Reproductive Dysfunction from Exercise Training: The “Exercise-Hypogonadal Male Condition”

Summary

The objective of this short review is to discuss how exercise training in men can result in changes in the reproductive system similar to those observed in women who develop athletic amenorrhea or suffer the Female Athlete Triad. Men chronically exposed to training for endurance sports exhibit persistently reduced basal free and total testosterone concentrations without concurrent luteinizing hormone elevations. These men are deemed to have the “Exercise-Hypogonadal Male Condition” (EHMC). Broadly, dysfunction in the hypothalamic-pituitary-gonadal regulatory axis is associated with either of these states. In women this effect on the axis is linked to the existence of a low energy availability (LEA) state, research in men relative to LEA is ongoing. The exact physiological mechanism inducing the reduction of testosterone in these men is currently unclear but is postulated to be a dysfunction within the hypothalamic-pituitary-gonadal regulatory axis. The potential exists for the reduced testosterone concentrations within EHMC men to be disruptive and detrimental to some anabolic-androgenic testosterone-dependent physiological processes. Findings, while limited, suggest spermatogenesis problems may exist in some cases; thus, infertility risk in such men is a critical concern. Present evidence suggests the EHMC condition is limited to men who have been persistently involved in chronic endurance exercise training for an extended period of time, and thus is not a highly prevalent occurrence. Nevertheless, it is critical that endocrinologist and fertility clinicians become more aware of the existence of EHMC as a potential problem-diagnosis in their male patients who exercise.

Introducción

Desde hace casi 40 años se sabe que las mujeres expuestas a grandes volúmenes de entrenamiento físico, particularmente si manifiestan una nutrición deficitaria, poseen mayor riesgo de desarrollar disfunciones reproductivas^1–3; concretamente, oligomenorrea o amenorrea secundaria (amenorrea atlética)^1,2. Estas condiciones están asociadas con grados diversos de anormalidades hormonales reproductivas (hipoestrogenismo), riesgo de infertilidad, desmineralización ósea y desórdenes alimentarios, lo que típicamente se conoce como la tríada de la mujer atleta (TMA)^1,2. Hasta tiempos recientes se pensaba que estas disfunciones reproductivas relacionadas con el ejercicio resultaban específicas del sexo femenino. Sin embargo, en las últimas dos décadas se ha venido acumulado evidencias que indican que los hombres también pueden padecer disfunciones reproductivas semejantes; es decir, que son susceptibles de desarrollar lo que se denomina “hipogonadismo masculino producto del ejercicio “ (EHMC, del inglés Exercise-Hypogonadal Male Condition)^4–6.

El objetivo de esta breve reseña es proporcionar una descripción general del EHMC y de sus probables mecanismos fisiopatogénicos, haciendo un paralelo con lo que ya se conoce sobre la TMA.

Antecedentes de investigación

Estudios retrospectivos y transversales muestran que los niveles basales de testosterona son más bajos en los deportistas varones que entrenan sistemáticamente, específicamente en aquellos que practican deportes de resistencia de larga duración como maratón, triatlones de grandes distancias y marcha atlética olímpica^5–9. Los sujetos de estos estudios típicamente son deportistas que han entrenado consistentemente durante varios años (≥ 5–15)^10–15. Tales estudios reportan que los niveles de testosterona (concentración libre y total) de estos deportistas son apenas el 50–85% de los niveles que poseen controles varones de la misma edad que no practican ejercicio^10–17.

Estudios prospectivos en los que se recogieron muestras de sangre en reposo durante días, semanas o meses, mientras se exponía a los participantes a regímenes de entrenamiento de resistencia extenuantes, también encontraron que los niveles de testosterona se reducen. Sin embargo, los hallazgos de estos estudios prospectivos son menos convincentes que los reportados por los estudios retrospectivos^7,18–21. Las diferencias en el estado de entrenamiento inicial de los participantes, o las particularidades de los programas de entrenamiento administrado en los diferentes estudios prospectivos, podrían ser las causas de esas discrepancias^6,16. Para obtener una explicación definitiva del origen de tales inconsistencias se necesitarían estudios prospectivos más extensos y de mayor duración; sin embargo, dichos estudios suelen ser difíciles de implementar.

Los deportistas de resistencia varones que poseen bajos niveles de testosterona, usualmente exhiben otras anormalidades hormonales reproductivas. Las más frecuentes son alteraciones en las concentraciones basales de prolactina y en las concentraciones basales de hormona luteinizante (LH) y/o de sus características pulsátiles^13,22,23. Las alteraciones en la LH sugieren la existencia de una disrupción en la secreción hipotalámica de la hormona liberadora de gonadotropina (GnRH)¹³; como es el caso de muchas mujeres con disfunciones reproductivas relacionadas con el ejercicio^1,2. Estas alteraciones en la LH y GnRH son indicativas de una disfunción en el eje hipotalámico-pituitario-gonadal (HPG; testicular en el hombre, ovárico en la mujer) que controla el sistema reproductivo^8,24. Si se tiene en consideración los aspectos específicos del sistema endocrino reproductivo según el sexo, la disminución de los niveles de testosterona en reposo en estos deportistas varones es análoga a la disminución de los niveles de estrógeno-progesterona encontrados en deportistas mujeres con disfunciones reproductivas relacionadas con el ejercicio^25–30.

Mecanismos de la disfunción del eje hipotalámico-pituitario-gonadal que conducen al EHMC

Los estudios orientados a dilucidar el mecanismo fisiológico subyacente a la disfunción del eje HPG en hombres con EHMC, se han focalizado en determinar si el origen de la disfunción es central (hipotalámico-pituitaria) o periférica (testicular). Los primeros han examinado la secreción glandular de LH y/o prolactina (PRL), mientras que los segundos han examinado la secreción de testosterona. Dado que las alteraciones en la liberación de LH-PRL se habían estudiado previamente en deportistas mujeres con disfunciones reproductivas^1,13,31,32, los estudios con deportistas varones han tomado como modelo aquellos realizados con mujeres.

Con respecto a los mecanismos centrales, los estudios constatan que los hombres con EHMC manifiestan una exagerada liberación de PRL desde la hipófisis en respuesta a estímulos endógenos o exógenos^33–35. También se verifica una liberación atenuada de LH en respuesta a análogos estímulos endógenos o exógenos³³. Este mismo tipo de hallazgos se reportaron previamente en deportistas mujeres con disfunciones reproductivas (oligomenorrea o amenorrea atlética)^31,32. Importa destacar que debido a aspectos del eje HPG que son específicos del sexo, no todas las modificaciones en las hormonas reproductivas observadas en hombres y mujeres deportistas están en completo acuerdo. Además, el tipo y la naturaleza de los protocolos de investigación, así como las diferencias demográficas de los deportistas varones y mujeres estudiados, han dado lugar a cierta variabilidad en los hallazgos.

Con respecto a los mecanismos periféricos, los estudios han mostrado que los hombres con EHMC manifiestan una menor secreción de testosterona desde los testículos en respuesta a un estímulo exógeno [33,36]. Cuando se compara con controles sedentarios, existe una reducción del 15–40% en la secreción testicular de testosterona en respuesta a una misma dosis de estímulo. Aún no está claro si esta secreción atenuada es debido a una disminución en la sensibilidad del receptor glandular, o a alteraciones en algún evento posterior del proceso esteroidogénico para la síntesis de testosterona⁶.

El trabajo de Loucks muestra claramente que un estado de baja disponibilidad energética (BDE) es un disparador clave para que mujeres deportistas desarrollen la TMA y disfunciones reproductivas relacionadas¹. La BDE ocurre cuando la energía ingerida es insuficiente para mantener las funciones necesarias del organismo y las que implica el entrenamiento físico; esto usualmente sucede cuando la ingesta calórica es <30 kcal.kg⁻¹.día⁻¹ de masa corporal magra¹. La evidencia que existe en hombres de que la BDE sea un factor causal en el desarrollo del EHMC es menos definitiva. No obstante, recientemente Hooper et al. publicaron hallazgos convincentes en apoyo de dicha posibilidad; pero hay que tener en cuenta que el número de sujetos del estudio fue relativamente pequeño³⁷. Por lo tanto, hasta el momento no está claro si la BDE sea la causa principal en el desarrollo tanto de la TMA como del EHMC; es decir, se necesitan más estudios, particularmente en varones.

Impacto fisiológico de una baja testosterona en hombres

El bajo nivel basal de testosterona que manifiestan los hombres con EHMC podría afectar procesos fisiológicos del organismo que dependen de la testosterona. Por ejemplo, hay evidencias de una disminución en la espermatogénesis o condiciones de oligozoospermia en deportistas con EHMC^16,38,39. También hay estudios que reportan una reducción del deseo sexual en deportistas de resistencia^6,40,41. Es probable que un disturbio en la producción de espermatozoides aumente el riesgo de infertilidad en estos hombres con EHMC^6,8,41; en el caso de mujeres, varias investigaciones han mostrado una fuerte relación entre amenorrea atlética y problemas de fertilidad^1,2.

El estudio de los efectos que las bajas concentraciones de testosterona de los hombres con EHMC producen en otros procesos anabolizantes androgénicos – como la síntesis de proteínas y el desarrollo de la masa muscular – resulta limitado. De todos modos, levantamos la hipótesis de que la menor concentración de testosterona que manifiestan estos deportistas podría aportarle como beneficio el conseguir una masa muscular total más baja; aspecto que podría ser ventajoso en deportes de resistencia (una menor masa corporal resultaría en un menor requerimiento de oxígeno y, por lo tanto, menor gasto de energía)^7,42.

Un asunto que necesita mayor investigación es la relación que existe entre baja testosterona, desmineralización ósea y osteopenia en deportistas con EHMC. En el campo clínico, existe evidencia indicando que hombres con hipogonadismo e hipotestosteronemia pueden manifestar una pérdida mineral severa de sus huesos^43–46. Hasta el momento, los datos sobre los cambios en el contenido mineral óseo de los deportistas con EHMC son algo contradictorios, aunque se han publicado estudios de caso convincentes^47,48.

Es importante mencionar que la prevalencia del EHMC parece ser baja, en relación a la población de deportistas de resistencia varones (15–25% según las estimativas existentes)⁴⁹. Esto podría deberse al hecho de que apenas un pequeño porcentaje de tales deportistas se mantiene entrenando de manera intensa y consistente el tiempo suficiente para manifestar la sintomatología.

Conclusión

El entrenamiento físico persistente, específicamente el asociado con deportes de resistencia, afecta negativamente la principal hormona masculina (testosterona) y otras hormonas reproductivas (LH y PRL). Este estado endocrino reproductivo se ha denominado “hipogonadismo masculino producto del ejercicio”^4–6. El mecanismo de esta disminución hormonal aún no está claro, pero parece estar relacionado con una disfunción del eje HPG provocada por años de exposición ininterrumpida a un entrenamiento físico de gran magnitud, y también podría estar asociado con una BDE. Los estudios realizados en hombres con EHMC sugieren que un entrenamiento de esa naturaleza causa disturbios en procesos anabólicos o androgénicos dependientes de la testosterona.

Si bien la prevalencia del EHMC es relativamente baja, se recomienda que los médicos del deporte y particularmente los endocrinólogos y especialistas en fertilidad estén atentos a la existencia del EHMC. La evidencia señala que los médicos pueden necesitar incorporar estrategias dentro de sus procedimientos para evaluar y quizás tratar la ocurrencia del EHMC; especialmente teniendo en cuenta las preocupaciones en torno al potencial problema de infertilidad.