Frammentazione del dna spermatico

La frammentazione del DNA spermatico è una condizione che implica la lesione, il danneggiamento o la rottura del materiale genetico presente negli spermatozoi. Questo fenomeno è, statisticamente, una delle più comuni cause di infertilità maschile. 
 

Cause

Nel processo riproduttivo umano, gli spermatozoi hanno un ruolo cruciale nella fecondazione, in quanto costituiscono il veicolo del materiale genetico maschile. All’interno di ogni singolo spermatozoo sono infatti presenti dei filamenti di DNA raggruppati in 23 cromosomi.

La frammentazione del DNA spermatico consiste quindi in una serie di lesioni a carico dei filamenti di DNA possono causare una perdita parziale o totale dell’informazione genetica presente al suo interno.  

Al momento, le cause specifiche di questo fenomeno non sono pienamente note; tuttavia, si ipotizza una genesi di tipo multifattoriale, in cui hanno un ruolo molto importante alcuni fattori di rischio, tra cui:
 

• radiazioni ionizzanti: trattamenti radioterapici o frequenti esposizioni a raggi X possono causare danni molecolari a carico del DNA, aumentando il rischio di frammentazione; 
• fumo: all’interno del fumo di sigaretta sono presenti numerosi agenti chimici, come il cadmio, che possono danneggiare il DNA spermatico; in questi pazienti, la frammentazione del DNA è proporzionale al numero di sigarette fumate; 
• malattie: alcune malattie, come l’influenza o malattie sessualmente trasmesse, possono aumentare il rischio di frammentazione; nello specifico, questo è maggiore come conseguenza di febbre elevata, aumentando subito dopo la guarigione per poi diminuire nei mesi seguenti;
• tossine ambientali: alcuni pesticidi, metalli pesanti (piombo) o inquinanti ambientali, come lo smog, possono introdurre nell’organismo sostanze dannose per il DNA;
• obesità: nei pazienti con un indice di massa corporea più elevato, il DNA spermatico si presenta infatti molto più frammentato rispetto alla norma; 
• età: i soggetti oltre i 40 anni tendono a mostrare un maggior indice di frammentazione del DNA spermatico. 

Sintomi

La frammentazione del DNA spermatico è una condizione che si presenta in modo asintomatico. La sua principale manifestazione, infatti, è generalmente correlata a problemi di natura riproduttiva, come una diminuzione della fertilità maschile o un aumento del rischio di anomalie congenite del nascituro o, più grave, di aborti spontanei. 

In alcuni casi, specie se la frammentazione non è particolarmente grave, le cellule uovo possono riparare i danni presenti nel DNA spermatico dopo la fecondazione; tuttavia, questo meccanismo ha effetti limitati. 
 

Diagnosi

In generale, la valutazione della frammentazione del DNA spermatico si basa sulla determinazione diretta dell’indice di frammentazione (DFI), che viene misurato su un campione di sperma in base alla percentuale di catene di DNA che appaiono lesionate sul totale.

In genere, il test più comune si basa sull’analisi strutturale della cromatina presente nello sperma; questa, infatti, si lega in modo diverso a un determinato colorante a seconda che siano presenti o meno delle lesioni.

In genere, un indice di frammentazione maggiore del 30% può costituire un rischio rilevante per la riproduzione. 
 

Rischi

La presenza di un alto grado di frammentazione del DNA spermatico ha come principale rischio la difficoltà nella riproduzione. Infatti, un soggetto con un indice di frammentazione superiore al 25% è a maggiore rischio di infertilità rispetto a un soggetto con un indice inferiore al 15%, che è in genere considerata una condizione ottimale. 

Parallelamente, a una frammentazione grave si associa anche una difficoltà maggiore nella fecondazione e, come suggeriscono alcuni studi recenti, a un maggior rischio di aborti spontanei. 
 

Cure e Trattamenti

La frammentazione del DNA spermatico è una condizione che può essere parzialmente prevenuta avendo cura di adottare uno stile di vita sano, che includa una dieta equilibrata, l’esercizio fisico regolare, smettere di fumare e limitare l’esposizione a sostanze tossiche.

Questi accorgimenti, in genere, costituiscono anche la prima forma di trattamento, in quanto riducono lo stress ossidativo e quindi l’entità delle lesioni a carico del DNA. Sempre come forma di protezione dallo stress ossidativo, poi, si possono prescrivere degli integratori di antiossidanti, come la vitamina E e la vitamina C.

Nei pazienti che presentano patologie sottostanti, come infezioni sessualmente trasmissibile o malattie metaboliche come l’obesità, le lesioni a carico del DNA possono diminuire con il trattamento di esse. 

Come detto in precedenza, è bene notare che bassi gradi di frammentazione possono essere compensati naturalmente dai meccanismi di riparazione del DNA presenti nelle cellule uovo; tuttavia, in presenza di un alto grado di frammentazione, può essere necessario fare ricorso a trattamenti per la procreazione assistita, come la fecondazione in vitro. In questi casi, la procedura di fecondazione deve essere basata su un’accurata selezione degli spermatozoi in modo da preservare solo quelli con DNA integro che danno maggiori possibilità di una fecondazione ottimale e riducendo i rischi di complicanze in gravidanza. 
 

Bibliografia

• Shafik A, Shafik AA, Shafik I, El Sibai O. Sperm DNA fragmentation. Arch Androl. 2006 May-Jun;52(3):197-208.
• Sakkas D, Alvarez JG. Sperm DNA fragmentation: mechanisms of origin, impact on reproductive outcome, and analysis. Fertil Steril. 2010 Mar 1;93(4):1027-36.
• Simon L, Emery B, Carrell DT. Sperm DNA Fragmentation: Consequences for Reproduction. Adv Exp Med Biol. 2019;1166:87-105.