Влияние хрома на качество сперматозоидов при метаболическом синдроме: обзор литературы
DOI:
https://doi.org/10.37800/RM.1.2026.646Ключевые слова:
Трехвалентный хром, метаболический синдром, мужское бесплодие, сперматогенез, окислительный стрессАннотация
Актуальность: Мужское бесплодие в последние десятилетия превратилось в значимую глобальную проблему здравоохранения, что связано с прогрессирующим снижением основных параметров спермы. Метаболический синдром, характеризующийся инсулинорезистентностью, дислипидемией и хроническим окислительным стрессом, всё чаще рассматривается как фактор, нарушающий мужскую репродуктивную функцию.
Цель исследования: Обобщить современные данные о роли трехвалентного хрома в мужском репродуктивном здоровье при метаболическом синдроме и описать возможные патогенетические механизмы, связывающие дисбаланс хрома со снижением качества сперматозоидов.
Материалы и методы: Проведён обзор научной литературы с анализом экспериментальных и клинических исследований, посвящённых трехвалентного хрома, метаболическим нарушениям, окислительному стрессу и репродуктивной функции у мужчин.
Результаты: Tрехвалентного хром играет важную роль в регуляции углеводного и липидного обмена, а также поддерживает антиоксидантную защиту. Снижение уровня трёхвалентного хрома, часто наблюдаемое при метаболическом синдроме, усиливает метаболические нарушения, способствует митохондриальной дисфункции и повышенной продукции активных форм кислорода, что может приводить к нарушению работы гипоталамо-гипофизарно-гонадной оси. Эти изменения негативно влияют на стероидогенез, функции клеток Сертоли и Лейдига и различные этапы сперматогенеза. Экспериментальные исследования показывают, что как дефицит трёхвалентного хрома, так и его избыточное поступление ухудшают структуру тканей яичек, уменьшают синтез тестостерона и снижают качество спермы, однако клинических данных пока недостаточно.
Заключение: Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что изменение уровня трёхвалентного хрома при метаболическом синдроме может способствовать снижению качества сперматозоидов через метаболические, гормональные и оксидативные механизмы. Для уточнения клинической значимости и потенциальных терапевтических возможностей трёхвалентного хрома необходимы масштабные исследования у человека.
Библиографические ссылки
1. Изтлеуов Е.М., Душманов А.Ж., Изтлеуова Г.М., Изтлеуов М.К., Иманбаев Н.М. Влияние тяжёлых металлов и антиспермальных антител на мужское бесплодие: обзор литературы. Репродуктивная медицина (Центральная Азия). 2025;3:482. https://doi.org/10.37800/RM.3.2025.482
Iztleuov YM, Dushmanov AZ, Iztleuova GM, Iztleuov MK, Imanbayev NM. Effect of heavy metals and antisperm antibodies on male infertility: a literature review. Reproductive Medicine (Central Asia). 2025;3:482. https://doi.org/10.37800/RM.3.2025.482
2. Agarwal A, Mulgund A, Hamada A, Chyatte MR. A unique view on male infertility around the globe. Reprod Biol Endocrinol. 2015;13:37.
https://doi.org/10.1186/s12958-015-0032-1
3. Levine H, Jørgensen N, Martino-Andrade A, Mendiola J, Weksler-Derri D, Jolles M, Pinotti R, Swan SH. Temporal trends in sperm count: a systematic review and meta-regression analysis of samples collected globally in the 20th and 21st centuries. Hum Reprod Update. 2023;29(2):157-176.
https://doi.org/10.1093/humupd/dmac035
4. Garcia-Grau E, Lleberia J, Costa L, Guitart M, Yeste M, Benet J, Amengual MJ, Ribas-Maynou J. Decline of sperm quality over the last two decades in the south of Europe: a retrospective study in infertile patients. Biology (Basel). 2022;12(1):70. https://doi.org/10.3390/biology12010070.
5. Mann U, Shiff B, Patel P. Reasons for worldwide decline in male fertility. Curr Opin Urol. 2020;30(3):296-301.
https://doi.org/10.1097/MOU.0000000000000745
6. Elnashar AM. Decline in human sperm parameters: how to stop? Clin J Obstet Gynecol. 2023;6:16-20.
https://doi.org/10.29328/journal.cjog.1001122
7. Chao HH, Zhang Y, Dong PY, Gurunathan S, Zhang XF. Comprehensive review on the positive and negative effects of various important regulators on male spermatogenesis and fertility. Front Nutr. 2023;9:1063510.
https://doi.org/10.3389/fnut.2022.1063510
8. Pereira SC, Oliveira PF, Oliveira SR, Pereira ML, Alves MG. Impact of environmental and lifestyle use of Chromium on male fertility: focus on antioxidant activity and oxidative stress. Antioxidants (Basel). 2021;10(9):1365.
https://doi.org/10.3390/antiox10091365
9. Dworzański W, Sembratowicz I, Cholewińska E, Tutaj K, Fotschki B, Juśkiewicz J, Ognik K. Effects of different chromium compounds on hematology and inflammatory cytokines in rats fed a high-fat diet. Front Immunol. 2021;12:614000.
https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.614000
10. Staniek HZ, Król E, Wójciak RW. The interactive effect of high doses of chromium (III) and different iron (III) levels on the carbohydrate status, lipid profile, and selected biochemical parameters in female Wistar rats. Nutrients. 2020;12(10):3070.
https://doi.org/10.3390/nu12103070
11. Moreira R, Martins AD, Alves MG, Pereira ML, Oliveira PF. A comprehensive review of the impact of chromium picolinate on testicular steroidogenesis and antioxidant balance. Antioxidants. 2023;12(8):1572.
https://doi.org/10.3390/antiox12081572
12. Wróblewski M, Wróblewska W, Sobiesiak M. The role of selected elements in oxidative stress protection: key to healthy fertility and reproduction. Int J Mol Sci. 2024;25(17):9409.
https://doi.org/10.3390/ijms25179409
13. Genchi G, Lauria G, Catalano A, Carocci A, Sinicropi MS. The double face of metals: the intriguing case of Chromium. Appl Sci. 2021;11(2):638.
https://doi.org/10.3390/app11020638
14. Henriksen C, Bügel S. Chromium – a scoping review for Nordic Nutrition Recommendations 2023. Food Nutr Res. 2023;67:10325.
https://doi.org/10.29219/fnr.v67.10325
15. Lewicki S, Zdanowski R, Krzyżowska M, Lewicka A, Dębski B, Niemcewicz M, Goniewicz M. The role of Chromium III in the organism and its possible use in diabetes and obesity treatment. Ann Agric Environ Med. 2014;21(2):331-335.
https://doi.org/10.5604/1232-1966.1108599
16. Zhang Q, Sun X, Xiao X, Zheng J, Li M, Yu M Maternal chromium restriction leads to glucose metabolism imbalance in mice offspring through insulin signaling and Wnt signaling pathways. Int J Mol Sci. 2016;17(10):1767.
https://doi.org/10.3390/ijms17101767
17. Bertinato J, Griffin P. A low chromium diet increases body fat, energy intake and circulating triglycerides and insulin in male and female rats fed a moderately high-fat, high-sucrose diet from peripuberty to young adult age. PLoS One. 2023;18(1):e0281019.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0281019
18. Khalid M, Alkaabi J, Khan MAB, Adem A. Insulin signal transduction perturbations in insulin resistance. Int J Mol Sci. 2021;22(16):8590.
https://doi.org/10.3390/ijms22168590
19. Zhang Q, Sun X, Xiao X, Zheng J, Li M, Yu M, Ping F, Wang Z, Qi C, Wang T, Wang X. Maternal chromium restriction induces insulin resistance in adult mice offspring through miRNA. Int J Mol Med. 2018;41(3):1547-1559.
https://doi.org/10.3892/ijmm.2017.3328
20. Dong M, Xu X, Huang Q, Lei H, Xu G, Ma J, Hatzakis E, Wang X, Zhang L. Dose-dependent effects of triclocarban exposure on lipid homeostasis in rats. Chem Res Toxicol. 2019;32(11):2320-2328.
https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.9b00316
21. Talab AT, Abdollahzad H, Nachvak SM, Pasdar Y, Eghtesadi S, Izadi A, A., Aghdashi, M. A., Mohammad Hossseini Azar, M. R., Moradi, S., Mehaki, B., Moradi, S. Effects of chromium picolinate supplementation on cardiometabolic biomarkers in patients with type 2 diabetes mellitus: a randomized clinical trial. Clin Nutr Res. 2020;9(2):97–106.
https://doi.org/10.7762/cnr.2020.9.2.97
22. Vincent JB. Recent advances in the nutritional biochemistry of trivalent Chromium. Proc Nutr Soc. 2004;63(1):41-47.
https://doi.org/10.1079/PNS2003315
23. Qi SS, Zheng HX, Jiang H, Yuan LP, Dong LC. Protective effects of chromium picolinate against diabetic-induced renal dysfunction and renal fibrosis in streptozotocin-induced diabetic rats. Biomolecules. 2020;10(3):398.
https://doi.org/10.3390/biom10030398
24. Sushko OO, Iskra RJ, Ponkalo LI. Influence of chromium citrate on oxidative stress in the tissues of muscle and kidney of rats with experimentally induced diabetes. Regul Mech Biosyst. 2019;10(2):209-214.
https://doi.org/10.15421/021931
25. Liu Y, Liu C, Cheng J, Fan W, Zhang X, Liu J. Growth performance and oxidative damage in kidney induced by oral administration of Cr(III) in chicken. Chemosphere. 2015;139:365-371. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.07.032
26. Orhan C, Kucuk O, Tuzcu M, Sahin N, Komorowski JR, Sahin K. Effect of supplementing chromium histidinate and picolinate complexes along with biotin on insulin sensitivity and related metabolic indices in rats fed a high-fat diet. Food Sci Nutr. 2019;7(1):183-194.
https://doi.org/10.1002/fsn3.851
27. Feng W, Zhao T, Mao G, Wang W, Feng Y, Li F, Zheng, D., Wu, H., Jin, D., Yang, L., Wu, X. Type 2 diabetic rats on diet supplemented with chromium malate show improved glycometabolism, glycometabolism-related enzyme levels and lipid metabolism. PLoS One. 2015;10(5):e0125952.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0125952
28. Sadri H, Nowroozi Larki N, Kolahian S. Hypoglycemic and hypolipidemic effects of leucine, zinc, and Chromium, alone and in combination, in rats with type 2 diabetes. Biol Trace Elem Res. 2017;180(2):246-254.
https://doi.org/10.1007/s12011-017-1014-2
29. Anderson RA, Polansky MM. Dietary chromium deficiency effect on sperm count and fertility in rats. Biol Trace Elem Res. 1981;3(1):1-5.
https://doi.org/10.1007/BF02789119
30. Jia YF, Feng Q, Ge ZY, Guo Y, Zhou F, Zhang KS, et al. Obesity impairs male fertility through long-term effects on spermatogenesis. BMC Urol. 2018;18:42.
https://doi.org/10.1186/s12894-018-0360-5
31. Lei X, Huo P, Wang Y, Xie Y, Shi Q, Tu H, et al. Lycium barbarum polysaccharides improve testicular spermatogenic function in streptozotocin-induced diabetic rats. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:164.
https://doi.org/10.3389/fendo.2020.00164
32. Asadi N, Bahmani M, Kheradmand A, Rafieian-Kopaei M. The impact of oxidative stress on testicular function and the role of antioxidants in improving it: A review. J Clin Diagn Res. 2017;11(5):IE01-IE05.
https://doi.org/10.7860/JCDR/2017/23927.9886
33. Iommiello VM, Albani E, Di Rosa A, Marras A, Menduni F, Morreale G, et al. Ejaculate oxidative stress is related with sperm DNA fragmentation and round cells. Biomed Res Int. 2015;2015:321901.
https://doi.org/10.1155/2015/321901
34. Engin A. The Definition and Prevalence of Obesity and Metabolic Syndrome. Obesity and Lipotoxicity. 2017;960:1–17.
https://doi.org/10.1007/978-3-319-48382-5_1
35. Wang H, Hu L, Li H, Lai YT, Wei X, Xu X, Cao Z, Cao H, Wan Q, Chang YY, Xu A, Zhou Q, Jiang G, He ML, Sun H. Mitochondrial ATP synthase as a direct molecular target of Chromium (III) to ameliorate hyperglycaemia stress. Nat Commun. 2023;14:1738.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-37351-w
36. Afzal S, Ocasio Quinones GA. Chromium Deficiency [Internet]. PubMed. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2022. Available from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK582150/
37. Prasun P. Mitochondrial dysfunction in metabolic syndrome. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2020;1866(10):165838.
https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2020.165838
38. García-García FJ, Monistrol-Mula A, Cardellach F, Garrabou G. Nutrition, bioenergetics, and metabolic syndrome. Nutrients. 2020;12(9):2785.
https://doi.org/10.3390/nu12092785
39. Masenga SK, Kabwe LS, Chakulya M, Kirabo A. Mechanisms of oxidative stress in metabolic syndrome. Int J Mol Sci. 2023;24(9):7898.
https://doi.org/10.3390/ijms24097898
40. Vona R, Gambardella L, Cittadini C, Straface E, Pietraforte D. Biomarkers of oxidative stress in metabolic syndrome and associated diseases. Oxid Med Cell Longev. 2019;2019:8267234.
https://doi.org/10.1155/2019/8267234
41. Behnisch-Cornwell S, Bandaru SSM, Napierkowski M, Wolff L, Zubair M, Urbainsky C, Lillig C, Schulzke C, Bednarski PJ. Pentathiepins: a novel class of glutathione peroxidase 1 inhibitors that induce oxidative stress, loss of mitochondrial membrane potential and apoptosis in human cancer cells. ChemMedChem. 2020;15(16):1515-28.
https://doi.org/10.1002/cmdc.202000160
42. Jing J, Peng Y, Fan W, Han S, Peng Q, Xue C, Qin X, Liu Y, Ding Z. Obesity-induced oxidative stress and mitochondrial dysfunction negatively affect sperm quality. FEBS Open Bio. 2023;13(4):763-78.
https://doi.org/10.1002/2211-5463.13589
43. Oghbaei H, Fattahi A, Hamidian G, Sadigh-Eteghad S, Ziaee M, Mahmoudi J. A closer look at the role of insulin for the regulation of male reproductive function. Gen Comp Endocrinol. 2021;300:113643.
https://doi.org/10.1016/j.ygcen.2020.113643
44. Obaideen M, Önel T, Yıldırım E, Yaba A. The role of leptin in the male reproductive system. J Turk Ger Gynecol Assoc. 2024;25(4):247-258.
https://doi.org/10.4274/jtgga.galenos.2024.2023-7-3
45. Marques P, Skorupskaite K, George JT, Anderson RA. Physiology of GNRH and Gonadotropin Secretion [Internet]. Nih.gov. MDText.com, Inc.; 2022. Available from:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279070/
46. Oduwole OO, Huhtaniemi IT, Misrahi M. The roles of luteinizing hormone, follicle-stimulating hormone and testosterone in spermatogenesis and folliculogenesis revisited. Int J Mol Sci. 2021;22(23):12735.
https://doi.org/10.3390/ijms222312735
47. Moreira R, Martins AD, Ferreira R, Alves MG, Pereira ML, Oliveira PF. Impact of chromium picolinate on Leydig cell steroidogenesis and antioxidant balance using an in vitro insulin resistance model. Antioxidants. 2024;13(1):40.
https://doi.org/10.3390/antiox13010040
48. Dhadde SB, Kalshetti MS. Chromium picolinate enhances reproductive success and development in Drosophila melanogaster by reducing oxidative stress. J Res Pharm. 2025;29(6):2565-73.
https://doi.org/10.12991/jrespharm.1798361
49. Kolahian S, Sadri H, Larijani A, Hamidian G, Davasaz A. Supplementation of diabetic rats with leucine, zinc, and Chromium: effects on function and histological structure of testes. Int J Vitam Nutr Res. 2015;85(5-6):311-321.
https://doi:10.1024/0300-9831/a000244
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 А.К. Кайргали, Р.А. Арингазина, М.К. Жаканов, А. Хагхпанах, М.Н. Саркулов, Р.Т. Агзамова
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/.
