雙酚A致雄性生殖障礙與腎虛不育的相關(guān)性探討*

楊倩倩　馬　靜　 王　凌　王　鵬　董海軍　曹　亮　李穎琪　賈承明

第四軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院中醫(yī)科(西安　710032)

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雙酚A致雄性生殖障礙與腎虛不育的相關(guān)性探討*

楊倩倩馬靜△王凌▲王鵬◇董海軍曹亮李穎琪賈承明

第四軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院中醫(yī)科(西安710032)

摘要目的：探討經(jīng)典的環(huán)境雌激素(Environmental estrogens, EEs)雙酚 A (Bisphenol A, BPA)導(dǎo)致的雄性生殖障礙與腎虛不育的相關(guān)性。方法：通過查閱文獻(xiàn)，對(duì) BPA導(dǎo)致的雄性生殖障礙與腎虛不育出現(xiàn)的精子生成、性行為、生育能力和體重、活動(dòng)次數(shù)減少等行為學(xué)表現(xiàn)及病理機(jī)制與補(bǔ)腎藥物作用效果的相關(guān)性進(jìn)行比較，并結(jié)合中醫(yī)“腎主生殖”及“方證相應(yīng)”等理論進(jìn)行分析闡述。結(jié)論：BPA導(dǎo)致的雄性生殖障礙屬于腎虛不育的范疇。

主題詞不育/中醫(yī)藥療法@雙酚A腎虛

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加劇，大量EEs釋放，不僅可影響哺乳動(dòng)物的正常內(nèi)分泌功能，改變動(dòng)物在發(fā)育和成年階段細(xì)胞內(nèi)信號(hào)過程，導(dǎo)致雄性動(dòng)物生殖器官發(fā)育異常，生殖力降低及生精功能障礙，而且對(duì)人類生殖健康的影響亦不容忽視，如造成男性生殖系統(tǒng)發(fā)育異常，主要包括隱睪、尿道下裂以及睪丸腫瘤、前列腺癌等疾病[1]，此外，該類物質(zhì)還可引起動(dòng)物種群的性別比改變[2]。因此，作為影響人類生殖健康的潛在危險(xiǎn)因素，EEs 污染引起的雄性生殖障礙已引起國內(nèi)外生態(tài)學(xué)家及毒理學(xué)家的極大關(guān)注，也成為國際生物界和醫(yī)學(xué)界研究熱點(diǎn)。

BPA是一類典型的EEs，它由兩個(gè)不飽和酚環(huán)組成的聯(lián)苯復(fù)合物，包含兩個(gè)處在對(duì)位的羥基，結(jié)構(gòu)類似于雌二醇(Estradiol,E2)和己烯雌酚，是生產(chǎn)環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯、聚砜樹脂和一些合成樹脂的前體物質(zhì)。研究表明[3-5]，BPA導(dǎo)致的雄性生殖障礙與腎虛不育不僅均出現(xiàn)精子生成異常，還出現(xiàn)相關(guān)行為學(xué)改變，同時(shí)，補(bǔ)腎中藥具有拮抗BPA引起雄性生殖障礙的作用。結(jié)合中醫(yī)“腎主生殖”及“方證相應(yīng)”理論，我們認(rèn)為BPA引起的雄性生殖障礙可能屬于腎虛不育的范疇。因此，本文從精子生成、行為學(xué)表現(xiàn)、補(bǔ)腎藥物作用及病理機(jī)制等方面，對(duì)BPA導(dǎo)致的生殖障礙與腎虛不育的相關(guān)性進(jìn)行探討。

1精子生成和行為學(xué)表現(xiàn)方面中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，腎藏精，主生殖，腎陰陽平衡是男性生殖功能正常的必要條件，腎虛陰陽平衡失調(diào)，造成生殖功能障礙，導(dǎo)致男性不育；腎生髓，其華在發(fā)，在志為恐，故腎虛也可出現(xiàn)記憶力減退、脫發(fā)和善恐易驚等表現(xiàn)；而BPA 導(dǎo)致的生殖障礙，亦出現(xiàn)了與腎虛不育類似的改變。

1.1 精子生成方面在一項(xiàng)以190例男性不育患者為對(duì)象的臨床研究中發(fā)現(xiàn)，精液質(zhì)量的降低和精子DNA的損傷與尿液中BPA的含量有一定相關(guān)性[6]。研究表明[7]，大鼠注射BPA后，精子活力降低，畸形率升高，精子頂體發(fā)生了異常改變，精子穿越透明帶的能力受損；當(dāng)給孕期母鼠喂食BPA后，其雄性仔鼠附睪間質(zhì)及前列腺上皮有增生改變，附睪及前列腺臟器系數(shù)升高，精子質(zhì)量降低[8]；10-5mol/L 的BPA即可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的大鼠睪丸支持細(xì)胞的糖代謝異常，進(jìn)而影響生精功能[9]。而BPA對(duì)雄性生精功能的影響與男性腎虛不育患者或雄性動(dòng)物的精子生成異常的改變相類似。如，腎虛不育患者可出現(xiàn)弱精或少精及精子畸形率增加；“房事不節(jié)”方法建立的腎虛雄性小鼠的睪丸重量、精子活動(dòng)率和密度均下降，精子畸形率增加[10]。驚恐加房勞致腎虛模型的小鼠，雄性仔鼠精子DNA的損傷有類似父代的改變，且生精細(xì)胞凋亡率增加[11]。但對(duì)腎虛生殖障礙動(dòng)物模型的睪丸生殖細(xì)胞損傷的相關(guān)研究較少。

1.2行為學(xué)表現(xiàn)方面BPA長期暴露，不僅可使男性更易出現(xiàn)性欲下降、勃起和射精困難、射精力量及性生活整體滿意度下降等癥狀[12]，而且誘發(fā)雄性動(dòng)物性行為改變及生殖能力下降及進(jìn)食量、飲水量明顯減少[13-14]；此外，還可造成成年雄性小鼠恐懼記憶的保持延長，青春期雄性小鼠記憶功能的受損[15]；雄性小鼠在高架十字迷宮和曠場(chǎng)中的焦慮狀態(tài)顯著增加，表現(xiàn)為開放臂進(jìn)入次數(shù)和停留時(shí)間縮短，并且明暗箱、鏡子迷宮和高架十字迷宮等試驗(yàn)還檢測(cè)到 BPA 可減少雄鼠的活動(dòng)性，這與伴隨焦慮狀態(tài)加劇的動(dòng)物往往表現(xiàn)出活動(dòng)減少相符[16]。在對(duì)腎虛不育男性患者和雄性動(dòng)物模型的觀察中，除了發(fā)現(xiàn)其性行為異常，還出現(xiàn)了尿量增多，身體發(fā)涼，體毛稀疏，反應(yīng)遲鈍，精神萎靡，活動(dòng)次數(shù)減少等表現(xiàn)[17-18]。BPA暴露是否可以引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的尿量、體毛及反應(yīng)性等方面的改變，目前未見報(bào)道；而雄性腎虛生殖模型中較少觀察記憶力、恐懼及活動(dòng)次數(shù)等行為學(xué)客觀指標(biāo)。

2補(bǔ)腎中藥改善生精功能的作用 研究證實(shí)[3-5]，補(bǔ)腎中藥提取物能夠通過抑制凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)與抗氧化作用，改善BPA導(dǎo)致的生精障礙模型小鼠的睪丸重量、性激素水平和精子生成能力。枸杞提取物枸杞多糖通過調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因中Caspase-3、Bcl-2和Bax凋亡蛋白表達(dá)，抑制生精細(xì)胞凋亡，從而緩解BPA引起的雄性生殖功能損傷。桑寄生提取物槲皮素能夠通過提高血清超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)，谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase, GSH-Px)活性，降低丙二醛(Methanedicarboxylic aldehyde, MDA) 含量，促進(jìn)BPA致小鼠睪丸生精功能障礙后生精功能的恢復(fù)；肉桂提取物亦能通過提高SOD、GSH-Px的活性，降低MDA含量來減輕睪丸的脂質(zhì)過氧化水平，從而緩解BPA引起的睪丸充血水腫而導(dǎo)致的生殖障礙。依據(jù)“方證相應(yīng)”理論，說明BPA 導(dǎo)致的雄性生殖障礙可能與腎虛不育有關(guān)。但該部分研究多集中在補(bǔ)腎中藥提取物的作用方面，而對(duì)中藥單體和復(fù)方的研究較少，且缺乏臨床試驗(yàn)及行為學(xué)表現(xiàn)的觀察數(shù)據(jù)。臨床和實(shí)驗(yàn)研究均證實(shí)，補(bǔ)腎藥物能夠改善腎虛患者或動(dòng)物模型的精子生成障礙、性行為異常、生殖能力的減弱及其他行為學(xué)改變。

3導(dǎo)致生殖障礙的病理機(jī)制生殖障礙的中醫(yī)病機(jī)早在《黃帝內(nèi)經(jīng)》上就有記載，《素問·上古天真論》曰:“丈夫八歲，腎氣實(shí)，發(fā)長齒更； 二八，腎氣盛，天癸至，精氣溢瀉，……八八，天癸竭，精少，腎臟衰，形體皆極，則齒發(fā)去”；《素問·六節(jié)臟象論》云:“腎者主蜇，封藏之本，精之處也”。在《內(nèi)經(jīng)》時(shí)代的醫(yī)家們首先提出以“腎”為軸心的生育觀點(diǎn)，認(rèn)為男子生育能力取決于腎精、腎氣、腎陰、腎陽的盛衰與天癸的至竭。在疾病過程中往往出現(xiàn)陰損及陽或陽損及陰,以至于陰陽兩虛的現(xiàn)象，而陰陽和，故能有子?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為下丘腦-垂體-性腺軸的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)作用與“腎”主生長、發(fā)育、生殖的功能相似，故被認(rèn)為是中醫(yī)“腎”的范疇。由于雄性生殖功能依賴于其性腺軸的功能正常，雌、雄激素水平及其比值在雄性生殖中具有重要意義，且有學(xué)者認(rèn)為，腎陰陽平衡與機(jī)體內(nèi)雌、雄激素交叉代謝及其非線性動(dòng)力學(xué)平衡相聯(lián)系[19]，因此，雌、雄激素的水平及其在男性生殖中的作用可以間接反應(yīng)腎陰陽在男性生殖中的作用。

3.1下丘腦-垂體-性腺軸形態(tài)和功能紊亂BPA 具有雌激素樣作用，可以通過下丘腦-垂體-性腺軸影響性激素的合成、分泌和釋放，使得黃體生成素(Luteinizing hormone,LH)和促卵泡激素(Follicle-stimulating hormone, FSH)及促性腺激素釋放激素水平下降，睪酮(Testosterone，T)合成減少。LH、FSH 對(duì)睪丸的生精功能有促進(jìn)作用，促性腺激素釋放激素能促進(jìn)性腺的發(fā)育。因此，BPA 能通過調(diào)節(jié)下丘腦-垂體軸的作用導(dǎo)致雄性生殖系統(tǒng)功能障礙。此外，BPA 還能干擾腎上腺皮質(zhì)激素對(duì)下丘腦-垂體-性腺軸的反饋?zhàn)饔?，從而影響男女性別分化[20]。研究表明[21]，職業(yè)暴露 BPA 后，血清 BPA 水平升高，與雄烯二酮水平呈正相關(guān)，與性激素結(jié)合球蛋白水平負(fù)相關(guān)。10-8mol/L的 BPA 即可抑制人類睪丸間質(zhì)細(xì)胞分泌 T[22]；以 BPA 飼喂小鼠，小鼠血清中 T 和 LH 的水平均下降[23]；大鼠腹腔注射 BPA 后，血清中的 T下降，LH、FSH 均下降，而 E2的含量升高[7]。

大量資料顯示，雄性腎虛不育與下丘腦-垂體-性腺軸的形態(tài)和功能的異常密切相關(guān)。但在雄性腎虛生殖障礙的研究中，對(duì) T、FSH 和 LH 關(guān)注較多，對(duì) E2作用的研究較少。而雌激素對(duì)維持雄性生殖功能的正常具有關(guān)鍵作用，已有研究表明腺嘌呤致雄性腎陽虛不育模型大鼠，精子數(shù)量與 E2和 T 的含量降低有關(guān)[18]，而溫補(bǔ)腎陽的中藥能夠改善上述改變[24]。雄性腎虛模型大鼠血清 E2和 LH 上升，T 下降[25]。

3.2雌、雄激素受體信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)異常BPA 不僅可以引起性激素水平異常，而且也會(huì)導(dǎo)致雌、雄激素受體信號(hào)通路的改變，BPA引起的雌、雄激素受體信號(hào)通路的改變已較為清晰。雌激素受體 (Estrogen receptor，ER) 是檢測(cè) BPA 效應(yīng)的生物標(biāo)記物之一。BPA 進(jìn)入機(jī)體后，與細(xì)胞的雌激素受體α(Estrogen-receptor α，ERα) 結(jié)合，導(dǎo)致原先與受體結(jié)合的熱休克蛋白解離，造成雌激素受體的構(gòu)象發(fā)生改變，并且同型二聚體化，再與 DNA 上雌激素反應(yīng)元件( Estrogen response element, ERE )結(jié)合，促發(fā)基因轉(zhuǎn)錄的增強(qiáng)，繼而啟動(dòng)一系列雌激素依賴的生理生化過程；與雌激素受體β (Estrogen receptor β，ERβ) 結(jié)合則抑制靶基因轉(zhuǎn)錄，表現(xiàn)出與ERα 效應(yīng)相拮抗的作用；另外，BPA 還可通過雌激素的膜受體(G protein-coupled estrogen receptor，GPER) 介導(dǎo)雌激素效應(yīng)，導(dǎo)致生殖細(xì)胞的增殖過度[26]。不僅如此，BPA 還具有抗雄激素活性的作用。BPA 進(jìn)入機(jī)體后，與雄激素競爭其受體(Androgen receptor，AR)，在蛋白酶作用下降解 AR，或不釋放受體關(guān)聯(lián)蛋白，進(jìn)而影響 AR 與 DNA 的結(jié)合，或干擾 AR 的二聚體化，不能與雄激素反應(yīng)元件(Androgen response element，ARE)結(jié)合，以抑制雄激素反應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄激活，引起一系列的生殖發(fā)育結(jié)構(gòu)功能的紊亂[27]。目前雌、雄激素受體信號(hào)通路在腎虛不育中的作用研究，僅局限在雌、雄激素受體作用的層面，且研究尚處于初始階段，如研究表明，腎陽虛不育模型小鼠血清 T 水平和睪丸AR 蛋白和 mRNA 表達(dá)降低；淫羊藿苷可以提高 T 水平及睪丸 AR 的表達(dá)[28]。

綜上所述，BPA 導(dǎo)致的雄性生殖障礙與腎虛不育不僅均出現(xiàn)了精子生成異常，還出現(xiàn)性行為降低、生育能力下降、活動(dòng)次數(shù)減少及體重減輕，進(jìn)食和飲水量降低等腎虛的行為學(xué)表現(xiàn)，而且在病理機(jī)制及補(bǔ)腎藥物治療效果等方面也具有諸多相似之處，因此，我們認(rèn)為BPA導(dǎo)致的雄性生殖障礙屬于腎虛不育的范疇。但為了更全面的證實(shí)這一論點(diǎn)，尚需進(jìn)行大量的臨床和實(shí)驗(yàn)研究，如兩者引起的雄性生精障礙的行為學(xué)表現(xiàn)、病理機(jī)制及單味或復(fù)方補(bǔ)腎中藥的作用效果等方面的相關(guān)性。這一研究的展開將不僅為補(bǔ)腎中藥防治BPA引起生殖障礙提供的依據(jù)，而且為男性不育的防治提供新的思路和方法。

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(收稿2015-10-29;修回2015-11-10)

【中圖分類號(hào)】R711.6

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

doi:10.3969/j.issn.1000-7369.2016.02.037

通訊作者△

*國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(8157381)

陜西省中醫(yī)藥管理局課題(13-Jc049)

▲陜西省中醫(yī)醫(yī)院老年病科(西安710003)

◇第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)員旅四營十四連(西安710032)

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