Cadmio( Cd)

Il Cd agisce come interferente endocrino, in particolare per gli ormoni riproduttivi. Esso imita lo stato chimico dello Zn divalente; pertanto, è in grado di interferire con il sito di legame dello Zn al DNA.

Inoltre, questo metallo, che mima l’effetto degli estrogeni endogeni, produce un aumento del rischio di cancro alle ovaie e al seno e altera anche la via ovarica steroidogenica, la produzione di progesterone e di testosterone.

Diversi studi rivelano che il testicolo è un bersaglio sensibile della tossicità del cadmio. Infatti, l’esposizione al cadmio può causare l’apoptosi delle cellule germinali e la diminuzione della produzione giornaliera di sperma, il che può spiegare il declino della fertilità maschile.

Mercurio (Hg)

L’esposizione alla forma organica di Hg, come metilmercurio (MeHg), determina la generazione di specie reattive che possono portare al danno ossidativo delle macromolecole, in particolare del DNA.

Inoltre, negli ultimi anni è stato riscontrato come gli individui infertili hanno mostrato livelli più elevati di Hg nel sangue, nei capelli e nelle urine rispetto ai soggetti fertili.

L’esposizione all’Hg ha provocato danni al DNA dello sperma e anomalie nella morfologia e nella motilità degli spermatozoi. Inoltre, i livelli di Hg sono stati correlati con una maggiore incidenza di disfunzioni mestruali e ormonali e con un aumento dei casi di esiti riproduttivi avversi.

Arsenico (As)

Gli effetti tossici dell’ arsenico sulle ghiandole gonadiche sono stati a lungo studiati attraverso modelli animali, dimostrando che l’As può essere accumulato nelle ghiandole gonadiche e indurre un effetto inibitorio sullo sviluppo gonadico.

Inoltre, l’Arsenico agisce su uno o più ormoni sessuali e induce l’inibizione della steroidogenesi ovarica, dei disturbi riproduttivi, della funzione steroidogenica testicolare e della spermatogenesi.

Effetti tossici simili sono stati osservati nell’uomo. Infatti, si è visto che  l’As causa una serie di problemi riproduttivi attraverso l’alterazione del sistema endocrino gonadico.

In particolare, è stato dimostrato che  ha un effetto dannoso sull’apparato riproduttore maschile riducendo la quantità e la qualità dello sperma umano.

Inoltre, ad esso è stata correlata l’insorgenza di varie forme di cancro tra cui quello al seno.

Ftalati 

Gli ftalati sono spesso utilizzati per migliorare la flessibilità, la duttilità e l’elasticità di polimeri altrimenti duri.

Date le loro caratteristiche chimico-fisiche, sono utilizzati in un’ampia gamma di articoli industriali e di consumo, tra cui giocattoli, vernici, adesivi, prodotti per la cura della persona e diverse apparecchiature mediche.

Da molti studi è emerso come la loro tossicità comporta cambiamenti nella pubertà, lo sviluppo della sindrome di disgenesia testicolare, al cancro e a problemi riproduttivi sia negli uomini che nelle donne.

Questo perché gli ftalati possono influenzare il rilascio di ormoni ipotalamici, ipofisari e periferici, oltre a interferire con i recettori nucleari e di membrana, le vie di segnalazione intracellulare e influenzare l’espressione genica coinvolta nella riproduzione.

Idrocarburi policiclici aromatici (IPA)

L’inquinamento atmosferico è noto per contenere diverse sostanze tossiche tra cui gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA).

Alcune di essi possono influire sul processo riproduttivo e sulla qualità dello sperma, riducendo uno o più parametri di qualità dello sperma, come la morfologia, la concentrazione, la motilità, i danni al DNA dello sperma, fino al cancro dell’intestino.

L’impatto potrebbe essere correlato alla concentrazione degli inquinanti e alla durata dell’esposizione. Gli IPA, specialmente due di essi, il 7,12-dimetilbenzo[a]antracene (DMBA) e il benzo[a]pirene (B[a]P), sono tra i cancerogeni più ampiamente studiati per il loro impatto negativo sull’ambiente e sulla salute umana e animale.

Studi scientifici hanno dimostrato che i composti IPA subiscono trasformazioni attraverso varie reazioni metaboliche che avvengono nell’organismo, prima che vengano prodotti tipi di molecole realmente cancerogene.

È proprio durante queste reazioni che gli IPA possono trasformarsi in intermedi elettrofili in grado di reagire con le molecole biologiche, compreso il DNA. La tossicità degli IPA è legata alle loro proprietà fisico-chimiche. Gli IPA sono solubili nella maggior parte dei solventi organici, sono molto lipofili e hanno un’elevata capacità di aderire al materiale organico.

Entro 24 ore, iniziano a degradarsi attraverso una sequenza di reazioni radicaliche o subiscono una degradazione per fotolisi. Gli effetti tossici avvengono attraverso la formazione di intermedi reattivi e l’attivazione di un particolare recettore e fattore di trascrizione degli idrocarburi arilici (AhR)  che regola l’espressione di una serie di geni.

Oltre a regolare la produzione di enzimi coinvolti nei processi metabolici, l’AhR ha anche un ruolo nella regolazione del sistema immunitario, delle cellule staminali, della differenziazione e della proliferazione cellulare, dell’apoptosi, della carcinogenesi e del metabolismo dei farmaci. Inoltre studi su popolazioni poco fertili hanno mostrato un’associazione negativa tra la qualità dello sperma, il cancro ai testicoli e i livelli di IPA.

Questi vanno infatti ad influenzare la motilità degli spermatozoi, l’integrità della cromatina e l’aumento dello stress ossidativo. Tuttavia, considerando l’elevata esposizione umana agli IPA, sono incorso numerosi studi volti a rilevare i meccanismi alla base della loro tossicità.

Diossina

Le diossine sono prodotte in gran parte da processi di combustione industriale tra cui l’incenerimento dei rifiuti, la produzione di clorofenoli e la lavorazione dei metalli.

Le diossine e i composti simili agiscono tutti interagendo con l’AhR, importante fattore di trascrizione che regola l’espressione genica.

Gli effetti delle diossine sono valutati utilizzando come parametro la potenza di legame con l’AhR di ciascun congenere rispetto a quella della 2,3,7,8-tetraclorodibenzo-p-diossina (TCDD), il membro più noto della classe delle diossine.

Il ruolo delle diossine nell’insorgenza di diversi tipi di cancro e il relativo aumento della mortalità sono stati ampiamente dimostrati da numerosi studi di case-control.

Inoltre, l’esposizione umana alle diossine è stata collegata a una diminuzione della qualità del seme, alla menorragia e ad un ostacolo allo sviluppo delle caratteri maschili. Come già accennato, si sostiene che questi effetti nocivi siano attribuibili all’interazione della TCDD con l’AhR, proteina che trasloca nel nucleo per promuovere la trascrizione di diversi fattori coinvolti nella sopravvivenza, nel potenziale invasivo e migratorio delle cellule tumorali. Inoltre, l’AhR è implicato nella funzione riproduttiva in entrambi i sessi, essendo ampiamente diffuso nelle ovaie e nei testicoli.

È noto infatti che le funzioni testicolari (spermatogenesi e motilità degli spermatozoi), e quindi la fertilità maschile, siano influenzate dall’attivazione di AhR.