DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2026.1770866
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41788722
تاريخ النشر: 2026-02-18
المؤلف: P. Jagadesh وآخرون
الموضوع الرئيسي: وظيفة الحيوانات المنوية والخصية
نظرة عامة
تتناول ورقة البحث القضية الحرجة للعقم الذكوري، الذي يمثل حوالي 50% من حالات العقم على مستوى العالم ويؤثر على حوالي 7% من السكان الذكور. تحدد الورقة تدهور البيئة كعامل مهم وقابل للتعديل يساهم في تراجع جودة السائل المنوي، حيث تؤثر الملوثات المختلفة – بما في ذلك تلوث الهواء، والمعادن الثقيلة، والمواد الكيميائية المسببة لاضطرابات الغدد الصماء (EDCs)، والميكرو بلاستيك، وتغير المناخ – على تكوين الحيوانات المنوية ووظيفة الحيوانات المنوية من خلال آليات مثل الإجهاد التأكسدي، وعدم التوازن الهرموني، والالتهابات، والتغيرات الوراثية. يدعو المؤلفون إلى دمج بيانات التعرض البيئي (الملفات البيئية) في تحليل السائل المنوي الروتيني، مقترحين إطار عمل حيث تقوم خوارزميات الذكاء الاصطناعي بتحليل مؤشرات متعددة الأوميات جنبًا إلى جنب مع مقاييس بيئية للتنبؤ بمخاطر الخصوبة الفردية وإبلاغ استراتيجيات العلاج الشخصية، خاصة في تقنيات الإنجاب المساعدة (ART).
تؤكد الخاتمة على الحاجة الملحة لتقييمات شاملة ومبادرات بحثية لفهم وإدارة العقم الذكوري بشكل أفضل، خاصة في ضوء تزايد المخاطر البيئية. توصي الورقة بإدراج اختبارات للمعادن الثقيلة، والفثالات، والبيسفينول أ (BPA)، والميكرو بلاستيك في التقييمات القياسية للعقم، خاصة في حالات انخفاض عدد الحيوانات المنوية غير المفسر أو غيابه. تقترح أن بروتوكولات ART يجب أن تأخذ في الاعتبار التعرضات البيئية الفردية وعوامل الخطر الإقليمية لتحسين النتائج. من خلال استخدام التشخيصات المدعومة بالذكاء الاصطناعي وتقييمات المخاطر الشخصية، يمكن للأطباء تحديد مسارات سمية محددة تؤثر على المرضى، مما يمكّن من التدخلات المستهدفة. البحث المستقبلي ضروري لاستكشاف آثار الملوثات البيئية على صحة الإنجاب الذكورية وتطوير إرشادات علاجية تدمج تقييمات التعرض البيئي في اختبارات العقم القياسية، مع معالجة الاعتبارات الأخلاقية والقانونية.
مقدمة
تتناول مقدمة الورقة القضية الملحة للعقم، الذي يُعرف بأنه عدم قدرة الأزواج على الحمل بعد 12 شهرًا من الجماع غير المحمي، مما يؤثر على حوالي 186 مليون فرد على مستوى العالم. تجدر الإشارة إلى أن العوامل الذكرية تمثل حوالي 50% من حالات العقم، حيث يعاني حوالي 7% من الرجال من مشاكل في الخصوبة. لقد أدى تراجع جودة السائل المنوي على مدى العقود الأخيرة إلى وضع العقم الذكوري كقضية صحية عالمية هامة، تتأثر بتلوث البيئة، واختيارات نمط الحياة، والعوامل الوراثية.
تسلط الورقة الضوء على أن الملوثات البيئية المختلفة، بما في ذلك المعادن الثقيلة، والمبيدات الحشرية، ومثبطات الغدد الصماء، تؤثر سلبًا على صحة الإنجاب الذكورية. بالإضافة إلى ذلك، فإن عوامل مثل ارتفاع درجات الحرارة والإشعاع الكهرومغناطيسي تزيد من تعقيد خصوبة الذكور. من بين هذه العوامل، يتم تحديد تلوث البلاستيك كتهديد مزمن بشكل خاص. على الرغم من التقدم في تحديد مؤشرات العقم الذكوري، لا يزال تحليل السائل المنوي هو الأساس في التشخيصات الأولية، حيث يوفر رؤى أساسية حول سلامة الحمض النووي للحيوانات المنوية، وهو أمر حاسم للتخصيب الناجح وتطور الأجنة. تهدف هذه المراجعة إلى استكشاف تأثير العوامل البيئية على جودة السائل المنوي بشكل شامل.
نقاش
تسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على التأثير الكبير للملوثات البيئية على صحة الإنجاب الذكورية، مع التركيز بشكل خاص على العقم. أدت الأنشطة البشرية، مثل التصنيع والتحضر، إلى زيادة التعرض لمجموعة متنوعة من السموم البيئية، بما في ذلك المعادن الثقيلة، والمبيدات الحشرية، والمواد الكيميائية المسببة لاضطرابات الغدد الصماء (EDCs). ترتبط هذه الملوثات بالاضطرابات الإنجابية، حيث تشير الدراسات إلى أن حوالي 23% من حالات العقم الذكوري تعزى إلى مثل هذه العوامل البيئية. تظهر الآثار الضارة لهذه الملوثات من خلال آليات تؤثر على تكوين الحيوانات المنوية، وت disrupt signaling hormonal، وتسبب الإجهاد التأكسدي، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض جودة السائل المنوي وإمكانية الخصوبة.
يتم تحديد تلوث الهواء كقضية حرجة، حيث يعيش 99% من السكان العالميين في مناطق لا تلبي فيها جودة الهواء إرشادات منظمة الصحة العالمية. لقد أظهرت الملوثات مثل الجسيمات الدقيقة (PM)، وأول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد الكبريت (SO₂) تأثيرات سلبية على معايير الحيوانات المنوية، بما في ذلك التركيز والحركة. علاوة على ذلك، تشكل المعادن الثقيلة مثل الكادميوم، والرصاص، والزئبق مخاطر شديدة على صحة الإنجاب الذكورية، مما يسبب الإجهاد التأكسدي والسمية الخلوية. تؤثر EDCs، وخاصة الفثالات والبيسفينول أ (BPA)، على التوازن الهرموني وقد ارتبطت بانخفاض جودة الحيوانات المنوية. تخلق الآثار التراكمية لهذه التعرضات البيئية “تأثير الكوكتيل”، مما يزيد من سمية الإنجاب ويبرز الحاجة الملحة لمزيد من البحث والتدخلات السياسية للتخفيف من هذه المخاطر وحماية صحة الإنجاب الذكورية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2026.1770866
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41788722
Publication Date: 2026-02-18
Author(s): P. Jagadesh et al.
Primary Topic: Sperm and Testicular Function
Overview
The research paper addresses the critical issue of male infertility, which accounts for nearly 50% of infertility cases globally and affects about 7% of the male population. It identifies environmental degradation as a significant, modifiable factor contributing to declining semen quality, with various contaminants—including air pollution, heavy metals, endocrine-disrupting chemicals (EDCs), microplastics, and climate change—impairing spermatogenesis and sperm function through mechanisms such as oxidative stress, hormonal imbalance, inflammation, and epigenetic changes. The authors advocate for the integration of environmental exposure data (eco-profiles) into routine semen analysis, proposing a framework where AI algorithms analyze multi-omics biomarkers alongside environmental metrics to predict individual fertility risks and inform personalized treatment strategies, particularly in assisted reproductive technologies (ART).
The conclusion emphasizes the urgent need for comprehensive evaluations and research initiatives to better understand and manage male infertility, particularly in light of increasing environmental hazards. The paper recommends incorporating tests for heavy metals, phthalates, bisphenol A (BPA), and microplastics into standard infertility evaluations, especially for cases of unexplained low or absent sperm counts. It suggests that ART protocols should consider individual environmental exposures and regional risk factors to optimize outcomes. By utilizing AI-assisted diagnostics and personalized risk assessments, clinicians could identify specific toxicological pathways affecting patients, enabling targeted interventions. Future research is essential to explore the effects of environmental pollutants on male reproductive health and to develop therapeutic guidelines that incorporate environmental exposure assessments into standard infertility tests, while also addressing ethical and legal considerations.
Introduction
The introduction of the paper addresses the pressing issue of infertility, defined as the inability of couples to conceive after 12 months of unprotected intercourse, affecting approximately 186 million individuals globally. Notably, male factors account for about 50% of infertility cases, with around 7% of men experiencing fertility issues. The decline in semen quality over recent decades has positioned male infertility as a significant global health concern, influenced by environmental pollution, lifestyle choices, and genetic factors.
The paper highlights that various environmental pollutants, including heavy metals, pesticides, and endocrine disruptors, adversely affect male reproductive health. Additionally, factors such as elevated temperatures and electromagnetic radiation further compromise male fertility. Among these, plastic pollution is identified as a particularly chronic threat. Despite advancements in identifying biomarkers for male infertility, semen analysis remains the cornerstone of initial diagnostics, providing essential insights into sperm DNA integrity, which is crucial for successful fertilization and embryo development. This review aims to explore the impact of environmental factors on semen quality comprehensively.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the significant impact of environmental pollutants on male reproductive health, particularly focusing on infertility. Human activities, such as industrialization and urbanization, have led to increased exposure to various environmental toxins, including heavy metals, pesticides, and endocrine-disrupting chemicals (EDCs). These pollutants are linked to reproductive disorders, with studies indicating that approximately 23% of male infertility cases are attributable to such environmental factors. The detrimental effects of these pollutants manifest through mechanisms that impair spermatogenesis, disrupt hormonal signaling, and induce oxidative stress, ultimately leading to decreased semen quality and fertility potential.
Air pollution is identified as a critical concern, with 99% of the global population living in areas where air quality fails to meet World Health Organization guidelines. Pollutants like particulate matter (PM), carbon monoxide (CO), and sulfur dioxide (SO₂) have been shown to negatively affect sperm parameters, including concentration and motility. Furthermore, heavy metals such as cadmium, lead, and mercury pose severe risks to male reproductive health, causing oxidative stress and cellular toxicity. EDCs, particularly phthalates and bisphenol A (BPA), disrupt hormonal balance and have been linked to reduced sperm quality. The cumulative effects of these environmental exposures create a “cocktail effect,” exacerbating reproductive toxicity and highlighting the urgent need for further research and policy interventions to mitigate these risks and protect male reproductive health.