Ученые едины во мнении, что различные тяжелые металлы в продуктах питания, напитках и окружающей среде могут оказывать неблагоприятное воздействие на наше здоровье. Особенно много внимания уделяется свинцу, кадмию и ртути. Многие исследования на животных и человеке продемонстрировали, что тяжелые металлы в низких концентрациях могут навредить мужской репродуктивной системе. Благодаря двум экспериментам на рубеже тысячелетий было установлено, что даже невысокое содержание кадмия и свинца в крови связаны со снижением качества спермы и повреждением ДНК сперматозоидов. В первом исследовании кадмий и ртуть были обнаружены в крови 118 из 149 молодых работников-мужчин из Загреба. Через несколько лет ученые изучили сперму 56 некурящих мужчин. В обоих случаях кадмий был связан с наибольшими повреждениями ДНК сперматозоидов. Свинец же не оказывал негативного эффекта, пока уровень содержания кадмия был низкий. Селен имел противоположный эффект и защищал ДНК от повреждений. Несколько недавних исследований выявили, что свинец может оказывать негативное влияние на морфологию, подвижность и структуру ДНК сперматозоидов. То же самое касается ртути, особенно до достижения человеком половозрелого возраста.[6]

В 2016 году была проанализирована вся обнаруженная в английских и китайских публикациях научная информация о взаимосвязях между тяжелыми металлами и качеством спермы. В метаанализ вошло в общей сложности 20 исследований. Был сделан следующий вывод: у мужчин с низкой фертильностью концентрация свинца и кадмия в сперме выше, чем у мужчин с нормальными показателями фертильности. Также стало очевидно, что уровень содержания цинка у них был ниже. Касаемо меди, взаимосвязи не было обнаружено.

Благодаря исследованию 2008 года стало известно, что тяжелый металл молибден оказывает на сперму токсическое воздействие. Было обнаружено его существенное влияние на концентрацию и форму сперматозоидов. У людей с высокой концентрацией в крови этого элемента, по сравнению с более низким содержанием, риск снижения качества спермы был на 350 % выше. Те же выводы были сделаны на основе экспериментов на животных. Ученые отметили, что опасные для здоровья тяжелые металлы, находящиеся в почве, воде, пыли, поступают в организм с пищей, водой и воздухом.

В 2014 году индийское исследование выявило неблагоприятное влияние кадмия и свинца на качество спермы. Среди прочего это проявлялось в том, что уровень кадмия и свинца в крови бесплодных мужчин от 20 до 43 лет в основной группе исследования был выше, чем у фертильных мужчин группы сравнения. Было также указано, что привычки питания, возраст и курение могут увеличить степень негативного воздействия.

К соответствующим выводам пришли также ливанские ученые летом 2018 года. Они обнаружили, что барий и уран могут оказывать негативное воздействие на мужскую репродуктивную функцию.

Помимо прочего, в различных исследованиях на грызунах и людях высокое содержание хрома, марганца и меди было связано со снижением качества спермы. Одновременно было зафиксировано, что нормальные концентрации меди, селена и цинка производят противоположный эффект. Да, эти вещества в нужном количестве могут противодействовать вредному воздействию кадмия и свинца.

По-видимому, различные металлы и микроэлементы сложно взаимодействуют между собой. Например, было выявлено, что высокий уровень молибдена снижает содержание цинка и меди в организме человека. А поскольку цинк и медь – важные компоненты в производстве спермы, высокое содержание молибдена объясняет причину нарушений сперматогенеза. На примере исследования на крысах очевидно, что рацион питания с низким содержанием цинка снижает уровень магния и селена в крови и одновременно повышает уровень кадмия и меди. Также исследователям известно, что высокое содержание цинка ассоциируется с наличием немалого количества селена у людей.

Ученые уделяют особое внимание кадмию, так как это один из наиболее распространенных в продуктах питания и окружающей среде тяжелых металлов. Его токсическое влияние показано в результатах различных исследований.

В 2017 году исследование на мышах установило, что кадмий поражает сперматозоиды как при остром, так и при хроническом отравлении. Повреждения затрагивали изменения в так называемом катионном канале спермы. Они называются кальциевыми каналами, расположены в хвостиках сперматозоидов и обеспечивают подвижность сперматозоидов.

Таким образом, возникает предположение, что кадмий – один из наиболее вредных с точки зрения влияния на репродуктивную функцию тяжелый металл. Он также считается канцерогеном с негативным влиянием на функцию почек и формирование костной ткани. Норвежский институт общественного здравоохранения сообщает, что кадмий традиционно присутствует в фосфорсодержащих удобрениях. Это может быть причиной того, что большая часть потребления этого вещества приходится на пищевые продукты: злаки, картофель, овощи и корнеплоды. Хотя его содержание в этих продуктах по отдельности невелико, но общий объем потребления делает их основным источником кадмия. Другая причина, возможно, заключается в следующем: власти способствуют тому, что население в основном предпочитает выращенные традиционным способом растительные продукты.

Летом 2014 года было проведено крупнейшее за все время сравнительное исследование традиционных и экологических продуктов питания. Оно представляло собой обзор 343 научных работ и выявило, что выращенные традиционным методом продукты питания содержат до 50 % больше кадмия. Руководитель исследования, профессор Карло Лейферт, пояснил, что это вещество попадает в пищу из фосфорсодержащих удобрений. Фосфатные породы, из которых извлекается фосфор, содержат значительные количества кадмия. Предполагается, что фосфор в удобрениях ответственен за присутствие более чем половины всех тяжелых металлов, обнаруживаемых в различных сельскохозяйственных районах. Вероятно, это стало причиной того, что весной 2018 года ЕС обсуждал возможные меры по снижению содержания кадмия в удобрениях. В них уровень этого металла варьируется от 32 до 200 миллиграммов на килограмм в зависимости от места добычи фосфора.

Поскольку годовой оборот производителей фосфорсодержащих удобрений составляет 250 миллиардов крон, не факт, что европейские власти станут уменьшать распространенность кадмия в традиционном сельском хозяйстве. Таким образом, разрешение сложившейся ситуации может разве что произойти естественным путем, поскольку мировые запасы фосфора находятся только в пяти странах и, согласно прогнозу, могут закончиться уже к 2035 году. Также в связи с тем, что фосфор является важным компонентом в производстве батарей для электромобилей, возможно, его запасы истощатся еще раньше.