Влияние тяжелых металлов и антиспермальных антител на мужское бесплодие: обзор литературы
DOI:
https://doi.org/10.37800/RM.3.2025.482Ключевые слова:
токсичные металлы, окислительный стресс, гормональный дисбаланс, подвижность сперматозоидов, КазахстанАннотация
Актуальность: В связи с проблемами загрязнения окружающей среды исследователи изучили влияние тяжелых металлов (свинца, кадмия, ртути и хрома) в сочетании с антиспермальными антителами (АСА) на мужское бесплодие в Казахстане. Особенно опасен хром, широко распространённый в таких регионах, как Актобе, поскольку он усиливает окислительный стресс и вызывает эндокринные нарушения, что дополнительно ухудшает качество спермы. Полученные данные подчёркивают необходимость экологических мероприятий по снижению указанных рисков.
Цель исследования – проанализировать двойное воздействие тяжёлых металлов и антиспермальных антител на мужское бесплодие с акцентом на загрязнение окружающей среды в Казахстане.
Материалы и методы: В рамках данного литературного обзора рассматривались механизмы, с помощью которых тяжёлые металлы провоцируют окислительный стресс, гормональные сбои и иммунные реакции, влияющие на репродуктивную функцию у мужчин. Также проанализирована роль АСА в снижении подвижности сперматозоидов и их способности к оплодотворению.
Результаты: Результаты показывают, что тяжёлые металлы отрицательно сказываются на количестве, подвижности и морфологии сперматозоидов через окислительный стресс и гормональные дисбалансы. Повышенные уровни свинца и кадмия ассоциировались с повреждением ДНК и снижением уровня тестостерона. Выявлено, что АСА значительно снижают подвижность сперматозоидов и их оплодотворяющую способность, тем самым увеличивая риск бесплодия.
Заключение: Исследование подчёркивает совокупное негативное влияние тяжёлых металлов и иммунных реакций на мужское бесплодие, указывая на необходимость принятия экологических мер и разработки целенаправленных терапевтических стратегий. Понимание этих механизмов может стать основой для новых подходов к диагностике и лечению бесплодия в регионах с высоким уровнем загрязнения окружающей среды.
Библиографические ссылки
1. Silva AF, Ramalho-Santos J, Amaral S. The impact of antisperm antibodies on human male reproductive function: an update. Reproduction. 2021;162(4):R55-R71.
https://doi.org/10.1530/REP-21-0123
2. Eisenberg ML, Esteves SC, Lamb DJ, Hotaling JM, Giwercman A, Hwang K, Cheng YS. Male infertility. Nat Rev Dis Primers. 2023;9(1):49.
https://doi.org/10.1038/s41572-023-00459-w
3. Kaltsas A, Markou E, Kyrgiafini MA, Zikopoulos A, Symeonidis EN, Dimitriadis F, Zachariou A, Sofikitis N, Chrisofos M. Oxidative-stress-mediated epigenetic dysregulation in spermatogenesis: implications for male infertility and offspring health. Genes. 2025;16(1):93. https://doi.org/10.3390/genes16010093
4. Hsu CY, Jasim SA, Pallathadka H, Kumar A, Konnova K, Qasim MT, Alubiady MH, Pramanik A, Al-Ani AM, Abosaoda MK. A comprehensive insight into the contribution of epigenetics in male infertility, focusing on immunological modifications. J Reprod Immunol. 2024;164:104274.
https://doi.org/10.1016/j.jri.2024.104274
5. Khaleefah MH, Mossa HAL, Selman MO. Evaluation of anti-sperm antibodies in relevance to testosterone levels in serum and seminal plasma in infertile men. Iraqi J Embryos Infertility Res. 2018;8(1):22-28.
https://www.researchgate.net/publication/335389940
6. Minhas S, Bettocchi C, Boeri L, Capogrosso P, Carvalho J, Cilesiz NC, Cocci A, Corona G, Dimitropoulos K, Gül M, Hatzichristodoulou G, Jones TH, Kadioglu A, Martínez Salamanca JI, Milenkovic U, Modgil V, Russo GI, Serefoglu EC, Tharakan T, Verze P, Salonia A. European Association of Urology guidelines on male sexual and reproductive health: 2021 update on male infertility. Eur Urol. 2021;80(5):603-620.
http://dx.doi.org/10.1016/j.eururo.2021.08.014
7. Boeri L, Ventimiglia E, Capogrosso P, Pecoraro A, Pederzoli F, Cazzaniga W, Pozzi E, Alfano M, Viganò P, Montanari E, Montorsi F, Salonia A. The duration of infertility affects semen parameters in primary infertile men: results of a single-centre, cross-sectional study. BJU Int. 2019;123(5):891-898.
http://dx.doi.org/10.1111/bju.14613
8. El Hosry L, Sok N, Richa R, Al Mashtoub L, Cayot P, Bou-Maroun E. Sample preparation and analytical techniques in the determination of trace elements in food: A review. Foods. 2023;12(4):895.
http://dx.doi.org/10.3390/foods12040895
9. Jomova K, Alomar SY, Nepovimova E, Kuca K, Valko M. Heavy metals: toxicity and human health effects. Arch Toxicol. 2025;99(1):153-209.
http://dx.doi.org/10.1007/s00204-024-03903-2
10. Wang LK, Wang MHS, Hung YT, Shammas NK, Jiaping Paul Chen P, editors. Handbook of Advanced Industrial and Hazardous Wastes Management. CRC Press; 2017:1113-28. 1st Edition, eBook ISBN 9781315117423.
https://doi.org/10.1201/9781315117423
11. Selvaraju V, Baskaran S, Agarwal A, Henkel R. Environmental contaminants and male infertility: Effects and mechanisms. Andrologia. 2021;53(1):e13646.
https://doi.org/10.1111/and.13646
12. Khaleefah MH, Mossa HA, Selman MO. Effect of Some Heavy Metals on Testosterone Hormone in Infertile Men. J Univ Babylon Pure Applied Sci. 2025.
https://iasj.rdd.edu.iq/journals/uploads/2024/12/24/d39f1dec63159b5b9d54fa971a78d754.pdf
13. Zhankubayev BA, Gnevasheva VA, Ganiyeva GK, Sadunova AG. Socio-Demographic Situation in Kazakhstan: Problems of Reproduction. Revista de Cercetare si Interventie Sociala. 2021;75:139.
https://doi.org/10.33788/rcis.75.10
14. Lokshin V, Omar M, Karibaeva S. Assisted Reproductive Technologies in the Republic of Kazakhstan: A 6-Year Trend Analysis from Efficacy to Availability. J Reprod Infertil. 2022;23(1):61.
https://doi.org/10.18502/jri.v23i1.8451
15. Sharma A, Minhas S, Dhillo WS, Jayasena CN. Male infertility due to testicular disorders. J Clin Endocrinol Metab. 2021;106(2):e442-e59.
https://doi.org/10.1210/clinem/dgaa781
16. Kupka MS, Chambers GM, Dyer S, Zegers-Hochschild F, de Mouzon J, Ishihara O, Banker M, Jwa SC, Fu B, Elgindy E, Baker V, Adamson GD. International Committee for Monitoring Assisted Reproductive Technology world report: assisted reproductive technology, 2015 and 2016. Fertil Steril. 2024;122(5):875-893.
http://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2024.07.009
17. Zhou Z, Zheng D, Wu H, Li R, Xu S, Kang Y, Cao Y, Chen X, Zhu Y, Xu S, Chen ZJ, Mol BW, Qiao J. Epidemiology of infertility in China: a population-based study. BJOG. 2018;125(4):432–441.
http://dx.doi.org/10.1111/1471-0528.14966
18. Alahmar AT. Role of oxidative stress in male infertility: An updated review. J Hum Reprod Sci. 2019;12(1):4-18.
http://dx.doi.org/10.4103/jhrs.JHRS_150_18
19. Balali-Mood M, Naseri K, Tahergorabi Z, Khazdair MR, Sadeghi M. Toxic mechanisms of five heavy metals: mercury, lead, chromium, cadmium, and arsenic. Front Pharmacol. 2021;12:643972.
https://doi.org/10.3389/fphar.2021.643972
20. Jan AT, Azam M, Siddiqui K, Ali A, Choi I, Haq QMR. Heavy metals and human health: mechanistic insight into toxicity and counter defense system of antioxidants. Int J Mol Sci. 2015;16(12):29592-630.
https://doi.org/10.3390/ijms161226183
21. Anyanwu BO, Orisakwe OE. Current mechanistic perspectives on male reproductive toxicity induced by heavy metals. J Environ Sci Health C. 2020;38(3):204-244.
https://doi.org/10.1080/26896583.2020.1782116
22. He Y, Zou L, Luo W, Yi Z, Yang P, Yu S, Liu N, Ji J, Guo Y, Liu P, He X, Lv Z, Huang S. Heavy metal exposure, oxidative stress and semen quality: Exploring associations and mediation effects in reproductive-aged men. Chemosphere. 2020;244:125498.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.125498
23. López-Botella A, Velasco I, Acién M, Sáez-Espinosa P, Todolí-Torró JL, Sánchez-Romero R, Gómez-Torres MJ. Impact of Heavy Metals on Human Male Fertility—An Overview. Antioxidants. 2021;10(9):1473.
https://doi.org/10.3390/antiox10091473
24. Dehkordi SM, Khoshakhlagh AH, Yazdanirad S, Mohammadian-Hafshejani A, Rajabi-Vardanjani H. The effect of job stress on fertility, its intention, and infertility treatment among the workers: a systematic review. BMC Public Health. 2025;25(1):542. http://dx.doi.org/10.1186/s12889-025-21790-9
25. Marić T, Fučić A, Aghayanian A. Environmental and occupational exposures associated with male infertility. Arh Hig Rada Toksikol. 2021;72(3):101-113.
http://dx.doi.org/10.2478/aiht-2021-72-3510
26. Wuri L, Burghardt RC, Arosh JA, Long CR, Banu SK. Hexavalent chromium disrupts oocyte development in rats by elevating oxidative stress, DNA double-strand breaks, microtubule disruption, and aberrant segregation of chromosomes. Int J Mol Sci. 2023;24(12):10003.
http://dx.doi.org/10.3390/ijms241210003
27. Kumar S, Sharma A, Kshetrimayum C. Environmental & occupational exposure & female reproductive dysfunction. Indian J Med Res. 2019;150(6):532-545.
http://dx.doi.org/10.4103/ijmr.IJMR_1652_17
28. Singh V, Pakhiddey R. Current scenario on genetic basis of infertility — A review. Acta Med Int. 2015;2(2):149-154.
https://doi.org/10.5530/ami.2015.2.10
29. Fatima P, Debnath BC, Hossain MM, Rahman D, Banu J, et al. Relationship of blood and semen lead level with semen parameter. Mymensingh Med J. 2010,19:405-414.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20639835/
30. Li Y, Zheng Z, Luo D, Liu C, Yang S, Chen Y, Hu Q, Lu W, Wang Y, Mei S. Reproductive hormones, organophosphate esters and semen quality: Exploring associations and mediation effects among men from an infertility clinic. Environ Res. 2024;240(Pt 1):117458.
http://dx.doi.org/10.1016/j.envres.2023.117458
31. Bouida L, Rafatullah M, Kerrouche A, Qutob M, Alosaimi AM, Alorfi HS, Hussein MA. A review on cadmium and lead contamination: Sources, fate, mechanism, health effects and remediation methods. Water. 2022;14(21):3432.
https://doi.org/10.3390/w14213432
32. Bansal H. Heavy metal toxicity: A comprehensive review of forms, exposure routes, toxicokinetics, and effects on infants. Int J Med Toxicol Leg Med. 2023;26(1and2):13-24.
https://doi.org/10.5958/0974-4614.2023.00002.5
33. Hoet P. Speciation of lead in occupational exposure and clinical health aspects. In: Handbook of Elemental Speciation II—Species in the Environment, Food, Medicine and Occupational Health. 2005:252-276.
https://doi.org/10.1002/0470856009.ch2j(iii)
34. Akinloye O, Arowojolu AO, Shittu OB, Anetor JI. Cadmium toxicity: a possible cause of male infertility in Nigeria. Reprod Biol. 2006;6(1):17-30.
https://doi.org/10.1016/S1642-431X(12)60105-0
35. de Angelis C, Galdiero M, Pivonello C, Salzano C, Gianfrilli D, Piscitelli P, Lenzi A, Colao A, Pivonello R. The environment and male reproduction: The effect of cadmium exposure on reproductive function and its implication in fertility. Reprod Toxicol. 2017;73:105–127. https://doi.org/10.1016/j.reprotox.2017.07.021
36. Flora SJS, Pachauri V, Saxena G. Arsenic, cadmium and lead. Reprod Dev Toxicol [Internet]. 2011 [cited 2019 May 18];415-438.
http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-382032-7.10033-5
37. Choy CM, Lam CW, Cheung LT, Briton-Jones CM, Cheung LP, Haines CJ. Infertility, blood mercury concentrations and dietary seafood consumption: a case-control study. BJOG. 2002,109(10):1121-5.
https://doi.org/10.1111/j.1471-0528.2002.02084.x
38. Sharma A. Male Infertility; Evidences, Risk Factors, Causes, Diagnosis and Management in Human. Ann Clin Lab Res. 2017;5(3):188.
http://dx.doi.org/10.21767/2386-5180.1000188
39. Ilieva I, Sainova I, Yosifcheva K. Toxic effects of heavy metals (lead and cadmium) on sperm quality and male fertility. Acta Morphol Anthropol. 2020;27:63-75.
https://doi.org/10.56425/ama.2020.27.2.63
40. Crocetto F, Risolo R, Colapietro R, Bellavita R, Barone B, Ballini A, Arrigoni R, Caputo VF, Luca G, Grieco P, Santini G, Brancorsini S. Heavy metal pollution and male fertility: An overview on adverse biological effects and socio-economic implications. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2023;23(2):129-146.
https://doi.org/10.2174/1871530322666220627141651
41. Issanov A, Aimagambetova G, Terzic S, Bapayeva G, Ukybassova T, Baikoshkarova S, Utepova G, Daribay Z, Bekbossinova G, Balykov A, Aldiyarova A, Terzic M. Impact of governmental support to the IVF clinical pregnancy rates: differences between public and private clinical settings in Kazakhstan – a prospective cohort study. BMJ Open. 2022;12(2):e049388. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2021-049388
42. Silva AFN, Schubert M, Kliesch S, Schlatt S, Ramalho-Santos J, Amaral SCG. Prevalence and impact of antisperm antibodies on semen quality and male reproductive health aspects: A 10-years retrospective study. Andrology. 2025;1-10.
http://dx.doi.org/10.1111/andr.70020
43. Mukherjee AG, Gopalakrishnan AV. Anti-sperm antibodies as an increasing threat to male fertility: Immunological insights, diagnostic and therapeutic strategies. Reprod Sci. 2024;31:1-20. https://doi.org/10.1007/s43032-024-01610-y
44. El-Sherbiny AF, Ali TA, Hassan EA, Mehaney AB, Elshemy HA. The prognostic value of seminal anti-sperm antibodies screening in men prepared for ICSI: a call to change the current antibody-directed viewpoint of sperm autoimmunity testing. Ther Adv Urol. 2021;13:1756287220981488.
http://dx.doi.org/10.1177/1756287220981488
45. Tennakoon V. Possible risk associations for the formation of antisperm antibodies: A review. Current Topics Medicine Med Res. 2021;13:59-64.
https://doi.org/10.9734/bpi/ctmmr/v13/6441D
46. Rompala GR, Homanics GE. Intergenerational effects of alcohol: A review of paternal preconception ethanol exposure studies and epigenetic mechanisms in the male germline. Alcohol Clin Exp Res. 2019;43(6):1032-1045.
http://dx.doi.org/10.1111/acer.14029
47. Santi D, Corona G, Salonia A, Ferlin A. Current drawbacks and future perspectives in the diagnosis and treatment of male factor infertility, with a focus on FSH treatment: an expert opinion. J Endocrinol Invest. 2025;48:1085-1100.
http://dx.doi.org/10.1007/s40618-024-02524-x
48. Dong L, Zhang X, Yan X, Shen Y, Li Y, Yu X. Effect of phosphodiesterase-5 inhibitors on the treatment of male infertility: A systematic review and meta-analysis. World J Mens Health. 2021;39(4):776-796.
https://doi.org/10.5534/wjmh.200155
49. Tremellen K. Oxidative stress and male infertility—a clinical perspective. Hum Reprod Update [Internet]. 2008;14(3):243-258.
https://academic.oup.com/humupd/article/14/3/243/683505
50. Quang N, Tuncay Toprak. Lifestyle Modifications and Male Infertility. Springer eBooks. 2024 Jan 1;43-66.
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-62648-7_3
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 М.Е. Изтлеуов, Ж.А. Душманов, М.Г. Изтлеуова, К.М. Изтлеуов , М.Н. Иманбаев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Публикуемые в этом журнале статьи размещены под лицензией CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution — Non Commercial — No Derivatives 4.0 International), которая предусматривает только их некоммерческое использование. В соответствии с этой лицензией пользователи имеют право копировать и распространять материалы, охраняемые авторским правом, но им не разрешается изменять или использовать их в коммерческих целях. Полная информация о лицензировании доступна по адресу https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
