Oxidative Stress – A Significant Factor of Male Infertility

Oxidative Stress – A Significant Factor Of Male Infertility
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The field of oxidative stress research, as a significant factor of male infertility, is relatively new. However, it has grown rapidly over the past years. It focuses on the balance between oxidants and antioxidants. And as a result, how they affect tissues in living organisms [1] .

Essentially, Oxidative stress is an imbalance between the production of oxidants (also called free radicals), and the ability of the body to counteract harmful effects through neutralization by antioxidants. Prolonged oxidative stress can damage and lead to death of cells. And this can act as a significant factor of male infertility.

Oxidants or oxidizing agents are by-products generated through several reactions within our body. In sperm, oxidants may lead to protein damage, lipid peroxidation (destruction of lipids), apoptosis (controlled cell death) and DNA damage weakening its fertilization potential [1][2][3].

Antioxidants, our self-defence to oxidation

Antioxidants describe a broad category of substances, which can inhibit oxidation and protect our bodies against the damaging effects of oxidants. Their role is to neutralize oxidants, maintaining the required balance within the cells, to protect them from getting injured (and possibly leading to male infertility) [1] [4].

The list of antioxidants is long. Accordingly, it can be divided into those that are:

  • produced naturally in our bodies (e.g. glutathione, catalase)
  • present in food called dietary antioxidants (vitamins, minerals, carotenoids, polyphenols, etc.)[3].

Antioxidants

Oxidants

Berries (strawberries, raspberries, blackberries, cranberries)

Fruits (orange, kiwi, pomegranate, tomatoes)

Leafy greens (kale, spinach, cabbage, romaine lettuce)

Other vegetables (artichoke, broccoli, arugula, bock choy)

Herbs (ginger, cinnamon, turmeric, cumin, cocoa, basil, thyme)

Tobacco smoking or air pollutants

Excessive consumption of alcohol

Excessive stress

Excessive consumption of calories, sugars, refined carbohydrates

Infections (e.g. virus, bacterial infection or other)

Lack of sleep

Presece of  a varicocele

Ageing

So, if you are interested to know more about which dietary compounds can boost your fertility, check our article on fertility supplements hier.

How does Oxidative Stress affect human sperm?

While low production of oxidative stress is necessary for normal physiological function, excessive production disrupts the balance between oxidants and antioxidants and brings a number of pathological defects. These defects have been directly associated with impaired sperm function.

Thus, oxidants react with the bio-molecules that compose the sperm cells (lipids, proteins, nucleic acids, sugars)[3] [4]. Damage to the lipids, proteins and sugars may inactivate or cause the death of sperm cells. This is while DNA damage is correlated with poor fertilization rate, high frequency of miscarriage and morbidity in the offspring [5][6]

Sperms are vulnerable to oxidation because their membranes contain large amounts of unsaturated fatty acids, a certain category of fatty acids that are very sensitive to oxidation[5]. Moreover, spermatozoa have limited repair mechanisms against the damage caused by free radicals since they do mot have the building blocks to produce new material [5].

How to fight sperm cell damage

Studies have highlighted that nutrition and supplementation as playing a key role in counteracting the harmful effects on sperm. Especially vitamins and minerals have been found to be vital for the protection against oxidative stress [7].

Therefore, treatment with antioxidants may increase sperm parameters such as sperm count, sperm motility, and sperm morphology. The biggest source of natural antioxidants are fruits and vegetables. We highly recommend you consume a high amount of fruits such as berries and vegetables such as leafy greens, cruciferous vegetables and tomatoes [8] .

Furthermore, nother essential route of getting the oxidants is physical activity. Exercising for 45 minutes 3 times per week has been shown to decrease the oxidative stress of the seminal fluid. We therefore highly recommend that you do some sort of physical activity. If you want to know more, have a look at our blog post on how to improve male fertility with Übung

Moreover, it is highly advised to minimise the exposure to lifestyle factors, such as smoking, alcohol consumption, exposure to heat, radiation and other pollutants. These increase oxidative stress and, in turn, lead to sperm damage, decreasing your fertility status.

BOX 1: What is oxidative stress?

Oxidative stress is a condition associated with an increased rate of cellular damage in our body.  It is initiated by oxygen and oxygen-derived oxidants commonly known as reactive oxygen species (ROS). ROS are highly reactive oxidizing agents belonging to the class of free radicals [2]. A free radical is a molecule or element with an unpaired electron that is extremely reactive in order to reach an electronically stable state.This property makes ROS damaging to many living systems as they will readily take hydrogen atoms from lipids, proteins, and DNA to fulfil their electron requirement. ROS can be produced through numerous reactions in the atmosphere, plants, animals and bacteria [2].

The most common ROS include:

  • Superoxide anion (O2.)
  • Hydrogen peroxide (H2O2)
  • Peroxyl radicals (ROO.)
  • Hydroxyl radicals (OH.) (the most reactive)
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Studien zeigen, dass Männer, die lockere Unterwäsche tragen, eine höhere Spermienkonzentration und Gesamtspermienzahl haben als Männer, die engere Unterwäsche tragen. Ziehen Sie also die enge Kleidung aus und tragen Sie etwas Lockeres, um Ihren Hoden etwas Luft zu geben.

SCHLUSSFOLGERUNG: Erfahren Sie mehr darüber, wie Wärme die Spermienqualität beeinflussen kann. hier.

Stress

Neben einer höheren Sterblichkeitsrate und verschiedenen Krankheiten wird Stress auch mit einer schlechten Spermienqualität in Verbindung gebracht. Es ist bekannt, dass Stress mit einem niedrigeren Testosteronspiegel und oxidativem Stress in Verbindung gebracht wird, wobei beide eine wesentliche Rolle bei der Produktion und Erhaltung gesunder Spermien spielen.

FAZIT: Wenn Sie sich gestresst fühlen, empfehlen wir Ihnen, sich Hilfe zu holen, damit Sie eine ausgeglichene psychische Gesundheit haben. Einen Leitfaden zur Stressbewältigung finden Sie in der ExSeed-App kostenlos und starten Sie noch heute Ihren persönlichen Aktionsplan.

Körperliche Aktivität

Wissenschaftliche Studien zeigen, dass Männer, die körperlich aktiv sind, bessere Spermaparameter haben als Männer, die nicht aktiv sind. Fruchtbarkeitsspezialisten stellen außerdem fest, dass sich regelmäßige körperliche Aktivität positiv auf die Fruchtbarkeitsparameter der Spermien auswirkt und dass ein solcher Lebensstil den Fruchtbarkeitsstatus von Männern verbessern kann.

Wenn Sie der körperlichen Betätigung Vorrang einräumen, können Sie Ihren allgemeinen Gesundheitszustand verbessern und gesunde, schnell schwimmende Spermien hervorbringen, die gute Chancen haben, eine Eizelle zu befruchten.

FAZIT: Versuchen Sie, Bewegung in Ihren Wochenplan einzubauen, damit Sie mindestens zweimal pro Woche trainieren. Wir empfehlen eine Kombination aus Ausdauertraining und Krafttraining. Lesen Sie mehr über Bewegung und männliche Fruchtbarkeit in unserem Blog.

Ernährung

Fast Food
Verarbeitete Lebensmittel schädigen die Gesundheit der spermienproduzierenden Zellen und verursachen oxidativen Stress, was zu einer schlechteren Spermienqualität führt. Ein hoher Konsum von Junk Food (jede Woche) kann die Wahrscheinlichkeit von Unfruchtbarkeit erhöhen, da Männer, die große Mengen ungesunder Lebensmittel konsumieren, ein erhöhtes Risiko für eine schlechte Spermienqualität haben. Junk Food schadet nicht nur der Fruchtbarkeit, sondern vergrößert auch den Bauchumfang, schädigt das Herz-Kreislauf-System, die Nieren und vieles mehr.

Gemüse
Der Verzehr von mehr Obst und Gemüse kann die Konzentration und Beweglichkeit Ihrer Spermien erhöhen. Es ist wichtig, dass Sie eine gesunde Ernährung mit vielen Antioxidantien zu sich nehmen und täglich Gemüse essen. Lebensmittel wie Aprikosen und rote Paprika enthalten viel Vitamin A, das die Fruchtbarkeit des Mannes verbessert, indem es für gesündere Spermien sorgt. Männer, die einen Mangel an diesem Vitamin haben, neigen dazu, langsame und träge Spermien zu haben.

Zuckrige Snacks/Getränke: mehrmals pro Woche Der übermäßige Verzehr von zuckerhaltigen Produkten kann zu oxidativem Stress führen, der sich negativ auf den Testosteronspiegel und die Spermienbeweglichkeit auswirkt. Zuckerhaltige Snacks und Getränke werden auch stark mit Fettleibigkeit und geringer Fruchtbarkeit in Verbindung gebracht.
FAZIT: Um die Spermienqualität zu verbessern, sollten Sie sich von Fast Food, verarbeiteten Lebensmitteln und zuckerhaltigen Snacks oder Getränken fernhalten. Sie müssen eine gesunde, umsichtige Ernährung einführen, die mit den für eine gute Spermienproduktion notwendigen Superfoods gefüllt ist. Lesen Sie unseren Leitfaden für Männliche Fruchtbarkeit Superfoods. Für personalisierte Anleitung und Unterstützung, wie Sie Ihre Spermiengesundheit verbessern können, finden Sie in der Bootcamp.

Wärme

Direkte Hitze kann die optimale Spermienproduktion hemmen und die DNA der Spermien schädigen. Spermien mögen eine Umgebung, die ein paar Grad niedriger ist als die Körpertemperatur. Vermeiden Sie Überhitzung durch warme Decken, Sitzheizungen, die Wärme Ihres Laptops, heiße Duschen und Saunas.

Zigarettenrauchen

Die Belastung durch Tabakrauch hat erhebliche negative Auswirkungen auf die Spermienqualität. Der Schaden von Zigaretten und Nikotin hängt natürlich davon ab, wie viele Zigaretten Sie pro Tag und wie lange Sie rauchen, aber selbst ein geringer Konsum (bis zu 10 Zigaretten/Tag) kann die gesunde Spermienproduktion hemmen.  

FAZIT: Halten Sie sich so weit wie möglich vom Zigarettenrauchen fern, wenn Ihnen Ihre allgemeine Gesundheit und Ihre Fruchtbarkeit am Herzen liegen. Mehr lesen hier.

Mobiltelefon

Wenn Sie Ihr Handy in der Vordertasche tragen, sind Ihre Hoden elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt, die Studien zufolge die Samenzellen schädigt. Stecken Sie Ihr Handy in die hintere Hosentasche oder in Ihre Jackentasche.

BMI

Es besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und verminderter Spermienqualität. Dies liegt zumindest teilweise daran, dass fettleibige Männer ein abnormales Hormonprofil für die Fortpflanzung haben, was die Spermienproduktion beeinträchtigen und zu Unfruchtbarkeit führen kann. 

Ein BMI über 30 kann zu verschiedenen Prozessen im Körper führen (Überhitzung, Zunahme des oxidativen Stresses in den Hoden, DNA-Schäden in den Spermien, erektile Dysfunktion), die sich negativ auf die männliche Fruchtbarkeit auswirken können. Dies kann zu Problemen bei dem Versuch führen, schwanger zu werden.  

FAZIT: Der BMI ist einer der Risikofaktoren, die die Spermienqualität und beispielsweise die Spermienbeweglichkeit beeinflussen.  

Alkohol

Ein Bier oder ein Glas Wein ab und zu schadet der Spermienqualität nicht wirklich. Aber übermäßiger Alkoholkonsum (mehr als 20 Einheiten pro Woche) kann die Produktion von normal geformten Spermien verringern, die für eine erfolgreiche Schwangerschaft benötigt werden.

FAZIT: Wenn Sie auf Nummer sicher gehen wollen, sollten Sie weniger als 14 Einheiten Alkohol pro Woche zu sich nehmen. Weitere Informationen darüber, wie Alkohol die männliche Fruchtbarkeit beeinflussen kann, finden Sie in unserem Blog: "Alkohol und Spermienqualität".