=30 Azoospermia N=30 -Sheth 8 Azoospermia N=8 Oligozospermia N=11 Normoespermia N= 15 Sheth 9 Normoespermia n=28 Azoospermia n=18. Oligozoospermia. n= 20 Sueldo 10 Oligozoospermia n=8 Normoespermico N=17 Tolis 11 Oligozoospermia N=13 Smith 12 Normoespermia N=50 Infértiles n= 43 Aiman 13 Azoospermia n=4 Oligozoospermia N= Normoespermia n=69 Schoenfeld 14 Azoospermia n=20 Oligozoospermia N=20 Normoespermia N=20 Biswas 15 Normoespermia Oligozoospermia leve Oligospermia severa Azoospermia 372± ± ± 17.9* 28.0± ± ± 3.10* 12.4±4.4 (n=27) 7.6±3.2 *** (n=26) 5.01± 2.73*** (n= 23) 5.1 ± 1.0*** (n=20) 9.5 ± ± ± ±0.68 (n=30) 1.02 ±0.31* (n=27) 1.11 ±0.31 (n= 23) 1.19±0.54 (n=20) 0.50 ± ± ± ± ± ± ±23.6* 120.3± ± ±1.1* 12.7± ± ± ± ± ± ± 13.4 (n=41) 20.4± 7.5*** (n=40) 16.4 ±8.3*** (n=25) 15.8± 5.8*** (n=23) * p<0.05 **p<0.01 ***p< Cuadro1 Revisión de la literatura previa en cuanto a la medición de hormonas en líquido seminal, los resultados estadísticamente significativos están marcados con asterisco. 14

15 Varones fértiles con Semen normal. n= 55 Edad (años) 32.75±6.72 n = 54 Volumen (ml) 2.83±1.54 n= 55 Porcentaje formas 28.37±9.92 Normaless (%) n= 55 Porcentaje de 80.36±9.52 Vitalidad (%) n= 55 Porcentaje de 73.4±12.05 Movilidad (%). Concentración de Espermatozoides por Mililitro (ml). Testosterona total ng/ml. Testosterona libre Pg/mL. Hormona Luteinizante (LH) miu/ml. Prolactina (PRL) ng/ml. Hormona Folículo Estimulante (FSH) miu/ml Estradiol (E 2 ) pg/ml n= ±106 n= ±1.18 n= ±2.65 n= ±2.21 n= ±8.23 n= 17 0 n= ±13.15 n= 12 Varones Infértiles con semen Normal n= ± 7.13 n= ± 1.57 n= ± n= ± 9.67 n= ± n= ± 96.3 n= ±.81 n= ± 5.16** n= ± 2.30 n= ± 4.05 n= 52.96±±.17 n= ± n= 33 Varones con Oligozoospermia n= ±6.10 n= ±1.41 n= ±10.57 n = ± n= ± n= ±4.24 n= ±.47 n= ±4.53 n= ±.93* n= ± 1.91 n= 21 0 n= ± n= 12 Varones con azoospermia n= ± 6.02 n= ± 1.55 n= ±1.18 n= ±2.17 n= ±1.89 n= ±2.61 n= ±0.65 n= ±10.19 n= 11 * p<0.029 Cuadro 2. Resultados de las diferentes hormonas proteicas y esteroides sexuales en semen de pacientes fértiles comparadas contra semen de pacientes infértiles, solo se encontró diferencia significativa en la producción aumentada de testosterona libre en el semen de varones infértiles con variables seminales normales de acuerdo al manual de la OMS; 15