Urinary concentrations of bisphenol A, parabens and benzophenone-type ultra violet light filters in relation to sperm DNA fragmentation in young men: A chemical mixtures approach

People are daily exposed to multiple endocrine disruptor compounds (EDCs) that may interfere with different molecular and cellular processes, promoting a potential estrogenic, androgenic, or anti-androgenic state. However, most epidemiological studies attempting to establish relationships between EDCs exposure and health effects are still considering individual compounds. A few studies have shown associations between exposure to individual non-persistent EDCs and sperm DNA fragmentation (SDF) in different male populations. Thus, the aim of this study was to investigate associations between combined exposure to non-persistent EDCs and SDF index in young men. A cross-sectional study was conducted with 158 healthy university students from Southeaster Spain. The participants provided spot urine and semen samples on the same day. The concentrations of urinary bisphenol A (BPA), benzophenones [2,4-dihydroxybenzophenone (BP-1); 2,2′,4,4′-tetrahydroxybenzophenone (BP-2), 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone (BP-3), 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone (BP-8), 4-hydroxybenzophenone (4OHBP)], and parabens (methylparaben, ethylparaben, propylparaben, butylparaben) were measured by dispersive liquid-liquid microextraction and ultrahigh-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry detection. SDF was analysed using a Sperm Chromatin Dispersion test. Statistical analyses were carried out using Bayesian Kernel Machine Regression models to evaluate associations between combined exposure to these compounds and SDF index while adjusting by relevant covariates. The increase in urinary concentration of 4OHBP was found to be the most important contributor to the negative association between urinary EDCs concentrations and SDF index, being of -5.5 % [95 % CI: -10.7, -0.3] for those in percentile 50, and -5.4 % [95 % CI: -10.8, -0.1] for those in percentile 75. No significant associations were observed between other EDCs and SDF index. Our findings show that urinary 4OHBP levels may be associated with a decrease in the SDF index. Nonetheless, the effects we observed were likely to be small and of uncertain clinical significance. Further research is needed to replicate our findings in other male populations.Fundación Séneca, Agencia de Ciencia y Tecnología de la Región de Murcia [08808/PI/08, 19443/PI/14]Consejería de Innovación, Junta de Andalucía [P09-CTS-5488]Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, Instituto de Salud Carlos III (Acción Estratégica en Salud, AES) [PI10/00985, PI13/01237, PI13/ 02406

Estudio sobre la calidad seminal en jóvenes universitarios de la Región de Murcia

Diversos estudios muestran una disminución en la concentración espermática en las últimas décadas, aunque en este hecho se han observado diferencias geográficas importantes. El descenso de la concentración espermática se ha atribuido a exposiciones a tóxicos y contaminantes ambientales, estilos de vida o ciertos factores nutricionales pero que, en gran medida, son aún desconocidos, permanecen inexplorados o no han sido suficientemente estudiados. Entre 2010 y 2011 se llevó a cabo un estudio transversal en jóvenes universitarios de la Región de Murcia (n=215) con el propósito de estudiar su calidad seminal. Los participantes proporcionaron una muestra seminal, se les realizó un examen andrológico y cumplimentaron cuestionarios epidemiológicos sobre hábitos de vida, incluido un cuestionario de frecuencia alimentaria. El análisis de los parámetros seminales se realizó siguiendo las recomendaciones de la OMS (2010) y también se analizó la fragmentación del ADN espermático mediante el método de dispersión de la cromatina espermática (SCD). A partir de los datos de este estudio, en la presente tesis doctoral se profundiza en el estudio de la calidad seminal en jóvenes varones, abordando el problema desde distintos aspectos. En el primer trabajo se estudió la asociación entre la ingesta dietaria de nutrientes antioxidantes y la calidad seminal en dichos varones. Los resultados indicaron una asociación positiva entre el consumo de distintos nutrientes antioxidantes (criptoxantina, vitamina C, licopeno y b-caroteno) y el recuento total de espermatozoides móviles. El volumen seminal también aumentó con una mayor ingesta de vitamina C, licopeno y b-caroteno. En conclusión, nuestro estudio sugirió que algunos parámetros espermáticos podrían ser sensibles a la ingesta de nutrientes antioxidantes, y que la recomendación actual de ingesta de vitamina C podría ser insuficiente para alcanzar el máximo beneficio en términos de calidad seminal. En el segundo trabajo, el objetivo fue examinar si la calidad seminal había variado durante la última década entre los jóvenes del sureste español. Para llevar a cabo este trabajo se utilizaron los datos obtenidos en un estudio anterior realizado en Almería entre 2001 y 2002. Los datos del estudio de Almería se incluyeron en un análisis de tendencias junto con los datos relativos a los jóvenes estudiantes murcianos. Se utilizó modelos de regresión lineal múltiple para analizar en la población combinada un efecto de cohorte de nacimiento durante el período de estudio 2001-2011. Nuestros resultados indicaron que el recuento total y la concentración espermática podrían haber disminuido en los jóvenes del Sureste español durante la última década, mostrando una tendencia temporal adversa en dichos parámetros. En el sur de España recientemente ha tenido lugar un aumento de la industrialización, y con ello, un aumento del riesgo de posibles exposiciones potencialmente adversas que podrían afectar a distintos parámetros reproductivos masculinos. En el tercer trabajo se estudió la fragmentación del ADN espermático en los jóvenes varones. Dicha fragmentación podría estar relacionada con procesos de estrés oxidativos y comprometer la calidad seminal. Por una parte, se describieron y analizaron los índices de fragmentación del ADN espermático (SDF) de las muestras tras la eyaculación, lo que se denominó como SDF basal. Y por otro lado, se estudió la dinámica de la fragmentación del ADN espermático, es decir, el incremento de la fragmentación del ADN con el tiempo tras la eyaculación. Para estudiar la dinámica se incubaron las muestras a 37ºC durante 2.5, 17 y 24 horas y se calculó la tasa de fragmentación del ADN espermático (rate SDF; rSDF). Los resultados obtenidos indicaron unos valores medios de SDF basal relativamente altos comparados con otros estudios publicados. La rSDF fue mayor durante las primeras horas tras la eyaculación. Por otra parte, las muestras con SDF basal superior a 30% presentaron una rSDF mayor durante las primeras horas de incubación comparadas con las muestras con niveles basales inferiores a 15%. Summary In the last decades several studies have shown a decrease in human sperm concentrations. In spite of this fact, there have been significant geographical differences. The decline in sperm count has been attributed to exposure to environmental toxins and pollutants, lifestyle or certain nutritional factors which are still largely unknown, unexplored or have been understudied. Between 2010 and 2011 we conducted a cross-sectional study among university students in the Region of Murcia (n = 215) in order to study their sperm quality. Participants provided a semen sample, underwent an andrological examination, and filled out epidemiological questionnaires on lifestyle and a food frequency questionnaire. The seminal analysis was performed following the WHO guidelines (2010) and sperm DNA fragmentation was also analyzed by the sperm chromatin dispersion method (SCD). From all this data, the current thesis explores the semen quality in young males, approaching the problem from different perspectives. In the first study, the association between dietary intake of antioxidant nutrients and semen quality was studied. The results indicated a positive association between the consumption of various antioxidant nutrients (cryptoxanthin, vitamin C, lycopene and b-carotene) and total motile sperm count. The seminal volume also increased with a higher intake of vitamin C, lycopene and b-carotene. In conclusion, our study suggested that some sperm parameters could be sensitive to the intake of antioxidant nutrients, and that the current recommended intake of vitamin C may be insufficient to achieve the maximum benefit in terms of semen quality. In the second study, the aim was to examine whether semen quality has changed among Spanish young men in the last decade. To carry out this study we used data obtained in a previous study in Almeria between 2001 and 2002. This data was added to our current population in order to analyze the sperm quality trend in Southern Spain. Multiple linear regression models were used to analyze the combined effect of population birth cohort during the study´s period 2001-2011. Our results indicated that the total count and sperm concentration may have decline in young Spanish men over the last decade, showing an adverse temporal trend in these parameters. Southern Spain has recently gone through a growing innovation and industrialization in many areas, and with this, an increased risk of potential adverse exposures, which might affect reproductive parameters in men. In the third study, the sperm DNA fragmentation was studied in young men. Such fragmentation could be related to oxidative stress and compromise semen quality. On the one hand, sperm DNA fragmentation (SDF) of the samples after ejaculation was analyzed, which was named as basal SDF. On the other hand, the dynamics of sperm DNA fragmentation, that is the increase of DNA fragmentation after ejaculation time was studied. To study the dynamics, samples were incubated at 37°C for 2.5, 17 and 24 hours and the rate of sperm DNA fragmentation (SDF rate; rSDF) was calculated. The results showed average values of basal SDF relatively high compared with other published studies. The rSDF was higher during the first hours after ejaculation. Besides, the samples with basal SDF higher to 30% showed an elevated rSDF during the first hours of incubation compared with the samples with basal levels lower than 15 %