Zorgniotti y McLeod (1973) fueron los primeros que expusieron los factores que en pacientes con varicocele afectarán la espermatogénesis, así como afectación del eje de las gonodatropinas, del volumen testicular, de cambios histológicos testiculares, terminando en la afectación de la fertilidad. Los factores que en la actualidad se consideran, son los siguientes:
1. Elevación de la temperatura escrotal (0.6ºC-0.8ºC) ocasionando una alteración en el mecanismo de intercambio de calor, afectando la microcirculación a nivel intersticio-tubular testicular y enlenteciendo o deteniendo la espermatogénesis, con los cambios consecutivos en el espermograma.
2. Estancamiento de sangre en el sistema circulatorio testicular con falta de oxigenación (hipoxia) en la espermatogonia (primera fase evolutiva o etapa primitiva del espermatozoide).
3. Reflujo venoso de metabolitos de desecho de la circulación suprarrenal y renal por la vena espermática (gonadal).
4. Supresión de la producción de testosterona con disminución de la hormona luteinizante (LH) y son estos los casos que tratados muchas veces empíricamente
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mejorarán con el tratamiento a base de gonadotrofinas corionicas humanas o citrato de clomifeno, ya que aumentarán los niveles de testosterona intratesticular.
5. Alteración en el eje Hipotálamo-Hipófisis-Gónadas
6. Kim (2002), Baccetti (1996) y Lin (1997) asocian varicocele con un aumento de la apoptosis en las células germinales, visto tanto en biopsias del testículo ipsilateral al varicocele como en el contralateral y su importancia por asociarse a hipoespermatogénesis y por ende con infertilidad masculina.
7. Pacientes con varicocele e infertilidad tienen niveles elevados de ROS (especies oxigeno reactivas) asociados a stress oxidativo y a infertilidad por motilidad y morfología espermática alterada (Padron (1997), Hendin (1999)
8. Pacientes con varicocele tienen bajo niveles de TAC (capacidad antioxidante total) en su plasma seminal y son casos clínicos que se beneficiarían de la utilización de suplementos antioxidantes (Hendin 1999).
9. Hombres infértiles con prostatitis crónica tienen bajos escores ROS-TAC
Chen (2004) refiere que recientes estudios se ha puesto en evidencia la asociación entre disfunción espermática y excesiva producción de especies oxigeno-reactivas (ROS) (Krausz 1994). Tener un citoplasma exiguo con una deficiente protección por los antioxidantes, convierte a los espermatozoides en estructuras muy delicadas y sobre todo vulnerables al daño oxidativo (Sanocka 1997). Se concluye que el stress oxidativo juega un papel determinante en la disfunción espermática de varones con varicocele (Hendin 1999).
10. La actividad física ha sido asociado con deterioro de los parámetros seminales, disminuyendo la movilidad, alteración de la morfología (disminución de las formas normales).
11. Los fumadores tienen 2 veces más probabilidades de tener varicocele y los fumadores que tienen varicocele tienen 10 veces más probabilidades de tener oligospermia que los hombres con varicocele que no fuman, por un efecto directo gonadotóxico de la nicotina, así como secreción de catecolaminas nicotina-inducidas por la medula suprarrenal con flujo retrogrado hacia los testículos y por el cadmio de
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los cigarrillos o por radicales libres ocasionando daño oxidativo (Chia 1994, Klaiber 1987).
12. El varicocele se asocia con aumento de la apoptosis dentro del tejido testicular (Simsek 1998, Hopps 2003). Según Bacetti (1996) el porcentaje de células germinales apoptósicas aumenta un 10% en hombres con varicocele comparado con 0.1% en hombres fértiles normales. El varicocele podría inducir apoptosis por factores tipo calor, deprivación androgénica, y acumulación de materiales tóxicos (Lue 1999), (Sinha-Hikim 1995,1997), (Benoff 1997). Incluso Simsek (1998) revelaba que el porcentaje de células apoptósicas por el total de células germinales por campo de alto poder de resolución fui del 14.7% en hombres con varicocele comparado al 2% en hombres control. Fujisawa-Ishikawa (1999) investigaron un marcador para apoptosis entre los pacientes con varicocele reconociendo una forma soluble de Fas, entendiendo que el sistema Fas/Fas L es el mayor regulador de la espermatogénesis normal. Igual que Tanaka (2002) con resultados similares.
En relación al reflujo venoso de metabolitos tóxicos hacia la vena espermática tenemos que hay 3 trabajos investigativos de 30 años atrás cuyos autores (Ito 1982, Cohen 1975 y Combine 1974) mencionan en sus trabajos el reflujo de prostaglandinas E y F, catecolaminas y cortisol-catecolaminas respectivamente a nivel de la circulación venosa de la vena espermática interna.
En relación a la hipoxia se han medido en la circulación venosa testicular comparándola con sangre venosa periférica parámetros como CO2, O2, pH y electrolitos sin encontrar diferencias significativas. Esto se ha estado investigando desde hace más de 30 años sin haber podido encontrar una demostración de la hipoxia. Autores relevantes como Rodríguez Netto (1977) y Turner (1987) han dejado demostrado éste aspecto.
En relación a los disturbios del sistema termoregulatorio de los testículos de los pacientes con varicocele, Zorgniotti-Mac Leod (1973) han dejado con un trabajo magistral demostrando, que al igual que otras especies animales, una temperatura por arriba de cierto grado, en relación a los testículos, enlentecerá o impedirá la espermatogénesis. Al someter al paciente a una ligadura de las venas dilatadas del
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plexo pampiniforme (varicocele), mejorará (disminuirá) la temperatura intratestícular y con ello mejorará la espermatogénesis con todas sus consecuencias positivas. Mieusset (1995) y Simsek (1998) revelan el calor sobre los testículos causa un efecto directo sobre las células germinales alterándose el metabolismo, incrementándose la apoptosis, alterándose la funcionalidad de las células de Sértoli, instalándose cambios vasculares con aumento de las comunicaciones arteriovenosas, disminución actividad enzimática en la síntesis de ADN, disminución de nutrientes y oxigeno a los testículos.
Saypol (1981) en ratones y perros, al igual que Fussel (1981) en monos y Hurt (1986) en ratones demostraron y confirmaron los hallazgos de Zorgniotti (1973). Entonces sabemos que el aumento del flujo sanguíneo testicular interferirá con el intercambio de calor resultando en una elevación de la temperatura y en una afectación de la espermatogénesis.
Re-Ianitelli-Cerasaro (1983) dejaron en claro los hallazgos histoquímicos en pacientes con varicocele que eran subfértiles, encontrando: disminución en las reservas de glucógeno de las células de Sértoli, y un aumento en la actividad de la fosforilasa todo esto producto del aumento de la actividad metabólica por la elevación de la temperatura antes mencionada.
En relación a la alteración en el eje Hipotálamo-Hipófisis-Gónadas, lo podremos ver en muy esporádicos casos, donde el varicocele afecte indistintamente tanto las células intersticiales como el epitelio germinal. Al final del deterioro histológico tubular y germinal que vera niveles de gonadotrofinas elevadas.
El Test de estimulación GnRH según Kass (1987,1987) podría ayudar al corregir precozmente a un paciente con varicocele en etapas tempranas de su desarrollo, antes que sea demasiado tarde.
Pero de una manera general los niveles periféricos y en vena espermática de LH, FSH, testosterona y estradiol usualmente no varían, por lo cual Kass (1987) asevera que el eje hipotálamo-hipófisis-gónadas no se afecta por la presencia de un varicocele, del grado que fuere.
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Dickerman (1978) refería que la medida de la respuesta de las gonadotrofinas a la estimulación con GnRH era una prueba diagnóstica útil para evaluar la función testicular en jóvenes prepuberales en quienes sospechemos que pueda existir una patología testicular (hallazgos histopatológicos que puedan determinar una mala respuesta a la cirugía del varicocele, así como una mala respuesta a cualquier tipo de Terapia).
Bach (2004) revela que aun en varicocele unilateral en población juvenil puede causar un deterioro en la función de las células de Sértoli.
En un trabajo recientemente publicado Góes (2002) concluye que los pacientes infértiles con varicocele tienen mayores niveles de FSH y tienen además los testículos más pequeños y tienen una más baja concentración espermática y una menor movilidad espermática cuando se compara con pacientes control con y sin varicocele.