白雙勇，王劍松，趙慶華

（昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院1.泌尿外科；2.婦科，昆明650000）

男性不育患者體重指數(shù)、精漿中谷胱甘肽過氧化物酶、活性氧與精液質(zhì)量的關系

白雙勇1，王劍松1，趙慶華2

（昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院1.泌尿外科；2.婦科，昆明650000）

Correlation Analysisof Body Mass Index，Glutathione Peroxidase and Reactive Oxygen Speciesin Seminal Plasma with Semen Quality in Infertile Male Patients

隨著體重指數(shù)的增加，畸形精子率、精漿中活性氧也隨之增加，而谷胱甘肽過氧化物酶及精液量減少，是肥胖男性生育力下降的原因之一。

體重指數(shù)；谷胱甘肽過氧化物酶；活性氧；肥胖；男性；不育

肥胖，已經(jīng)成為世界性健康問題。中國肥胖發(fā)病率為5%［1］。許多學者報道在過去的半個世紀中，隨著肥胖人口增多，男性精子質(zhì)量逐漸下降，男性生育力也逐漸降低，在男性不育癥患者中肥胖比率逐年上升?；钚匝酰╮eactive oxygen species，ROS）包括：氧離子、自由基、過氧化物，主要來自精液中精子和白細胞?；钚匝鯎p害精子細胞膜、降低精子活力、降低精子與卵子結合能力，加速精子細胞凋亡［2］?；钚匝跻驯粡V泛認為是男性不育的重要病因，肥胖與活性氧之間的關系還需要進一步研究。谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）是機體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶，與細胞損傷缺氧，中毒，衰老及多種疾病的發(fā)生有關。精子中幾乎不含過氧化氫酶，而含較多的GSH-Px，代謝中產(chǎn)生的H2O2可以被GSH-Px清除。GSH-Px是細胞內(nèi)重要的抗氧化酶，可以清除細胞膜中脂質(zhì)過氧化物，保護細胞。本研究探索肥胖不育男性精液中GSH-Px的水平與體重指數(shù)、活性氧、精液質(zhì)量之間的關系。

1 材料與方法

1.1 一般資料

經(jīng)昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院倫理委員會同意，每個參與者都被告知相應的權利。在昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院生殖中心就診人群中隨機抽取男性不育患者。男性不育癥標準為：有規(guī)律性生活未避孕1年而未使妻子受孕的男性。男性年齡最小不小于19歲，最大不超過60歲。排除標準：與超重/肥胖無關的疾病或異常病史（包括精索靜脈曲張、隱睪癥、腫瘤、男性絕育術、睪丸扭轉(zhuǎn)）；影響精液體積測量的各種因素（如射精管疾病、精囊及前列腺疾病、逆射精情況及雄激素水平低于正常）；有明顯的影響生育力的毒物接觸如農(nóng)藥廠工人、煉鋼廠工人等。為進一步研究體重指數(shù)對男性生育力的影響，排除嚴重少弱精癥和無精子癥。符合標準的男性不育癥患者共177例，其中正常體質(zhì)量組（BMI＜24.00 kg/m2）58例，超重組（BMI：24.00～27.99 kg/m2）60例；肥胖組（BMI≥28.00 kg/m2）59例。

1.2 方法

1.2.1 精液分析：所有參與課題男性不育癥患者禁欲48～72 h后，手淫法獲取精液，嚴格按照世界衛(wèi)生組織2010年第五版人類精液檢驗與處理實驗室手冊要求，由昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院男科實驗室工作人員按操作規(guī)程檢驗。將精液標本直接采集到一個改良的廣口帶刻度玻璃量杯中，直接從刻度上讀取精液體積（精確到0.1 mL）。精液中白細胞評估通過使用鄰甲苯胺染細胞內(nèi)過氧化物酶，陽性者為白細胞。

1.2.2測定體重指數(shù)：身高：站立位足底到頭部最高點垂直距離。體質(zhì)量：人體的總重量。體重指數(shù)（body mass index，BMI）：體質(zhì)量（kg）與身高（m）平方的比值。根據(jù)中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會2013年10月1日實施衛(wèi)生行業(yè)標準，成人體質(zhì)量判定標準，男性正常體重指數(shù)標準：24.00＞BMI≥18.5；超重組：28.00＞BMI≥24.0；肥胖組：BMI≥28.0。

1.2.3 檢測精漿中ROS、GSH-Px：所用精液樣本液化后，完成常規(guī)檢測項目。30 min內(nèi)將檢測后的精液標本經(jīng)2 000g離心25 min獲取精漿，行酶聯(lián)免疫法ELISA（上海欣樂生物有限公司試劑盒）檢測精漿中ROS、GSH-Px。

1.3 統(tǒng)計分析

所有數(shù)據(jù)經(jīng)SPS17.0統(tǒng)計軟件處理，通過單因素方差分析比較各組間的統(tǒng)計差異，通過相關分析檢測個因素之間的相關性，P＜0.05為差異有統(tǒng)計意義。

2 結果

2.1 精漿中ROS、GSH-Px的比較

男性不育患者BMI為（25.47±3.64）kg/m2，（17.30～35.06 kg/m2），正常體質(zhì)量組與超重組精液量差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05；正常體質(zhì)量組與肥胖組在精液分析中兩組畸形精子率差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。在3組中精液白細胞濃度差異無統(tǒng)計學意義。隨著BMI的增加，各組精漿中GSHPx含量逐漸降低，正常體質(zhì)量組與超重組GSH-Px有顯著的統(tǒng)計學差異（P＜0.05），正常體質(zhì)量組與肥胖組也存在顯著的統(tǒng)計學差異（P＜0.05），而超重組與肥胖組精漿中也存在有顯著統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。在不同BMI分組中，隨著BMI增加精漿中的ROS也逐漸增加，正常體質(zhì)量組與超重組ROS有顯著的統(tǒng)計學差異（P＜0.05），正常體質(zhì)量組與肥胖組ROS也存在明顯的統(tǒng)計學差異（P＜0.05），而超重組與肥胖組精漿中ROS也存在有顯著統(tǒng)計學差異（P＜0.05），見表1。

表1 不同BMI分組中男性不育患者精液分析、精漿中ROS、GSH?Px比較

表1 不同BMI分組中男性不育患者精液分析、精漿中ROS、GSH?Px比較

1）對照組與超重組比較，P＜0.05；2）對照組與肥胖組比較，P＜0.05；3）超重組與肥胖組比較，P＜0.05.

分組n年齡精液量精子濃度精子活動率精子前向運動率精子總數(shù)畸形精子率精子中白細胞數(shù)精漿中GSH-Px精漿中ROS（歲）（mL）（106/mL）（%）（%）（106）（%）（106/mL）（U/mL）（U/L）對照組58 33.00±4.97 2.72±1.02 53.09±34.30 58.50±24.19 50.60±23.23 140.49±105.53 76.59±9.92 1.93±0.75 116.73±30.06 499.04±195.39超重組60 33.33±4.79 2.33±1.031）57.88±37.57 58.00±23.96 51.70±21.92 136.84±99.12 79.19±9.91 2.03±0.96 96.56±34.551）709.47±3201）肥胖組59 33.95±6.06 2.56±1.19 52.49±35.25 54.17±26.06 46.49±25.18 122.60±95.14 80.46±9.922）1.97±0.74 84.47±29.812），3）812.93±243.302），3）

2.2 精漿中ROS、GSH-Px及BMI的相關性

BMI與精液量在相關性分析中存在負相關關系（r=-0.17，P＜0.05），BMI與精液其他參數(shù)無相關性，包括精子密度，精子總數(shù)，精子活動率。BMI與精漿中GSH-Px呈負相關（r=-0.367，P＜0.01）。精漿中GSH-Px與精液的其他各項指標無相關性，包括：精液量、精子濃度、精子形態(tài)、精子活動率、精液中白細胞數(shù)等。精漿中ROS與BMI呈顯著正相關（r=0.414，P＜0.01）。精漿中ROS與精液各項指標無相關性，包括：精液量、精子活動率、精子前向運動率、精子濃度、精子畸形率、精液中白細胞數(shù)。精漿中GSH-Px隨BMI增加而逐漸減低，ROS隨著BMI增加而增加。精漿中GSH-Px與ROS有明顯負相關性（r=-0.557，P＜0.01）。見表2。

表2 男性不育患者精漿中ROS、GSH?Px及BMI的相關性

3 討論

肥胖已經(jīng)成為世界性健康問題，可以導致糖尿病、高血壓、冠心病等心血管疾病，目前大家也都認為肥胖對于男性生育也有明顯的影響，但是各家研究結果不一。MacDonald等［3］通過Meta分析研究認為BMI與精子濃度和精子總數(shù)無關，BMI的增加對精液各項參數(shù)沒有影響。Chavarro等［4］研究結果：BMI與精子濃度、活動率、形態(tài)之間無關，但是隨著BMI增加精液量減少，特別是BMI超過35 kg/m2的男性由于精液量減少，精子總數(shù)減少。Eisenberg等［5］的研究發(fā)現(xiàn)隨著BMI及腹圍增加，精液量逐漸減少，精子總數(shù)也隨之降低，但是BMI與精子濃度、活動率、精子形態(tài)以及精子DNA碎片指數(shù)無關。在本次研究結果中正常體質(zhì)量組精液量超過超重組，肥胖組畸形精子率高于正常體質(zhì)量組。BMI與精液量在相關性分析中存在負相關關系，BMI與精液其他參數(shù)無相關性，包括精子密度，精子總數(shù)，精子活動率。

肥胖人群為保持體內(nèi)正常生理過程，其新陳代謝率較正常體質(zhì)量人群高，所以體內(nèi)產(chǎn)生的ROS也增高，睪丸微環(huán)境的氧化應激反應增多。由于過量的ROS攻擊致使精子功能受損導致男性不育。人類精子有自我保護機制抑制因免疫反應和正常呼吸過程產(chǎn)生過量的氧自由基，主要是保持自由基生成與清除之間的平衡。Benedetti等［6］生育男性和不育男性精液標本分析的結果顯示：不育男性對于氧自由基的清除機制受損而導致男性不育。精子細胞在ROS的作用下，引起細胞膜脂質(zhì)過氧化，改變蛋白質(zhì)受體、酶、轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)結構，精子DNA碎片增多。人類精液中的ROS由精子和白細胞產(chǎn)生，其中一個白細胞能夠產(chǎn)生的ROS可以達到一個精子產(chǎn)生的100倍以上。因此，對精子懸液ROS的檢測，精液中的白細胞對精子懸液的化學發(fā)光信號可以產(chǎn)生很大的影響。本研究中3組精液中白細胞濃度無統(tǒng)計學差異，通過離心去除精液中白細胞及精子等，精漿中ROS檢測結果反映了可能損害精子功能的因素。隨著BMI增加精漿中的ROS也逐漸增加，正常體質(zhì)量組與超重組ROS有明顯的統(tǒng)計差異，超重組ROS水平高于正常體質(zhì)量組，正常體質(zhì)量組與肥胖組ROS也存在明顯的統(tǒng)計差異，肥胖組ROS水平也高于正常體質(zhì)量組，而超重組與肥胖組精漿中ROS也存在有明顯統(tǒng)計差異，肥胖組ROS水平高于超重組。精漿中ROS與BMI呈顯著正相關。由于精漿ROS的增高必然會出現(xiàn)大量氧自由基、超氧化物陰離子，影響精子功能，導致男性不育。

體內(nèi)抗自由基體系主要包括酶類（超氧化物歧化酶、GSH-Px、過氧化氫酶等）阻止自由基形成和通過非酶促抗氧化劑（還原型谷胱甘肽、維生素E等）捕獲不成對的電子使自由基失活［7］。GSH-Px對于精子生成的最初有絲分離階段非常重要，可以對抗ROS對于精子的損害，而成熟精子GSH-Px水平則明顯下降。有研究顯示GSH-Px不僅對于精子發(fā)生的早期階段重要，對于精卵結合的早期反應也很重要，當其水平降低后精子難以與卵子結合。GSH-Px對于保護精子細胞膜不受ROS損害的，當其活性降低則精子受精能力降低［8］。在精子進入女性生殖道運行當中，GSH-Px對于保護精子不受ROS損害也是至關重要的［9］。在本研究中發(fā)現(xiàn)在3組不同BMI男性不育患者中，隨著BMI的增加，各組精漿中GSHPx含量逐漸降低。精漿中GSH-Px與ROS有明顯負相關性。在肥胖男性不育患者中，隨著BMI增加，精漿中ROS水平增加，而精漿中谷胱甘肽過氧化酶水平逐漸減少，兩者結合，對于精子生成和精子與卵子結合的有害因素增加，保護因素降低，則這類患者精子生成困難，精子與卵子結合能力下降，男性生育力降低。最近有研究證實通過抗氧化藥物的治療對于改善肥胖導致的精液質(zhì)量降低是非常有效的［10］。通過本次研究對于肥胖影響男性生育機制做一個初步探討，更多機制還需要進一步深入研究。

［1］Shukla A，Kumar K，Singh A.Association between obesity and selected morbidities：a study of BRICS countries［J］.PLoS One，2014，9（4）：2-18.

［2］Walczak-Jedrzejowska R，Wolski JK，Slowikowska-Hilczer J.The role of oxidative stress and antioxidants in male fertility［J］.Cent European J Urol，2013，66（1）：60-67.

［3］MacDonald AA，Herbison GP，Showell M.The impact of body mass index on semen parameters and reproductive hormones in human males：a systematic review with meta-analysis［J］.Hum Reprod Update，2010，16（3）：293-311.

［4］Chavarro JE，Toth TL，Wright DL.Body mass index in relation to semen quality，sperm DNA integrity，and serum reproductive hormone levels among men attending an infertility clinic［J］.Fertil Steril，2010，93（7）：2222-2231.

［5］Eisenberg ML，Kim S，Chen Z.The relationship between male BMI and waist circumference on semen quality：data from the LIFE study［J］.Hum Reprod，2014，29（2）：193-200.

［6］Benedetti S，Tagliamonte MC，Catalani S.Differences in blood and semen oxidative status in fertile and infertile men，and their relationship with sperm quality［J］.Reprod Biomed Online，2012，25（3）：300-306.

［7］Zhai XW，Zhang YL，Qi Q.Effects of molybdenum on sperm quality and testis oxidative stress［J］.Syst Biol reprod Med，2013，59（5）：251-255.

［8］Huang VW，Zhao W，Lee CL.Cell membrane proteins from oviductal epithelial cell line protect human spermatozoa from oxidative damage［J］.Fertil Steril，2013，99（5）：1444-1452.

［9］Koziorowska-Gilun M，Koziorowski M，F(xiàn)raser L.Antioxidant defence system of boar cauda epididymidal spermatozoa and reproductive tract fluids［J］.Reprod Domest Anim，2011，46（3）：527-533.

［10］Mortazavi M，Salehi I，Alizadeh Z.Protective effects of antioxidants on sperm parameters and seminiferous tubules epithelium in high fat-fed rats［J］.J Reprod Infertil，2014，15（1）：22-28.

（編輯 裘孝琦）

R698+.2

A

0258-4646（2014）11-1038-03

國家自然科學基金（81260374）

白雙勇，（1972-）男，副主任醫(yī)師，博士研究生.

王劍松，E-mail：jiansongwang@yahoo.com

2014-06-12

網(wǎng)絡出版時間：