Η ατμοσφαιρική ρύπανση συνδέεται με αλλαγές στο DNA του σπέρματος

Η ατμοσφαιρική ρύπανση δεν επηρεάζει μόνο τους πνεύμονες και την καρδιά· ολοένα και περισσότερα δεδομένα δείχνουν ότι μπορεί να αγγίζει και κάτι πολύ πιο θεμελιώδες: τον τρόπο με τον οποίο «ρυθμίζονται» τα γονίδια στο σπέρμα. Μία από τις μεγαλύτερες μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα για την ανδρική γονιμότητα ενισχύει αυτή την ανησυχία, καταγράφοντας ότι η έκθεση σε συνηθισμένους ατμοσφαιρικούς ρύπους κατά την περίοδο ανάπτυξης των σπερματοζωαρίων συνδέεται με μικρές αλλά μετρήσιμες αλλαγές στο DNA τους.

Οι αλλαγές αυτές δεν αλλοιώνουν τον γενετικό κώδικα, αλλά μπορούν να επηρεάσουν το «άναμμα» και το «σβήσιμο» συγκεκριμένων γονιδίων—έναν μηχανισμό που η επιστήμη περιγράφει ως επιγενετική.

Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στο ετήσιο συνέδριο της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Ανθρώπινης Αναπαραγωγής και Εμβρυολογίας (ESHRE) στο Λονδίνο και έδειξαν ότι δύο ρύποι—το όζον και το διοξείδιο του αζώτου—φαίνεται να σχετίζονται περισσότερο με αυτές τις επιγενετικές μεταβολές.

Όπως τόνισε η επικεφαλής της έρευνας, Δρ. Κάρι Νόουμπλς, επιδημιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η έκθεση στην ατμοσφαιρική ρύπανση σε κρίσιμα στάδια ανάπτυξης του σπέρματος μπορεί να συνδέεται με αλλαγές στο DNA των σπερματοζωαρίων.

Πώς η ατμοσφαιρική ρύπανση συνδέεται με αλλαγές στο DNA του σπέρματος

Το κεντρικό εύρημα της μελέτης αφορά τη μεθυλίωση του DNA, δηλαδή χημικές «ετικέτες» που προσκολλώνται στο DNA και λειτουργούν σαν διακόπτες ρύθμισης: καθορίζουν ποια γονίδια ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται, χωρίς να αλλάζει η αλληλουχία του DNA. Αυτό είναι κρίσιμο, γιατί εξηγεί πώς περιβαλλοντικοί παράγοντες—όπως η ατμοσφαιρική ρύπανση—μπορούν να επηρεάζουν τη λειτουργία των γονιδίων, χωρίς να προκαλούν «μεταλλάξεις» με την κλασική έννοια.

Αν και υπήρχαν ήδη ενδείξεις ότι η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να σχετίζεται με χειρότερους δείκτες ποιότητας σπέρματος, ο ακριβής βιολογικός μηχανισμός δεν ήταν ξεκάθαρος.

Η συγκεκριμένη έρευνα προσφέρει μια πιο συγκεκριμένη πιθανή οδό: η έκθεση σε ρύπους κατά την παραγωγή των σπερματοζωαρίων μπορεί να αφήνει επιγενετικό αποτύπωμα, το οποίο δυνητικά επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση.

Πώς διεξήχθη η μελέτη: δείγματα, χρονισμός και ρύποι

Οι ερευνητές παρακολούθησαν περισσότερους από 2.000 άνδρες στο Σολτ Λέικ Σίτι της Γιούτα, στις ΗΠΑ, από το 2013 έως το 2017. Πρόκειται για μεγάλο δείγμα, με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις, κάτι που ενισχύει την αξιοπιστία των παρατηρήσεων. Οι συμμετέχοντες έδωσαν δείγματα σπέρματος κατά την ένταξή τους στη μελέτη και στη συνέχεια σε δύο, τέσσερις και έξι μήνες.

Ιδιαίτερα σημαντικό είναι ότι οι ερευνητές δεν εξέτασαν απλώς «γενικά» την έκθεση στην ατμοσφαιρική ρύπανση, αλλά υπολόγισαν την έκθεση κάθε συμμετέχοντα σε ρύπους του εξωτερικού περιβάλλοντος κατά το τρίμηνο που προηγήθηκε της συλλογής κάθε δείγματος—δηλαδή μέσα στο κρίσιμο παράθυρο όπου παράγονται και ωριμάζουν τα σπερματοζωάρια. Στους ρύπους που υπολογίστηκαν περιλαμβάνονταν:

– όζον (O₃),
– διοξείδιο του αζώτου (NO₂),
– διοξείδιο του θείου (SO₂),
– μικροσκοπικά αιωρούμενα σωματίδια PM2.5.

Αυτός ο χρονισμός έχει ιδιαίτερη βαρύτητα, επειδή η σπερματογένεση είναι μια δυναμική διαδικασία που επηρεάζεται από το περιβάλλον. Με άλλα λόγια, οι συνθήκες των τελευταίων εβδομάδων και μηνών μπορεί να αποτυπώνονται στο βιολογικό «προφίλ» του σπέρματος.

Τι έδειξαν τα αποτελέσματα: 39 επιγενετικές αλλαγές και ο ρόλος του όζοντος

Από το σύνολο των συμμετεχόντων, οι επιστήμονες εξέτασαν τη μεθυλίωση του DNA στα σπερματοζωάρια 1.220 ανδρών που παρείχαν δείγμα στον έλεγχο των έξι μηνών. Εκεί εντοπίστηκαν 39 αλλαγές στο DNA που σχετίζονταν με την έκθεση σε συνδυασμούς ατμοσφαιρικών ρύπων, με το όζον και το διοξείδιο του αζώτου να εμφανίζουν τη μεγαλύτερη επίδραση.

Το ενδιαφέρον εδώ δεν είναι μόνο ο αριθμός των αλλαγών, αλλά και η φύση τους: μιλάμε για επιγενετικές «σημάνσεις» που ενδέχεται να επηρεάζουν τη λειτουργία γονιδίων με τρόπο λεπτό αλλά δυνητικά σημαντικό. Αν και οι περισσότερες επιγενετικές σημάνσεις τείνουν να «σβήνονται» στα πρώτα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης, ορισμένα γονίδια μπορούν να διατηρήσουν τέτοιες αλλαγές. Αυτό γεννά ένα εύλογο ερώτημα: θα μπορούσαν κάποιες από αυτές τις μεταβολές να επηρεάζουν την ανάπτυξη του εμβρύου ή πτυχές της υγείας αργότερα στη ζωή;

Ένα από τα γονίδια που εντοπίστηκαν, το GNAS, έχει στο παρελθόν συνδεθεί τόσο με χαμηλότερη ποιότητα σπέρματος όσο και με προβλήματα στην εμβρυϊκή ανάπτυξη—ένα εύρημα που εντείνει το επιστημονικό ενδιαφέρον, χωρίς όμως να αποδεικνύει από μόνο του αιτιότητα.

Τι σημαίνουν τα ευρήματα για την ανδρική γονιμότητα (και τι όχι)

Η Δρ. Νόουμπλς ήταν σαφής: χρειάζονται περαιτέρω μελέτες ώστε να αποδειχθεί άμεσα η σχέση ανάμεσα στις αλλαγές μεθυλίωσης του DNA του σπέρματος που συνδέονται με την ατμοσφαιρική ρύπανση και στη γονιμότητα. Με απλά λόγια, η μελέτη δείχνει μετρήσιμες βιολογικές μεταβολές, αλλά δεν μπορεί ακόμη να καταλήξει στο αν αυτές μεταφράζονται σε κλινικά προβλήματα υπογονιμότητας.

Στο ίδιο πνεύμα, ο καθηγητής Ανδρολογίας του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ, Άλαν Πέισι, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, σημείωσε ότι προς το παρόν δεν μπορούμε να συμπεράνουμε εάν οι παρατηρούμενες αλλαγές έχουν κλινική σημασία. Θα απαιτηθούν πρόσθετες έρευνες για να επιβεβαιωθεί ή να απορριφθεί μια άμεση σύνδεση.

Από την άλλη, ο καθηγητής Αναπαραγωγικής Βιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Νότιγχαμ, Ρίτσαρντ Λία, χαρακτήρισε τη μελέτη ιδιαίτερα σημαντική, καθώς προστίθεται στο αυξανόμενο σώμα στοιχείων που υποδεικνύουν ότι η ποιότητα του σπέρματος επηρεάζεται αρνητικά από ατμοσφαιρικούς ρύπους.