Pesticide utilizate pe scară largă pot reduce numărul de spermatozoizi

Neonicotinoidele reprezintă una dintre cele mai utilizate clase de insecticide la nivel global, apărând pe piață în anii 1990 și devenind rapid omniprezente în agricultură. Aceste substanțe sunt pesticide sistemice care pătrund în toate țesuturile plantei – rădăcini, nectar, polen, sevă și fructe – ceea ce le face imposibil de îndepărtat prin spălare. Deși au fost dezvoltate pentru a viza specific sistemul nervos al insectelor, cercetări recente au evidențiat efecte endocrine, neurotoxice și reproductive și asupra mamiferelor, inclusiv asupra omului.
Neonicotinoidele au fost detectate în probe biologice umane și s-au asociat cu efecte adverse asupra dezvoltării, funcției neurologice și reproducerii. Totuși, studiile care investighează impactul acestora asupra sănătății reproductive masculine sunt încă limitate. Revizuirea publicată în Journal of Environmental Research sintetizează 21 de studii experimentale realizate pe rozătoare, publicate între 2010 și 2025, cu accent pe efectele asupra spermatogenezei, hormonilor sexuali și integrității ADN-ului spermei.

Contextul utilizării neonicotinoidelor

În prezent, peste 500 de produse comerciale conțin neonicotinoide, folosite în tratamente pentru culturi, spații verzi, întreținerea gazonului, protecția lemnului și chiar ca insectifuge pentru animale de companie. Cele mai răspândite sunt imidaclopridul (IMI), thiamethoxamul (THX) și clothianidina (CLO), urmate de acetamiprid (ACE) și dinotefuran (DINO). Utilizarea lor globală a crescut de peste 20 de ori între 1995 și 2014, ajungând la aproape 3 milioane kg anual.

Proprietăți chimice și mecanisme de acțiune

Neonicotinoidele sunt derivați ai nicotinei și acționează prin legarea de receptorii nicotinici ai acetilcolinei (nAChR), determinând o activare prelungită a acestora. La insecte, această activare produce paralizie și moarte, însă la mamifere, inclusiv la rozătoare, a fost demonstrată stimularea excesivă a receptorilor nicotinici centrali, creșterea influxului de calciu și apariția stresului oxidativ în celulele testiculare. Aceste efecte declanșează cascadă de alterări în spermatogeneză, producerea de hormoni sexuali și integritatea ADN-ului germinal.

Metodologie

Autorii au identificat studii publicate între 2005 și 2025 în bazele de date PubMed și Web of Science, aplicând criterii stricte de selecție. Au fost incluse doar studii in vivo realizate pe șobolani și șoareci masculi, care au evaluat parametri precum greutatea testiculară, morfologia spermatozoizilor, nivelurile hormonale și expresia genică. Dintr-un total de 14.857 de articole, 21 au îndeplinit criteriile de eligibilitate. Calitatea fiecărui studiu a fost evaluată prin protocolul OHAT (Office of Health Assessment and Translation).

Rezultatele principale

Acetamiprid (ACE)

Toate cele patru studii asupra ACE au evidențiat efecte toxice asupra spermatogenezei. Expunerea la doze de 12,5–35 mg/kg/zi a fost asociată cu scăderea numărului de spermatozoizi, reducerea motilității, alterări histologice ale epiteliului seminifer și vacuolizarea celulelor germinale. Expunerea prelungită a redus expresia genelor implicate în sinteza testosteronului (Lhr, Star, CYP11a1) și a determinat creșterea stresului oxidativ cu scăderea enzimelor antioxidante (GSH, TAS) și creșterea MDA și TOS. Nivelurile de testosteron au scăzut cu până la 23%, iar hormonii gonadotropi au fost afectați în mod dependent de doză.

Imidacloprid (IMI)

Imidaclopridul a fost cel mai studiat compus (11 studii). Majoritatea cercetărilor au raportat scăderi semnificative ale greutății corporale și testiculare, ale concentrației și motilității spermatozoizilor, precum și anomalii morfologice spermale. De exemplu, expunerea la 1–10 mg/kg/zi a redus testicular weight cu până la 66% și motilitatea spermatozoizilor cu peste 50%. Histologic, s-au observat degenerări ale epiteliului germinal, apoptoză în tubii seminiferi și fragmentare ADN. Nivelele serice de testosteron au scăzut cu 30–60%, iar expresia genelor StAR, 3β-HSD și P450 17a a fost redusă. Mai multe studii au confirmat creșterea stresului oxidativ și reducerea capacității antioxidante testiculare.

Clothianidin (CLO)

Cele patru studii dedicate CLO au arătat efecte dependente de doză și context. La doze de 8–32 mg/kg/zi, CLO a determinat scăderea greutății corporale, anomalii spermale și reducerea testosteronului cu 25%. În studiile histologice s-au observat tubuli seminiferi degenerati, vacuolizare și reducerea spermatocitelor. Stresul oxidativ a fost pronunțat, cu scăderea GSH testicular cu până la 70%. Totuși, unele studii pe expunere prenatală au arătat efecte mai moderate, fără alterarea majoră a celulelor Sertoli și Leydig.

Thiacloprid (THIA)

În cele două studii disponibile, expunerea la 22,5–100 mg/kg/zi a cauzat scăderea semnificativă a greutății corporale și testiculare, reducerea numărului și motilității spermatozoizilor și anomalii morfologice severe. Testele histopatologice au evidențiat degenerare testiculară avansată, pierderea celulelor germinale și îngroșarea membranei bazale. Nivelele serice de testosteron și FSH au scăzut, în timp ce LH a crescut, indicând deregularea axei hipotalamo-hipofizo-gonadale. Expresia genelor Star, Cyp11a1 și Hsd17b3 a fost redusă semnificativ, confirmând inhibarea sintezei de steroizi.

Analiza mecanismelor

Studiile sugerează că efectele toxice ale neonicotinoidelor sunt mediate de:

• Activarea persistentă a receptorilor nicotinici de acetilcolină, cu perturbarea semnalizării neuronale și a homeostaziei celulare;
• Creșterea stresului oxidativ și acumularea de radicali liberi ce afectează mitocondriile spermei;
• Fragmentarea ADN-ului și blocarea ciclului celular în celulele germinale;
• Inhibarea expresiei genelor steroidogenice, reducând sinteza de testosteron;
• Inducerea apoptozei în celulele spermatogenice și Leydig.

Comparativ, thiaclopridul s-a dovedit cel mai potent compus, având cel mai scăzut nivel NOAEL (1,2 mg/kg/zi), urmat de imidacloprid (5,7 mg/kg/zi), acetamiprid (7,1 mg/kg/zi) și clothianidin (9,7 mg/kg/zi). Aceste diferențe reflectă variații semnificative în toxicitatea reproductivă între substanțe.

Context și implicații pentru sănătatea umană

Neonicotinoidele sunt omniprezente în mediu. În SUA, peste 90% din culturile de porumb și 50% din cele de soia provin din semințe tratate cu aceste pesticide. Ele sunt detectate frecvent în apele de suprafață, în miere (în 75–85% din probe) și în fructe și legume. Studii recente au identificat metaboliți de neonicotinoide în urina, sângele și chiar lichidul cefalorahidian al populației generale, precum și transfer transplacentar la făt.

Aceste date se corelează cu scăderea semnificativă a fertilității masculine la nivel global: între 1960 și 2023 s-a raportat o reducere cu peste 50% a numărului și calității spermatozoizilor. Epidemiologic, expunerea la neonicotinoide a fost asociată cu întârzierea pubertății masculine, scăderea nivelurilor de testosteron și reducerea motilității spermatozoizilor în studiile pe oameni (Yue et al., 2022; Mendy și Pinney, 2022; Wang et al., 2022).

Concluzii

Analiza celor 21 de studii demonstrează în mod consecvent că expunerea la neonicotinoide afectează funcția testiculară, spermatogeneza și parametrii spermatozoizilor la rozătoare. Efectele sunt dependente de doză, durată și tipul compusului, fiind mediate de stres oxidativ, disfuncție mitocondrială și alterarea sintezei hormonilor sexuali.

Deși dozele experimentale depășesc adesea nivelurile tipice de expunere umană, biomonitorizarea arată că expunerea cronică la niveluri scăzute este larg răspândită. În acest context, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a evalua efectele combinatorii ale pesticidelor și fungicidelor, precum și pentru a stabili doze realiste și praguri de siguranță relevante pentru sănătatea umană.

Standardizarea parametrilor reproductivi și includerea etapelor de dezvoltare vulnerabile – prenatală, pubertară și adultă – în designul experimental sunt esențiale pentru o evaluare precisă a riscului și pentru elaborarea unor politici eficiente de protecție a sănătății reproductive masculine.