甲狀腺激素和性激素對(duì)男性生育能力的影響

張振剛，李曉娜，王文娟，張永田，李斌業(yè)

精液質(zhì)量為初步評(píng)估男性生育能力的重要指標(biāo)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)男性精液質(zhì)量呈逐漸下降趨勢(shì)，且主要表現(xiàn)為精子損傷［1］。目前受不孕不育困擾的育齡夫婦約有15%，而男方因素約占50%［2］?，F(xiàn)關(guān)于睪丸生精功能的調(diào)控及影響精子產(chǎn)生微環(huán)境的研究主要是在下丘腦-垂體-睪丸軸的調(diào)控方面，而對(duì)于男性的甲狀腺激素研究主要集中于生長(zhǎng)發(fā)育、能量代謝、器官分化等。但越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)在睪丸中存在甲狀腺激素受體［3-4］，提示甲狀腺激素可能在睪丸功能中發(fā)揮重要作用。青少年發(fā)育過(guò)程中甲狀腺功能減退可影響精子的形態(tài)和活力［5］，但甲狀腺激素異常對(duì)男性生育能力的影響研究仍較少。Noli 等［6］在研究甲狀腺激素對(duì)著床前胚胎線(xiàn)粒體功能及代謝的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，三碘甲狀腺原氨酸（T3）可誘導(dǎo)核糖體和氧化磷酸化活性的轉(zhuǎn)變，有助于線(xiàn)粒體呼吸鏈的組成和核糖體組裝的穩(wěn)定，從而影響生育能力。甲狀腺激素異常也會(huì)影響下丘腦-垂體-睪丸軸的分泌，導(dǎo)致性激素的分泌紊亂［7］。本研究主要探究甲狀腺激素、性激素相互平衡對(duì)男性生育能力的影響。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2021 年1 月—2022 年6 月就診于青海省人民醫(yī)院生殖中心的男性不育患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）有規(guī)律性生活，性功能正常。（2）可手淫取精者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）診斷為甲狀腺功能亢進(jìn)或減退者。（2）染色體異常者。（3）射精困難或者因精神緊張導(dǎo)致精液量較少者。（4）重度少精子或無(wú)精子癥。（5）有明顯影響精液質(zhì)量的職業(yè)史者，如農(nóng)藥廠(chǎng)工人、鋁廠(chǎng)工人、油漆工人等。（6）患有中度或重度精索靜脈曲張、隱睪癥、腫瘤、嚴(yán)重附屬性腺感染等影響生育疾病。最終共納入481 例，年齡22~45 歲，平均（33.89±4.66）歲。本研究所有患者均簽署知情同意書(shū)并通過(guò)青海省人民醫(yī)院倫理審批（受理編號(hào)：2021SLCJ2809）。

1.2 精液常規(guī)分析及生育力指數(shù)計(jì)算 患者禁欲2~7 d，采用手淫法取精，留置精液于光口杯中，按照世界衛(wèi)生組織（WHO）第5 版標(biāo)準(zhǔn)［8］進(jìn)行精液分析，精液常規(guī)分析指標(biāo)包括：精子總數(shù)、精子濃度、精子前向運(yùn)動(dòng)率。精子形態(tài)學(xué)分析采用改良巴氏染色法，待玻片干燥后在光學(xué)顯微鏡100倍物鏡下至少觀察200個(gè)精子，分類(lèi)計(jì)數(shù)精子的形態(tài)。正常精子頭部呈橢圓形，長(zhǎng)寬比1.50~1.75，頂體界限清晰，頂體占頭部的40%~70%，其頭、頸、中段和尾部均正常，除正常精子外，其余精子為畸形精子。記錄畸形精子數(shù)并計(jì)算精子畸形率=（畸形精子數(shù)/所檢測(cè)的精子總數(shù)×100%）。生育力指數(shù)=精子濃度（1×106/mL）×精子前向運(yùn)動(dòng)率（%）×精子正常形態(tài)率（%）。

1.3 精子DNA 碎片率檢測(cè) 采用精子染色質(zhì)擴(kuò)散法，待玻片干燥后高倍顯微鏡下觀察500個(gè)精子，計(jì)數(shù)存在碎片的精子數(shù)量。精子DNA碎片判定標(biāo)準(zhǔn)：精子頭部?jī)H產(chǎn)生較小的光暈或者無(wú)光暈，單側(cè)光暈的厚度不超過(guò)精子頭部最小直徑的1/3。精子DNA 碎片率=存在DNA 碎片精子數(shù)/被觀察精子數(shù)×100%。

1.4 甲狀腺激素、性激素檢測(cè) 患者于清晨空腹抽取靜脈血5 mL，置于聚酯凝膠/二氧化硅添加劑真空采血管，抽血前囑患者休息20~30 min。抽血后立即送檢驗(yàn)科，采用化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)甲狀腺激素［（游離T3（FT3）、游離四碘甲狀腺原氨酸（FT4）、促甲狀腺激素（TSH）］和性激素［黃體生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）、睪酮（T）、泌乳素（PRL）、雌二醇（E2）］，若檢測(cè)結(jié)果異常則第2日進(jìn)行復(fù)查。

1.5 分組 以正常甲狀腺激素水平為界將患者分為低激素水平組61 例（FT3≤3.5 pmol/L 或FT4≤8.0 pmol/L）、正常激素水平組376例（FT3為3.5~7.4 pmol/L且FT4為8.0~16.0 pmol/L）和高激素水平組44例（FT3≥7.4 pmol/L或FT4≥16.0 pmol/L）。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間多重比較行LSD-t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（P25，P75）表示，多組間比較采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)，組間多重比較行Kruskal-Wallis ANOVA 檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用Spearman法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

Tab.1 Comparison of semen routine and fertility index between the three groups表1 各組精液常規(guī)及生育力指數(shù)比較

2 結(jié)果

2.1 各組精液常規(guī)及生育力指數(shù)比較 與正常水平激素組比較，低水平激素組前向運(yùn)動(dòng)率降低，高水平激素組前向運(yùn)動(dòng)率和生育力指數(shù)均降低，而畸形率升高（P＜0.05），見(jiàn)表1。

2.2 甲狀腺素與男性性激素的相關(guān)性分析 患者FT3［5.84（5.37，6.34）pmol/L］與PRL［9.82（7.34，13.22）μg/L］水平呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與T［3.98（3.26，4.81）μg/L］、FSH［5.05（3.55，6.68）IU/L］、LH［3.45（2.54，4.57）IU/L］、E2［26.00（21.00，32.00）IU/L］無(wú)相關(guān)性；FT4［11.29（10.01，12.48）pmol/L］與FSH、E2 水平呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），與T、LH、PRL、TSH 無(wú)相關(guān)性；TSH［2.32（1.68，3.40）mIU/L］與PRL 水平呈正相關(guān)（P＜0.05），與T、FSH、LH、E2 無(wú)相關(guān)性（P＞0.05），見(jiàn)表2。

2.3 T與相關(guān)激素比值與精液參數(shù)、DNA碎片率、生育力指數(shù)的相關(guān)性分析 T/E2［0.15（0.12，0.19）］與畸 形 率 呈 負(fù) 相 關(guān)（P＜0.01）；T/FSH［0.81（0.55，1.16）］與精子總數(shù)、精子濃度、前向運(yùn)動(dòng)率、生育力指數(shù)呈正相關(guān)，而與畸形率呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；T/LH［1.22（0.82，1.64）］與精子總數(shù)、精子濃度呈正相關(guān)（P＜0.01）；T/PRL［0.40（0.27，0.57）］與畸形率呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），見(jiàn)表3。

Tab.2 Analysis of the correlation between thyroxine and male sex hormones表2 男性性激素與甲狀腺素的相關(guān)性分析

Tab.3 Correlation between testosterone and related hormone ratio and semen parameters,sperm DNA fragmentation and fertility index表3 T與相關(guān)激素比值與精液參數(shù)、精子DNA碎片、生育力指數(shù)的相關(guān)性 （rs）

3 討論

甲狀腺激素是由甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞合成的酪氨酸碘化物，主要是T4 和T3，其廣泛存在于各個(gè)細(xì)胞中，主要功能是調(diào)節(jié)人體蛋白、能量代謝，促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育等，而在人體主要起作用的是FT4 和FT3。目前認(rèn)為甲狀腺激素在睪丸發(fā)育過(guò)程中起重要調(diào)節(jié)作用［9］。近年來(lái)研究表明，成年男性甲狀腺狀態(tài)的改變與精子發(fā)生異常、性活動(dòng)減少和生育障礙有關(guān)［10-11］。

La Vignera等［12］研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺功能亢進(jìn)會(huì)破壞大鼠精子生成，導(dǎo)致成熟停滯，損害線(xiàn)粒體活性，改變抗氧化系統(tǒng)，從而導(dǎo)致弱精子癥。Romano等［13］發(fā)現(xiàn)，甲狀腺功能減退癥大鼠也表現(xiàn)出精子發(fā)生異常，表現(xiàn)為精子生成停止、活力降低和脂質(zhì)過(guò)氧化而引起氧化應(yīng)激增加。吳朝霞等［14］發(fā)現(xiàn)，當(dāng)左甲狀腺激素水平逐漸升高時(shí)線(xiàn)粒體膜電位高的精子比率顯著提高，精子的凋亡與脂質(zhì)過(guò)氧化顯著降低，當(dāng)左甲狀腺激素水平達(dá)到2.9 pmol/L時(shí)作用達(dá)到最大，繼續(xù)增加濃度則出現(xiàn)對(duì)精子的毒性作用，導(dǎo)致精子DNA碎片率升高，前向運(yùn)動(dòng)率降低。這與本研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)甲狀腺激素水平升高后，前向運(yùn)動(dòng)率、生育力指數(shù)降低，畸形率升高結(jié)果一致，表明甲狀腺激素水平升高可導(dǎo)致男性生育能力降低。本研究未納入甲亢或甲減患者，可見(jiàn)甲狀腺激素輕度異常即可影響男性患者生殖功能。

睪丸支持細(xì)胞可分泌T、抑制素B 等激素，在胎兒期器官分化到成人睪丸精管的生長(zhǎng)和發(fā)育過(guò)程中起重要作用，為器官分化和睪丸后期的發(fā)育成熟提供微環(huán)境［15］。有研究發(fā)現(xiàn)，性成熟的動(dòng)物生產(chǎn)精子總數(shù)最終取決于支持細(xì)胞的總數(shù)，支持細(xì)胞在性成熟后轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒熘С旨?xì)胞，則不再有分裂能力［16］；但也有研究發(fā)現(xiàn)性成熟的嚙齒類(lèi)動(dòng)物有一部分區(qū)域支持細(xì)胞仍然能夠增殖，甚至進(jìn)行有絲分裂［17］。Figueiredo等［18］給予雄性大鼠丙硫氧嘧啶的治療，發(fā)現(xiàn)青春期前的過(guò)渡區(qū)支持細(xì)胞具有較高的有絲分裂活性，且對(duì)甲狀腺激素水平高度敏感。青春期后過(guò)渡區(qū)有可塑性（細(xì)胞在不改變基因組的情況下，有對(duì)來(lái)自環(huán)境的信號(hào)進(jìn)行表型變化的能力）的支持細(xì)胞可以被刺激增殖，并促進(jìn)睪丸質(zhì)量和精子數(shù)量增加，這種短暫的甲狀腺功能減退可導(dǎo)致睪丸質(zhì)量、支持細(xì)胞的數(shù)量和每日精子產(chǎn)量顯著增加。本研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺激素水平降低可導(dǎo)致精子前向運(yùn)動(dòng)率降低，但精子總數(shù)與正常激素水平組無(wú)差異，且對(duì)精子濃度、精子畸形率并無(wú)影響。這與既往研究不一致，可能與以下因素有關(guān)：人類(lèi)睪丸中可能并不存在像小鼠睪丸中的過(guò)渡區(qū)；甲狀腺激素水平降低組FT3與FT4 水平降低不顯著，導(dǎo)致激素不能達(dá)到刺激睪丸過(guò)渡區(qū)支持細(xì)胞的增殖，因此需要在人類(lèi)睪丸中深入研究。而以上研究表明甲狀腺激素升高對(duì)男性生育能力影響較大。

本研究結(jié)果表明，F(xiàn)T3 與PRL 呈負(fù)相關(guān)，F(xiàn)T4 與FSH、E2 呈負(fù)相關(guān)，TSH 與PRL 呈正相關(guān)。王淑嬋等［19］對(duì)甲狀腺功能亢進(jìn)及減退患者性激素水平分析發(fā)現(xiàn)，甲狀腺激素水平對(duì)男性性激素影響作用不同，對(duì)FSH、LH影響較小，但對(duì)PRL影響較大，甲狀腺功能異?；颊叱０橛懈逷RL血癥。王金波等［20］研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺功能亢進(jìn)及減退男性患者的E2和PRL水平均明顯高于正常人群，而對(duì)FSH和LH水平影響不明顯。也有研究發(fā)現(xiàn)，男性甲亢患者LH、E2升高，T水平早期升高，但游離T水平降低，出現(xiàn)T/E2比例失調(diào)，抗甲狀腺藥物治療后逐漸恢復(fù)正常［7］。

男性性激素水平的平衡是睪丸產(chǎn)生精子的重要前提，性激素水平的紊亂會(huì)導(dǎo)致生精微環(huán)境的紊亂，精子生成異常及成熟分化異常［21］。本研究發(fā)現(xiàn)，T/E2 與畸形率呈負(fù)相關(guān)，T/FSH 與精子總數(shù)、精子濃度、前向運(yùn)動(dòng)率呈正相關(guān)，T/LH與精子總數(shù)、精子濃度呈正相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，性激素之間的比值失衡可影響精液質(zhì)量，導(dǎo)致男性生育能力降低［22］。江立玉［21］通過(guò)對(duì)116 例男性志愿者精液分析發(fā)現(xiàn)，T/LH與精子總數(shù)呈正相關(guān)，T/FSH 與精子數(shù)量和濃度呈正相關(guān)，與精子前向運(yùn)動(dòng)率呈負(fù)相關(guān)。徐惠明等［23］通過(guò)分析已婚男性性激素水平對(duì)精液參數(shù)的影響后發(fā)現(xiàn)，血清T/E2 與精子畸形率有相關(guān)性，但并不影響精子濃度及精子前向運(yùn)動(dòng)率，與本研究結(jié)果一致。但Gregoriou 等［24］研究發(fā)現(xiàn)，T/E2對(duì)精子總數(shù)和精子濃度有明顯影響，且當(dāng)比值小于10時(shí)精液質(zhì)量會(huì)發(fā)生改變，同時(shí)對(duì)29例患者使用芳香化酶抑制劑治療后，血清T/E2比值升高，精子總數(shù)、前向運(yùn)動(dòng)率均明顯改善。這與本研究不同，可能與本研究納入高E2患者較少，且E2水平較低無(wú)法對(duì)垂體起到負(fù)反饋?zhàn)饔糜嘘P(guān)。

本研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺激素水平異?？捎绊懢嘿|(zhì)量，同時(shí)伴有PRL水平異常，且與甲狀腺激素水平降低相比，甲狀腺激素水平升高對(duì)男性生育能力影響更為明顯。性激素水平之間的比值可影響男性精液質(zhì)量，其中T/FSH 比值對(duì)精液質(zhì)量的影響更加顯著。對(duì)于甲狀腺激素水平異常但未達(dá)到甲亢或甲減的患者也應(yīng)注意其對(duì)男性不育患者精液質(zhì)量的影響。