精索靜脈曲張性不育癥的發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展▲

代 波 蔣 越 林思偉 王權(quán)勝

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院男科，南寧市 530023，電子郵箱：daibo.163@163.com；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，南寧市 530001)

【提要】 精索靜脈曲張是引起男性不育的常見疾病之一。近年來，精索靜脈曲張性不育癥的發(fā)病機(jī)制研究較多，本文主要從細(xì)胞凋亡、氧化損傷、內(nèi)分泌、炎癥因子、一氧化氮、蛋白、基因及細(xì)胞因子等與精索靜脈曲張性不育癥相關(guān)的機(jī)制研究進(jìn)行綜述，以期為精索靜脈曲張性不育的研究提供理論參考依據(jù)。

精索靜脈曲張(varicocele，VC)是指精索內(nèi)蔓狀靜脈叢的異常擴(kuò)張、伸長和迂曲，是引起男性不育癥的常見原因之一。VC發(fā)病率約為15%，其中合并男性不育癥的發(fā)病率為35%～40%[1]。VC引起男性不育的機(jī)制可能為靜脈曲張引起的組織缺氧、溫度增高、代謝廢物蓄積等導(dǎo)致精子質(zhì)量下降和睪酮分泌減少，進(jìn)而引起生育能力下降[1-2]。本文對(duì)近年來精索靜脈曲張性不育癥的發(fā)病機(jī)制研究現(xiàn)狀做一綜述。

1 VC對(duì)精子活力、睪丸附睪結(jié)構(gòu)的影響

VC會(huì)引起睪丸組織學(xué)改變及嚴(yán)重缺氧，導(dǎo)致曲細(xì)精管變性、異常線粒體、自噬小體和自溶酶體增多等。研究表明，VC可引起大鼠曲細(xì)精管變性，睪丸重量顯著下降，睪丸中聚核糖聚合酶的過度激活可引起睪丸損傷和細(xì)胞凋亡加速，而應(yīng)用聚核糖聚合酶抑制劑可預(yù)防睪丸重量下降[3]。有研究顯示，缺氧的精原細(xì)胞內(nèi)存在大量結(jié)構(gòu)異常的線粒體、自噬小體和自溶酶體[4]。VC可引起附睪管局部上皮細(xì)胞退化變性，部分主細(xì)胞及基細(xì)胞空泡變性，附睪管腔內(nèi)可見各級(jí)未成熟精子細(xì)胞；曲細(xì)精管層次紊亂，成熟精子數(shù)量減少或缺如[5-7]。還有研究發(fā)現(xiàn)，VC大鼠睪丸組織生精上皮排列紊亂，生精細(xì)胞廣泛脫落，凋亡指數(shù)明顯升高[8]。

2 VC對(duì)生精細(xì)胞氧化損傷的影響

活性氧是機(jī)體正常代謝的產(chǎn)物，是一類具有高度反應(yīng)活性的含氧基團(tuán)，生理?xiàng)l件下機(jī)體可產(chǎn)生少量受控的活性氧，是精子獲能、頂體反應(yīng)等生理功能所必需的物質(zhì)。VC可以導(dǎo)致局部的血液循環(huán)障礙及組織缺氧，使活性氧產(chǎn)生增加，過量的活性氧會(huì)造成精子損傷，嚴(yán)重者可引起細(xì)胞凋亡[9]。研究表明，VC大鼠睪丸出現(xiàn)精子發(fā)生障礙、生殖細(xì)胞減少和空泡化等，睪丸組織丙二醛和活性氧/活性氮水平上調(diào)，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、過氧化氫酶(catalase)等抗氧化酶活性明顯降低；同時(shí)，活性氧的產(chǎn)生與氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激密切相關(guān)[10]。有研究顯示，葡萄籽原花青素提取物(grape seed proanthocyanidin extract，GSPE)可激活核因子E2相關(guān)因子2抗氧化系統(tǒng)，上調(diào)核因子E2相關(guān)因子2及其下游基因以減輕氧化損傷[11]。氧化應(yīng)激可使睪丸組織活性氧/活性氮、丙二醛水平升高，還原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽及基質(zhì)金屬蛋白酶水平降低，線粒體結(jié)構(gòu)損傷，細(xì)胞凋亡率升高[12-15]。VC可引起附睪上皮結(jié)構(gòu)紊亂，上皮細(xì)胞脫落，閉鎖小帶蛋白ZO-1表達(dá)下降[16]。另外，活性氧水平升高會(huì)誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia inducible factor 1,HIF-1)及抑癌基因p53蛋白表達(dá)增加，導(dǎo)致睪丸質(zhì)量指數(shù)下降，生精小管改變，精子活力下降，導(dǎo)致男性不育[17-18]。

3 VC對(duì)內(nèi)分泌的影響

VC可影響下丘腦-垂體-性腺軸，使促性腺激素釋放激素、血清促卵泡激素(follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)和促黃體生成素(luteinizing hormone，LH)水平升高，血清睪酮和抑制素B水平降低[19-20]。Soares等[21]認(rèn)為，正常的男性生殖功能和生育能力依賴于雄激素受體與經(jīng)典雌激素受體(estrogen receptor，ESR) 1和ESR2之間的平衡，而VC會(huì)降低睪丸中雄激素受體的蛋白表達(dá)水平。Rashtbari等[22]研究認(rèn)為，VC可減少間質(zhì)細(xì)胞與支持細(xì)胞數(shù)量，并抑制其內(nèi)分泌活性。Karna等[23]研究表明，VC可下調(diào)大鼠血清睪酮水平，使血清LH和FSH水平升高，氧化應(yīng)激標(biāo)志物丙二醛和活性氧/活性氮表達(dá)上調(diào)。還有研究顯示，VC可破壞生精上皮結(jié)構(gòu)，降低睪丸組織緊密連接蛋白表達(dá)水平及血清睪酮濃度和抑制素B水平，提高血清促性腺激素釋放激素、FSH、LH、抗精子抗體水平[24]。

4 VC對(duì)細(xì)胞凋亡的影響

細(xì)胞凋亡是一些促凋亡刺激因素如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、活性氧等激活天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)家族成員，引起的一系列細(xì)胞內(nèi)不可逆改變[25]。關(guān)于細(xì)胞凋亡，目前認(rèn)為主要有內(nèi)在(線粒體)信號(hào)和外在(死亡受體)信號(hào)兩條轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[26]。線粒體細(xì)胞凋亡途徑即通過線粒體釋放細(xì)胞色素C等凋亡蛋白而誘導(dǎo)生精細(xì)胞凋亡，分為B細(xì)胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族成員引發(fā)的線粒體途徑與抑癌基因蛋白p53引發(fā)的線粒體途徑[27]。Bcl-2、Caspase和細(xì)胞色素C與生精細(xì)胞凋亡有關(guān)，細(xì)胞色素C是線粒體起源的細(xì)胞凋亡信號(hào)，Bcl-2通過抑制細(xì)胞色素C從線粒體釋放入細(xì)胞質(zhì)中，Caspase主要調(diào)控免疫沉默的細(xì)胞凋亡過程，Caspase的活化及級(jí)聯(lián)反應(yīng)能被多種凋亡抑制信號(hào)調(diào)控[28]。死亡受體是與死亡配體結(jié)合而啟動(dòng)凋亡程序的蛋白質(zhì)，具有專一性，包括自殺相關(guān)因子(factor associated suicide，F(xiàn)as)、Fas配體(Fas ligand，F(xiàn)asL)[27]。

Karna等[10]實(shí)驗(yàn)研究顯示，VC大鼠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葡萄糖調(diào)解調(diào)節(jié)蛋白78水平顯著上調(diào)，Caspase-3和Bcl-2結(jié)合抗凋亡基因Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2 associated X protein， Bax)/Bcl-2比值亦顯著升高，推測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與線粒體途徑交互介導(dǎo)了生殖細(xì)胞的凋亡。Zhao等[29]研究表明，VC可誘導(dǎo)HIF-1α的表達(dá)，激活下游信號(hào)分子，從而促進(jìn)生精細(xì)胞凋亡；降低HIF-1α基因的表達(dá)，阻斷Bcl-2和Caspase-3的凋亡通路后，精子數(shù)量和活力顯著增加。Shokoohi等[30]研究發(fā)現(xiàn)，VC可引起睪丸組織丙二醛濃度升高，以及GSH-Px和SOD濃度降低，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，而經(jīng)橙皮苷治療后睪丸組織中丙二醛濃度降低，血清GSH-Px和SOD水平升高，Bax降低，Bcl-2 mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)水平升高，細(xì)胞凋亡的速率降低。王祖龍等[31]研究顯示，VC大鼠睪丸質(zhì)量減輕，生精細(xì)胞Caspase-3蛋白表達(dá)升高，睪丸生精細(xì)胞凋亡指數(shù)增加。還有研究顯示，VC大鼠睪丸組織低氧誘導(dǎo)因子HIF-1、細(xì)胞色素C、Caspase-3表達(dá)水平升高，Bcl-2表達(dá)水平降低，經(jīng)茶多酚干預(yù)治療后，HIF-1、Bax、細(xì)胞色素C和Caspase-3表達(dá)水平降低，凋亡指數(shù)亦降低[32-33]。

5 VC對(duì)一氧化氮的影響

一氧化氮在人類睪丸及附睪等組織中廣泛存在，對(duì)精子有保護(hù)作用，可防止精子發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，刺激睪酮的分泌，促進(jìn)精子活化獲能與精子的運(yùn)動(dòng)等[34]。一氧化氮對(duì)精子影響具有雙重性，高濃度的一氧化氮可損害睪丸的生精功能，而低濃度一氧化氮能提高精子活動(dòng)度[35]。一氧化氮濃度升高可導(dǎo)致睪丸組織活性氧生成增多，消除自由基能力下降，精子更容易受到損害，高壓氧治療能改善組織缺血缺氧，使NOS及一氧化氮濃度下降，減輕睪丸病理損傷[36]。研究發(fā)現(xiàn)，VC可致睪丸組織中一氧化氮和白細(xì)胞介素1含量升高，并促進(jìn)睪丸生精細(xì)胞凋亡，一氧化氮和白細(xì)胞介素1含量升高可能是導(dǎo)致睪丸損傷、睪丸生精障礙的原因之一[34]。一氧化氮合酶抑制劑可能有助于降低精索靜脈曲張不育男性的一氧化氮含量，服用氨基胍后，精子活力、存活率和基質(zhì)金屬蛋白酶顯著增加[37]。

6 小 結(jié)

VC對(duì)生精功能的損害是進(jìn)行性的，可以破壞生精上皮結(jié)構(gòu)，影響精母細(xì)胞、間質(zhì)細(xì)胞、支持細(xì)胞、基因、蛋白、細(xì)胞因子等功能。VC可導(dǎo)致氧化損傷和生精細(xì)胞凋亡，影響患者內(nèi)分泌功能，引起促炎細(xì)胞因子的增加。活性氧的產(chǎn)生與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，氧化損傷可導(dǎo)致精子活力、獲能能力和頂體反應(yīng)降低，其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究；氧化損傷與細(xì)胞凋亡往往可能同時(shí)發(fā)生，炎癥細(xì)胞因子、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和線粒體信號(hào)通路等都會(huì)引起生精細(xì)胞的凋亡；而細(xì)胞凋亡與自噬、炎癥細(xì)胞因子、Fas、FasL、細(xì)胞色素C、Bcl-2家族、p53、Caspase等外源性或內(nèi)源性通路密切相關(guān)，但是其作用機(jī)制也尚未完全清楚。應(yīng)用抗氧化劑干預(yù)除了能中和過多的自由基外，還能阻止細(xì)胞凋亡的發(fā)生和發(fā)展。因此，闡明VC導(dǎo)致睪丸功能障礙的分子機(jī)制，并進(jìn)行有效的干預(yù)，改善精子質(zhì)量，恢復(fù)睪丸的結(jié)構(gòu)和功能，是亟待解決的問題。