Endocrine-disrupting chemicals—Mechanisms of action on male reproductive system

Abstract

Endocrine-disrupting chemicals (EDCs) are exogenous compounds that can cause disturbances in the endocrine system and have multiple harmful effects on health by targeting different organs and systems in the human body. Mass industrial production and widespread use of EDCs have resulted in worldwide contamination. Accumulating evidence suggest that human exposure to EDCs is related to the impairment of male reproductive function and can interrupt other hormonally regulated metabolic processes, particularly if exposure occurs during early development. Investigation of studies absent in previous reviews and meta-analysis of adverse effects of EDCs on functioning of the male reproductive system is the core of this work. Four main modes of action of EDCs on male fertility have been summarized in this review. First, studies describing estrogen- pathway disturbing chemicals are investigated. Second, androgen-signaling pathway alterations and influence on androgen sensitive tissues are examined. Third, evaluation of steroidogenesis dysfunction is discussed by focusing on the steroid hormone biosynthesis pathway, which is targeted by EDCs. Last, the reportedly destructive role of reactive oxygen species (ROS) on sperm function is discussed. Spermatogenesis is a remarkably complex process, hence multiple studies point out various dysfunctions depending on the development state at which the exposure occurred. Collected data show the need to account for critical windows of exposure such as fetal, perinatal and pubertal periods as well as effects of mixtures of several compounds in future research.

Modern Approach to the Diagnosis and Treatment of Idiopathic Oligoasthenoteratozoospermia

“…К эндокринным дизрапторам, экзогенным веществам антропогенного происхождения, относятся различные классы химических веществ: дихлордифенилтрихлорэтан и его метаболиты, полихлорированные бифенилы, бисфенол А, полибромидные дифениловые эфиры, фталаты, пестициды, гербициды и др. [3][4][5][6][7][8][9][10][11]. Они используются в самых разных отраслях производства бытовых товаров и продуктов питания, а потому постоянно воздействуют на человека и окружающую среду [3,4,[6][7][8][9][10][11].…”

“…В последние годы опубликовано много исследований о негативном влиянии дизрапторов на организм человека [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. Эти молекулы связываются с рецепторами гормонов и оказывают гормоноподобное действие, а также нарушают секрецию собственных гормонов эндокринными железами, что приводит к еще более выраженным нарушениям гормональных механизмов эндогенной регуляции метаболических процессов, в том числе страдает репродуктивная функция [5,6]. Большинство дизрапторов обладают непосредственными антиандрогенными свойствами или оказывают эстрогеноподобный эффект [5,6,[10][11][12][13].…”

Pond Snail Reproduction as Model in the Environmental Risk Assessment: Reality and Doubts

“…Furthermore, accumulating evidence suggest that human exposure to steroids is related to the impairment of male reproductive function (e.g. decreased sperm number) and can interrupt other hormonally regulated metabolic processes, particularly if exposure occurs during early development [58].…”

Hypersexual Behavior and Hyperandrogenism in F1 Male Rats Caused by Dibutylphtalate Treatment of Pregnant Females

“…Відомо, що патогенний вплив ендокринних дисрапторів на репродуктивну систему реалізується через сигнальні шляхи естрогенних та андрогенних рецепторів, дис-функцію стероїдогенезу або завдяки оксида-тивному стресу [23]. З цих можливих шляхів патогенезу виявлених порушень чоловічої статевої поведінки найбільш вірогідним, на наш погляд, є посилений синтез тестостерону в сім'яниках внутрішньоутробних плодів.…”

“…Неочікувана активізація жіночої статевої поведінки в дослідній групі самців начебто протирічить припущенню про надмірну маскулінізацію мозку під час його раннього програмування. Але вона може бути зумовле-на порушенням шляхів дефемінізації нейро-ендокринних структур, наприклад, внаслідок оксидативного стресу [1,23,26].…”