Niepłodność męska
Patofizjologia i mechanizm

Niepłodność męska dotyka około 7% populacji mężczyzn i jest przyczyną w około 50% przypadków niepłodności par. Etiologia jest złożona i obejmuje zaburzenia endokrynologiczne (2-5%), defekty jąder (65-80%), zaburzenia transportu nasienia (5%) oraz przyczyny idiopatyczne (10-20%). Klasyfikacja obejmuje także podział na przyczyny poddające się leczeniu (18%), niepoprawialną niepłodność (70%) oraz nieuleczalną bezpłodność (12%). Patogeneza obejmuje dysfunkcje osi podwzgórze-przysadka-gonady, zaburzenia spermatogenezy, stres oksydacyjny indukowany nadmierną produkcją reaktywnych form tlenu (ROS), dysfunkcję mitochondrialną (szczególnie mitochondrialną fosforylację oksydacyjną – OXPHOS), a także czynniki genetyczne, takie jak mutacje w genie RBM5, delecje chromosomu Y czy zespół Klinefeltera (47, XXY). Żylaki powrózka nasiennego są najczęstszą chirurgicznie korygowalną przyczyną, prowadzącą do hipertermii jąder i stresu oksydacyjnego, co negatywnie wpływa na parametry nasienia. Autoimmunizacja przeciwko antygenom plemników oraz infekcje dróg rozrodczych (w tym wirusy HPV, CMV, EBV, SARS-CoV-2, ZIKV) również odgrywają istotną rolę w patogenezie niepłodności męskiej.

Niepłodność męska – patogeneza i mechanizmy zaburzeń

Niepłodność męska jest złożonym schorzeniem, które dotyka około 7% populacji mężczyzn i stanowi istotny czynnik w około 50% wszystkich przypadków niepłodności par. Podstawowa definicja określa niepłodność jako niezdolność pary do poczęcia pomimo regularnego, niezabezpieczonego współżycia przez okres co najmniej jednego roku. Mężczyzna jest wyłącznie odpowiedzialny za niepłodność w około 20% przypadków, a w kolejnych 30-40% jest jednym z czynników przyczyniających się do problemów z płodnością pary.123

Klasyfikacja niepłodności męskiej

Przyczyny męskiej niepłodności można sklasyfikować w oparciu o ich etiologię na następujące kategorie:45

  • Zaburzenia endokrynologiczne (zazwyczaj z powodu hipogonadyzmu) – około 2-5% przypadków
  • Zaburzenia transportu nasienia (np. po wazektomii) – około 5% przypadków
  • Pierwotne defekty jąder (obejmujące nieprawidłowe parametry nasienia bez identyfikowalnej przyczyny) – około 65-80% przypadków
  • Przyczyny idiopatyczne (gdzie niepłodny mężczyzna ma prawidłowe parametry nasienia) – około 10-20% przypadków

4

Alternatywnie, niepłodność męską można klasyfikować w oparciu o możliwości interwencji medycznej:65

  • Przyczyny poddające się leczeniu (18% przypadków) – azoospermia obstrukcyjna, torbiele przewodu wytryskowego i środkowej części prostaty, niedobór gonadotropin, zaburzenia funkcji seksualnych, autoimmunizacja przeciwko plemnikom, żylaki powrózka nasiennego oraz odwracalne skutki działania toksyn
  • Niepoprawialna niepłodność lub subfertylność (70% przypadków) – oligozoospermia, astenozoospermia, teratozoospermia i normospermia z defektami funkcjonalnymi (zazwyczaj wymaga technik wspomaganego rozrodu)
  • Nieuleczalna bezpłodność męska (12% przypadków) – pierwotna niewydolność kanalików nasiennych, zespół samych komórek Sertoliego oraz obustronna orchidektomia

6

Można również sklasyfikować niepłodność męską biorąc pod uwagę lokalizację zaburzeń:67

  • Przyczyny przedjądrowe – hipogonadyzm hipogonadotropowy, zaburzenia erekcji, zaburzenia ejakulacji (np. wytrysk wsteczny, anejakulacja), czynniki genetyczne i aberracje chromosomowe
  • Zaburzenia jądrowe – guzy jąder, orchidektomia, pierwotna dysfunkcja jąder, wnętrostwo i zanik jąder
  • Żylaki powrózka nasiennego – zaburzające termoregulację jąder poprzez zakłócenie mechanizmu wymiany ciepła w splocie żylnym powrózka nasiennego
  • Dysfunkcja najądrzy – spowodowana ekspozycją na estrogeny w życiu płodowym, toksyny, torbiele najądrzy, zapalenie najądrzy lub przyczyny idiopatyczne
  • Przyczyny pozajądrowe – uszkodzenia dróg nasiennych, choroby zapalne, wrodzony brak nasieniowodów, stan po wazektomii, zaburzenia erekcji, przedwczesny wytrysk oraz stosowanie prezerwatyw lub diafragmy

6

Oś podwzgórze-przysadka-gonady w patogenezie niepłodności męskiej

Funkcje gonadalne i seksualne są regulowane przez oś podwzgórze-przysadka-gonady, będącą systemem zamkniętej pętli z mechanizmem sprzężenia zwrotnego z jąder. Podwzgórze, jako główny ośrodek integracji, reaguje na różne sygnały z ośrodkowego układu nerwowego, przysadki mózgowej i jąder, wydzielając gonadoliberynę (GnRH) w pulsacyjnym wzorcu co około 70-90 minut.8

Uwalnianie GnRH jest stymulowane przez melatoninę z szyszynki i hamowane przez testosteron, inhibinę, kortykoliberynę, opiaty, choroby i stres. GnRH podróżuje przez układ wrotny do przedniego płata przysadki mózgowej, wywołując uwalnianie gonadotropin – hormonu luteinizującego (LH) i hormonu folikulotropowego (FSH). Te hormony są kluczowe dla produkcji plemników i syntezy testosteronu.910

Pulsacyjny charakter wydzielania GnRH jest niezbędny dla prawidłowego uwalniania gonadotropin; ciągła stymulacja hamuje ich wydzielanie. Prolaktyna hamuje produkcję GnRH z podwzgórza oraz LH i FSH z przysadki. Uwalnianie gonadotropin jest modulowane przez różne sygnały, takie jak estradiol (silny inhibitor uwalniania zarówno LH, jak i FSH) oraz inhibina z komórek Sertoliego, która powoduje selektywne zmniejszenie uwalniania FSH.9

Komórki Sertoliego wydzielają również inhibinę, która zapewnia negatywne sprzężenie zwrotne na podwzgórze, oraz białko wiążące androgeny, które pomaga modulować aktywność androgenów w kanalikach nasiennych.11

Wszelkie leki, guzy, choroby lub zaburzenia wpływające na przysadkę mózgową lub podwzgórze mogą potencjalnie powodować niepłodność męską poprzez zmianę wydzielania gonadoliberyny lub powodując niedobór gonadotropin, jak w przypadku idiopatycznego hipogonadyzmu hipogonadotropowego (IHH), zespołu Kallmanna (IHH z anosmią) oraz złożonego niedoboru hormonów przysadki.12

Guzy przysadki, takie jak guzy siodła tureckiego, makrogruczolaki i prolaktynoma, również powodują niepłodność męską z powodu zaburzeń wydzielania gonadotropin, podobnie jak różne przyczyny genetyczne, takie jak zespoły Pradera-Williego, Younga i Laurence’a-Moona-Biedla.1213

Różne nabyte zaburzenia, takie jak pierwotna nadprodukcja androgenów i egzogenna suplementacja testosteronem, bezpośrednio zmniejszają wydzielanie gonadotropiny, powodując zmniejszenie liczby plemników i niepłodność.1214

Spermatogeneza i jej zaburzenia

Spermatogeneza to złożony proces rozwoju plemników. Cały proces rozwoju od spermatogonium do spermatydy trwa 74 dni i jest opisywany w 14 etapach; w miarę dojrzewania rozwijające się spermatydy przemieszczają się bliżej światła kanalika nasiennego. Akrosom, powstający z aparatu Golgiego, otacza jądro od przodu i zawiera enzymy niezbędne do penetracji komórki jajowej.11

Najądrze dodatkowo wydziela substancje do odżywiania i ochrony plemników, takie jak glicerofosforycholina, karnityna i kwas sialowy.11

Zaburzenia spermatogenezy mogą być spowodowane wieloma czynnikami. Najczęstszą przyczyną nabytej niewydolności jąder u dorosłych jest wirusowe zapalenie jąder, np. wywołane przez wirus świnki, echowirus lub arbowirus grupy B.15

Wirus może bezpośrednio uszkodzić kanaliki nasienne lub pośrednio spowodować uszkodzenie niedokrwienne, ponieważ intensywny obrzęk prowadzi do ucisku na twardą osłonkę białawą jądra. Około jednej czwartej dorosłych, którzy chorują na świnkę, rozwinie zapalenie jąder. Z nich jedna trzecia będzie miała chorobę obustronną.1615

Przyczyny niewydolności jąder obejmują również choroby ziarniniakowe, anemię sierpowatokrwinkową i nadmierne spożycie alkoholu, palenie papierosów, kofeiny lub marihuany.15

Infekcje przenoszone drogą płciową, takie jak zakażenia Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, mykoplazmy narządów płciowych, Trichomonas vaginalis i wirusa brodawczaka ludzkiego (HPV), mogą zmniejszać liczbę plemników i ich ruchliwość. Przewlekłe zapalenie prostaty i zapalenie najądrzy spowodowane infekcją bakteryjną lub wirusową mogą również prowadzić do niepłodności męskiej.1517

Mężczyźni z wnętrostwem mają tendencję do niższej płodności niż mężczyźni bez tej historii, nawet jeśli wnętrostwo zostało chirurgicznie skorygowane we wczesnym wieku. Uważa się, że wynika to z wrodzonej wady jądrowej. Mężczyźni z wnętrostwem mają zwykle gorszą jakość nasienia (niższa ruchliwość, wysoka nieprawidłowa morfologia) i niższą liczbę plemników.18

Rola stresu oksydacyjnego w niepłodności męskiej

Reaktywne formy tlenu (ROS) odgrywają kluczową rolę w określaniu kompetencji funkcjonalnej ludzkich plemników. Gdy są wytwarzane w umiarkowanych ilościach, ROS promują kapacytację plemników poprzez ułatwianie wypływu cholesterolu z błony komórkowej, zwiększanie wytwarzania cAMP, indukcję alkalizacji cytoplazmy, zwiększenie wewnątrzkomórkowego poziomu wapnia i stymulację fosforylacji białek. Jednak gdy wytwarzanie ROS jest nadmierne i/lub mechanizmy obrony antyoksydacyjnej układu rozrodczego są zaburzone, może wystąpić stres oksydacyjny, który zakłóca zdolność zapładniającą plemników i integralność strukturalną ich DNA.19

Stres oksydacyjny w męskiej linii zarodkowej stał się szerokim polem badań obejmującym promocję i supresję produkcji i funkcji plemników, a także zmiany genetyczne i epigenetyczne w linii zarodkowej, które wpływają na zdrowie i samopoczucie potomstwa.20

Jednym ze źródeł ROS w ejakulacie są leukocyty. Infiltracja leukocytów do męskiego układu rozrodczego wiąże się ze wzrostem biomarkerów uszkodzenia peroksydacyjnego, takich jak dialdehyd malonowy, zwiększone wytwarzanie ROS w nasieniu oraz wskaźniki stresu oksydacyjnego w plemnikach, w tym fragmentacja DNA, tworzenie 8OHdG w jądrze plemnika i zmniejszona ruchliwość plemników.20

Drugim źródłem ROS w ejakulacie są same plemniki. Wiadomo od 1946 roku, że plemniki są zdolne do generowania ROS, chociaż dokładne mechanizmy jeszcze nie zostały w pełni poznane.20

W ludzkich plemnikach ROS mogą być generowane przez mitochondria, które przy zaburzeniach mogą prowadzić do utraty ruchliwości plemników i indukcji apoptozy plemników. Zdolność 4-HNE (produktu peroksydacji lipidów) do przyłączania się do białek mitochondrialnych i stymulowania wytwarzania ROS przez mitochondria jest dodatkowo wzmocniona przez tendencję tego aldehydu do tworzenia adduktów z dehydrogenazą aldehydową (ALDH), kluczowym enzymem w ochronie plemników przed stresem oksydacyjnym.21

Inną klasą enzymów, które uczestniczą w produkcji ROS przez ludzkie plemniki, są oksydazy NADPH (NOX). Fizjologicznym celem tej oksydazy wydaje się być regulacja redoksowa kapacytacji plemników. Stymulacja aktywności oksydazy L-aminokwasów w ludzkich plemnikach prowadzi do indukcji kilku markerów kapacytacji, w tym fosforylacji tyrozyny w wici plemnika i jednoczesnej aktywacji ekspresji fosfo-SRC.21

Oprócz nadmiernego wytwarzania ROS, stres oksydacyjny może być również spowodowany niedoborem dostępnej ochrony antyoksydacyjnej. Chociaż powszechnie wiadomo, że wadliwa jakość nasienia jest często związana z niskim poziomem ochrony antyoksydacyjnej w nasieniu, trudno jest zawsze rozróżnić przyczynę i skutek w takich okolicznościach.22

Podsumowując, nie ma wątpliwości, że stres oksydacyjny jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do niepłodności męskiej i żeńskiej. Ponadto taki stres może mieć znaczący wpływ na zdrowie i samopoczucie przyszłych pokoleń w wyniku zarówno epigenetycznych, jak i genetycznych uszkodzeń linii zarodkowej indukowanych oksydacyjnie.22

Rola mitochondriów w niepłodności męskiej

Mitochondria są niezbędnymi organellami, które utrzymują homeostazę komórkową i normalne funkcje fizjologiczne na różne sposoby, w tym poprzez mitochondrialną fosforylację oksydacyjną (OXPHOS). Mitochondrialna OXPHOS przekazuje elektrony przez łańcuch oddechowy, syntetyzuje adenozynotrifosforan (ATP) i wytwarza reaktywne formy tlenu (ROS).23

Zakłócenie mitochondrialnej OXPHOS spowodowane czynnikami zewnętrznymi może prowadzić do niewystarczającego dostarczania energii komórkowej, stresu oksydacyjnego, apoptozy lub ferroptosis, które hamują spermatogenezę i uszkadzają męski układ rozrodczy, prowadząc do niepłodności męskiej.23

OXPHOS jest kluczowym procesem dla utrzymania zapotrzebowania energetycznego i dostarczania składników odżywczych do komórek Sertoliego i komórek rozrodczych podczas spermatogenezy. Przerwanie OXPHOS może wywołać zaburzenia metabolizmu energetycznego, zwiększony stres oksydacyjny oraz występowanie apoptozy i ferroptosis w komórkach Sertoliego lub komórkach rozrodczych, zakłócając prawidłowy przebieg spermatogenezy i powodując problemy z płodnością męską, takie jak zmniejszona ruchliwość plemników i astenozoospermia.24

Uszkodzenie mitochondrialnej OXPHOS w komórkach Sertoliego powoduje zaburzenia metabolizmu energetycznego, stres oksydacyjny, apoptozę i ferroptosis, które są kluczowymi czynnikami w zaburzeniach spermatogenezy i niepłodności męskiej.24

Upośledzenie mitochondrialnej OXPHOS w komórkach Sertoliego prowadzi do niewystarczającej produkcji ATP i nadmiernej produkcji ROS, które pochodzą głównie z kompleksów I i III w łańcuchu oddechowym. Nadmierna produkcja ROS prowadzi do depolaryzacji wewnętrznej błony mitochondrialnej, dalej zwiększając produkcję ROS. Wysokie poziomy ROS, które przekraczają zdolność antyoksydacyjną, powodują stres oksydacyjny.24

Apoptoza komórek Sertoliego zakłóca proliferację spermatogoniów i mejozę spermatocytów, powodując zaburzenia spermatogenezy i zmniejszoną płodność męską.2526

Dysfunkcja mitochondrialnej OXPHOS w komórkach Sertoliego prowadzi do niewystarczającej syntezy ATP i zwiększonej produkcji ROS, upośledzając funkcję komórkową i uniemożliwiając komórkom dostarczanie wystarczającej energii i składników odżywczych do komórek rozrodczych.2527

Apoptoza jest ważną przyczyną niepłodności męskiej. Sygnalizacja mitochondrialna zapośredniczająca wewnętrzną apoptozę odgrywa kluczową rolę w regulacji apoptozy pierwotnych komórek rozrodczych. Wysoki poziom ROS prowadzi do apoptozy komórek rozrodczych.28

Nieprawidłowa mitochondrialna OXPHOS jest ściśle związana z ferroptosis. Ferroptosis to nowy rodzaj śmierci komórki, różniący się od apoptozy. Jego przejawy morfologiczne to głównie zmiany mitochondrialne, w tym kurczenie się mitochondriów, zmniejszenie grzebieni mitochondrialnych i pęknięcie zewnętrznej błony mitochondrialnej.2526

Mitochondrialna syntaza ATP katalizuje syntezę ATP do magazynowania energii i jest niezbędna do przeżycia i dojrzewania komórek rozrodczych podczas spermatogenezy.28

Wysokie temperatury powodują zaburzenia OXPHOS w tkance jądrowej, co może prowadzić do niepłodności, szczególnie w przypadkach wnętrostwa.29

Genetyczne czynniki niepłodności męskiej

Genetyczne czynniki odgrywają istotną rolę w patogenezie niepłodności męskiej. W około 15% przypadków niepłodność męska wiąże się ze znanymi zaburzeniami genetycznymi, obejmującymi zarówno aberracje chromosomowe, jak i mutacje pojedynczych genów.30

Wśród przyczyn genetycznych można wymienić:4

  • Mutacje genu regulatora przewodnictwa przezbłonowego mukowiscydozy (CFTR)
  • Pierwotna dyskineza rzęsek
  • Zespół Kallmanna
  • Zespół Klinefeltera
  • Zespół Younga
  • Zespół samych komórek Sertoliego
  • Niedobory genów Kal-1, Kal-2, FSH, LH, FGFS, GnRH1/GNRHR PROK2/PROK2R
  • Anomalie chromosomowe
  • Mikrodelecje chromosomu Y
  • Mutacje receptora androgenowego (AR)
  • Delecje gr/gr

4

W około 40% przypadków pierwotnej niewydolności jąder etiologia pozostaje nieznana, a część z nich prawdopodobnie jest spowodowana przez jeszcze niezidentyfikowane anomalie genetyczne.30

Zespół Klinefeltera to genetyczna mutacja, w której mężczyzna ma XXY zamiast zwykłych chromosomów XY. Pacjenci są zwykle niepłodni z hipogonadyzmem. Istnieje spektrum objawów, ale najbardziej typowymi są obustronne zanikowe lub przerosłe jądra, zmniejszona masa mięśniowa, skąpe owłosienie ciała i twarzy oraz ginekomastia. Często diagnoza nie jest stawiana aż do dorosłości, a niepłodność z azoospermią lub ciężką oligozoospermią jest częstym objawem prezentującym.1831

Destrukcja i hialinizacja kanalików nasiennych powoduje zmniejszenie funkcji komórek Sertoliego i komórek Leydiga, prowadząc do zmniejszonej produkcji FSH i testosteronu. Skutkuje to upośledzeniem spermatogenezy i dalszą dysfunkcją endokrynologiczną.31

Mężczyźni z zespołem Klinefeltera mają dodatkowy chromosom X, co oznacza, że ich genetyczny skład to 47, XXY zamiast zwykłego 46, XY. Zazwyczaj tracą duże ilości kluczowych komórek rozrodczych przed okresem dojrzewania. Oznacza to, że produkują bardzo mało lub wcale plemników.323334

Naukowcy odkryli, że obecność dodatkowego chromosomu X powoduje, że oba chromosomy X pozostają aktywne w płodowych komórkach rozrodczych, powodując przeciążenie niektórych genów. Ten wzrost genów zakłóca ważne szlaki biologiczne i uniemożliwia prawidłowe dojrzewanie komórek.3234

Dodatkowo komórki te nie mogą przemieszczać się do odpowiedniej lokalizacji w jądrach, co jest konieczne, aby mogły rozwinąć się w dojrzałe komórki produkujące plemniki. Z nieprawidłową aktywnością genów i zakłóconym ruchem komórki te są tracone wcześnie, na długo przed rozwinięciem się w funkcjonalne plemniki.3235

Naukowcy zaobserwowali, że stosowanie inhibitorów TGF-β może pomóc tym płodowym komórkom rozrodczym normalnie dojrzewać, wskazując na możliwe metody leczenia niepłodności u mężczyzn z zespołem Klinefeltera.363335

Badacze z Newcastle University zidentyfikowali nowy mechanizm genetyczny, który może powodować ciężkie formy niepłodności męskiej. Badanie opublikowane w Nature Communications wykazało, że nowe mutacje, nieprzekazywane przez ojca ani matkę, odgrywają główną rolę w tym schorzeniu. Eksperci odkryli, że mutacje występujące podczas procesu reprodukcji, gdy DNA obu rodziców jest replikowane, mogą powodować niepłodność u mężczyzn w późniejszym życiu.373839

Naukowcy zebrali i przeanalizowali DNA od globalnej kohorty 185 niepłodnych mężczyzn i ich rodziców. Zidentyfikowali 145 rzadkich mutacji zmieniających białka, które prawdopodobnie negatywnie wpływają na płodność męską. Aż 29 z tych mutacji wpływa na geny bezpośrednio zaangażowane w procesy związane ze spermatogenezą – procesem rozwoju komórek plemnikowych – lub inne procesy komórkowe związane z reprodukcją.3840

Eksperci zidentyfikowali mutacje w genie RBM5 u wielu niepłodnych mężczyzn. Wcześniejsze badania przeprowadzone na myszach wykazały, że gen ten odgrywa rolę w niepłodności męskiej. Co ważne, mutacje te w większości powodują dominującą formę niepłodności, gdzie wymagany jest tylko jeden zmutowany gen. Badania te wskazują, że znaczna część tych dzieci może odziedziczyć niepłodność po ojcu.4140

Mutacje i polimorfizmy związane z niepłodnością męską

W ostatnich latach rozwijane są nowe techniki badawcze, takie jak sekwencjonowanie nowej generacji (NGS), które powinny rozszerzyć możliwości diagnostyczne w zakresie niepłodności męskiej. Mutacje w kilkuset genach mogą potencjalnie prowadzić do niepłodności, a każda z nich prawdopodobnie odpowiada tylko za niewielki odsetek przypadków.42

Chociaż te nowe podejścia z pewnością pomogą w odkrywaniu ukrytych czynników genetycznych, pełniejszy obraz etiopatogenezy idiopatycznej niepłodności męskiej zostanie osiągnięty tylko dzięki równoległym badaniom złożonego świata interakcji genów ze środowiskiem i epigenetyką.42

Poszukiwanie ukrytych czynników genetycznych, szczególnie polimorfizmów, u pacjentów z idiopatyczną niepłodnością zostało zintensyfikowane w późnych latach 90., ponieważ to podejście okazało się skuteczne w niektórych innych złożonych wieloczynnikowych chorobach.42

Od 2009 roku nowe podejścia, takie jak macierze polimorfizmu pojedynczego nukleotydu (SNP), porównawcza hybrydyzacja genomowa-macierz (array-CGH) i sekwencjonowanie nowej generacji (NGS), dostarczyły ważnych danych również o rzadkich wariantach genetycznych.42

Wyniki uzyskane do 2007 roku zostały podsumowane w metaanalizie, która wykazała istotny związek z upośledzeniem spermatogenezy tylko dla dwóch czynników genetycznych: częściowej delecji AZFc (delecja gr/gr) oraz wariantu rs1801133 (c.677C→T) w genie MTHFR.43

Chociaż wiarygodność obecnie dostępnych metaanaliz jest w dużej mierze ograniczona przez niejednorodne kryteria włączenia stosowane do selekcji pacjentów i kontroli, metaanalizy wskazują na pewne SNP, które wykazują istotny związek z niewydolnością spermatogenezy.43

Ostatnia metaanaliza, która obejmowała 26 opublikowanych badań (5575 przypadków i 5447 kontroli z populacji azjatyckich, afrykańskich i kaukaskich), wskazała, że wariant MTFHR jest związany z azoospermią (AZ) i oligoastenoteratozoospermią (OAT), ale nie z oligozoospermią.43

Ogólnie rzecz biorąc, dla obu SNP predyspozycja do AZ i OAT jest umiarkowana, co sugeruje marginalną rolę biologiczną tego SNP w niepłodności. Kontrowersje mogą zależeć od różnego pochodzenia etnicznego (częstość wariantu różni się między różnymi populacjami), a penetracja tej mutacji prawdopodobnie zależy od diety, np. osoby noszące wariant mogą mieć większe ryzyko niepłodności męskiej w przypadkach niskiego spożycia folianów.44

Najlepszymi genami kandydatami są te o specyficznej ekspresji w komórkach rozrodczych lub te, które mają specyficzną funkcję spermatogenną lub odgrywają ważne role w mejozie lub endokrynnej regulacji jądra.44

Poszukiwanie ukrytych czynników genetycznych było w dużej mierze nieskuteczne w identyfikacji powtarzających się czynników genetycznych z potencjalnym zastosowaniem klinicznym. W tym względzie biologia systemowa, która pozwala ujawnić możliwe interakcje genów i wspólne szlaki biologiczne, dostarczy narzędzie informacyjne do interpretacji danych NGS.44

Żylaki powrózka nasiennego w patogenezie niepłodności męskiej

Żylaki powrózka nasiennego to najczęściej identyfikowana, chirurgicznie korygowalna zmiana związana z niepłodnością męską. Chirurgiczna korekcja żylaków powrózka nasiennego, czy to jednostronnych, czy obustronnych, skutkuje poprawą nie tylko parametrów nasienia, ale także wskaźników ciąż spontanicznych i wspomaganych.45

Żylaki powrózka nasiennego mogą prowadzić do niepłodności z powodu uszkodzenia niedokrwiennego jąder, zastoju żylnego, miejscowej hipertermii i hipoandrogenenizmu. Charakteryzują się powiększeniem splotu żylnego powrózka nasiennego, co może być spowodowane obecnością nieprawidłowo funkcjonujących zastawek. U tych pacjentów funkcja jąder jest zaburzona z powodu wstecznego przepływu krwi.4647

Żylaki powrózka nasiennego powodują więc szkodliwy wpływ na spermatogenezę, wywołując stan hipertermii jąder, hipoksji i stresu oksydacyjnego. Drastycznie zmieniają parametry nasienia, a pacjenci ci wykazują upośledzoną płodność.46

Mechanizmy związane z patofizjologią żylaków powrózka nasiennego są złożone i wieloczynnikowe. Pomimo znacznej liczby badań na zwierzętach i ludziach, dokładny mechanizm, przez który żylaki powrózka nasiennego powodują upośledzoną funkcję jąder, pozostaje niepewny. Teorie obejmują nieprawidłowo wysoką temperaturę moszny, hipoksję z powodu zastoju żylnego, rozcieńczenie substratów wewnątrzjądrowych (np. testosteronu), zaburzenia równowagi osi podwzgórze-przysadka-gonady oraz refluks metabolitów nerkowych i nadnerczowych w dół żyły nasiennej.48

Ponadto tlenek azotu, reaktywne formy tlenu i regulatory apoptozy zostały niedawno wskazane w patofizjologii żylaków powrózka nasiennego.48

Najbardziej intensywnie badaną teorią patofizjologiczną jest teoria podwyższonej temperatury jąder. Od dawna obserwowano, że nawet niewielka fluktuacja temperatury może wpływać na spermatogenezę i funkcję plemników. Sugerowano, że żylaki powrózka nasiennego upośledzają termoregulację jąder poprzez zakłócenie mechanizmu wymiany ciepła w przeciwprądzie w splocie żylnym powrózka nasiennego.48

Niedawno Wright i współpracownicy wykazali u ludzi, że temperatura powierzchni skóry moszny była podwyższona u mężczyzn z żylakami powrózka nasiennego w porównaniu do pacjentów kontrolnych. Po podwiązaniu żylaków temperatura moszny wróciła do poziomu prawie identycznego z kontrolą. Wcześniejsze badania wykazały, że temperatura powierzchni skóry moszny wiarygodnie odzwierciedla temperaturę wewnątrzjądrową.49

Żylaki powrózka nasiennego prowadzą do zwiększonej częstości niedojrzałości plemników, apoptozy i martwicy z poważnymi zaburzeniami segregacji mejotycznej w porównaniu z płodnymi mężczyznami bez żylaków powrózka nasiennego. Parametry te generalnie poprawiają się po naprawie.15

Żylaki powrózka nasiennego są związane z męską niepłodnością, najprawdopodobniej poprzez upośledzenie termoregulacji jąder z powodu zakłócenia mechanizmu regulacji ciepła w splocie żylnym powrózka nasiennego.67

Niepłodność męska związana z żylakami powrózka nasiennego objawia się w konsekwencji wysokiego poziomu stresu oksydacyjnego i dysfunkcji mitochondrialnej. Profil proteomiczny plemników pacjentów z żylakami powrózka nasiennego wykazał, że 87% białek różnicowo wyrażanych (DEP) zaangażowanych w funkcję plemników i metabolizm energetyczny było obniżonych zarówno u pacjentów z jednostronnymi, jak i obustronnymi żylakami powrózka nasiennego.50

Inne białka łańcucha transportu elektronów i specyficzne dla jąder białko PDH zostały zasugerowane jako potencjalne nieinwazyjne biomarkery dysfunkcji mitochondrialnej u pacjentów z żylakami powrózka nasiennego.50

Większość tych DEP była zaangażowana w ważne komórkowe funkcje molekularne, w tym wiązanie jonów i aktywność oksydoreduktazy, a także procesy biologiczne, takie jak proces metaboliczny małych cząsteczek, odpowiedź na stres, transdukcja sygnału i proces modyfikacji białek komórkowych.51

Dysregulacja funkcji plemników (kapacytacja, hiperaktywacja i reakcja akrosomalna) oraz funkcji reprodukcyjnych (wiązanie z osłonką przejrzystą i zapłodnienie) u pacjentów z obustronnymi żylakami powrózka nasiennego była bardziej wyraźna z powodu różnicowej ekspresji białek.51

Żylaki powrózka nasiennego są związane z podwyższoną produkcją reaktywnych form tlenu przez plemniki i zmniejszoną zdolnością antyoksydacyjną osocza nasienia. Korekcja żylaków powrózka nasiennego poprawia poziomy ROS i TAC. Warikocelektomia przynosi korzyści nawet mężczyznom z ciężką oligospermią i azoospermią.45

Ogólnie rzecz biorąc, warikocelektomia ma poprawić parametry nasienia u co najmniej 60-70% pacjentów z klinicznie istotnymi żylakami powrózka nasiennego.52

Autoimmunizacja i zapalenie w patogenezie niepłodności męskiej

Patogeneza niepłodności męskiej jest często związana z autoimmunizacją w kierunku antygenów plemników niezbędnych do zapłodnienia. Przeciwciała przeciwplemnikowe (ASA) mają właściwości unieruchamiające i cytotoksyczne, upośledzające spermatogenezę, powodujące aglutynację plemników, zmieniające ruchliwość plemników i reakcję akrosomalną, a tym samym uniemożliwiające zapłodnienie komórki jajowej.5354

Czynniki immunopatologiczne są wiodące w patogenezie niepłodności męskiej, istotne dla jej przypadków niezależnie od różnej etiologii. Obecność ASA we krwi i nasieniu niepłodnych mężczyzn została po raz pierwszy zgłoszona przez Philipa R’mke w Holandii i Leo Wilsona w USA w 1954 roku, a od tego czasu badacze koncentrują się na nich. Obecnie produkcja ASA jest uważana za jeden z głównych mechanizmów niepłodności męskiej.47

Obecność ASA w przypadku żylaków powrózka nasiennego wiąże się z pogorszeniem parametrów nasienia. Żylaki powrózka nasiennego powodują przekrwienie lokalnego krążenia krwi. Uszkodzenie niedokrwienne miąższu jądra, względna hipertermia moszny, nadciśnienie żylne i bierna przekrwienie refluksu metabolitów i bioregulatorów (katecholaminy) z nerek i nadnerczy, a także hipoandrogenenizm są uważane za główne mechanizmy prowadzące do uszkodzenia bariery krew-jądro.47

Łączne działanie różnych ASA na różne składniki plemników może również prowadzić do niepłodności immunologicznej. Wpływ ASA na funkcję rozrodczą może być realizowany na różne sposoby: upośledzona spermatogeneza, aglutynacja plemników, zmniejszona ruchliwość, upośledzona penetracja plemników do śluzu szyjkowego, upośledzona reakcja akrosomalna, utrudnienie zapłodnienia komórki jajowej, upośledzona implantacja zarodka i zaburzony wczesny rozwój zygoty.55

Niepłodność wywołana przez ASA powinna być podejrzewana, jeśli aglutynacja plemników i upośledzenie ruchliwości są diagnozowane przez analizę nasienia przy braku leukocytospermii i infekcji.55

Szwedzcy naukowcy odkryli przyczynę zmniejszonej płodności u osób z autoimmunologicznym zespołem poliendokrynologicznym typu 1 (APS1), który zwiększa ryzyko rozwoju choroby autoimmunologicznej i jest często używany jako model ogólnej choroby autoimmunologicznej. Podczas gdy niepłodność u kobiet z APS1 jest spowodowana autoimmunologicznym działaniem przeciwko jajnikom, to co powoduje odpowiednią niepłodność u mężczyzn, nigdy nie zostało ustalone.5657

Badacze odkryli, że układ odpornościowy u dużej grupy pacjentów reagował na białko wytwarzane tylko w gruczole krokowym, a mianowicie enzym transglutaminazę 4. Co ciekawe, wcześniejsze badania na myszach wykazały, że transglutaminaza 4 odgrywa ważną rolę w płodności męskiej.5859

Badacze zaobserwowali, że tylko mężczyźni reagowali na transglutaminazę 4 i że reakcja immunologiczna pojawiała się po raz pierwszy na początku dojrzewania, gdy gruczoł krokowy dojrzał. Odkrycia są ważne, ponieważ wskazują na nowy mechanizm chorobowy niepłodności męskiej, ale konieczne są dalsze prace, aby zrozumieć znaczenie autoimmunologicznego zapalenia prostaty dla niepłodności w ogólnej populacji męskiej.5859

W innym badaniu naukowcy odkryli, że brak autoimmunologicznego regulatora (Aire) u myszy powoduje problemy z płodnością podobne do tych, które dotykają mężczyzn z autoimmunologicznym zespołem poliendokrynologicznym typu I (APS-1).60

Samce pozbawione Aire wykazywały drastycznie zredukowaną częstotliwość krycia i płodność; te, którym udało się kopulować, potrzebowały do dwóch tygodni, aby to zrobić, a jakość ich nasienia była słaba. Plemniki od samców bez Aire rzadko były w stanie produkować mioty, a nawet gdy były używane do zapłodnienia in vitro, nie mogły produkować żywotnych zarodków.60

Stwierdzono, że samce bez Aire produkowały niskie poziomy testosteronu i rozwijały chorobę autoimmunologiczną przeciwko wielu składnikom męskiego układu rozrodczego, szczególnie w najądrzu.61

Korelacja między upośledzoną centralną tolerancją immunologiczną a płodnością ma potencjalne implikacje nie tylko dla pacjentów płci męskiej z APS-1, ale może również dostarczyć ważnych informacji zarówno w przypadku męskiej choroby autoimmunologicznej, jak i niewyjaśnionych przypadków niepłodności.61

Infekcje wirusowe i bakteryjne w patogenezie niepłodności męskiej

Infekcje dróg rozrodczych mężczyzn (MRTIs) są znaczącym, a jednak często pomijanym czynnikiem przyczyniającym się do niepłodności męskiej. Złożona interakcja między infekcjami a zdolnością rozrodczą mężczyzn wynika zarówno z bezpośrednich, jak i pośrednich efektów, jakie te infekcje wywierają na funkcjonalność plemników, jakość i środowisko nasienia.62

Infekcje bakteryjne w męskim układzie rozrodczym, takie jak zapalenie prostaty, zapalenie najądrzy, zapalenie jąder, zapalenie cewki moczowej i zapalenie żołędzi, stanowią krytyczne problemy zdrowotne przyczyniające się do niepłodności męskiej.63

Interakcja między infekcjami wirusowymi a męskim zdrowiem rozrodczym ma znaczące implikacje dla płodności. Wpływ infekcji grzybiczych lub mykotycznych na męskie zdrowie rozrodcze, chociaż znaczący, pozostaje w dużej mierze niedostatecznie zbadany w porównaniu z innymi rodzajami infekcji w męskim układzie rozrodczym.63

Przyczyny męskiej niepłodności obejmują między innymi infekcje, takie jak zapalenie najądrzy, zapalenie jąder i infekcje przenoszone drogą płciową (STIs), w tym rzeżączka lub HIV.3

Momps i kilka podobnych wirusów stanowią najczęstszą przyczynę nabytej niewydolności jąder, a ich częstość występowania rośnie. Jest to prawdopodobnie spowodowane zmniejszeniem stosowania szczepionki MMR u dzieci we wczesnych latach 90. Około jednej czwartej dorosłych, którzy chorują na świnkę, rozwinie zapalenie jąder. Z nich jedna trzecia będzie miała chorobę obustronną.16

W nasieniu zidentyfikowano dotychczas 40 różnych typów wirusów, z których wiele wykazuje silne powinowactwo do męskich narządów rozrodczych, szczególnie jąder.17

W nasieniu wirusy mogą infekować plemniki lub komórki prekursorowe, przyłączać się do cząsteczek na powierzchni plemnika jako wolne cząstki wirusowe lub przebywać w komórkach odpornościowych, prowadząc do patologii w układzie rozrodczym, nieprawidłowości w parametrach nasienia i obniżonej jakości plemników.64

Mechanizmy, przez które funkcja plemników może być upośledzona po infekcji HPV, są nadal słabo rozumiane. Badania wskazują, że obecność glikozaminoglikanów lub innych rozpuszczalnych substancji na powierzchni plemników ułatwia przyłączanie się HPV do równikowego regionu główki plemnika.64

Niektóre genotypy HPV są związane z fragmentacją DNA plemników, zmniejszoną ruchliwością i potencjałem zapładniającym, nieprawidłową jakością plemników i tworzeniem przeciwciał przeciwplemnikowych. Geny wirusowe mogą być przekazywane do oocytów i komórek zarodkowych, powodując fragmentację DNA i apoptozę, ostatecznie prowadząc do utraty ciąży.65

Wytyczne wydane przez Europejskie Towarzystwo Reprodukcji Człowieka i Embriologii (ESHRE) stwierdzają, że HPV w nasieniu jest czynnikiem wirusowym silnie związanym z wynikami wspomaganego rozrodu. Dla par z problemami z płodnością, jeśli mają niewyjaśnioną niepłodność, historię infekcji HPV, wykazują związane objawy kliniczne lub jeśli występują ASA i astenozoospermia, zaleca się testowanie DNA HPV i genotypowanie u partnera płci męskiej.65

Obecność CMV w nasieniu waha się mniej więcej między 6% a 56,9% i wiąże się ze zmniejszoną liczbą plemników i ruchliwością, a także ze zwiększonym wskaźnikiem niepowodzeń w technikach wspomaganego rozrodu.65

Częstość występowania EBV w nasieniu waha się od 0,4% do 45% i może być związana z leukocytospermią.66

Badania potwierdziły poważne uszkodzenia jąder po infekcji SARS-CoV-2, w tym zanik jąder, naciek komórek zapalnych, apoptozę komórek rozrodczych i mikrozakrzepicę w naczyniach krwionośnych jąder.6667

Infekcja ZIKV może również powodować miejscowy stan zapalny i uszkodzenie tkanki narządów rozrodczych, powodując objawy takie jak hematospermia, ból podczas wytrysku, zmniejszona liczba plemników i nieprawidłowe wydzielanie hormonów rozrodczych. ZIKV wykazuje tropizm do różnych typów komórek w układzie rozrodczym, a badania eksperymentalne potwierdziły, że ZIKV wykazuje preferencję do infekcji komórek w jądrach, powodując śmierć komórek i zakłócenie kanalików nasiennych, ostatecznie prowadząc do poważnego uszkodzenia jąder i niepłodności.66

Mechanizmy te zbiorowo wyjaśniają wieloaspektowy wpływ infekcji wirusowych na płodność męską, pokazując, jak lokalne i systemowe efekty prowadzą do znaczących zmian w parametrach plemników i nasienia.66

Gonokokowe zapalenie najądrzy jako przyczyna niepłodności męskiej

Rzeżączka może powodować stan zapalny w najądrzach, zwiniętej rurce nad i za jądrami, która przechowuje i transportuje plemniki. Ten stan zapalny jest znany jako zapalenie najądrzy i bez leczenia może prowadzić do niepłodności.68

Leki i niepłodność męska

Sulfasalazyna i niepłodność męska

Wcześniejsze obserwacje dotyczące niepłodności związanej z leczeniem sulfasalazyną zostały rozszerzone i uzyskano próbki nasienia od 28 pacjentów z zapalną chorobą jelit leczonych sulfasalazyną w dawce 2-4 g na dobę. Poważne nieprawidłowości w nasieniu zaobserwowano u 18 pacjentów przyjmujących ten lek przez ponad dwa miesiące.69

Przebieg czasowy wpływu leku na jakość nasienia jest zgodny z hipotezą, że sulfasalazyna lub metabolit, prawdopodobnie sulfapirydyna, jest bezpośrednio toksyczny dla rozwijających się plemników. Badania te potwierdziły wstępny raport i sugerują, że długotrwałe leczenie sulfasalazyną może powszechnie obniżać jakość nasienia i powodować odwracalną niepłodność.69

Steroidy anaboliczne i testosteron a niepłodność męska

Nadużywanie sterydów anabolicznych i terapia suplementacją testosteronem stają się coraz powszechniejsze na całym świecie. Co najmniej 25% lub więcej lekarzy, którzy przepisują testosteron swoim pacjentom, nie jest świadomych, że spowoduje to znaczące, prawdopodobnie długotrwałe problemy z płodnością i bezpłodnością u swoich pacjentów.16

Steroidy anaboliczne przyjmowane w celu stymulowania siły i wzrostu mięśni mogą powodować kurczenie się jąder i zmniejszenie produkcji plemników. Stosowanie kokainy lub marihuany może tymczasowo zmniejszyć liczbę i jakość plemników.70

Suplementacja testosteronem nie ma żadnej roli u pacjentów z niepłodnością męską, którzy próbują począć. Pacjenci, którzy potrzebują suplementacji testosteronem, mogą zachować swoją płodność, przyjmując klomifen, który pomaga utrzymać poziomy FSH i LH. Większość pacjentów, którzy stają się niepłodni z powodu terapii testosteronem, ostatecznie odzyska liczbę plemników i płodność, ale zajmie to czas i nie ma gwarancji. Najlepsze dostępne dane wskazują, że dwie trzecie mężczyzn leczonych testosteronem może oczekiwać powrotu produkcji plemników w ciągu 6 miesięcy, 90% po 1 roku i prawie 100% po 2 latach.14

Klomifen w poprawie płodności męskiej

Mechanizm działania klomifenu polega na blokowaniu receptorów estrogenowych w podwzgórzu. Ta dezaktywacja prowadzi do zwiększenia uwalniania gonadoliberyny (GnRH). W konsekwencji przysadka mózgowa zwiększa produkcję hormonu luteinizującego (LH) i hormonu folikulotropowego (FSH). Te hormony są niezbędne do produkcji plemników i syntezy testosteronu u mężczyzn. Zwiększając poziom tych hormonów, klomifen pomaga poprawić zarówno liczbę, jak i jakość plemników. Może to znacząco przyczynić się do rozwiązania problemów z płodnością. Utrzymanie idealnej równowagi hormonalnej jest kluczowe dla optymalnego zdrowia reprodukcyjnego u mężczyzn przyjmujących klomifen.10

Cytrynian klomifenu może skutecznie zwiększać poziom testosteronu u mężczyzn z hipogonadyzmem. Stymuluje przysadkę mózgową do produkcji większej ilości hormonu luteinizującego (LH) i hormonu folikulotropowego (FSH), które z kolei zwiększają produkcję testosteronu.71

Badania wykazały, że cytrynian klomifenu jest korzystny dla poprawy płodności u mężczyzn. Zwiększa produkcję testosteronu, który jest kluczowy dla spermatogenezy. Badanie sugeruje, że dzienna dawka 25 mg jest skuteczna w stymulowaniu endogennej produkcji testosteronu. Wzmacnia to szlak niezbędny do produkcji plemników, czyniąc klomifen obiecującą opcją dla mężczyzn doświadczających problemów z płodnością.71

Czynniki środowiskowe w patogenezie niepłodności męskiej

Nadmierna ekspozycja na pewne czynniki środowiskowe, takie jak ciepło, toksyny i chemikalia, może zmniejszać produkcję plemników lub funkcję plemników.70

Światowy rosnący trend niepłodności obserwowany w ostatnich latach, z niepłodnością męską jako głównym problemem, jest częściowo związany z czynnikami środowiskowymi. Jednym z głównych powodów wzrostu przypadków niepłodności męskiej jest pogarszająca się jakość nasienia.72

Niekorzystne czynniki środowiskowe mają znaczący wpływ na jakość nasienia, prowadząc do zmniejszenia koncentracji plemników, całkowitej liczby plemników, ruchliwości, żywotności oraz zwiększenia nieprawidłowej morfologii plemników, fragmentacji DNA plemników, ostatecznie powodując niepłodność męską.72

Jakość nasienia jest głównym predyktorem wyniku płodności męskiej. Zaobserwowano, że zanieczyszczenie środowiska niekorzystnie wpływa na jakość nasienia poprzez upośledzenie procesu spermatogenezy, steroidogenezy, funkcji komórek Sertoliego i plemników, prowadząc w ten sposób do zmniejszonej płodności męskiej.72

Dokładny mechanizm, przez który zanieczyszczenia powietrza prowadzą do niepłodności męskiej, nie jest jasny, ale można to częściowo wyjaśnić faktami, że zanieczyszczenie powietrza prowadzi do:73

  • Zakłóceń hormonalnych: Metale ciężkie, takie jak ołów, cynk, miedź i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAH) obecne w spalinach samochodowych, mają działanie estrogenne, antyestrogenne i antyandrogenne, które z kolei mogą prowadzić do nieprawidłowej steroidogenezy gonad i gametogenezy, prowadząc tym samym do niepłodności.
  • Metale ciężkie wpływają na płodność męską poprzez indukowanie wytwarzania reaktywnych form tlenu, które z kolei powodują peroksydację lipidów, uszkodzenie DNA plemników, prowadząc do niepłodności.

73

Innym głównym czynnikiem, który może przyczyniać się do niepłodności męskiej, jest ekspozycja na nadmierne ciepło w miejscu pracy lub z powodu zmian klimatycznych. Temperatura odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu normalnej spermatogenezy w jądrach. Ekspozycja na wysokie temperatury zarówno z powodu zawodu, jak i czynników środowiskowych ma szkodliwy wpływ na ogólną jakość nasienia i może powodować niepłodność męską.73

Ekspozycja na wysokie poziomy PFOS i PFOA i PFOS łącznie jest związana ze zmniejszeniem koncentracji morfologicznie normalnych plemników u dorosłych mężczyzn. Toksyczność jądrowa PFOS została wykazana u szczurów. U ludzi ekspozycja in utero na PFOA była związana w późniejszym życiu dorosłym z niższą koncentracją plemników i całkowitą liczbą plemników oraz z wyższymi poziomami hormonu luteinizującego i hormonu folikulotropowego. U niepłodnych pacjentów płci męskiej poziomy PFOS były wyższe niż u płodnych osób. Te dane wyraźnie sugerują potencjał antyandrogeniczny PFAS.74

Otyłość a niepłodność męska

Równoległy wzrost otyłości i niepłodności męskiej we współczesnych społeczeństwach wymaga identyfikacji genów podatności leżących u podstaw tych powiązanych problemów zdrowotnych.75

Otyłość nasila niepłodność poprzez różne mechanizmy. Zaburzenia metaboliczne spowodowane zwiększoną tkanką tłuszczową wpływają na poziomy wydzielania testosteronu niezbędne do spermatogenezy.75

Dysfunkcja mitochondrialna i stres oksydacyjny w plemnikach prowadzą do uszkodzenia DNA i apoptozy, co jest związane ze zmniejszonymi wskaźnikami ciąż.75

Zrozumienie złożonej interakcji między otyłością a niepłodnością męską jest kluczowe dla skutecznego zarządzania i leczenia.75

Badanie wykazało znaczący związek między genotypem AA (wartość P=0,001) i allelem A (wartość P=0,003) wariantu APOB rs13306194 a niepłodnością u otyłych mężczyzn.75

Ponadto genotyp AA rs13306194 APOB był związany ze znaczącym spadkiem ekspresji genu APOB u otyłych niepłodnych mężczyzn (p=0,05). Wyniki ujawniają nowy związek między różnicową ekspresją APOB a niepłodnością męską.76

Zaobserwowany związek między ekspresją APOB a genotypem AA rs13306194 sugeruje, że ta zmiana genetyczna może wpływać na ekspresję i funkcję genu APOB. Wyniki te podkreślają kluczową rolę metabolizmu lipidów w płodności męskiej, ponieważ lipidy są niezbędnymi składnikami błony komórkowej plemników i zawartości płynnej.76

Analiza algorytmu STRING zidentyfikowała kilka genów ściśle związanych z APOB, które mogą aktywnie przyczyniać się do niepłodności męskiej. Badanie zidentyfikowało potencjalny związek między wariantem APOB rs13306194 a niepłodnością męską u otyłych pacjentów.76

Zaproponowano kilka mechanizmów w celu wyjaśnienia uszkodzenia plemników wywołanego otyłością. Kluczową rolę odgrywa uszkodzenie indukowane ciepłem. Ponadto opisano kilka zaburzeń hormonalnych, które przyczyniają się do upośledzenia spermatogenezy u otyłych pacjentów.77

Inne mechanizmy niepłodności męskiej

Mikrodeletany białek tubuliny wpływające na ruchliwość plemników

Jednym z istotnych składników każdej komórki eukariotycznej jest cytoszkielet. Wici plemnika muszą poruszać się w bardzo precyzyjny i skoordynowany sposób, aby umożliwić postępujące pływanie plemnika. Niepowodzenie w tym zakresie może prowadzić do niepłodności męskiej.7879

Wici plemników są niezbędne dla płodności męskiej, a tym samym dla reprodukcji seksualnej. Aby utrzymać plemniki płynące po prostej linii, modyfikacja białka tubuliny przez enzymy jest niezbędna. W przypadku braku glikozylacji ruchy stawały się nieskoordynowane, i w rezultacie nagle obserwowano plemniki pływające w kółko.7879

Ponieważ myszy jako system modelowy są znane z solidnej płodności, podobny defekt u ludzi mógłby prowadzić do męskiej bezpłodności. Te odkrycia sugerują, że zaburzenie tej modyfikacji może leżeć u podstaw niektórych form niepłodności męskiej u ludzi.7879

To wyjaśnia, dlaczego pływanie plemników jest zakłócone. Badania dostarczają bezpośrednich dowodów na to, że mikrotubule odgrywają aktywną rolę w regulowaniu fundamentalnych procesów biologicznych za pomocą kodu modyfikacji tubuliny. Ponadto badania te wskazują na nowy mechanizm leżący u podstaw niepłodności męskiej.8081

Deficyt protamin i niepłodność męska

Uszkodzenie DNA plemnika jest największą pojedynczą przyczyną wadliwej funkcji plemników i może być podstawową przyczyną idiopatycznej niepłodności męskiej.82

Niepłodność męska jest definiowana jako wieloczynnikowy zespół dotykający 1 na 20 mężczyzn w grupie wieku rozrodczego. Chociaż przeprowadzono szeroko zakrojone badania w kontekście niepłodności męskiej, dokładna przyczyna jest nadal nieznana (idiopatyczna) i jest głównie przypisywana przyczynom genetycznym.82

Spadek funkcji plemników jest uważany za pierwotną, pojedynczą i zdefiniowaną przyczynę niepłodności męskiej, prowadząc do nieudanego zapłodnienia.82

Haploinsuficjencja PRM1 lub PRM2 lub nieprawidłowy stosunek białek PRM1/PRM2 jest związana ze zwiększonym ryzykiem niepłodności czynnika męskiego, ponieważ może to powodować niewłaściwą kompaktację jądrowego DNA plemników, pozostawiając DNA wysoce podatnym na uszkodzenia środowiskowe.82

Zauważalna liczba badań kontrolnych wykazała, że polimorfizmy lub mutacje w genach kodujących protaminy powodują zmiany konformacyjne w kodowanych białkach, zmiany w strukturze chromatyny plemnika, a tym samym upośledzoną spermatogenezę.83

Zwiększony stosunek histonów do protamin w plemnikach jest związany ze słabą kondensacją chromatyny, a tym samym z niepłodnością czynnika męskiego. Zmieniony względny stosunek PRM1:PRM2 na poziomie mRNA i białka prowadzi również do niepłodności czynnika męskiego.83

Zakłócenie PRM1:PRM2 jest związane ze słabą chromatyną, a tym samym ze zwiększonym ryzykiem niepłodności męskiej, ponieważ plemniki wymagają pełnego uzupełnienia obu protamin, aby przekazać genom męski następnemu pokoleniu. Uszkodzenie DNA w plemnikach jest tylko częściowo naprawiane z powodu znacznie ograniczonego mechanizmu wykrywania i naprawy uszkodzeń DNA. Dlatego też dla utrzymania integralności DNA plemników należy utrzymywać optymalne stosunki PRM1 i PRM2, ponieważ mechanizmy naprawy DNA są niewystarczające w plemnikach, a to jest niezbędne dla urodzenia zdrowego potomstwa.83

Rola białka FANCM w patogenezie niepłodności męskiej

U pacjentów z niepłodnością znaleziono homozygotyczny wariant patogenny (PV) w FANCM (c.1946_1958del, p.P648Lfs*16) segregujący z niepłodnością męską. Wyniki te ujawniły, że niepłodność męska jest nowym fenotypem u pacjentów z dwuallelicznym FANCM PV.84

Utrata funkcji FANCM PV zwiększała wrażliwość na ICL w limfocytach pacjentów i spermatogoniach Fancm−/−. Dorosłe myszy Fancm−/− wykazywały niewydolność spermatogenezy, z utratą komórek rozrodczych w 50,2% kanalików jądrowych i zatrzymaniem dojrzewania okrągłych spermatyd w 43,5% kanalików.84

Hipogonadyzm i zmniejszona płodność były obserwowane zarówno u samców, jak i samic myszy z homozygotycznym FANCM PV, głównie z powodu wadliwej proliferacji pierwotnych komórek rozrodczych (PGC). Dwualleliczny FANCM PV może być związany z upośledzoną płodnością u kobiet, ale czy może powodować niepłodność u mężczyzn, szczególnie niewydolność spermatogenezy, jest jeszcze nieznane.84

Ten PV powoduje wrażliwość limfocytów na ICL u pacjentów, wykazując tym samym efekt utraty funkcji. Razem wyniki te ujawniły, że niepłodność męska jest nowym fenotypem dwuallelicznego FANCM PV u ludzi.85

Skrócony FANCM (p.P648Lfs*16) ma utracić domeny wymagane do jego interakcji z kompleksem rdzeniowym FA, a zatem nie powinien aktywować monoubikwitynacji FANCD2. Wyniki te wskazują, że skracający FANCM PV upośledza szlak FA, wykazując efekt utraty funkcji.85

W testach płodności dorosłe samce Fancm−/− były generalnie subfertylne i produkowały znacznie mniejsze mioty niż samce WT i Fancm+/−. Stąd myszy Fancm−/− odtwarzały fenotyp kliniczny obserwowany u pacjentów. Homozygotyczny FANCM PV zaburzał integralność jąder.85

Wyniki badania, że homozygotyczny FANCM PV z utratą funkcji upośledzał spermatogenezę i powodował niepłodność męską, dostarczają nowych informacji na temat korelacji genotyp-fenotyp dla dwuallelicznego FANCM PV.85

Wrodzony obustronny brak nasieniowodów (CBAVD)

Większość mężczyzn z mukowiscydozą (97-98%) jest niepłodna, ale nie bezpłodna, ponieważ produkują plemniki. Niepłodność u mężczyzn z mukowiscydozą występuje z powodu braku kanału nasiennego.86

Większość mężczyzn z mukowiscydozą (97-98%) jest niepłodna z powodu braku kanału nasiennego, znanego jako wrodzony obustronny brak nasieniowodów (CBAVD). Plemniki nigdy nie dostają się do nasienia, co uniemożliwia im dotarcie i zapłodnienie komórki jajowej poprzez stosunek płciowy.86

Chociaż przyczyna CBAVD nie jest jednoznacznie znana, uważa się, że jest ona związana z mutacjami genu regulatora przewodnictwa przezbłonowego mukowiscydozy (CFTR), które również powodują problemy w trzustce i płucach. Pomimo że większość mężczyzn z mukowiscydozą jest niepłodna, niektórzy nadal mają plemniki obecne w ejakulacie.86

Zaburzenia ejakulacji jako przyczyna niepłodności męskiej

Azoospermia to heterogenny stan o wielu etiologiach i różnych metodach leczenia. Wytrysk wsteczny i brak emisji znajdują się w spektrum zaburzeń ejakulacji, które upośledzają płodność męską.87

Wytrysk wsteczny i brak emisji to dwa zaburzenia funkcji ejakulacji, które prowadzą do anejakulacji i niepłodności. Chociaż wszystkie trzy mają wspólną drogę anejakulacji, zaburzenia prowadzące do tych stanów obejmują heterogenną grupę stanów o różnych etiologiach i terapiach.87

Wytrysk wsteczny to przepływ nasienia do pęcherza z powodu niepełnego zamknięcia szyi pęcherza. Wytrysk wsteczny był obserwowaną przyczyną w 18%, chociaż jako źródło niepłodności był on zaangażowany tylko w 0,7%. Dodatkowo zauważono, że częstość występowania prawdopodobnie rośnie w konsekwencji zwiększających się wskaźników cukrzycy, stosowania antagonistów receptorów α i operacji szyi pęcherza z powodu nowotworów złośliwych.87

Za wytrysk wsteczny odpowiada różnorodna etiologia mechaniczna, neurologiczna i farmakologiczna.87

Brak emisji to sytuacja, gdy występuje całkowite przerwanie emisji podczas aktywności seksualnej. Orgazm i faza wypychająca ejakulacji występują, ale nie ma depozycji płynu z gruczołów rozrodczych do cewki moczowej sterczowej podczas stymulacji. Jest on klinicznie charakteryzowany po prostu jako anejakulacja, ale podczas badania na wytrysk wsteczny nie będzie dowodów na wytrysk wsteczny w moczu po orgazmie.87

Brak emisji jest definiowany jako brak plemników w analizie nasienia antegradowej i retrogradowej. Może być spowodowany przez neuropatię obwodową spowodowaną cukrzycą, a także przez jakiekolwiek uszkodzenie rdzenia kręgowego (SCI). Zasadniczo postrzegamy brak emisji i wytrysk wsteczny jako spektrum dysfunkcji ejakulacji, gdzie brak emisji jest ostateczną niewydolnością układu ejakulacyjnego.87

Diagnostyka i leczenie niepłodności męskiej

Celem oceny mężczyzny z niepłodnością jest: i) identyfikacja stanów uleczalnych/odwracalnych lub zagrażających zdrowiu; ii) wybór pacjentów do technik wspomaganego rozrodu; iii) odpowiednie poradnictwo genetyczne, w tym środki zapobiegawcze (diagnostyka przedimplantacyjna lub prenatalna) w celu ochrony zdrowia przyszłego potomstwa.2

Kluczowym celem oceny mężczyzny pod kątem niepłodności jest identyfikacja czynników przyczyniających się, oferowanie leczenia tych, które są odwracalne, określenie, czy pacjent jest kandydatem do technik wspomaganego rozrodu oraz oferowanie poradnictwa dla nieodwracalnych i nieleczalnych stanów.1

Istnieje kilka powodów męskiej niepłodności, w tym zarówno odwracalne, jak i nieodwracalne stany. Inne czynniki mogą wpływać na każdego z partnerów, w tym wiek, leki, historia chirurgiczna, ekspozycja na toksyny środowiskowe, problemy genetyczne i choroby systemowe. Do 6% mężczyzn ocenianych pod kątem niepłodności męskiej okaże się mieć poważniejszą podstawową patologię, taką jak rak. Jest to dodatkowy powód, aby przeprowadzić kompleksową ocenę partnerów płci męskiej par niepłodnych, aby można było zidentyfikować i leczyć wszelkie znaczące, leżące u podstaw stany medyczne.1

Celem oceny partnera płci męskiej pary cierpiącej na niepłodność jest: Ustalenie, czy czynnik męski przyczynia się do problemu niepłodności pary, zidentyfikowanie małego odsetka przypadków (około 20%), które mogą być znormalizowane dzięki leczeniu, ustalenie, czy ART ostatecznie przyniosłoby korzyści parze, zidentyfikowanie znaczącej podstawowej patologii lub powiązanych chorób współistniejących oraz ustalenie, czy istnieją czynniki związane z wiekiem, zdrowiem, stylem życia lub genetyką, które mogłyby wpłynąć na wynik lub wskaźnik powodzenia, jeśli ART jest wymagane.88

Analiza nasienia jest podstawą laboratoryjnej oceny niepłodności męskiej. Należy zebrać co najmniej 2 oddzielne próbki, oddzielone co najmniej 1 tygodniem, ale optymalnie miesiącem. Nasienie jest oceniane pod kątem objętości, pH, leukocytów, niedojrzałych komórek rozrodczych i upłynnienia, podczas gdy plemniki są oceniane pod kątem liczby, koncentracji, żywotności, ruchliwości, progresji, zanieczyszczeń i morfologii.88

Stosowanie terapii gonadotropinowej u większości mężczyzn z idiopatyczną niepłodnością jest kontrowersyjne. Metaanaliza 6 randomizowanych badań terapii gonadotropinowej u pacjentów z niepłodnością męską wykazała wyższe wskaźniki ciąż niż w grupie placebo.52

Pacjenci z niedrożnością przewodu wytryskowego, zwykle wykrywaną w badaniu ultrasonograficznym przezodbytniczym, prawdopodobnie skorzystają z przezcewkowej resekcji przewodów wytryskowych. Wazowazostomia i epididymowazostomia to zaawansowane procedury mikrochirurgiczne wykonywane u mężczyzn z azoospermią obstrukcyjną z powodu obustronnej niedrożności najądrza lub nasieniowodu.52

Inseminacja domaciczna to forma wspomaganego rozrodu, w której nasienie i plemniki są pobierane od partnera płci męskiej (lub dawcy) i sztucznie wprowadzane do płodnej macicy kobiety.52

Zapłodnienie in vitro (IVF) może być stosowane u par, gdy IUI ze stymulacją jajników zakończyło się niepowodzeniem, u kobiet powyżej 40 roku życia lub gdy istnieją znane stany wykluczające stosowanie prostszych technik, takie jak obustronne zaburzenia jajowodów. Ogólnie rzecz biorąc, IVF z ICSI jest preferowane, gdy istnieją bardzo znaczące czynniki męskie, których nie można przezwyciężyć innymi środkami, ale można nadal pobrać co najmniej kilka żywotnych plemników.89

Testowanie genetyczne jest wskazane u pacjentów z ciężką oligospermią (5 milionów/ml). Specyficzny region, nazwany AZF (czynnik azoospermii), w długim ramieniu chromosomu Y jest krytyczny dla normalnej spermatogenezy. Badanie kariotypu jest wskazane u pacjentów z ciężką oligospermią (5 milionów/ml), ponieważ częstość występowania nieprawidłowości kariotypu jest odwrotnie proporcjonalna do liczby plemników: 1% przy normalnej liczbie plemników, 5% przy ciężkiej oligospermii (5 milionów/ml) i 10-15% przy azoospermii. Najczęstszą nieprawidłowością jest zespół Klinefeltera (47, XXY), który stanowi około dwóch trzecich nieprawidłowości u niepłodnych mężczyzn.90

Nie zaleca się stosowania suplementacji testosteronem u pacjentów z niepłodnością starających się o poczęcie dziecka. Pacjenci, którzy potrzebują suplementacji testosteronem, mogą zachować swoją płodność poprzez przyjmowanie klomifenu, który pomaga utrzymać poziomy FSH i LH.14

Badacze stwierdzili, że stosowanie inhibitorów TGF-β może pomóc płodowym komórkom rozrodczym normalnie dojrzewać, wskazując na możliwe metody leczenia niepłodności u mężczyzn z zespołem Klinefeltera.3633

Znając więcej szczegółów na temat tego, co powoduje niepłodność u mężczyzn, możemy rozwinąć zabiegi i środki profilaktyczne, aby ograniczyć procesy degeneracyjne, które wpływają na płodność. Możliwe jest stosowanie ogólnych zabiegów immunosupresyjnych. Jeszcze lepiej, może być możliwe zaprojektowanie wysoce specyficznych terapii, które celują w określone komórki odpornościowe, zapobiegając uszkodzeniu narządów rozrodczych przez te komórki.61

Kolejne rozdziały

Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.

Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.

  1. 10.04.2026
  2. www.leksykon.com.pl

Materiały źródłowe

  • #1 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    Infertility is usually defined as the inability of a couple to conceive even after 1 year of unprotected, frequent sexual intercourse. The male is solely responsible in about 20% of cases and is a contributing factor in another 30% to 40% of all infertility cases. As male and female causes often co-exist, it is essential that both partners are investigated for infertility and managed together. Overall, the male factor substantially contributes to about 50% of all cases of infertility. […] The key purpose for evaluating a male for infertility is to identify the contributing factors, offer treatment for those that are reversible, determine if the patient is a candidate for assisted reproductive techniques, and offer counseling for irreversible and untreatable conditions. […] There are several reasons for male fertility, including both reversible and irreversible conditions. Other factors can influence each partner, including age, medications, surgical history, exposure to environmental toxins, genetic problems, and systemic diseases. Up to 6% of men evaluated for male infertility will be found to have more serious underlying pathology, such as cancer. This is an additional reason to do a comprehensive evaluation of the male partners of infertile couples so that any significant, underlying medical conditions can be identified and treated.
  • #2 Male infertility: pathogenesis and clinical diagnosis – PubMed
    https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21397198/
    Infertility affects about 7% of all men. The etiology of impaired sperm production and function can be related to factors acting at pre-testicular, post-testicular or directly at the testicular level. Primary testicular failure accounts for about 75% of all male factor infertility. Genetic factors can be identified in about 15% of cases (congenital hypogonadotrophic hypogonadism, congenital absence of vas deferens, primitive testicular failure). Despite progresses, mainly in the field of genetics, the etiology is still unknown in about 50% cases and it is termed „idiopathic infertility”. […] A part from few exceptions, the only available therapy for male factor infertility is assisted reproduction which allows conception also in severe male factor, including azoospermia following testicular sperm extraction. The complete diagnostic workup is important for: i) the identification of treatable/reversible or health-threatening conditions; ii) selection of patients for assisted reproductive techniques; iii) for appropriate genetic counselling including preventive measures (preimplanatation or prenatal diagnosis) to safeguard the health of future offspring.
  • #3 Male Infertility: Causes, Symptoms, Tests & Treatment
    https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/17201-male-infertility
    Infertility can concern both male and female individuals. Specifically, male infertility is a condition that affects men. It interferes with the ability of their reproductive system to impregnate a female. […] Many biological and environmental factors can cause male infertility. These include: Sperm problems, including malformed sperm, low sperm count (oligospermia) and the absence of sperm in your semen (azoospermia). Genetic disorders, including Klinefelter syndrome and myotonic dystrophy. Some medical conditions, including diabetes, certain autoimmune diseases that attack your sperm and cystic fibrosis. Infections, including epididymitis, orchitis and sexually transmitted infections (STIs), including gonorrhea or HIV. Swollen veins in your testicles (varicoceles). Cancer treatments, including chemotherapy, radiation therapy or surgical removal of your testicles (orchiectomy). Testicular trauma. Hormonal disorders that affect your hypothalamus or pituitary glands. […] Yes, many different treatment options can reverse male infertility. Depending on the cause, your treatment may include: Lifestyle changes, medications, surgery, and assisted reproductive technology (ART) procedures.
  • #4 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    There are multiple causes for male infertility, which can be broadly classified due to their general underlying etiology. These include endocrine disorders (usually due to hypogonadism) estimated at 2% to 5% of cases, sperm transport disorders (such as vasectomy) at 5%, primary testicular defects (which include abnormal sperm parameters without any identifiable cause) at 65% to 80% and idiopathic (where an infertile male has normal sperm and semen parameters) at 10% to 20%. […] Acquired urogenital abnormalities – bilateral obstruction or ligation of the vas deferens, bilateral orchiectomy, epididymitis, TURP, varicoceles, and retrograde ejaculation. Congenital urogenital abnormalities – absent, dysfunctional, or obstructed epididymis, congenital abnormalities of the vas deferens, undescended testes, and ejaculatory duct disorders (cysts). Endocrinological causes – congenital GnRH Deficiency (Kallmann syndrome), Prader-Willi syndrome, Laurence-Moon-Beidl syndrome, iron overload syndrome, familial cerebellar ataxia, head trauma, intracranial radiation, testosterone supplementation, and hyperthyroidism. Environmental toxins – insecticides, fungicides, pesticides, smoking, excess alcohol, Agent Orange, and other chemical exposures. Genetic causes – mutations of the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene, primary ciliary dyskinesia, Kallmann syndrome, Klinefelter syndrome, Young syndrome, Sertoli cell-only syndrome, Kal- 1, Kal -2, FSH, LH, FGFS, GnRH1/GNRHR PROK2/PROK2R gene deficiencies, chromosomal anomalies, Y chromosome microdeletion, AR mutations, and gr/gr deletion. Idiopathic causes – idiopathic male infertility (10% to 20%) where semen parameters are all normal, but the male remains infertile. Immunological causes – lymphocytic hypophysitis, hemosiderosis, hemochromatosis, sarcoidosis, histiocytosis, tuberculosis, and fungal infections. Malignancies – sellar masses, pituitary macroadenomas, craniopharyngiomas, and surgical or radiation treatment for these conditions, testicular tumors, and adrenal tumors leading to an excess of androgens.
  • #5 Male Infertility | Treatment & Management | Point of Care
    https://www.statpearls.com/point-of-care/23503
    There are multiple causes for male infertility, which can be broadly classified due to their general underlying etiology. These include endocrine disorders (usually due to hypogonadism) estimated at 2% to 5% of cases, sperm transport disorders (such as vasectomy) at 5%, primary testicular defects (which include abnormal sperm parameters without any identifiable cause) at 65% to 80% and idiopathic (where an infertile male has normal sperm and semen parameters) at 10% to 20%.[12] […] Male infertility can also be classified based on the medical interventions that can potentially assist conception as follows: [13] Treatable causes of male infertility are found in 18% of cases – obstructive azoospermia, ejaculatory duct and prostatic midline cysts, gonadotropin deficiency, sexual function disorders, sperm autoimmunity, varicoceles, and reversible effects of toxins. Uncorrectable male infertility or subfertility is found in 70% of cases – oligozoospermia, asthenozoospermia, teratozoospermia, and normospermia with functional defects. ART will generally be necessary for reproduction. Untreatable male sterility is seen in 12% of cases – primary seminiferous tubular failure, Sertoli cell-only syndrome, and bilateral orchiectomy.
  • #6 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    Male infertility can also be classified based on the medical interventions that can potentially assist conception as follows: Treatable causes of male infertility are found in 18% of cases – obstructive azoospermia, ejaculatory duct and prostatic midline cysts, gonadotropin deficiency, sexual function disorders, sperm autoimmunity, varicoceles, and reversible effects of toxins. Uncorrectable male infertility or subfertility is found in 70% of cases – oligozoospermia, asthenozoospermia, teratozoospermia, and normospermia with functional defects. ART will generally be necessary for reproduction. Untreatable male sterility is seen in 12% of cases – primary seminiferous tubular failure, Sertoli cell-only syndrome, and bilateral orchiectomy. […] Male infertility can also be classified as follows: Pre-testicular causes include hypogonadotropic hypogonadism, erectile dysfunction, or coital disorders such as retrograde ejaculation, anejaculation, genetic factors, and chromosomal abnormalities. Testicular disorders include testicular tumors, orchiectomy, primitive testicular dysfunction, cryptorchidism, and atrophic testes. Varicoceles are associated with male infertility, most likely through impairment of testicular thermoregulation due to disruption of the pampiniform venous plexus heat regulation mechanism. Epididymal dysfunction can be caused by fetal intrauterine exposure to estrogens, various drugs and chemical toxins, epididymal cysts, spermatoceles with or without surgery, epididymitis, or may be idiopathic. Post-testicular etiologies include lesions of the seminal tract, inflammatory diseases, congenital absence of the vas deferens, post-vasectomy, erectile dysfunction, premature ejaculation, and the use of a condom or diaphragm.
  • #7 Male Infertility | Treatment & Management | Point of Care
    https://www.statpearls.com/point-of-care/23503
    Male infertility can also be classified as follows: Pre-testicular causes include hypogonadotropic hypogonadism, erectile dysfunction, or coital disorders such as retrograde ejaculation, anejaculation, genetic factors, and chromosomal abnormalities. Testicular disorders include testicular tumors, orchiectomy, primitive testicular dysfunction, cryptorchidism, and atrophic testes. Varicoceles are associated with male infertility, most likely through impairment of testicular thermoregulation due to disruption of the pampiniform venous plexus heat regulation mechanism. Epididymal dysfunction can be caused by fetal intrauterine exposure to estrogens, various drugs and chemical toxins, epididymal cysts, spermatoceles with or without surgery, epididymitis, or may be idiopathic.[35][36] […] Any medication, tumor, disease, or disorder that affects the pituitary gland or hypothalamus can potentially cause male infertility by altering gonadotropic releasing hormone or causing gonadotropin deficiency such as idiopathic hypogonadotropic hypogonadism (IHH), Kallmann syndrome (IHH with anosmia), and combined pituitary hormone deficiency.
  • #8 Male Infertility: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/436829-overview
    Infertility in men can result from deficiencies in sperm formation, concentration, or transportation. This general division allows an appropriate workup of potential underlying causes of infertility and helps define a course of action for treatment. […] Infertile men may have deficiencies in sperm formation, concentration (eg, oligospermia [too few sperm], azoospermia [no sperm in the ejaculate]), or transportation. The causes can be categorized as obstructive or nonobstructive. This general division allows an appropriate workup of potential underlying causes of infertility and helps define a course of action for treatment. […] Gonadal and sexual functions are mediated by the hypothalamic-pituitary-gonadal axis, a closed-loop system with feedback control from the testicles. The hypothalamus, the primary integration center, responds to various signals from the central nervous system (CNS), pituitary gland, and testicles to secrete gonadotropin-releasing hormone (GnRH) in a pulsatile pattern approximately every 70-90 minutes.
  • #9 Male Infertility: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/436829-overview
    Release of GnRH is stimulated by melatonin from the pineal gland and inhibited by testosterone, inhibin, corticotropin-releasing hormone, opiates, illness, and stress. GnRH travels down the portal system to the anterior pituitary, located on a stalk in the sella turcica, to stimulate the release of the gonadotropins, luteinizing hormone (LH), and follicle-stimulating hormone (FSH). […] The pulsatile nature of GnRH is essential to normal gonadotropin release; a continuous stimulation inhibits their secretion. […] Prolactin inhibits the production of GnRH from the hypothalamus and LH and FSH from the pituitary. Gonadotropin release is modulated by various other signals, such as estradiol (a potent inhibitor of both LH and FSH release), and inhibin from the Sertoli cell, which causes a selective decrease in FSH release.
  • #10 Clomid for Men – Comprehensive Urology
    https://comprehensive-urology.com/urologist-desk/clomid-for-men/
    Clomiphene citrate is used by men to address specific health conditions, such as infertility and low testosterone. It has notable benefits like hormone stimulation and off-label potential but also comes with important considerations. […] The mechanism of clomiphene involves blocking estrogen receptors in the hypothalamus. This deactivation leads to an increase in the release of gonadotropin-releasing hormone (GnRH). Consequently, the pituitary gland boosts the production of luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH). These hormones are vital for sperm production and testosterone synthesis in males. By enhancing these hormones, clomiphene helps improve both sperm count and quality. This can contribute significantly to addressing fertility issues. Maintaining ideal hormonal balance is crucial for optimal reproductive health in men taking clomiphene.
  • #11 Male Infertility: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/436829-overview
    Sertoli cells also secrete inhibin, which provides negative feedback on the hypothalamus, and androgen-binding protein, which helps modulate androgen activity in the seminiferous tubules. […] The entire process of development from spermatogonium to spermatid takes 74 days and is described in 14 steps; as they mature, the developing spermatids progress closer to the lumen of the seminiferous tubule. […] The acrosome, a derivative of the Golgi process, surrounds the nucleus anteriorly and contains enzymes necessary to penetrate the ovum. […] The epididymis additionally secretes substances for sperm nutrition and protection such as glycerophosphorylcholine, carnitine, and sialic acid. […] Varicoceles may lead to impaired testicular spermatogenesis and steroidogenesis, potentially due to an increased intratesticular temperature, reflux of toxic metabolites, and/or germ cell hypoxia; this appears to be progressive over time.
  • #12 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    Any medication, tumor, disease, or disorder that affects the pituitary gland or hypothalamus can potentially cause male infertility by altering gonadotropic releasing hormone or causing gonadotropin deficiency such as idiopathic hypogonadotropic hypogonadism (IHH), Kallmann syndrome (IHH with anosmia), and combined pituitary hormone deficiency. Pituitary neoplasms such as sellar tumors, macroadenomas, and prolactinomas will also result in male infertility due to alterations in gonadotropin production as well as various genetic causes such as Prader-Willi, Young, and Laurence-Moon-Biedl syndromes. Various acquired disorders, such as primary androgen overproduction and exogenous testosterone supplementation, will also directly decrease gonadotropic secretion, causing reduced sperm counts and infertility.
  • #13 Male infertility – The other side of the equation
    https://www.racgp.org.au/afp/2017/september/male-infertility
    Male infertility can result from anatomical or genetic abnormalities, systemic or neurological diseases, infections, trauma, iatrogenic injury, gonadotoxins and development of sperm antibodies. […] Male infertility can be caused by a wide range of conditions, encompassing anatomical or genetic abnormalities, systemic or neurological diseases, infections, trauma, iatrogenic injury, gonadotoxins and development of sperm antibodies. […] In 30-40% of male infertility cases, no cause is identified (idiopathic male infertility). […] The minimal assessment includes measurement of serum follicle stimulating hormone (FSH) and morning testosterone levels. […] Hypogonadotropic hypogonadism, also known as secondary hypogonadism, results from failure of the hypothalamic-pituitary axis to stimulate normal gonadal function.
  • #14 Male Infertility | Treatment & Management | Point of Care
    https://www.statpearls.com/point-of-care/23503
    Various acquired disorders, such as primary androgen overproduction and exogenous testosterone supplementation, will also directly decrease gonadotropic secretion, causing reduced sperm counts and infertility. […] Testosterone supplementation has no role in male infertility patients trying to conceive.[61] Patients who need testosterone supplementation can preserve their fertility by taking clomiphene, which helps maintain FSH and LH levels.[62] Most patients who become infertile on testosterone therapy will eventually regain their sperm counts and fertility, but it will take time, and there are no guarantees. The best available data indicate that two-thirds of testosterone-treated men can expect the recovery of sperm production in 6 months, 90% after 1 year, and almost 100% after 2 years.[58]
  • #15 Male Infertility: Practice Essentials, Background, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/436829-overview
    Varicoceles lead to an increased incidence of sperm immaturity, apoptosis, and necrosis with severe disturbances in meiotic segregation compared with fertile men without varicoceles. These parameters generally improve after repair. […] The most common cause of acquired testicular failure in adults is viral orchitis, such as that caused by the mumps virus, echovirus, or group B arbovirus. […] The virus may either directly damage the seminiferous tubules or indirectly cause ischemic damage as the intense swelling leads to compression against the tough tunica albuginea. […] Causes of testicular failure also include granulomatous disease, sickle cell disease, and excessive use of alcohol, cigarettes, caffeine, or marijuana. […] Sexually transmitted infections, such as with Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, genital mycoplasma, Trichomonas vaginalis, and human papillomavirus (HPV) have been reported to reduce sperm count and motility. Chronic prostatitis and epididymitis caused by bacterial or viral infection can also lead to male infertility.
  • #16 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    Prolactin levels in men usually are quite low. When elevated, they suggest a possible prolactin-secreting pituitary tumor. Such tumors may cause infertility, hypogonadism (low testosterone), gynecomastia, galactorrhea, and possibly a reduction of the peripheral visual fields due to compression of the optic chiasm. […] Anabolic steroid abuse and testosterone supplementation therapy are growing worldwide. At least 25% or more of physicians who prescribe testosterone to patients are unaware that it will cause significant, possibly long-term fertility and sterility problems in their patients. […] Mumps and several similar viruses constitute the most common cause of acquired testicular failure, and their incidence is increasing. This is probably due to a reduction in the usage of the MMR vaccine in children during the early 1990s. About one-quarter of the adults who get mumps will develop orchitis. Of these, one-third will have bilateral disease.
  • #17 Correlation between viral infections in male semen and infertility: a literature review | Virology Journal | Full Text
    https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-024-02431-w
    Infertility affects approximately one-sixth of couples globally, with the incidence of male infertility steadily increasing. […] This review consolidates findings from previous studies, outlining 40 viruses identified in human semen and summarizing their key characteristics, modes of transmission, and their effects on both the reproductive and endocrine systems. Furthermore, it elucidates potential pathogenic mechanisms and treatment prospects of viruses strongly associated with male infertility. […] The reasons for decreased male fertility vary but may be linked to congenital, acquired, or idiopathic factors affecting sperm production, among which reproductive tract infections are considered to be one of the most influential. […] Previous research has compiled a list of 38 viruses detected in the male reproductive tract and semen, many of which exhibit a strong affinity for the male reproductive organs, particularly the testes.
  • #18 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    Men with a history of undescended testicles tend to have lower fertility than men without that history, even if the cryptorchid testicle was surgically repaired at an early age. This is thought to be due to an inherent testicular defect. Men with cryptorchid testicles will typically have poorer quality sperm (lower motility, high abnormal morphology) and lower sperm counts. […] This is a genetic mutation where the male has XXY instead of the usual XY chromosomes. Patients are typically infertile with hypogonadism. There is a spectrum of symptoms, but the most typical are bilateral atrophic or hypertrophic testes, reduced muscle mass, scant body and facial hair, and gynecomastia. Often, the diagnosis is not made until adulthood, and infertility with azoospermia or severe oligozoospermia is a common presenting symptom.
  • #19 Male Infertility and Oxidative Stress: A Focus on the Underlying Mechanisms
    https://www.mdpi.com/2076-3921/11/2/306
    Reactive oxygen species (ROS) play a critical role in defining the functional competence of human spermatozoa. When generated in moderate amounts, ROS promote sperm capacitation by facilitating cholesterol efflux from the plasma membrane, enhancing cAMP generation, inducing cytoplasmic alkalinization, increasing intracellular calcium levels, and stimulating the protein phosphorylation events that drive the attainment of a capacitated state. However, when ROS generation is excessive and/or the antioxidant defences of the reproductive system are compromised, a state of oxidative stress may be induced that disrupts the fertilizing capacity of the spermatozoa and the structural integrity of their DNA. […] The notion that oxidative stress is a major factor in the aetiology of male infertility has a long history stretching back to studies performed in the 1920s, when the impact of vitamin E deficiency on normal testicular function became apparent.
  • #20 Male Infertility and Oxidative Stress: A Focus on the Underlying Mechanisms
    https://www.mdpi.com/2076-3921/11/2/306
    Oxidative stress in the male germ line has become an extensive field of investigation covering the promotion and suppression of sperm production and function, as well as the genetic and epigenetic changes in the germ line that impact the health and wellbeing of the offspring. […] The one consistent factor linking leukocytospermia and defective sperm function is oxidative stress. The infiltration of leukocytes into the male tract has been associated with increases in biomarkers of peroxidative damage such as malondialdehyde and the augmented generation of seminal ROS, as well as indicators of oxidative stress in spermatozoa including DNA fragmentation, 8OHdG formation in the sperm nucleus, and reduced sperm motility. […] The second source of ROS in the ejaculate is the spermatozoa themselves. It has been known since 1946 that spermatozoa are capable of generating ROS, although the underlying mechanisms still have to be resolved in detail.
  • #21 Male Infertility and Oxidative Stress: A Focus on the Underlying Mechanisms
    https://www.mdpi.com/2076-3921/11/2/306
    In our own species, the spermatozoa rely heavily on glycolysis to meet their energy needs, and ROS generation by the mitochondria is a pathological change associated with a loss of sperm motility and the induction of sperm apoptosis. […] The ability of 4-HNE to adduct these proteins and stimulate mitochondrial ROS generation is also reinforced by the tendency of this aldehyde to form adducts with aldehyde dehydrogenase (ALDH), a key enzyme in the protection of spermatozoa against oxidative stress. […] Another class of enzymes thought to be involved in the production of ROS by human spermatozoa are the NADPH oxidases (NOX). […] The physiological purpose of this oxidase appears to be related to the redox regulation of sperm capacitation. Stimulation of L-amino acid oxidase activity in human spermatozoa results in the induction of several hallmarks of capacitation, including tyrosine phosphorylation of the sperm flagellum and the concomitant activation of phospho-SRC expression.
  • #22 Male Infertility and Oxidative Stress: A Focus on the Underlying Mechanisms
    https://www.mdpi.com/2076-3921/11/2/306
    In addition to the excessive generation of ROS, oxidative stress may also be driven by a deficiency in available antioxidant protection. While it is generally appreciated that defective semen quality is commonly associated with low levels of antioxidant protection in semen, it is always difficult to differentiate the cause and effect in such circumstances. […] In summary, there is little doubt that oxidative stress is a major contributor to male and female infertility. Moreover, such stress can have a major impact on the health and wellbeing of future generations as a result of both epigenetic and genetic damage to the germ line that is oxidatively induced.
  • #23
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/9900/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1098.aspx
    Male infertility has become a global concern, accounting for 20-70% of infertility. Dysfunctional spermatogenesis is the most common cause of male infertility; thus, treating abnormal spermatogenesis may improve male infertility and has attracted the attention of the medical community. Mitochondria are essential organelles that maintain cell homeostasis and normal physiological functions in various ways, such as mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS). Mitochondrial OXPHOS transmits electrons through the respiratory chain, synthesizes adenosine triphosphate (ATP), and produces reactive oxygen species (ROS). […] The disruption of mitochondrial OXPHOS caused by external factors can result in inadequate cellular energy supply, oxidative stress, apoptosis, or ferroptosis, all inhibiting spermatogenesis and damaging the male reproductive system, leading to male infertility. This article summarizes the latest pathological mechanism of mitochondrial OXPHOS disorder in testicular Sertoli cells and germ cells, which disrupts spermatogenesis and results in male infertility.
  • #24
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/9900/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1098.aspx
    OXPHOS is the key to maintaining the energy demand and nutrient supply of Sertoli and germ cells during spermatogenesis. Studies have shown that male infertility factors account for 20-70% of infertile couples, and male sperm quality is gradually declining. The interruption of OXPHOS may induce energy metabolism disorders, increased oxidative stress, and the occurrence of apoptosis and ferroptosis in Sertoli cells or germ cells, thus interfering with the normal progression of spermatogenesis and resulting in male infertility issues such as decreased sperm motility and asthenospermia. […] Damage to mitochondrial OXPHOS in Sertoli cells causes energy metabolism disorders, oxidative stress, apoptosis, and ferroptosis, which are key factors in spermatogenesis disorders and male infertility. […] Impaired mitochondrial OXPHOS in Sertoli cells leads to insufficient ATP production and excessive production of ROS, which are mainly derived from complexes I and III in the respiratory chain. Excessive ROS production leads to depolarization of the mitochondrial inner membrane, further increasing ROS production. High ROS levels that exceed antioxidant capacity cause oxidative stress.
  • #25
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/9900/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1098.aspx
    Apoptosis of Sertoli cells interferes with the proliferation of spermatogonia and meiosis of spermatocytes, resulting in spermatogenesis disorders and decreased male fertility. […] Dysfunction of mitochondrial OXPHOS in Sertoli cells leads to insufficient ATP synthesis and increased ROS production, impairing cell function and preventing cells from providing sufficient energy and nutrients to germ cells. […] The mechanisms supporting disruption of OXPHOS in Sertoli cells leading to apoptosis are shown in Figure 1B. […] Ferroptosis is a novel cell death mode that differs from apoptosis. Its morphological manifestations are mainly mitochondrial changes, including mitochondrial shrinkage, mitochondrial crest reduction, and mitochondrial outer membrane rupture. […] The mechanisms supporting disruption of OXPHOS in Sertoli cells leading to cell ferroptosis.
  • #26
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/2025/02200/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1.aspx
    Apoptosis of Sertoli cells interferes with the proliferation of spermatogonia and meiosis of spermatocytes, resulting in spermatogenesis disorders and decreased male fertility. […] Ferroptosis is a novel cell death mode that differs from apoptosis. […] The mechanisms supporting disruption of OXPHOS in Sertoli cells leading to cell ferroptosis. […] The mechanisms by which mitochondria are involved in spermatogenesis are diverse and complex. […] This study explored the mechanisms of OXPHOS disorders and spermatogenesis abnormalities, providing ideas for future therapies targeting oxidative stress, apoptosis, and ferroptosis downstream of mitochondrial OXPHOS.
  • #27
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/2025/02200/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1.aspx
    Damage to mitochondrial OXPHOS in Sertoli cells causes energy metabolism disorders, oxidative stress, apoptosis, and ferroptosis, which are key factors in spermatogenesis disorders and male infertility. […] Impaired mitochondrial OXPHOS in Sertoli cells leads to insufficient ATP production and excessive production of ROS, which are mainly derived from complexes I and III in the respiratory chain. […] Dysfunction of mitochondrial OXPHOS in Sertoli cells leads to insufficient ATP synthesis and increased ROS production, impairing cell function and preventing cells from providing sufficient energy and nutrients to germ cells. […] Sertoli cell dysfunction ultimately impairs testicular energy metabolism and spermatogenesis, leading to a decrease in male fertility. […] A decrease in mitochondrial membrane potential (MMP) in mouse spermatogonia and Sertoli cells, which leads to apoptosis, is one of the molecular mechanisms underlying the development of decreased male fertility.
  • #28
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/9900/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1098.aspx
    Mitochondrial ATP synthase catalyzes ATP synthesis to energy storage and is essential for germ cell survival and maturation during spermatogenesis. […] Sufficient mitochondrial OXPHOS in germ cells is essential for the maintenance of male fertility. […] The mechanism supporting testicular torsion, resulting in a significant decrease in semen quality, is shown in Figure 2A. […] Apoptosis is an important cause of male infertility. Mitochondrial signal-mediated intrinsic apoptosis has been shown to play a key role in regulating the apoptosis of primordial germ cells. […] The mechanism by which high levels of ROS lead to germ cell apoptosis is shown in Figure 3. […] The mechanism of the mitochondrial-dependent pathway involved in germ cell apoptosis is shown in Figure 3. […] Abnormal mitochondrial OXPHOS is closely associated with ferroptosis.
  • #29
    https://journals.lww.com/cmj/fulltext/9900/mechanism_of_mitochondrial_oxidative.1098.aspx
    The mechanism of germ cell death in the testes of scrotal mice may be like that in cryptorchidism patients. High temperatures cause OXPHOS disorder in testicular tissue. […] This review explored how abnormal mitochondrial OXPHOS affects spermatogenesis and leads to impaired fertility. We also discussed the mechanism of mitochondrial OXPHOS dysfunction in testicular Sertoli and germ cells, leading to abnormal spermatogenesis regarding energy metabolism disturbance, oxidative stress, cell apoptosis, and ferroptosis.
  • #30 Genetics of male infertility: from research to clinic in: Reproduction Volume 150 Issue 5 (2015)
    https://rep.bioscientifica.com/view/journals/rep/150/5/R159.xml
    Male infertility is a multifactorial complex disease with highly heterogeneous phenotypic representation and in at least 15% of cases, this condition is related to known genetic disorders, including both chromosomal and single-gene alterations. […] In about 40% of primary testicular failure, the etiology remains unknown and a portion of them is likely to be caused by not yet identified genetic anomalies. […] The armamentarium of diagnostic tests has been implemented only by the screening for Y chromosome-linked gr/gr deletion in those populations for which consistent data with risk estimate are available. […] On the other hand, it is clearly demonstrated by both single nucleotide polymorphisms and comparative genomic hybridization arrays, that there is a rare variant burden (especially relevant concerning deletions) in men with impaired spermatogenesis.
  • #31 Klinefelter syndrome – Wikipedia
    https://en.wikipedia.org/wiki/Klinefelter_syndrome
    The term „hypogonadism” in XXY symptoms is often misinterpreted to mean „small testicles”, when it instead means decreased testicular hormone/endocrine function. Because of (primary) hypogonadism, individuals often have a low serum testosterone level, but high serum follicle-stimulating hormone and luteinizing hormone levels, hypergonadotropic hypogonadism. Despite this misunderstanding of the term, testicular growth is arrested. […] Destruction and hyalinization of the seminiferous tubules cause a reduction in the function of Sertoli cells and Leydig cells, leading to decreased production of FSH and testosterone. This results in impaired spermatogenesis and further endocrine dysfunction.
  • #32 New hope for male infertility: Researchers discover key mechanism in Klinefelter syndrome
    https://medicalxpress.com/news/2024-11-male-infertility-key-mechanism-klinefelter.html
    How does an extra X chromosome lead to infertility in men? Professor Qiao Jie and her team at Peking University Third Hospital revealed why Klinefelter syndrome, a common genetic condition affecting one in every 600 men, often leads to infertility—and they’ve identified a potential way to treat it. […] Their research, titled „How the extra X chromosome impairs the development of male fetal germ cells,” published in Nature provides new insights into the molecular mechanisms at play and even offers potential treatment avenues. […] The team studied fetal germ cells (FGCs) from Klinefelter patients, which develop early in life before disappearing. They found that the presence of the extra X chromosome causes both X chromosomes to remain active in fetal germ cells, causing an overload of certain genes. This gene surge disrupts important biological pathways and prevents the cells from maturing properly.
  • #33 New hope for male infertility: PKU researchers discover key mechanism in Klinefelter syndrome | EurekAlert!
    https://www.eurekalert.org/news-releases/1069173
    Men with Klinefelter syndrome have an extra X chromosome, meaning their genetic makeup is 47, XXY instead of the usual 46, XY. They usually lose large amounts of key reproductive cells before puberty. This means they produce very few or no sperm and, until now, have no reliable treatment options. […] The team found that using TGF- inhibitors could help these fetal germ cells mature normally, pointing to possible treatments for infertility in men with Klinefelter syndrome.
  • #34 New hope for male infertility: PKU researchers discover key mechanism in Klinefelter syndrome
    https://newsen.pku.edu.cn/news_events/news/research/14552.html
    Abnormal development of fetal germ cells in Klinefleter patients […] For those with Klinefelter syndrome, this painful reality is a constant struggle. […] How does an extra X chromosome lead to infertility in men? […] Their research, titled How the extra X chromosome impairs the development of male fetal germ cells, published in Nature Cells (DOI: 10.1038/s41586-024-08104-6) provides new insights into the molecular mechanisms at play and even offers potential treatment avenues. […] Men with Klinefelter syndrome have an extra X chromosome, meaning their genetic makeup is 47, XXY instead of the usual 46, XY. […] They found that the presence of the extra X chromosome causes both X chromosomes to remain active in fetal germ cells, causing an overload of certain genes. […] This gene surge disrupts important biological pathways and prevents the cells from maturing properly.
  • #35 New hope for male infertility: PKU researchers discover key mechanism in Klinefelter syndrome
    https://newsen.pku.edu.cn/news_events/news/research/14552.html
    Additionally, these cells could not move to the right location in the testes, which is necessary for them to grow into mature, sperm-producing cells. […] With abnormal gene activity and disrupted movement, these cells are lost early, well before they can develop into functional sperm. […] The team found that using TGF- inhibitors could help these fetal germ cells mature normally, pointing to possible treatments for infertility in men with Klinefelter syndrome.
  • #36 New hope for male infertility: Researchers discover key mechanism in Klinefelter syndrome
    https://medicalxpress.com/news/2024-11-male-infertility-key-mechanism-klinefelter.html
    Additionally, these cells could not move to the right location in the testes, which is necessary for them to grow into mature, sperm-producing cells. With abnormal gene activity and disrupted movement, these cells are lost early, well before they can develop into functional sperm. […] The team found that using TGF-β inhibitors could help these fetal germ cells mature normally, pointing to possible treatments for infertility in men with Klinefelter syndrome.
  • #37 A new genetic mechanism for severe forms of male infertility
    https://frontlinegenomics.com/a-new-genetic-mechanism-for-severe-forms-of-male-infertility/
    Newcastle University scientists have identified a new genetic mechanism that can cause severe forms of male infertility. This breakthrough could help develop better treatment options for patients in the future. Approximately half of all cases of infertility are the result of male infertility. It affects around 7% of the male population. In most cases, the cause is unknown. While genetics is known to play a role in male infertility, there currently is a lack of diagnostically relevant genes. In addition, at least 40% of cases are classed as idiopathic. […] De novo mutations (DNMs) have been found in previous studies to play a role in other conditions with reproductive lethality, such as neurodevelopmental disorders. […] In a recent study, published in Nature Communications, researchers analysed exome sequencing data of 185 infertile males and their unaffected parents to explore the role of DNMs in severe male infertility. From their analysis, the team found 145 rare protein-altering mutations that were likely to negatively impact male infertility. […] Overall, this study provides evidence for the role of DNMs in severe male infertility and highlights potential new candidate genes affecting fertility.
  • #38 Azthena logo with the word Azthena
    https://www.news-medical.net/news/20220110/New-genetic-mechanism-that-can-cause-severe-male-infertility-identified.aspx
    Scientists at Newcastle University have identified a new genetic mechanism that can cause severe forms of male infertility. […] The study, published today in Nature Communications, shows that new mutations, not inherited from father or mother, play a major role in this medical condition. […] Experts have found that mutations occurring during the reproduction process, when the DNA of both parents is replicated, can result in infertility in men later in life. […] However, our research has found that mutations which occur when the DNA is replicated during reproduction in parents plays a significant role in the infertility in their sons. […] Scientists collected and studied DNA from a global cohort of 185 infertile men and their parents. They identified 145 rare protein-altering mutations that are likely to negatively impact male fertility.
  • #39 New Genetic Mechanism Can Cause Severe Forms of Male Infertility | Technology Networks
    https://www.technologynetworks.com/genomics/news/new-genetic-mechanism-can-cause-severe-forms-of-male-infertility-357377
    Scientists at Newcastle University have identified a new genetic mechanism that can cause severe forms of male infertility. […] The study, published today in Nature Communications, shows that new mutations, not inherited from father or mother, play a major role in this medical condition. […] Experts have found that mutations occurring during the reproduction process, when the DNA of both parents is replicated, can result in infertility in men later in life. […] However, our research has found that mutations which occur when the DNA is replicated during reproduction in parents plays a significant role in the infertility in their sons. […] Scientists collected and studied DNA from a global cohort of 185 infertile men and their parents. They identified 145 rare protein-altering mutations that are likely to negatively impact male fertility.
  • #40 New Genetic Mechanism Can Cause Severe Forms of Male Infertility | Technology Networks
    https://www.technologynetworks.com/genomics/news/new-genetic-mechanism-can-cause-severe-forms-of-male-infertility-357377
    As many as 29 of the mutations affect genes directly involved in processes related to spermatogenesis the process of sperm cell development – or other cellular processes related to reproduction. […] Experts identified mutations in the gene RBM5 in multiple infertile men. […] Importantly, these mutations mostly cause a dominant form of infertility, where only one mutated gene is required. […] This research indicates a significant proportion of these children may inherit infertility from their father. […] Professor Veltman said: If we are able to obtain a genetic diagnosis, then we can start understanding better male infertility problems and why some infertile men still produce sperm that can be used successfully for assisted reproduction. […] Moving forwards, the scientists want to expand their work by studying thousands of patients and their parents in a large international consortium. […] They will follow-up their research by conducting further studies into the role these newly identified mutated genes have on the impact of spermatogenesis and on the overall fertility in humans.
  • #41 Azthena logo with the word Azthena
    https://www.news-medical.net/news/20220110/New-genetic-mechanism-that-can-cause-severe-male-infertility-identified.aspx
    As many as 29 of the mutations affect genes directly involved in processes related to spermatogenesis the process of sperm cell development – or other cellular processes related to reproduction. […] Experts identified mutations in the gene RBM5 in multiple infertile men. Previous research carried out in mice has shown that this gene plays a role in male infertility. […] Importantly, these mutations mostly cause a dominant form of infertility, where only one mutated gene is required. […] This research indicates a significant proportion of these children may inherit infertility from their father. […] Moving forwards, the scientists want to expand their work by studying thousands of patients and their parents in a large international consortium. […] They will follow-up their research by conducting further studies into the role these newly identified mutated genes have on the impact of spermatogenesis and on the overall fertility in humans.
  • #42 Genetics of male infertility: from research to clinic in: Reproduction Volume 150 Issue 5 (2015)
    https://rep.bioscientifica.com/view/journals/rep/150/5/R159.xml
    In the era of next generation sequencing (NGS), we expect to expand our diagnostic skills, since mutations in several hundred genes can potentially lead to infertility and each of them is likely responsible for only a small fraction of cases. […] Although these novel approaches will certainly help in discovering hidden genetic factors, a more comprehensive picture of the etiopathogenesis of idiopathic male infertility will only be achieved by a parallel investigation of the complex world of gene environmental interaction and epigenetics. […] The search for hidden genetic factors, especially focusing on polymorphisms, in idiopathic infertile patients were intensified in the late 1990s, since this approach turned out to be successful in some other complex multifactorial diseases. […] Starting from 2009, novel approaches such as single nucleotide polymorphism (SNP) array, comparative genomic hybridization-array (array-CGH) and next generation sequencing (NGS) provided important data also on rare variants.
  • #43 Genetics of male infertility: from research to clinic in: Reproduction Volume 150 Issue 5 (2015)
    https://rep.bioscientifica.com/view/journals/rep/150/5/R159.xml
    The results obtained up to 2007 have been summarized in the meta-analysis by Tttelmann et al. (2007), who reported significant association with impaired spermatogenesis only for two genetic factors: a partial AZFc deletion (gr/gr deletion) and the rs1801133 (c.677CT) variant in the MTHFR gene. […] Although reliability of the presently available meta-analyses is largely limited by the heterogeneous inclusion criteria used for patients and controls selection, in this review we attempt to provide a short description of those SNPs that according to the latest meta-analyses result significantly associated with spermatogenic failure. […] The conclusion presented by Tttelmann et al. (2007) stimulated further studies, which led to controversial results and to novel meta-analyses. […] The last meta-analysis (Gong et al. 2015), which included 26 published studies (5575 cases and 5447 controls from Asian, African and Caucasian populations), indicated that the MTFHR variant is associated with AZ (AZ) (OR=1.36, 95% CI: 1.181.55, P=0.000) and oligoasthenoteratozoospermia (OAT) (OR=1.35, 95% CI: 1.111.64, P=0.003), but not with oligozoospermia.
  • #44 Genetics of male infertility: from research to clinic in: Reproduction Volume 150 Issue 5 (2015)
    https://rep.bioscientifica.com/view/journals/rep/150/5/R159.xml
    Overall, for both SNPs the conferred susceptibility to AZ and OAT is modest, implying a marginal biological role for this SNP in infertility. […] Controversies might depend on different ethnic origin (variant frequency does differ among different populations), and the penetrance of this mutation is likely to be affected by diet, e.g., subjects carrying the variant may have a major risk for male infertility in cases of low folate intake. […] The best candidate genes are those with specific expression in germ cells or those that have specific spermatogenic function or play important roles in meiosis or endocrine regulation of the testis. […] The search for hidden genetic factors was largely unsuccessful in identifying recurrent genetic factors with potential clinical application. […] In this regard, system biology, which allows revealing possible gene interactions and common biological pathways, will provide an informative tool for NGS data interpretation.
  • #45
    https://link.springer.com/article/10.1007/s11934-001-0035-7
    Varicocele is the most commonly identifiable, surgically correctable lesion associated with male-factor infertility. Surgical correction of a varicocele, whether unilateral or bilateral, results in improvement not only in semen parameters but also in spontaneous and assisted pregnancy rates. Varicoceles seem to induce a number of changes in the testicular microenvironment. These alterations in temperature, hemodynamics, and reactive oxidative species and antioxidant concentrations have been demonstrated to produce deleterious effects on spermatogenesis. However, despite current knowledge in the pathophysiology of varicocele-associated male infertility, the exact mechanism or mechanisms by which varicoceles impair fertility remains elusive. This review examines scientific evidence regarding the pathophysiology of varicocele-associated male infertility. […] Varicocele is associated with elevated spermatozoal reactive oxygen species production and diminished seminal plasma antioxidant capacity. […] Correction of varicoceles improves ROS and TAC levels. […] Varicocelectomy benefits even men with severe oligospermia and azoospermia.
  • #46 :: WJMH :: World Journal of Men’s Health
    https://wjmh.org/DOIx.php?id=10.5534/wjmh.190018
    Male infertility is a rising problem and the etiology at the molecular level is unclear. […] Varicocele is characterized by the enlargement of the pampiniform plexus, which may be due to the presence of malfunctioning valves. In these patients, testicular function is affected due to the retrograde flow of blood. Thus, varicocele has a detrimental effect on spermatogenesis by inducing a state of testicular hyperthermia, hypoxia and oxidative stress. […] The mechanisms associated with the pathophysiology of varicocele have been reviewed in detail by Agarwal et al and Cho et al. Furthermore, varicocele drastically alters semen parameters and these patients exhibit compromised fertility. […] Advancement in the current omics techniques, especially proteomics have revolutionized the field of sperm molecular biology. Proteomics, a high throughput platform, is used to identify and select non-invasive biomarkers for the diagnosis of male infertility.
  • #47 Pathogenesis of Autoimmune Male Infertility: Juxtacrine, Paracrine, and Endocrine Dysregulation
    https://www.mdpi.com/1873-149X/28/4/30
    Immunopathological factors are leading in the pathogenesis of male infertility, essential for its cases regardless of different etiology. […] The presence of ASAs in the blood and semen of infertile men was first reported by Philip R’mke in the Netherlands and Leo Wilson in the USA back in 1954, and since then, researchers have focused on them. […] Nowadays, ASAs production is considered one of the main mechanisms of male infertility. […] The presence of ASAs in varicocele is accompanied by a deterioration in sperm parameters. […] Varicocele causes congestion of local blood circulation. Hypoxic damage of the testicular parenchyma, relative scrotal hyperthermia, venous hypertension, and passive hyperemia reflux of metabolites and bioregulators (catecholamines) from the kidneys and adrenal glands, as well as hypoandrogenism are considered as the main mechanisms resulting in damage to the blood–testis barrier.
  • #48 Pathophysiology | Center for Male Reproductive Medicine & Microsurgery
    https://maleinfertility.org/procedures/microsurgical-varicocelectomy/pathophysiology
    Despite a large number of animal and human studies, the exact mechanism whereby varicoceles cause impaired testicular function remains uncertain. Theories include abnormally high scrotal temperature, hypoxia due to venous stasis, dilution of intratesticular substrates (e.g. testosterone), imbalances of the hypotalamic-pituitary-gonadal axis, and reflux of renal and adrenal metabolites down the spermatic vein. […] In addition, nitric oxide, reactive oxygen species, and regulators of apoptosis have all recently been implicated in the pathophysiology of varicoceles. […] The most vigorously studied pathophysiologic theory is that of increased testicular temperature. It has long been observed that even minor fluctuation in temperature can affect spermatogenesis and sperm function. It has been suggested that varicoceles impair testicular thermoregulation by disrupting the countercurrent heat exchange mechanism in the pampiniform venous plexus.
  • #49 Pathophysiology | Center for Male Reproductive Medicine & Microsurgery
    https://maleinfertility.org/procedures/microsurgical-varicocelectomy/pathophysiology
    Recently, Wright and colleagues showed in humans that scrotal skin surface temperatures were elevated in men with varicoceles compared to control patients. Following varicocele ligation, scrotal temperatures returned to a level nearly identical to those of controls. Previous studies have demonstrated that scrotal skin surface temperatures reliably reflect intratesticular temperatures. The pathophysiology of varicocele is probably multi-factorial.
  • #50 :: WJMH :: World Journal of Men’s Health
    https://wjmh.org/DOIx.php?id=10.5534/wjmh.190018
    Altered expression of sperm proteins in infertile patients indicate compromised spermatogenesis or defects in vital sperm functions, such as capacitation, hyperactivation and acrosome reaction, which are essential for the fertilization process. […] In varicocele condition, these sperm functions are compromised, and sperm/seminal plasma proteomic analysis have reported altered expression of sperm and seminal plasma proteins. […] Varicocele associated male infertility manifests as a consequence of a high state of oxidative stress and mitochondrial dysfunction. […] The sperm proteomic profile of varicocele patients revealed that 87% of DEPs involved in sperm function and energy metabolism were downregulated in both unilateral and bilateral varicocele patients. […] Other ETC and testis-specific protein PDH have been suggested as potential non-invasive biomarkers of mitochondrial dysfunction in varicocele patients.
  • #51 :: WJMH :: World Journal of Men’s Health
    https://wjmh.org/DOIx.php?id=10.5534/wjmh.190018
    The majority of these DEPs were involved in important cellular molecular functions including ion binding, and oxidoreductase activity; as well as biological processes such as small molecule metabolic process, response to stress, signal transduction, and cellular protein modification process. […] Dysregulation of sperm functions (capacitation, hyperactivation, and acrosome reaction) and reproductive functions (zona pellucida binding and fertilization) in bilateral varicocele patients were more pronounced due to differential expression of proteins. […] The list of potential sperm biomarkers in varicocele patients based on fertilization, motility and morphology, DNA damage, oxidative stress, and mitochondrial dysfunction are presented in Table 1. […] The first report on seminal plasma proteomics in adult varicocele patients using the 2D gel electrophoresis technique was published in 2012.
  • #52 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    The use of gonadotropin therapy in most men with idiopathic infertility is controversial. A meta-analysis of 6 randomized trials of gonadotropic therapy in male infertility patients reported higher pregnancy rates than the placebo group. […] Overall, varicocelectomy is expected to ultimately improve semen parameters in at least 60% to 70% of patients with clinically significant varicoceles. […] Patients with ejaculatory duct obstructions, usually found on transrectal ultrasonography, are likely to benefit from transurethral resection of the ejaculatory ducts. […] These are advanced microsurgical procedures performed on men with obstructive azoospermia due to bilateral epididymal or vasal obstruction. […] Intrauterine insemination is a form of assisted reproduction where semen and sperm are collected from the male partner (or a donor) and artificially instilled into the fertile female uterus.
  • #53 Pathogenesis of Autoimmune Male Infertility: Juxtacrine, Paracrine, and Endocrine Dysregulation
    https://www.mdpi.com/1873-149X/28/4/30
    Pathogenesis of male infertility is often associated with autoimmunity towards sperm antigens essential for fertilization. Antisperm autoantibodies (ASAs) have immobilizing and cytotoxic properties, impairing spermatogenesis, causing sperm agglutination, altering spermatozoa motility and acrosomal reaction, and thus preventing ovum fertilization. […] The etiology of male infertility includes both autoimmune and non-autoimmune diseases but equally develops through autoimmune links of pathogenesis. Varicocele commonly leads to infertility due to testicular ischemic damage, venous stasis, local hyperthermia, and hypoandrogenism. […] The assessment of the autoimmunity role in the pathogenesis of male infertility is ambiguous, so the purpose of this review is to show the effects of ASAs on the pathogenesis of male infertility.
  • #54 Pathogenesis of Autoimmune Male Infertility: Juxtacrine, Paracrine, and Endocrine Dysregulation
    https://ouci.dntb.gov.ua/en/works/7ABOZz84/
    According to global data, there is a male reproductive potential decrease. Pathogenesis of male infertility is often associated with autoimmunity towards sperm antigens essential for fertilization. Antisperm autoantibodies (ASAs) have immobilizing and cytotoxic properties, impairing spermatogenesis, causing sperm agglutination, altering spermatozoa motility and acrosomal reaction, and thus preventing ovum fertilization. […] The assessment of the autoimmunity role in the pathogenesis of male infertility is ambiguous, so the purpose of this review is to show the effects of ASAs on the pathogenesis of male infertility. […] Varicocele commonly leads to infertility due to testicular ischemic damage, venous stasis, local hyperthermia, and hypoandrogenism. However, varicocelectomy can alter the blood–testis barrier, facilitating ASAs production as well. There are contradictory data on the role of ASAs in the pathogenesis of varicocele-related infertility. Infection and inflammation both promote ASAs production due to “danger concept” mechanisms and because of antigen mimicry. Systemic pro-autoimmune influences like hyperprolactinemia, hypoandrogenism, and hypothyroidism also facilitate ASAs production.
  • #55 Pathogenesis of Autoimmune Male Infertility: Juxtacrine, Paracrine, and Endocrine Dysregulation
    https://www.mdpi.com/1873-149X/28/4/30
    The pathogenesis of varicocele is multifactorial. […] The combined effects of various ASAs on different components of spermatozoa can also lead to immunological infertility. […] The effect of ASAs on reproductive function can be realized in various ways: impaired spermatogenesis, sperm agglutination, decreased motility, impaired penetration of spermatozoa into cervical mucus, impaired acrosomal reaction, obstruction of ovum fertilization, impaired embryo implantation, and deranged early development of zygote. […] ASAs-mediated infertility should be suspected if sperm agglutination and motility impairment are diagnosed by semen analysis in the absence of leukocytospermia and infection. […] The current pandemic of the new coronavirus infection COVID-19 may also alter male fertility, addressing autoimmune mechanisms.
  • #56 New mechanism for male infertility discovered | EurekAlert!
    https://www.eurekalert.org/news-releases/898862
    A new study led from Karolinska Institutet in Sweden links male infertility to autoimmune prostatic inflammation. […] In the present study, the researchers have discovered a reason for reduced fertility in people with autoimmune polyendocrine syndrome type 1 (APS1), which increases the risk of developing autoimmune disease (caused by the immune system attacking and damaging healthy cells) and which is often used as a model for autoimmune disease in general. […] While infertility in women with APS1 is caused by autoimmune action against the ovaries, what gives rise to the corresponding infertility in men has never been ascertained. […] „We found that the immune system in a large group of patients reacted to a protein formed only in the prostate, namely the enzyme transglutaminase 4,” says lead investigator Dr Nils Landegren at Karolinska Institutet’s Department of Medicine in Solna.
  • #57
    https://www.uu.se/en/news/2015/2015-06-18-new-mechanism-for-male-infertility-discovered
    A new Swedish study links male infertility to autoimmune prostatic inflammation. […] In the present study, the researchers have discovered a reason for reduced fertility in people with autoimmune polyendocrine syndrome type 1 (APS1), which increases the risk of developing autoimmune disease (caused by the immune system attacking and damaging healthy cells) and which is often used as a model for autoimmune disease in general. […] While infertility in women with APS1 is caused by autoimmune action against the ovaries, what gives rise to the corresponding infertility in men has never been ascertained. […] We found that the immune system in a large group of patients reacted to a protein formed only in the prostate, namely the enzyme transglutaminase 4, says lead investigator Dr Nils Landegren at Karolinska Institutets Department of Medicine in Solna and Uppsala University.
  • #58 New mechanism for male infertility discovered | EurekAlert!
    https://www.eurekalert.org/news-releases/898862
    Interestingly, previous studies on mice have shown that transglutaminase 4 plays an important part in male fertility. […] „The finds are important as they point to a new disease mechanism for male infertility, but more work needs to be done to understand the significance of autoimmune prostatitis to infertility in the male population at large,” says Dr Landegren.
  • #59
    https://www.uu.se/en/news/2015/2015-06-18-new-mechanism-for-male-infertility-discovered
    What we found was that it was only men who reacted to transglutaminase 4 and that the immune reaction first appeared at the onset of puberty once the prostate gland had matured. […] Interestingly, previous studies on mice have shown that transglutaminase 4 plays an important part in male fertility. […] The finds are important as they point to a new disease mechanism for male infertility, but more work needs to be done to understand the significance of autoimmune prostatitis to infertility in the male population at large, says Dr Landegren.
  • #60 Azthena logo with the word Azthena
    https://www.news-medical.net/news/20210819/Study-reveals-mechanism-behind-male-infertility-caused-by-autoimmune-disease.aspx
    Investigators have found that the absence of autoimmune regulator (Aire) in mice results in fertility problems similar to those affecting men with autoimmune polyendocrine syndrome type I (APS-1). Aire-dependent central tolerance plays a critical role in maintaining male fertility by preventing autoimmune attack against multiple reproductive targets, they report in The American Journal of Pathology. […] Male factors account for a large portion of infertility in couples, and the mechanisms underlying male infertility are poorly understood. This study is important because it represents a previously underexplored mechanism by which fertility can be impacted through autoimmune disease. […] Aire-deficient males exhibited dramatically reduced mating frequency and fertility; those able to mate took up to two weeks to do so, and their sperm quality was poor. Sperm from the Aire-deficient males were rarely able to produce litters, and even when they were used for in vitro fertilization, could not produce viable embryos.
  • #61 Azthena logo with the word Azthena
    https://www.news-medical.net/news/20210819/Study-reveals-mechanism-behind-male-infertility-caused-by-autoimmune-disease.aspx
    Aire-deficient males were found to produce low levels of testosterone and develop autoimmune disease against many components of the male reproductive tract, especially in the epididymis. […] The correlation between impaired central immune tolerance and fertility has potential implications not only for male APS-1 patients but may also provide important insights into both male autoimmune and unexplained cases of infertility. […] „By knowing more detail about what causes infertility in men, we can develop treatments and prophylactics to curb degenerative processes that affect fertility,” commented Dr. Petroff. „It may be possible to use general immunosuppressive treatments. Even better, it might be possible to design highly specific therapies that target particular immune cells, preventing these cells from causing damage to reproductive organs.”
  • #62
    https://benthamscience.com/public/ebook_volume/3854
    Male reproductive tract infections (MRTIs) are a notable yet frequently overlooked contributor to male infertility. The complex interplay between infections and the male reproductive capacity stems from both direct and indirect effects these infections exert on sperm functionality, quality, and the seminal milieu.
  • #63
    https://benthamscience.com/public/ebook_volume/3854
    An intricate relationship exists between inflammation and oxidative stress, a connection that has profound implications for male infertility. The objective of this chapter is to delineate the molecular and cellular mechanisms underpinning the loop between inflammation and oxidative stress (OS), emphasizing its crucial role in the pathophysiology of male reproductive dysfunction. […] Bacterial infections in the male reproductive system, such as prostatitis, epididymitis, orchitis, urethritis, and balanitis, represent critical health issues contributing to male infertility. […] The interaction between viral infections and male reproductive health has significant implications for fertility and warrants a comprehensive understanding. […] The impact of fungal or mycotic infections on male reproductive health, while significant, remains largely underinvestigated compared to other types of infections in the male reproductive tract.
  • #64 Correlation between viral infections in male semen and infertility: a literature review | Virology Journal | Full Text
    https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-024-02431-w
    This resurgence of concern highlights the potential impact of viral infections on male fertility. […] Within semen, viruses may infect sperm or precursor cells, attaching to molecules on the sperm surface as free viral particles or residing within immune cells, leading to pathology in the reproductive system, abnormalities in semen parameters, and declined sperm quality. […] Despite recent advancements in the study of semen viruses, a definitive correlation between viral infections and fertility remains unclear. […] The mechanisms by which sperm function may be impaired after HPV infection are still poorly understood. […] Research indicates that the presence of glycosaminoglycans or other soluble substances on the surface of sperm facilitates HPV attachment to the equatorial region of the sperm head.
  • #65 Correlation between viral infections in male semen and infertility: a literature review | Virology Journal | Full Text
    https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-024-02431-w
    Certain HPV genotypes are associated with sperm DNA fragmentation, decreased motility and fertilization potential, abnormal sperm quality, and the formation of antisperm antibodies. […] Viral genes may be transmitted to oocytes and embryo cells, causing DNA fragmentation and apoptosis, ultimately resulting in pregnancy loss. […] The guidelines issued by the European Society of Human Reproduction and Embryology (ESHRE) state that HPV in semen is a viral factor highly associated with assisted reproduction outcomes. […] For couples with fertility problems, if they have unexplained infertility, a history of HPV infection, show related clinical manifestations, or if there is the presence of ASA and asthenospermia, HPV DNA testing and genotyping are recommended for the male partner. […] The presence of CMV in semen ranges approximately between 6% and 56.9%, and it has been associated with decreased sperm count and motility, as well as an increased failure rate in assisted reproduction.
  • #66 Correlation between viral infections in male semen and infertility: a literature review | Virology Journal | Full Text
    https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-024-02431-w
    The prevalence of EBV in semen ranges from 0.4% to 45% and may be associated with leukocytospermia. […] Studies have confirmed severe damage to the testes following SARS-CoV-2 infection, including testicular atrophy, inflammatory cell infiltration, germ cell apoptosis, and microthrombosis in testicular blood vessels. […] ZIKV infection can also cause local inflammation and tissue damage in the reproductive organs, resulting in symptoms such as hematospermia, ejaculatory pain, reduced sperm count, and abnormal secretion of reproductive hormones. […] ZIKV exhibits tropism for various cell types in the reproductive tract, and experimental studies have confirmed that ZIKV exhibits a preference for infecting cells within the testes, resulting in cell death and disruption of the seminiferous tubules, ultimately leading to severe testicular damage and infertility. […] The mechanisms collectively explain the multifaceted impact of viral infections on male fertility, demonstrating how local and systemic effects lead to significant changes in sperm and semen parameters.
  • #67 Male Infertility | Treatment & Management | Point of Care
    https://www.statpearls.com/point-of-care/23503
    COVID-19 appears to cause somewhat reduced fertility and even infertility in some recovered males, especially if the infection is severe. The virus appears to affect the testis by direct cellular infection via a cytokine storm and through the side effects of the various antiviral and immunological therapies used in its treatment.[34] Further investigations are needed to better elucidate both the mechanisms of damage and possible remedies specific to COVID-19 infection-related infertility.[34]
  • #68 Gonorrhea – Symptoms and causes – Mayo Clinic
    https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/gonorrhea/symptoms-causes/syc-20351774
    Infertility in men. Gonorrhea can cause inflammation in epididymis, the coiled tube above and behind the testicles that stores and transports sperm. This inflammation is known as epididymitis and without treatment it can lead to infertility.
  • #69 Sulphasalazine and male infertility: reversibility and possible mechanism. | Gut
    https://gut.bmj.com/content/22/6/445
    Earlier observations on infertility related to sulphasalazine treatment were extended and semen samples obtained from 28 patients with inflammatory bowel disease on treatment with sulphasalazine at 2-4 g per day. […] Gross semen abnormalities were seen in 18 patients on this drug for more than two months. […] The time course of the drug’s effect on semen quality is consistent with the hypothesis that sulphasalazine or a metabolite, possibly sulphapyridine, is directly toxic to developing spermatozoa. […] These studies confirmed the preliminary report and suggest that prolonged treatment with sulphasalazine may universally depress semen quality and cause reversible infertility.
  • #70 Male infertility – Symptoms and causes – Mayo Clinic
    https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/male-infertility/symptoms-causes/syc-20374773
    Defects of tubules that transport sperm. Many different tubes carry sperm. They can be blocked due to various causes, including inadvertent injury from surgery, prior infections, trauma or abnormal development, such as with cystic fibrosis or similar inherited conditions. […] Chromosome defects. Inherited disorders such as Klinefelter’s syndrome in which a male is born with two X chromosomes and one Y chromosome (instead of one X and one Y) cause abnormal development of the male reproductive organs. Other genetic syndromes associated with infertility include cystic fibrosis and Kallmann’s syndrome. […] Overexposure to certain environmental elements such as heat, toxins and chemicals can reduce sperm production or sperm function. […] Some other causes of male infertility include: Drug use. Anabolic steroids taken to stimulate muscle strength and growth can cause the testicles to shrink and sperm production to decrease. Use of cocaine or marijuana may temporarily reduce the number and quality of your sperm as well. […] Male infertility isn’t always preventable. However, you can try to avoid some known causes of male infertility.
  • #71 Clomid for Men – Comprehensive Urology
    https://comprehensive-urology.com/urologist-desk/clomid-for-men/
    Clomiphene citrate can effectively increase testosterone levels in men with hypogonadism. It stimulates the pituitary gland to produce more luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH), which in turn boost testosterone production. […] Research has shown that Clomiphene citrate is beneficial for improving fertility in men. It increases the production of testosterone, which is crucial for spermatogenesis. A study suggests that a daily dose of 25 mg is effective in stimulating endogenous testosterone production. This enhances the pathway necessary for sperm production, making Clomiphene a promising option for men experiencing fertility issues. […] Clomiphene works by stimulating the pituitary gland, leading to an increase in the production of luteinizing hormone (LH) and follicle-stimulating hormone (FSH). This boost in hormones supports the testes in producing more testosterone, aiding in counteracting low testosterone issues.
  • #72 Impact of environmental factors on human semen quality and male fertility: a narrative review | Environmental Sciences Europe | Full Text
    https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/s12302-021-00585-w
    Worldwide rising trend in infertility has been observed in the past few years with male infertility arising as a major problem. One main reason for the rise in male infertility cases is declining semen quality. It was found that any factor that affects semen quality can affect male fertility. […] Adverse environmental factors have a significant impact on semen quality, leading to decreased sperm concentration, total sperm count, motility, viability, and increased abnormal sperm morphology, sperm DNA fragmentation, ultimately causing male infertility. […] Semen quality is the major predictor of male fertility outcome. It was observed that environmental pollution unfavorably affects semen quality by impairing the process of spermatogenesis, steroidogenesis, Sertoli cell, and sperm functions, thereby leading to decreased male fertility.
  • #73 Impact of environmental factors on human semen quality and male fertility: a narrative review | Environmental Sciences Europe | Full Text
    https://enveurope.springeropen.com/articles/10.1186/s12302-021-00585-w
    The exact mechanism by which air pollutants result in male infertility is not clear, but it can be explained to some extent by the facts that air pollution leads to: a). Hormonal disruption: The heavy metals such as lead, zinc, copper, and PAH present in the exhaust of automobiles have estrogenic, antiestrogenic, and antiandrogenic actions, which in turn can result in abnormal gonadal steroidogenesis and gametogenesis, thereby leading to infertility. […] Heavy metals affect male fertility by inducing reactive oxygen species generation, which in turn cause lipid peroxidation, sperm DNA damage, leading to infertility. […] Another major factor that may contribute to male infertility is exposure to excessive heat at the workplace or due to climate change. Temperature plays a crucial role in maintaining normal spermatogenesis in testes. […] Hence, exposure to high temperatures both due to occupation or environmental factors has a deleterious impact on overall semen quality and can cause male infertility.
  • #74 Male Reproduction: From Pathophysiology to Clinical Assessment | SpringerLink
    https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-11701-5_12
    The pathophysiology and the clinical assessment, including treatment strategies, of these situations will be discussed in the next chapters of this book. […] Exposure to high levels of PFOS, and of PFOA and PFOS combined, are associated with a reduction in the concentration of morphologically normal spermatozoa in adult men. […] A testicular toxicity of PFOS has been demonstrated in rats. […] In humans, in utero exposure to PFOA was associated later in adult life with lower sperm concentration and total sperm count and with higher levels of luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone. […] In infertile male patients, PFOS levels were higher than fertile subjects. […] These findings clearly suggest an antiandrogenic potential of PFAS. […] Several studies have underlined the possible role of HPV in causing male infertility.
  • #75 Where do obesity and male infertility collide? | BMC Medical Genomics | Full Text
    https://bmcmedgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12920-024-01897-5
    The parallel rise in obesity and male infertility in modern societies necessitates the identification of susceptibility genes underlying these interconnected health issues. […] Obesity exacerbates infertility through various mechanisms. Metabolic dysregulation caused by increased adipose tissue affects testosterone secretion levels necessary for spermatogenesis. […] Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in sperm lead to DNA damage and apoptosis which is associated with reduced pregnancy rates. […] Understanding the complex interplay between obesity and male infertility is crucial for effective management and treatment. […] The study identified a significant association between the AA (P value=0.001) genotype and A allele (P value=0.003) of the APOB rs13306194 variant and infertility in obese men.
  • #76 Where do obesity and male infertility collide? | BMC Medical Genomics | Full Text
    https://bmcmedgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12920-024-01897-5
    Moreover, the AA genotype of rs13306194 APOB was associated with a significant decrease in APOB gene expression in obese infertile men (p=0.05). […] Our findings reveal a novel association between differential APOB expression and male infertility. […] The observed association between APOB expression and the AA genotype of rs13306194 suggests that this genetic alteration may influence APOB gene expression and function. […] These findings underscore the critical role of lipid metabolism in male fertility, as lipids are essential components of the sperm cell membrane and liquid content. […] The STRING algorithm analysis identified several genes closely related to APOB that may actively contribute to male infertility. […] Our study identified a potential association between the APOB rs13306194 variant and male infertility in obese patients.
  • #77 Male Reproduction: From Pathophysiology to Clinical Assessment | SpringerLink
    https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-11701-5_12
    These data, combined with the higher prevalence of sperm HPV-infection in infertile subjects compared to general population, suggested a role for HPV as a cause of sperm damage and, consequently, of male infertility. […] HPV infection in semen represents moreover a risk factor for the development of anti-sperm antibodies (ASAs). […] In detail, more than 40% of HPV infected infertile patients had ASAs on the sperm surface. […] Several mechanisms have been hypothesized to explain obesity-induced sperm damage. […] A pivotal role is played by heat-induced damage. […] Furthermore, several hormonal alterations have been described and contribute to impairing spermatogenesis in obese patients. […] In conclusion, exposure to environmental risk factors, such as pollutants or infections, or adverse lifestyle, i.e., causing obesity, may interfere at different levels with male fertility, and might play a major role in situations of idiopathic infertility.
  • #78 New mechanism underlying male infertility | ScienceDaily
    https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210107164756.htm
    One essential component of each eukaryotic cell is the cytoskeleton. […] The flagellum has to beat in a very precise and coordinated manner to allow progressive swimming of the sperm. Failure to do so can lead to male infertility. […] These findings imply that a perturbation of this modification could underlie some forms of male infertility in humans. […] Sperm flagella are essential for male fertility and thus for sexual reproduction. […] Failure to do so can lead to male infertility. […] To keep sperm swimming in a straight line, the modification of the protein tubulin by enzymes is essential. […] In the absence of glycylation, they became uncoordinated, and as a result, we suddenly saw sperm swimming in circles. […] „We observed functional defects on sperm from mice lacking glycylation, which resulted in a reduction of fertility. Since mice as a model system are known to have robust fertility, a similar defect in humans, could lead to male sterility” says Carsten Janke.
  • #79 Study Points to a New Mechanism Underlying Male Infertility | Technology Networks
    https://www.technologynetworks.com/cell-science/news/study-points-to-a-new-mechanism-underlying-male-infertility-344406
    One essential component of each eukaryotic cell is the cytoskeleton. […] The flagellum has to beat in a very precise and coordinated manner to allow progressive swimming of the sperm. Failure to do so can lead to male infertility. […] These findings imply that a perturbation of this modification could underlie some forms of male infertility in humans. […] Sperm flagella are essential for male fertility and thus for sexual reproduction. […] To keep sperm swimming in a straight line, the modification of the protein tubulin by enzymes is essential. […] In the absence of glycylation, they became uncoordinated, and as a result, we suddenly saw sperm swimming in circles. […] Since mice as a model system are known to have robust fertility, a similar defect in humans, could lead to male sterility.
  • #80 New mechanism underlying male infertility | ScienceDaily
    https://www.sciencedaily.com/releases/2021/01/210107164756.htm
    This explains why the swimming of the sperm cells is perturbed. […] Our findings provide direct evidence that microtubules have an active role in regulating fundamental biological processes via a code of tubulin modifications. Further, this study points to a new mechanism underlying male infertility.
  • #81 Study Points to a New Mechanism Underlying Male Infertility | Technology Networks
    https://www.technologynetworks.com/cell-science/news/study-points-to-a-new-mechanism-underlying-male-infertility-344406
    This explains why the swimming of the sperm cells is perturbed. […] Our findings provide direct evidence that microtubules have an active role in regulating fundamental biological processes via a code of tubulin modifications. Further, this study points to a new mechanism underlying male infertility.
  • #82 Protamines and their role in pathogenesis of male infertility – Bisht – Translational Cancer Research
    https://tcr.amegroups.org/article/view/8230/7282
    Sperm DNA damage is the single largest cause of defective sperm function and may be the underlying cause of idiopathic male infertility. […] Male infertility is defined as a multifactorial syndrome affecting 1 out of every 20 men in the reproductive age group. […] Although extensive research has been done in the context of male infertility but the exact cause is still unknown (idiopathic) and is mainly attributed to genetic reasons. […] Decline in sperm function is believed to be the primary, single, and defined cause of male infertility, resulting in failed fertilization. […] Haploinsufficiency of either PRM1 or PRM2 or abnormal PRM1/PRM2 protein ratio is associated with an increased risk of male factor infertility as this may result in improper compaction of sperm nuclear DNA and leaving the DNA highly vulnerable to environmental insults.
  • #83 Protamines and their role in pathogenesis of male infertility – Bisht – Translational Cancer Research
    https://tcr.amegroups.org/article/view/8230/7282
    A noticeable number of case-control studies have been done which have shown that polymorphisms or mutations in protamine encoded genes results in conformational changes in the encoded proteins, changes in sperm chromatin structure and hence impaired spermatogenesis. […] An increase in sperm histone:protamine ratio is associated with poor chromatin compaction and thus, male factor infertility. […] Altered relative ratio of PRM1:PRM2 at the level of mRNA and protein also leads to male factor infertility. […] Perturbation in PRM1:PRM2 is associated with poor chromatin and hence an increased risk of male infertility as sperm requires a full complement of both the protamines to convey the male genome to the next generation. […] DNA damage in sperm is only partially repaired due to highly truncated DNA damage detection and repair mechanism. […] Thus, for maintenance of sperm DNA integrity optimal PRM1 and PRM2 ratios should be maintained as DNA repair mechanism are deficient in sperm and this is vital for birth of healthy offspring.
  • #84 A homozygous FANCM frameshift pathogenic variant causes male infertility | Genetics in Medicine
    https://www.nature.com/articles/s41436-018-0015-7
    A homozygous PV in FANCM (c.1946_1958del, p.P648Lfs*16) was found cosegregating with male infertility. […] These findings revealed male infertility to be a novel phenotype of human patients with a biallelic FANCM PV. […] The loss-of-function FANCM PV increased ICL sensitivity in lymphocytes of patients and Fancm C/C spermatogonia. […] Adult Fancm C/C mice showed spermatogenic failure, with germ cell loss in 50.2% of testicular tubules and round-spermatid maturation arrest in 43.5% of tubules. […] Hypogonadism and reduced fertility have been noted in both male and female mice with homozygous Fancm PV, mainly due to defective proliferation of primordial germ cells (PGCs). […] Biallelic FANCM PV may be associated with impaired fertility in human females, but whether they could cause infertility in men, particularly spermatogenic failure, is yet unknown.
  • #85 A homozygous FANCM frameshift pathogenic variant causes male infertility | Genetics in Medicine
    https://www.nature.com/articles/s41436-018-0015-7
    This PV causes lymphocytic ICL sensitivity in patients, thus showing a loss-of-function effect. […] Altogether, these findings revealed that male infertility is a novel phenotype of the biallelic FANCM PV in humans. […] The truncated FANCM (p.P648Lfs*16) is predicted to lose the domains required for its interaction with the FA core complex, and thus it should not activate FANCD2 monoubiquitination. […] These results indicated that the truncating FANCM PV impairs FA pathway, demonstrating a loss-of-function effect. […] In fertility tests, adult Fancm C/C males were generally subfertile and produced significantly smaller litters than WT and Fancm +/C mice. […] Hence, Fancm C/C mice phenocopied the clinical phenotypes in our patients. […] The homozygous FANCM PV disrupted testicular integrity. […] Our findings that a homozygous loss-of-function FANCM PV impaired spermatogenesis and caused male infertility provide novel insights into genotype-phenotype correlations for biallelic FANCM PV.
  • #86 Fertility in Men With CF | Cystic Fibrosis Foundation
    https://www.cff.org/managing-cf/fertility-men-cf
    Most men with cystic fibrosis (9798%) are infertile but not sterile because they produce sperm. […] Infertility in men with CF occurs because of an absence of the sperm canal. […] Most men with CF (9798%) are infertile because of an absence of the sperm canal, known as congenital bilateral absence of the vas deferens (CBAVD). The sperm never make it into the semen, making it impossible for them to reach and fertilize an egg through intercourse. […] Although the cause of CBAVD is not conclusively known, it is thought to be associated with cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene mutations that also cause problems in the pancreas and lungs. […] Even though most men with CF are infertile, some do still have sperm present in their ejaculate.
  • #87 Ejaculatory physiology and pathophysiology: assessment and treatment in male infertility – Revenig – Translational Andrology and Urology
    https://tau.amegroups.org/article/view/3515/html
    Azoospermia is a heterogeneous condition with multiple etiologies and a variety of treatments. Retrograde ejaculation and failure of emission are in a spectrum of ejaculatory disorders which impair male fertility. Retrograde ejaculation and failure of emission are the two disorders of ejaculatory function which result in anejaculation and infertility. While all three have a common pathway of anejaculation, the disorders leading to these conditions comprise a heterogeneous group of conditions with differing etiologies and therapies. Retrograde ejaculation is the flow of semen into the bladder due to an incompletely closed bladder neck. Retrograde ejaculation was the observed cause in 18%, although as a source of infertility it was only implicated in 0.7%. Additionally, it has been noted the incidence is likely rising as a consequence increasing rates of diabetes, use of -receptor antagonists, and bladder neck surgery for malignancies. A variety of mechanical, neurologic, and pharmacologic etiologies are responsible for retrograde ejaculation. Failure of emission is when there is complete disruption of emission during sexual activity. Orgasm and the expulsive phase of ejaculation occur, but there is failure of deposition of the reproductive glands to deposit the necessary fluid into the prostatic urethra during stimulation. It is clinically characterized simply as anejaculation, but on investigation for retrograde ejaculation, there will be no evidence of retrograde ejaculation in post-orgasm urine. Failure of emission is defined as the lack of sperm on antegrade and retrograde semen analysis. This can be caused by peripheral neuropathy caused by diabetes as well as any spinal cord injury (SCI). Basically, we view failure of emission and retrograde ejaculation as a spectrum of ejaculatory dysfunction with failure of emission being the ultimate failure of the ejaculatory system.
  • #88 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    The purpose of evaluating the male partner of a couple suffering from infertility is as follows: To determine if the male factor is contributing to the couple’s infertility issue, to identify the small percentage of cases (about 20%) that can be normalized with treatment, to determine if ART would ultimately benefit the couple, to identify significant underlying pathology or associated medical comorbidities, and to determine if there are age, health, lifestyle, or genetic factors that could affect the outcome or success rate if ART is required. […] The semen analysis is the cornerstone of laboratory evaluation of male infertility. At least 2 separate samples should be collected, separated by at least 1 week but optimally by a month. […] The semen is evaluated for volume, pH, leukocytes, immature germ cells, and liquefaction, while the sperm is assessed for count, concentration, vitality, motility, progression, debris, and morphology.
  • #89 Male Infertility – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK562258/
    IVF can be used in couples when IUI with ovarian stimulation has failed, in women over 40 years of age, or when there are known conditions precluding the use of simpler techniques, such as bilateral tubal disorders. […] Overall, IVF with ICSI is preferred when there are very significant male factors that cannot be overcome by other means, but at least a few viable sperm can still be retrieved.
  • #90 Male infertility – The other side of the equation
    https://www.racgp.org.au/afp/2017/september/male-infertility
    Even if hypogonadism is identified, exogenous testosterone use is contraindicated in patients seeking fertility treatment. […] Antibodies against sperm can form when there is disruption in the blood-testis barrier and sperm antigens prime the immune system. […] Greater sperm DNA fragmentation is seen in patients who are infertile, and is associated with worse pregnancy outcomes. […] Genetic testing is indicated for patients with severe oligospermia (5 million/mL). […] A specific region, named AZF (azoospermia factor), in the long arm of the Y chromosome is critical to normal spermatogenesis. […] Karyotype testing is indicated in patients with severe oligospermia (5 million/mL), because the prevalence of karyotype abnormalities is inversely proportional to sperm count: 1% with normal sperm count, 5% with severe oligospermia (5 million/mL) and 10-15% with azoospermia. […] The most common abnormality is Klinefelter syndrome (47, XXY), which accounts for approximately two-thirds of abnormalities in men who are infertile.