Protective effects of phenolic phytochemicals on male fertility: a narrative review

Abstract

Infertility is a global health issue and is closely related to oxidative stress, which occurs when high concentrations of free radicals surpass the protective effects of antioxidant molecules and enzymes. Such imbalance causes damage to DNA, as well as cellular proteins and lipids, ultimately leading to the destruction of the blood-testis barrier. This, in turn, hinders spermatogenesis. Various plants and compounds have been employed in an attempt to reverse these damages, such as phenolic compounds. Therefore, this review aims to identify the main phytochemical phenolic compounds and their respective effects when used in the treatment of male infertility. Related information concerning phenolic phytochemical compounds was gathered from studies selected from PubMed, Scopus, and Web of Science databases. The search was conducted using the combination of six terms: "phenolic compounds", "male infertility", "testis", "spermatozoa", "testosterone" and "male fertility". These compounds can raise testosterone levels, reduce lipid peroxidation, and improve tubular histoarchitecture in cases of subfertility associated with diabetes mellitus. They can also mitigate the damage caused by obesity by increasing serum testosterone, antioxidant activity, and sperm motility. When it comes to fertility problems caused by inorganic and organic pollutants, these compounds effectively restore the structure of the seminiferous tubules, increase testosterone levels, and improve sperm quality. Furthermore, phenolic phytochemical compounds have shown beneficial effects in countering the adverse impacts of certain drugs on testicular physiology by reducing apoptosis in testicular tissue, increasing the number of Leydig cells, and promoting spermatocyte production. However, while these compounds may have protective effects on sperm cryopreservation for in vitro fertilization, caution is needed as certain dosages can cause irreversible damage to sperm quality. Overall, plant extracts containing phenolic phytochemical compounds hold promise as a therapeutic avenue for treating infertility and subfertility caused by metabolic disorders and environmental pollutants.

Alternate abstract:

A infertilidade é um problema de saúde global e está intimamente relacionada com o stress oxidativo, que ocorre quando elevadas concentrações de radicais livres ultrapassam os efeitos protetores das moléculas e enzimas antioxidantes. Este desequilíbrio provoca danos no DNA, bem como nas proteínas e lipídeos celulares, levando, em última instância, àdestruição da barreira hemato-testicular. Isto, por sua vez, prejudica a espermatogênese. Diversas plantas e compostos têm sido utilizados na tentativa de reverter esses danos. Portanto, esta revisão tem o objetivo de identificar os principais compostos fitoquímicos fenólicos e seus respectivos efeitos quando utilizados no tratamento da infertilidade masculina. A informação relacionada aos compostos fitoquímicos fenólicos foi obtida a partir de estudos selecionados nas bases de dados PubMed, Scopus e Web of Science. A pesquisa foi efetuada utilizando a combinação de seis termos: "phenolic compounds" (compostos fenólicos), 'male infertility' (infertilidade masculina), 'testis' (testículos), 'spermatozoa' (espermatozóides), 'testosterone' (testosterona) e 'male fertility' (fertilidade masculina). Estes compostos podem aumentar os níveis de testosterona, reduzir a peroxidação lipídica e melhorar a histoarquitetura tubular em casos de subfertilidade associada à diabetes mellitus. Podem igualmente atenuar os danos causados pela obesidade, aumentando a testosterona sérica, a atividade antioxidante e a motilidade dos espermatozoides. Quando se trata de problemas de fertilidade causados por poluentes inorgânicos e orgânicos, estes compostos restauraram de forma eficaz a estrutura dos túbulos seminíferos, aumentam os níveis de testosterona e melhoram a qualidade espermática. Além disso, os compostos fitoquímicos fenólicos demonstraram efeitos benéficos no combate aos impactos adversos de certos medicamentos na fisiologia testicular, reduzindo a apoptose no tecido testicular, aumentando o número de células de Leydig e promovendo a produção de espermatócitos. No entanto, embora estes compostos possam ter efeitos protetores na criopreservação de esperma para fertilização in vitro, é necessário ter cautela, uma vez que certas dosagens podem causar danos irreversiveis na qualidade do esperma. Em geral, os extratos de plantas contendo compostos fitoquimicos fenolicos sao promissores como via terapeutica para o tratamento da infertilidade e subfertilidade causadas por disturbios metabolicos e poluentes ambientais.