Effekter av livsstilsförändringar på spermakvaliteten hos friska unga män som bor i mycket förorenade områden (FAST) (FAST)

Människans spermakvalitet påverkas av genetiska, metabola, livsstils- och miljöfaktorer. Det är en känslig markör för en individs allmänna hälsotillstånd och en prediktor för sjukdomsförekomst och dödlighet. Vissa studier tyder på att en diet rik på antioxidantföreningar och regelbunden fysisk aktivitet kan förbättra spermakvaliteten. Vi planerade en randomiserad kontrollerad studie (RCT) med huvudsyftet att utvärdera effekterna av livsstilsförändringar på spermakvaliteten hos friska unga män som bor i tre förorenade områden i norra, centrala och södra Italien. Sekundära syften är att bedöma: a) sambandet mellan spermakvalitet och biomarkörer för tidig skada eller inflammation (prostataspecifikt antigen, RedOx-status, epigenetiska förändringar); b) sambanden mellan biomarkörer för exponering för giftiga ämnen (tungmetaller) och spermakvalitet och biomarkörer för tidig skada eller inflammation; c) sambanden mellan kost och fysisk aktivitet och spermakvalitet och biomarkörer för tidig skada eller inflammation; d) effekterna av livsstilsförändringar på blod- och spermanivåerna av tungmetaller.

Denna RCT inkluderar 450 friska unga män, i åldern 18-22 år, som bor i ett av följande tre förorenade områden:

1. ett förorenat område med polyklorerade bifenyler (PCB) i provinsen Brescia i regionen Lombardiet;
2. Saccoflodens dal, med höga halter av beta-hexaklorcyklohexan (β-HCH) som kommer från giftigt avfallsdeponier av industriellt ursprung.
3. "brändernas land" i regionen Kampanien, med en hög koncentration av illegal avfallsdumpning och okontrollerad förbränning nära odlade åkrar.

Enligt en 1:1 randomiseringsplan kommer de unga männen att placeras i en interventions- eller kontrollgrupp.

Ämnena kommer att skrivas in bland gymnasie- och universitetsstudenter, efter ett 20 minuters möte med elever i varje klass, under en lektion, och i närvaro av läraren, för att förklara studiedesignen och bjuda in dem att delta. Efter ett kort självadministrativt screeningformulär för att utesluta ämne som inte lämpar sig för forskningen, inbjuds de potentiella kandidaterna att genomgå ett urologiskt besök på en urologi- och fertilitetsenhet, inklusive en klinisk undersökning och spermiogramanalys. Samtidigt genomgår deltagaren ett fastande blodprov för analys av vanliga parametrar (glykemi, kolesterolemi, etc.), och mätningar av längd, vikt och bukomkrets av utbildade dietister. Därefter utvärderade varje dietist varje deltagares kostvanor och fysiska aktivitet med hjälp av European Prospective Investigation into Cancer (EPIC) och näringsfrågeformulär, PREvención con DIEta MEDiterránea (PREDIMED) och International Physical Activity Questionnaire (IPAQ).

Varje urologiskt besök, blod- och spermaprov kommer att upprepas med samma metod i både interventions- och kontrollgrupper, vid tidpunkt 0 (baslinje, inskrivning), efter 4 månader (slutet av interventionen) och efter 8 månader (slutet av uppföljningen ).

Interventionen för förändrad livsstil i försöksgruppen har planerats utifrån tidigare erfarenheter av pedagogisk intervention i nutritionsepidemiologi. Det bör noteras att medelhavsdieten är fokus för interventionen och att syftet med interventionen inte är att gå ner i vikt utan att öka mängden antioxidanter och antiinflammatoriska kostföreningar. Det är välkänt att även motiverade försökspersoner har svårt att ändra kostvanor. Därför kommer förändringen att baseras på följande punkter: personlig kost (efter smak och praktiska skäl), progressiv förändring (ett mål i taget), täta kontakter med dietister (veckokontakter under den första månaden). Försökspersonerna är också inbjudna att dela dietisters indikationer med sina föräldrar och särskilt den som brukar laga mat hemma. Dietistinterventionen har planerats med hjälp av Dr Stefania Ubaldi, ordförande för European Lifestyle Medicine Organisation (ELMO), Genève.

Försökspersonerna som ingår i kontrollgruppen kommer endast att få ett häfte med nuvarande rekommendationer för medelhavskost vid inskrivningen (baslinje), och kommer att kontakta ytterligare först efter 4 och 8 månader.

Blod- och spermaprover kommer att samlas in och förvaras vid -80° enligt ett standardprotokoll fram till tidpunkten för laboratorieanalys. Laboratorieanalyser inkluderar följande:

1. hematologiska parametrar (helblodsvärde, glykemi, kolesterolemi, etc.);
2. spermakvalitetsparametrar, enligt 2010 års kriterier från Världshälsoorganisationen (WHO);
3. total och fri prostataspecifik antigen (PSA) i blod och sperma;
4. RedOx-statusparametrar i sperma;
5. epigenetiska analyser (DNA-metylering) i blodlymfocyter och spermier;
6. ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) analyser av tungmetaller - aluminium (Al), antimon (Sb), arsenik (As), barium (Ba), beryllium (Be), kadmium (Cd), kalcium (Ca), krom (Cr), kobolt (Co), koppar (Cu), järn (Fe), bly (Pb), litium (Li) magnesium (Mg), mangan (Mn), molybden (Mo), nickel (Ni), kalium (K), selen (Se), natrium (Na), strontium (Sr) och zink (Zn) i blod och sperma.

Skillnader i medelvärden och proportioner av alla variabler mellan interventions- och kontrollgruppen och sambanden mellan kost, fysisk aktivitet och spermie- och blodparametrar kommer att bedömas med hjälp av vanliga statistiska tester för jämförelser av medelvärden och proportioner som ett första steg. Multivariabla modeller, inklusive multifaktoranalys av varians, multipel regression och multipel logistisk regression, kommer sedan att användas för att bedöma sambanden när man tar hänsyn till möjliga konfounders. Alla statistiska tester är tvåsidiga med p=0,05 som tröskel för att avslå nollhypotesen.

De två enheterna för urologi och fertilitet: a) Unità Operativa Complessa di Urologia, Ospedale S. Francesco d'Assisi di Oliveto Citra (SA), Azienda Sanitaria Locale (ASL) Salerno och b) enheten för hygien, epidemiologi och biostatistik och enheten för Urologi vid universitetet i Brescia kommer att tillhandahålla rutinmässiga hematologiska parametrar (helblodsvärde, glykemi, kolesterolemi, etc.) och spermakvalitetsparametrar, enligt 2010 års WHO-kriterier.

Varje rekryteringsenhet kommer att samla in och behandla de biologiska proverna, som kommer att skickas till laboratorierna för den specifika analysen:

• Italienska National Institute of Health, Rom: prostataspecifikt antigen i sädesplasma och i blodserum;
• Institutet för livsmedelsvetenskap, italienska nationella forskningsrådet (ISA-CNR) i Avellino: RedOx-statusparametrar i sperma och ICP-MS-analyser av tungmetaller
• Epidemiology, Epigenetics and Toxicology (Epiget) Grupp vid universitetet i Milano och laboratoriebiosäkerhet och riskbedömning av den italienska nationella byrån för ny teknik, energi och hållbar ekonomisk utveckling (SSPT-TECS-BIORISC CR ENEA Casaccia): epigenetiska analyser (DNA-metylering) ) i blodlymfocyter respektive spermier.

Datahanteringen och statistisk analys kommer att utföras av enheten för hygien, epidemiologi och biostatistik vid universitetet i Brescia.