Vliv znečištěného ovzduší na kvalitu spermií

Znečištěné ovzduší má významně negativní vliv na zdraví lidí - to je všeobecně známá skutečnost. Na zhoršenou kvalitu lidského spermatu má negativní dopad znečištění ovzduší. Tvrdí to velká studie čínských vědců. Ti varují, že by to mohlo mít značný dopad na plodnost.

Konkrétně, znečištěné ovzduší v Česku podle vědců zhoršuje šanci párů na početí dítěte. Zvýšená koncentrace škodlivin působí negativně na některé geny i pohyb spermií. Dlouhodobá studie několika ústavů české Akademie věd prokázala, že zvýšená koncentrace škodlivin v ovzduší má neblahé dopady na pohyb spermií. Zvýšená koncentrace škodlivin působí negativně na některé geny i pohyb spermií.

Studie a výzkumy

Vztah znečištěného ovzduší a kvality spermií studovali vědci v okresu Teplice, kde skutečně prokázali, že při zhoršené ovzduší se významně zhoršila i kvalita spermií, zejména morfologie a vitalita. Jiří Rubeš z Výzkumného ústavu veterinárního lékařství v Brně, který výzkum vedl poukazuje i na to, že jak se postupně během devadesátých let kvalita ovzduší na Teplicku zvyšovala, rostla i kvalita vzorků spermatu. „Příspěvek znečištěného ovzduší ke zhoršení plodnosti mužů je naštěstí vratný proces takže když dojde ke zlepšení životního prostředí, dojde i ke zlepšení kvality spermií,“ prohlásil Rubeš na konferenci Komise pro životní prostředí Akademie věd ČR o vztahu mezi kvalitou ovzduší a zdravím.

Do rozsáhlé studie, v níž je zajímala dědičná informace v krvi a spermiích, si vybrali určitou skupinu lidí - městské strážníky, a to z Ostravy, Českých Budějovic a Prahy. Pracovníky městské policie badatelé vybrali kvůli tomu, že se často pohybují venku po městě. Strážníky vybrali kvůli tomu, že jako jedni z mála zaměstnanců tráví celou pracovní dobu venku, řekl novinářům Radim Šrám z Ústavu experimentální medicíny Akademie věd ČR. Nejvíc škodlivin se přitom do plic dostanou ostravským strážníkům. Znečištění v Ostravě je pověstné, mají ho na svědomí tradiční ocelárny a koksovny, lokální vytápění, doprava a rovněž vzduch, který tam vane z průmyslových oblastí v Polsku.

Proto vědci provedli výzkum mezi městskými strážníky - nekuřáky, které vyšetřili ve dvou obdobích - na jaře a na podzim 2019. Ve dvou různých obdobích tak odebrali vzorky od skupiny 65 městských strážníků. Vyšetření proběhlo na jaře a na podzim, což mělo svůj důvod. „Řada živočichů se vyznačuje sezonním reprodukčním cyklem. Dřív se předpokládalo, že u lidí nic takového neexistuje, ale není to pravda. I u mužů se vyskytuje kvalita spermií podle sezony,“ podotýká Jiří Rubeš z brněnského Výzkumného ústavu veterinárního lékařství. Na jaře dochází k výrazné sezonní stimulaci produkce i větší hybnosti. Oproti tomu na podzim je pohyblivých spermií až o 20 procent méně.

Čtěte také: Liberecký kraj a kvalita ovzduší

V případě Ostravy tým zjistil, že medián narušení chromatinu činil 22,6 procenta na jaře a 18,6 procenta na podzim, což označili za velmi významný rozdíl. V Českých Budějovicích pak byly podle Rubeše naměřené hodnoty ohledně poruchy DNA hraniční, zdůraznil však, že tam pracovali s malým množstvím vzorků. V případě Prahy podotkl, že rozdíly nebyly statisticky významné.

Vědci tak pracovali s údaji, kdy průměrná čtvrtletní koncentrace karcinogenního PAU benzo[a]pyrenu v ovzduší v Ostravě v 1. čtvrtletí činila 4,6 ng/m3, zatímco za 3. čtvrtletí 0,6 ng/m3. Vědci však u strážníků v Ostravě zjistili určitý paradox. Přestože se na jaře spermie pohybují čileji, jejich trajektorie je méně efektivní než na podzim. Výzkumníci označili za příčinu jejich nesourodého až zmateného pohybu benzo[a]pyren, který se v ovzduší vyskytuje nejvíc v zimě. Spermie, jež vědci odebrali v březnu, se vyvíjely v lednu a únoru.

Podle Jany Pulkrabové z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze výzkum prokázal zvýšené hladiny hydroxylovaných metabolitů polycyklických aromatických uhlovodíků v moči ostravských strážníků. Tyto látky jsou podle vědců sledovány například z důvodu jejich karcinogenních účinků.

Výzkumníci sledovali dopad ovzduší na funkční a genetické vlastnosti spermií u skupin strážníků v Ostravě, Praze a v Českých Budějovicích. Vědci se věnují vlivu kvality ovzduší na reprodukční zdraví dlouhodobě. Z jejich měření vyplývá, že například ve dříve znečištěných severních Čechách se kvalita ovzduší v posledních 15 letech výrazně zlepšila. Naopak v regionech, které dřív zařazovali do studií jako „čisté", aby měli srovnání, se situace zhoršila. „Kvůli zdražení energií lidé přecházejí z plynu zase na pevná paliva, případně spalují odpadky.

Vliv na spermie a plodnost

Rubeš uvedl, že plodnost mužů je velmi zranitelná, přičemž vliv má jak prostředí, v němž se člověk pohybuje, tak i životní styl či profese. Znečištění způsobuje také poruchu integrity jaderné DNA, tolik důležité pro expresi samčího genomu. Zatím nelze při umělém oplodnění vybírat spermie s bezvadnou genetickou informací. Aby to vědci zjistili, musí totiž pohlavní buňku usmrtit.

Čtěte také: Elektromotory a znečištění: Překvapivé výsledky

Jiří Rubeš z Výzkumného ústavu veterinárního lékařství v Brně dodal, že zatímco vliv špatného ovzduší na spermie lze v různých studiích měřit a sledovat, vědci dosud nemají data o působení škodlivin na ženské pohlavní buňky. Šrám zdůraznil, že podle dalších studií poškozuje znečištěné ovzduší i dítě v matčině děloze. Podobně jako u kuřačky u ní roste riziko, že se jí narodí dítě s nižší porodní váhou. „Významná je v tom, že děti se narodí s takzvanou funkční nedostatečností.

Mužskou plodnost přitom výrazně ovlivňuje znečištění ovzduší, zejména polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH). Podle Jiřího Rubeše z Výzkumného ústavu veterinárního lékařství v Brně nejvíce poškozuje znečištěné ovzduší vývoj spermií v posledních deseti dnech jejich vývojového cyklu, když mužské pohlavní buňky dozrávají v nadvarleti. A právě poslední období dozrávání spermií je nejvíce náchylné k poškození karcinogenními polycyklickými aromatickými uhlovodíky.

Skutečným problémem je však poškození genetické informace, kterou spermie nese, poškození chromatinu (komplexu deoxyribonukleové kyseliny jako nositele genetické informace a jaderných bílkovin), ke kterému dochází při dozrávání spermií v nadvarleti. V tomto stádiu neumí tělo jakkoli opravit chyby, které vzniknou na DNA.„Přestože jsou muži, kteří mají ve všech běžně sledovaných parametrech normální zdravé semeno, mohou být neplodní právě z důvodu narušení chromatinu,“ dodává Hrubeš.

Podle některých studií mužům na Západě v posledním půlstoletí rychle ubývají spermie, letos v červenci před tím varovali vědci ve studii zveřejněné v odborném magazínu Human Reproduction Update. Podle nich od roku 1973 do roku 2011 počet spermií v jednom mililitru spermatu mužů ze západních zemí klesl o 52,4 procenta.

Vědci ve svém výzkumu vycházeli z analýzy spermatu asi 6500 mužů. Dospěli k tomu, že „existuje silné spojení mezi vysokou úrovní znečištění jemnými částicemi a abnormálním tvarem spermií“. Našli silnou asociaci mezi vystavením částicím PM 2,5 a malým množstvím normálně tvarovaných spermií u mužů v reproduktivním věku. Přestože odhadujeme, že efekt je malý a v klinickém prostředí může být zanedbatelný, je to přesto velká výzva pro zdravotnictví.

Čtěte také: Zlepšení ovzduší Dolní Domaslavice

Pracovníky městské policie odebrali vědci spermie na jaře a na podzim. „Řada živočichů se vyznačuje sezonním reprodukčním cyklem. Dřív se předpokládalo, že u lidí nic takového neexistuje, ale není to pravda. Rubeš vysvětluje, že na jaře nastává výrazný sezonní nárůst produkce spermií, které jsou v tomto období také pohyblivější. Proti tomu na podzim je pohyblivých spermií až o dvacet procent méně. A jak u strážníků hodnocení spermií dopadlo?

Dlouhodobá studie o městských strážnících zkoumá, jaký vliv má znečištěné ovzduší na jejich zdraví. O zjištěních se mluvilo na webináři Zdravé stárnutí v průmyslovém prostředí, který pořádala Komise pro životní prostředí AV ČR.

Tato studie se uskutečnila v rámci projektu Zdravé stárnutí v průmyslovém prostředí. Řeší hodnocení vlivů vybraných rizikových faktorů životního prostředí a životního stylu na zdraví a stárnutí populace v průmyslovém regionu. Projekt trvá od roku 2018 do roku 2023.

Co to znamená pro muže?

Testovat to je nesmírně složité, takže to doposud patří mezi ty největší záhady rozmnožování. Autoři práce testovali spermie mužů z Tchaj-wanu ve věku 15-49 let, a to v letech 2001-2014. Nepřihlíželi však k žádným dalším okolnostem, jako jsou třeba socio-ekonomické vlivy. Také si nejsou jistí tím, jakým způsobem by mohlo znečištění kvalitu spermatu ovlivňovat.

Podle Šráma by se měl špatným ovzduším víc zabývat stát. V 90. letech podle něj padlo rozhodnutí investovat šest miliard korun do plynofikace, což mnohde kvalitu vzduchu výrazně zlepšilo. Nyní je podle něj čas na další zásahy, protože kvůli domácímu topení se situace s kvalitou vzduchu v ČR plošně zhoršuje.

Složení spermií a faktory ovlivňující kvalitu

Spermie je složitá buňka, jejíž cílem je transport genetické informace a oplození vajíčka. Hlavičku tvoří převážně genetická informace, tedy chromozómy s malým množstvím buněčné tekutiny a její vnější část je pokryta váčkem tzv. akrozomem s řadou enzymů umožňujících rozrušení stěny vajíčka. Krček spermie je místem, kde se vytváří dostatečná energie pro umožnění pohybu složitého mikrotubulárního kontrakčního aparátu uloženého v bičíku. Téměř každá z těchto částí může být poškozena a způsobit tak neplodnost.

Lékaři u pacienta s poruchou plodnosti stanovují tzv.spermiogram, který obsahuje informace o objemu ejakuátu, který by neměl klesnout pod dva mililitry (běžně 2-6ml), koncentraci spermií v ejakuátu (alespoň 20 milionů na mililitr, běžně 60-80 miliónů na ml), vitalita - pohyblivost spermií krátce po zkapalnění ejakulátu (alespoň 60% má vykazovat dobrou dopřednou propulzivní pohyblivost) a stavbu těla spermie (alespoň 60 % morfologicky normálních).

Velmi důležitým faktorem, který ovlivňuje kvalitu semene je ovšem životní styl, zejména kouření a kvalita stravy.

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH)

Mezi polycyklické aromatické uhlovodíky patří více než 100 sloučenin. Vykazují schopnost dlouhodobě přetrvávat v životním prostředí a mají negativní vliv na zdravotní stav, navíc se vážou na pevné částice nebo na prach. Hlavní zdrojem znečištění ovzduší polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH) je nedokonalé spalování fosilních paliv. Především ve velkých aglomeracích jsou nejvíce na vině emise z automobilové dopravy,dále pak energetika, spalování odpadů a nebo průmysl zpracování kovů. V menších obcích v posledních letech vzrůstá znečištění z vytápění domácností, které používají nekvalitní tuhá paliva a zároveň často spalují i odpady.

Polétavý prach (PM)

Polétavý prach (PM z anglického názvu „particulate matter“) je pojem pro mikročástice o velikosti několika mikrometrů. Částice mají své specifické označení podle velikosti - například PM10 označuje polétavý prach o velikosti 10 mikrometrů. Vůbec nejnebezpečnější jsou částice menší než 2,5 mikrometru (tedy PM2,5), které se mohou dostat až do plicních sklípků.

Nyní představili dílčí závěry týkající se odlišné metylace DNA. „Tento proces zabraňuje jistým genům v aktivitě, přičemž hlavním smyslem je udržení jejich stability,“ vysvětluje Kateřina Hoňková z Ústavu experimentální medicíny AV ČR. Jedná se o mechanismus ovlivňující, jak se určitá DNA ve skutečnosti projeví.

Z metylace DNA lze předpovídat takzvaný epigenetický věk, který se může lišit od kalendářního. Na epigenetický věk má vliv životní styl, strava, fyzická aktivita a genetické predispozice. Dá se použít pro odhad délky života a míry rizika některých onemocnění. „Metylace DNA může být velmi přesnou metodou, jak epigenetický věk měřit,“ říká Kateřina Hoňková.

U ostravských vědci zjistili zvýšenou aktivitu genu XRCC5, který kóduje protein s opravnou funkcí. Považují to za pozitivní mechanismus, který tyto muže chrání před poškozením DNA. Mezi další významná zjištění u ostravských městských policistů patří identifikace devíti míst na genomu, která regulují aktivitu genu NR4A2. V tomto případě je účinek spíše negativní. Příslušný gen může být odpovědný za zvýšené riziko autoimunitních či neurodegenerativních onemocnění.

tags: #impuls #ovzdusi #eu #sperma

Oblíbené příspěvky:

• Fakta o klimatických změnách
• České zoo a zebra bezhřívá
• Práce Evy Cudlínové na ochraně životního prostředí
• Vše o Uhlíkových Složkách
• Jak správně používat CLEAMEN 420