不育男性精漿中硒含量與精液質(zhì)量、精漿中微量元素以及脂肪因子等指標(biāo)的相關(guān)性研究

韓瑞鈺 鄧佩佩 馬 婧 馬姣英 王樹松,*

1.河北省計(jì)劃生育科學(xué)技術(shù)研究院/國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)計(jì)劃生育與優(yōu)生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2.河北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院

微量元素雖然在人體內(nèi)的含量很少，對(duì)于各種生物學(xué)功能至關(guān)重要，它們的攝入過量、缺乏都會(huì)不同程度地引起人體生理的異常或發(fā)生疾病。男性生殖系統(tǒng)是微量元素重要的靶器官之一，微量元素可以通過參與生殖系統(tǒng)各種酶的構(gòu)成和激活，促進(jìn)性激素的合成，對(duì)精子發(fā)生、成熟和獲能等方式影響男性生殖系統(tǒng)的正常生理功能。近年來大量研究表明精液微量元素與精子質(zhì)量有著密切的關(guān)系，硒對(duì)男性生殖系統(tǒng)和精液質(zhì)量重要性的研究越來越多，研究發(fā)現(xiàn)硒參與了精子的發(fā)生、成熟、活力等生理活動(dòng)過程。在硒攝入不足的情況下，它對(duì)睪丸的供應(yīng)優(yōu)先于其他組織和器官，精液中硒濃度過高過低都可能導(dǎo)致精液質(zhì)量異常，從而引起男性不育[1,2]。目前未見關(guān)于男性不育患者精漿中硒與相關(guān)氧化代謝成分的關(guān)系研究，因此本研究分析了不育男性精漿中硒與微量元素以及生化指標(biāo)的相關(guān)性，以期探索微量元素硒在精漿微環(huán)境中的作用機(jī)制，為臨床診療提供理論依據(jù)。

對(duì)象與方法

一、病例收集

以2017年在河北省生殖醫(yī)學(xué)中心就診的89例不育男性患者為研究對(duì)象，記錄身高、體重、腰圍等一般情況。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有中度及重度精索靜脈曲張、性功能障礙、無精子癥、外生殖器異常、家族遺傳病史等；②工作環(huán)境有可能不利于精子發(fā)生（如高溫或接觸有毒有害物質(zhì)等相關(guān)職業(yè)）；③患有感染性疾病及其它全身性疾病。根據(jù)患者精漿硒水平將其三等分位：低硒組（＜36.15μg/L）30例，中硒組（36.15-55.62μg/L）30例，高硒組（＞55.62μg/L）29例。

二、精液參數(shù)檢測(cè)

禁欲2～7天手淫法取精，留于無菌取精杯中，嚴(yán)格按照WHO《人類精液檢查與處理實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)》（第5版要求），進(jìn)行精液參數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)為精液量、精子濃度、精子總數(shù)以及前向運(yùn)動(dòng)精子百分比（PR%）。所有精液標(biāo)本離心10min（離心力為3000g）獲取精漿，將精漿分裝統(tǒng)一凍存于－80℃冰箱中檢測(cè)。

三、精漿微量元素檢測(cè)

用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀（ICAP6000，Thermo公司）檢測(cè)精漿硒（Se）、鉻（Cd）、銅（Cu）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鉛（Pb）、鋅（Zn）水平。

四、血清、精漿中脂肪因子瘦素（LEP）、鋅-α2糖蛋白（ZAG）、脂聯(lián)素（ADPN），精漿同型半胱氨酸（Hcy）、維生素B12（VB12）、葉酸（FA）檢測(cè)

采用ELISA試劑盒（上海酶聯(lián)科技有限公司）進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)試劑盒說明進(jìn)行。將試劑盒平衡至室溫。參照說明書操作，反應(yīng)終止后，用酶標(biāo)儀以450nm波長測(cè)量吸光度（OD值）。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件分析數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)均為正態(tài)分布，用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示。多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

一、一般情況

高硒、中硒以及低硒組間，身高和年齡均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；與中硒、低硒組比較，體重、腰圍、BMI以及WC/H在高硒組均出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 三組間一般情況

二、精液分析

與中硒組相比，高硒組男性精子前向運(yùn)動(dòng)百分率（PR%）差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）,低硒組與中硒組相比精液參數(shù)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 三組間精液參數(shù)比較

三、血清與精漿脂肪因子水平分析

與低硒組比，高硒組精漿ZAG增加(P＜0.05)；與中硒組相比，高硒組精漿ZAG、ADPN明顯增加(P＜0.05)，精漿LEP無顯著性差異(P＞0.05)。血清ZAG、ADPN、LEP均無顯著性差異(P＞0.05)，見表3。

表3 三組間血清與精漿脂肪因子水平比較

四、精漿微量元素水平

與低硒組相比，中硒組精漿Cd、Cu、Zn和高硒組精漿中Cu、Zn濃度明顯增加（P＜0.05）。與中硒組相比，高硒組精漿中Cd、Fe、Pb濃度明顯降低（P＜0.05），見表4。

表4 三組間精漿微量元素水平比較

五、精漿同型半胱氨酸、維生素B12、葉酸水平分析

與低硒組比較，中硒組、高硒組同型半胱氨酸明顯降低（P＜0.05），與低硒組或中硒組比較，高硒組維生素B12和葉酸濃度顯著增加（P＜0.05），見表5。

表5 三組間精漿同型半胱氨酸、維生素B12、葉酸水平比較

討論

硒是一種重要的微量元素，在很多生理過程中起著重要的作用，不僅能提高人體免疫力，預(yù)防糖尿病和心腦血管疾病，對(duì)于男性生殖系統(tǒng)也至關(guān)重要[1,3]。男性生殖系統(tǒng)是微量元素重要的靶器官之一，硒對(duì)男性生殖系統(tǒng)和精液質(zhì)量的研究越來越多，研究發(fā)現(xiàn)硒參與精子的發(fā)生、成熟、活力等生理活動(dòng)過程，精液中硒濃度過高或過低都可能導(dǎo)致精液質(zhì)量異常，從而引起男性不育[1,2]。有研究表明硒缺乏的男性精子存活率低且畸形率高，不育男性患者精液中硒含量低于正常男性[5,6]，臨床上往往通過飲食中增加硒的攝入，從而提高抗氧化劑谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）活性，從而改善了男性生育力。本研究結(jié)果顯示，隨著精漿硒一定含量范圍內(nèi)的增加，精液量、精子濃度及精子活力呈增長趨勢(shì)，與以前的研究結(jié)果一致[1,7]，其中前向運(yùn)動(dòng)百分率的升高具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明硒元素可能對(duì)精子活力有一定的影響。

很多研究表明Se代謝與Cu、Cd、Fe、Pb、Zn微量元素均存在一定關(guān)系。本研究發(fā)現(xiàn)，精漿中Cu水平隨著Se水平的增加而增加。Kadiiska等[8]研究發(fā)現(xiàn)，Se元素含量高的動(dòng)物組織中Cu濃度顯著增高。TATUM等[9]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，硒離子和銅離子之間可能會(huì)形成共軛化合物，并且硒銅化合物的形成能夠減弱二者的毒性。在臨床研究中，與具有正常生育能力的男性相比，男性不育患者精漿Cu含量明顯升高，且與精子濃度和活力顯著負(fù)相關(guān)[10]。Alharthi等[11]發(fā)現(xiàn)，Cd對(duì)動(dòng)物和人類生精功能具有明顯的抑制作用，Cd暴露后會(huì)使血清睪酮水平顯著下降，睪丸組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，補(bǔ)硒可通過提高抗氧化物水平來減輕Cd對(duì)男性生殖系統(tǒng)的毒性，本研究顯示中高硒組精漿Cd濃度明顯下降。Nenkova等[12]發(fā)現(xiàn)，少弱精子組中精漿Fe含量升高，Se含量降低，精漿中Fe過多和Se減少會(huì)引起精子氧化損傷，從而降低精子質(zhì)量，與本研究結(jié)果一致。Pb對(duì)男性生殖系統(tǒng)具有毒性作用，會(huì)過度消耗抗氧化物酶的活性引起男性生殖功能障礙，即使低濃度的Pb暴露也會(huì)使精液質(zhì)量下降[13-14]，本研究中提高精漿Se含量可降低Pb濃度，減少Pb對(duì)抗氧化酶的消耗，降低Pb對(duì)男性生殖系統(tǒng)的毒性。Zn是男性精液中最重要的微量元素之一，它在男性生殖系統(tǒng)內(nèi)含量很高，Zn缺乏會(huì)對(duì)精子發(fā)生、成熟和獲能過程產(chǎn)生負(fù)面影響[15]。臨床研究表明，男性不育患者精漿中Zn和Se含量低于對(duì)照組[16]。本研究結(jié)果表明，硒可以降低重金屬對(duì)組織的毒性損傷，其中微量元素與硒的協(xié)同變化，說明了硒對(duì)精液起到了一定的保護(hù)作用，提高抗氧化能力，減輕氧化損傷。

人類精液由精子和精漿組成，正常生育男性的精漿可以稀釋精子，為精子運(yùn)動(dòng)和存活提供適宜的環(huán)境，并提供精子運(yùn)動(dòng)的能源。本研究發(fā)現(xiàn)精漿中Se含量的增加與體重等指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，與精漿中脂肪因子ZAG、ADPN呈同向趨勢(shì)改變，說明體重的變化與精漿中微量元素和脂類代謝息息相關(guān)。ADPN在體內(nèi)能夠增加胰島素敏感性，促進(jìn)糖脂代謝[17]。ZAG是一種可溶性糖蛋白，被認(rèn)為是一種新型的脂肪細(xì)胞因子，參與機(jī)體脂質(zhì)代謝,精子成熟過程中磷脂成分的改變、精卵結(jié)合以及精子細(xì)胞膜的流動(dòng)性均與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)[18]。李艷[19]等研究發(fā)現(xiàn)添加適當(dāng)硒對(duì)大鼠脂代謝及抗氧化功能有保護(hù)作用，查火兵[20]等研究表明硒可能是通過抗氧化應(yīng)激、增加外周組織對(duì)胰島素敏感性而明顯促進(jìn)腎臟ADPN的表達(dá)，他們分析認(rèn)為脂聯(lián)素表達(dá)水平增加又進(jìn)一步改善血管內(nèi)皮功能、胰島素抵抗和糖脂代謝。本研究中精漿硒與脂肪因子ZAG和ADPN間的相關(guān)性，說明了硒可能通過影響脂肪因子的改變，調(diào)節(jié)精漿中糖脂平衡，保持精漿代謝環(huán)境穩(wěn)態(tài)。

Hcy是體內(nèi)三種含硫氨基酸之一，是甲硫氨酸循環(huán)和半胱氨酸代謝的重要中間產(chǎn)物，在一定范圍內(nèi)是體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)，如果過量堆積就會(huì)造成機(jī)體損傷[21]。Hcy主要代謝途徑之一就是在甲硫氨酸合成酶及輔酶VB12參與下，與5-甲基四氫葉酸合成甲硫氨酸和四氫葉酸，從而減少Hcy在體內(nèi)的堆積[22]。血清中Hcy含量升高已經(jīng)成為心腦血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，而在精漿中發(fā)現(xiàn)過高Hcy含量引起男性生育力降低[22,23]。有研究顯示，在不育男性精漿中Hcy濃度顯著升高，這可能是由于高濃度Hcy產(chǎn)生大量活性氧（ROS）導(dǎo)致精子DNA合成障礙而影響精子導(dǎo)致男性不育[23]。高濃度的Hcy有直接的細(xì)胞毒性，會(huì)引起線粒體氧化損傷和細(xì)胞凋亡，而Se可通過抑制高Hcy誘導(dǎo)的抗氧化酶下降來降低高Hcy的毒性[24]。Shi等[25]人發(fā)現(xiàn)硒可以通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、細(xì)胞周期和凋亡來影響羊睪丸間質(zhì)細(xì)胞的增殖和凋亡，與對(duì)照組（不含硒）和高硒處理組相比，低硒組的ROS含量最低，GPX活性最高。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著精漿Se含量的增加，維生素B12和葉酸濃度明顯升高，精漿中Hcy含量逐漸減少，說明精漿中Se可以通過抗氧化的作用降低精漿Hcy含量及相關(guān)代謝，從而參與了精漿中氧化損傷和抗氧化平衡的微環(huán)境調(diào)節(jié)。

男性不育的原因極為復(fù)雜，在諸多影響男性不育的因素中，微量元素只是一個(gè)方面，而微量元素與氧化應(yīng)激因素之間的拮抗、平衡、互補(bǔ)又是十分復(fù)雜的。精漿中硒對(duì)男性生育力有一定意義的影響，雖然有臨床研究顯示補(bǔ)充硒對(duì)提高男性生育力有一定的意義，但需要多中心和更大規(guī)模臨床數(shù)據(jù)的支持。