Antioxidanters betydelse för sädescellernas kvalitet

Mäns dåliga spermiekvalitet är en väsentlig orsak till ofrivillig infertilitet. Studier visar att oxidativ stress spelar en roll. Det är ett tillstånd där det föreligger en obalans mellan fria radikaler och antioxidanter, vilket gör att sädescellerna på olika sätt förstörs. I en större översiktsartikel publicerad i tidskriften Reproductive Sciences tittar författaren närmare på de molekylära mekanismerna, och hur C-vitamin, E-vitamin, selen, zink, Q10 och andra antioxidanter skyddar de sårbara sädescellerna.

Det finns växande bevis för att obalanser mellan fria radikaler och antioxidanter i spermieceller leder till metaboliska och funktionella störningar, och att detta kan vara den främsta orsaken till vanliga typer av infertilitet.
Fria radikaler, även kända som ROS (Reactive Oxygen Species), är en biprodukt av cellernas syreomsättning, och de spelar viktiga roller i flera fysiologiska funktioner. Det visar sig i detta sammanhang att sädescellerna producerar mindre mängder fria radikaler, som är viktiga för mognad, cellsignalering, DNA-strukturen, apoptos (programmerad celldöd) och andra fysiologiska funktioner.
De fria radikalerna är alltså livsviktiga och avgörande för friska celler, inklusive friska sädesceller. Men de fria radikalerna bör bara verka inom snäva områden och under kontroll. Det beror på att de fria radikalerna är några mycket reaktiva molekyler med en eller flera oparade elektroner, som inte bara skapar grunden för de friska fysiologiska reaktionerna. För i jakten på saknade elektroner kan de fria radikalerna också löpa amok och sätta igång oavsiktliga kedjereaktioner, varigenom de oxiderar andra molekyler i cellerna. Något av det farligaste är när de fria radikalerna angriper de omättade fettsyrorna i cellmembranen, och fenomenet kallas för lipidperoxidation. Härifrån kan de fria radikalerna sedan fortsätta sin förstörelse inuti cellen.
Effekten av fria radikaler ökas dessutom av intensiv fysisk träning, rökning, åldringsprocesser, förgiftningar, inflammationer, strålning och andra stressfaktorer.
Höga nivåer av fria radikaler kan alltså bero på inre och yttre faktorer. Och de höga nivåerna kan ha en skadlig effekt på sädescellernas funktion genom att initiera lipidperoxidation och kedjereaktioner, som förstör membranets integritet, blockerar enzymaktiviteter och orsakar apoptos, som allt tillsammans kan leda till infertilitet. De fria radikalerna kan också förstöra sädescellernas DNA, och detta är ett känt fenomen som kallas DNA-fragmentering. Så även om sädescellerna simmar bra och befruktar ägget, kommer ägget inte att kunna utvecklas normalt och stöts ut ganska snabbt.

Antioxidanter från den inre miljön

De olika antioxidanterna spelar en viktig roll i förebyggandet av oxidativ stress och upprätthållandet av den så kallade redoxbalansen. Grovt sett fungerar antioxidanterna genom att avge en elektron, så att de fria radikalerna neutraliseras, samtidigt som antioxidanterna förblir antioxidanter.
De viktigaste antioxidanterna, som kroppen själv bildar, fungerar som enzymer. De kallas också endogena antioxidanter, och här kan nämnas:

• Glutationperoxidas (GPx). Innehåller selen.
• Superoxiddismutas (SOD). Innehåller zink samt koppar eller mangan.
• Katalas (CAT). Består av polypeptidkedjor.

Dessa tre antioxidanter finns i relativt stora mängder i sädesceller och sädesvätska, och tros främst komma från prostatan. De tre antioxidanterna skyddar sädescellernas membran, deras DNA och energiproducerande mitokondrier på olika sätt.
Dessutom antioxidanter utan enzymaktivitet, som verkar blixtsnabbt, och där Q10 spelar en särskild roll. Q10 har också betydelse för sädescellernas energiomsättning.

Antioxidanter från den yttre miljön

Antioxidanter från den yttre miljön, som även kallas exogena antioxidanter, härrör från mat och dryck. Bland vitaminer och mineraler, som är livsviktiga näringsämnen, kan nämnas A-, C- och E-vitamin samt selen, zink och mangan.
Dessutom bör en mängd växtämnen nämnas.
Antioxidanter från kosten påverkar bildningen och aktiviteten av de endogena antioxidanterna. På så sätt utövar de en synergieffekt för att upprätthålla redoxbalansen. I översiktsartikeln lägger författaren mest fokus på antioxidanter som E-vitamin, C-vitamin, zink, selen och Q10. Författaren kommer också in på specifika ämnen som L-acetylcystein, L-karnitin och lykopen, samt att antioxidanterna har en synergieffekt. Därför måste kosten först och främst vara allsidig, och man kan överväga tillskott med följande, som har särskild betydelse för sädescellernas kvalitet.

E-vitamin

E-vitamin E (α-tokoferol) är en fettlöslig antioxidant som huvudsakligen finns i cellmembran. E-vitamin neutraliserar hydroxylradikaler och superoxid, vilket motverkar lipidperoxidation i cellmembranen.
Man har hittat ett samband mellan nivån av E-vitamin i sädesvätska och procentandelen mobila sädesceller i ejakulationen.
I studier har man vanligtvis gett tillskott med 400 mg E-vitamin (α-tokoferol) dagligen.

C-vitamin

Koncentrationen av C-vitamin (askorbinsyra) är nästan tio gånger högre i sädesvätska än i blodserum. C-vitamin neutraliserar väteperoxid, hydroxylradikaler och superoxid och skyddar därigenom mot oxidativ stress inuti sädescellerna.
Studier har visat att tillskott med C- och E-vitamin för mäns sädesvätska minskar DNA-fragmentering orsakad av oxidativ stress.
I studier har man vanligtvis gett tillskott på 500-1 000 mg dagligen.

Zink

Den största mängden zink hos män finns i prostatan, där sädesvätskan bildas. Sädesvätskan innehåller relativt mycket zink, och zink spelar också en central roll för sädesceller när det gäller metabolism av RNA och DNA, signaltransduktion (överföring av en typ av signal till en annan), aktivering av gener och reglering av apoptos. Dessutom ingår zink i antioxidanten superoxiddismutas (SOD), som skyddar sädescellernas struktur och DNA.
Studier har visat att tillskott med zink till tjurar skyddar sädesvätskan mot exogen oxidativ stress, vilket förbättrar förmågan hos ett befruktat ägg att utvecklas till en kalv.
I humanstudier har man vanligtvis gett tillskott på 25–400 mg dagligen. Hälsomyndigheternas övre gräns ligger på 25 mg zink dagligen, och starkare tillskott över längre tid bör ges i samråd med läkare. Det beror på att zink i större mängder under en längre tid kan tränga undan koppar.

Selen

Selen ingår i omkring 25 kända selenhaltiga proteiner, varav flera har betydelse för utvecklingen av friska och starka sädesceller, däribland spermiesvansen, som gör att spermien kan simma.
Selen ingår i antioxidanten GPx (glutationperoxidas), som framför allt finns i spermiecellernas energiproducerande mitokondrier. GPx skyddar sädescellernas mitokondrier, deras DNA och andra cellbeståndsdelar mot oxidativ stress. Det finns relativt mycket selen i sädesvätskan, och det antas komma från prostatan. Selenbrist sätts särskilt i förbindelse med ett onormalt spermieantal, nedsatt rörlighet och DNA-fragmentering.
Selenbrist är utbrett i Europa och andra delar av världen på grund av utarmad jord. Därför har danska bönder sedan 1970-talet gett sina boskapsdjur tillskott med selen för att förhindra nedsatt fertilitet och andra bristsjukdomar.
I humanstudier har man vanligtvis gett tillskott på 200 mikrogram dagligen. Tillskott baserade på selenjäst, som innehåller många seleninnehållande proteiner, ger den största likheten med selenvariationen i selenrik kost.

Q10

Q10 är en enastående molekyl som uppträder i två former. Ubikinon är viktigt för cellernas energiomsättning och ubikinol är viktigt som antioxidant. Kroppen växelverkar mellan de två formerna efter behov, vilket bland annat kräver ett seleninnehållande enzym.
Sädescellernas energiproducerande mitokondrier innehåller mycket Q10, eftersom de måste simma relativt långt för att befrukta ägget.
Samtidigt motverkar Q10 bildningen av väteperoxid och superoxid, vilket motverkar oxidativ stress. Man har följaktligen hittat ett omvänt samband mellan nivåerna av Q10 i förhållande till spermieantal och deras rörlighet.
I studier har man vanligtvis gett tillskott på 100–300 mg dagligen.

N-acetylcystein

N-acetylcystein innehåller aminosyran cystein, som är en föregångare till den kraftfulla antioxidanten glutation. Flera studier har visat att tillskott med N-acetylcystein kan minska nivån av fria radikaler och förbättra antalet sädesceller och deras rörlighet. Samtidigt minskar antalet onormala sädesceller och sädesceller med DNA-fragmentering. Cystein finns även i aminosyran selenocystein, som ingår i cirka 25 selenoproteiner – däribland GPx (glutationperoxidas).
Därför kan N-acetylcystein ha en positiv effekt på sädescellernas kvalitet och graviditetsfrekvensen. Effekten förbättras om man är välförsedd med selen.
I studier har man vanligtvis gett tillskott på 600 mg dagligen.

L-karnitin

L-karnitin är ett vattenlösligt vitaminliknande ämne som ingår i cellernas energiomsättning. Kroppen kan själv bilda L-karnitin från aminosyran lysin. Den huvudsakliga källan till L-karnitin från kosten är kött och mejeriprodukter.
L-karnitin är involverat i mognaden av sädesceller i bitestiklarna. Koncentrationen av fritt L-karnitin i bitestiklarna är 2 000 gånger högre än i blodplasma. Brist på L-karnitin kan leda till försämring av sädescellers rörlighet. L-karnitinets funktion som en antioxidant har observerats i studier på både människor och djur. Hos infertila män har tillskott med 1 500 mg L-karnitin visat sig förbättra sädescellernas kvalitet genom att öka koncentrationen och rörligheten.
I studier har man vanligtvis gett tillskott på 500–1 000 mg dagligen.

Lykopen

Lykopen tillhör en antioxidantgrupp som kallas karotenoider. Lykopen finns i röda grönsaker och frukt som tomat, röd paprika, röd morot och vattenmelon. Lykopen är en kraftfull antioxidant med potential att förhindra skador på sädesceller orsakade av oxidativ stress.
I studier har man vanligtvis gett tillskott på 6–8 mg.

Slutsats

Sädesceller är särskilt sårbara för oxidativ stress, och även om de har ett eget antioxidantförsvar kan det försämras om egenproduktionen av antioxidanter eller tillförseln via kosten är för liten.
De senaste årens studier har avslöjat att oxidativ stress orsakad av fria radikaler kan förstöra sädesceller på flera sätt och därigenom orsaka fertilitetsproblem och ofrivillig infertilitet.
Idag har många olika antioxidanter studerats för behandling av infertila män. Störst fokus har legat på E-vitamin, C-vitamin, selen, zink, Q10, L-acetylcystein, L-karnitin och lykopen. Det finns kombinerade tillskott på marknaden med flera antioxidanter, där man bör se till att de har ett högt upptag.

Referenser

Alicja Kowalczyk. The Role of the Natural Antioxidant Mechanism in Sperm cells. Reproductive Sciences. 2021

Aparna Shreenath. Selenium Deficiency. StatPearls. May 6, 2019

Selen anvendelse i dansk landbrug - PDF Gratis download (docplayer.dk)

Mineraler - information til sundhedsfaglige - Medicin.dk