不育男性精漿中硒含量與精液質量、精漿中微量元素以及脂肪因子等指標的相關性研究

韓瑞鈺 鄧佩佩 馬 婧 馬姣英 王樹松,*

1.河北省計劃生育科學技術研究院/國家衛生和計劃生育委員會計劃生育與優生重點實驗室2.河北師范大學化學與材料科學學院

微量元素雖然在人體內的含量很少，對于各種生物學功能至關重要，它們的攝入過量、缺乏都會不同程度地引起人體生理的異常或發生疾病。男性生殖系統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各種酶的構成和激活，促進性激素的合成，對精子發生、成熟和獲能等方式影響男性生殖系統的正常生理功能。近年來大量研究表明精液微量元素與精子質量有著密切的關系，硒對男性生殖系統和精液質量重要性的研究越來越多，研究發現硒參與了精子的發生、成熟、活力等生理活動過程。在硒攝入不足的情況下，它對睪丸的供應優先于其他組織和器官，精液中硒濃度過高過低都可能導致精液質量異常，從而引起男性不育[1,2]。目前未見關于男性不育患者精漿中硒與相關氧化代謝成分的關系研究，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的相關性，以期探索微量元素硒在精漿微環境中的作用機制，為臨床診療提供理論依據。

對象與方法

一、病例收集

以2017年在河北省生殖醫學中心就診的89例不育男性患者為研究對象，記錄身高、體重、腰圍等一般情況。排除標準：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工作環境有可能不利于精子發生（如高溫或接觸有毒有害物質等相關職業）；③患有感染性疾病及其它全身性疾病。根據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、精液參數檢測

禁欲2～7天手淫法取精，留于無菌取精杯中，嚴格按照WHO《人類精液檢查與處理實驗室手冊》（第5版要求），進行精液參數檢測，檢測指標為精液量、精子濃度、精子總數以及前向運動精子百分比（PR%）。所有精液標本離心10min（離心力為3000g）獲取精漿，將精漿分裝統一凍存于－80℃冰箱中檢測。

三、精漿微量元素檢測

用電感耦合等離子原子發射光譜儀（ICAP6000，Thermo公司）檢測精漿硒（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）、脂聯素（ADPN），精漿同型半胱氨酸（Hcy）、維生素B12（VB12）、葉酸（FA）檢測

采用ELISA試劑盒（上海酶聯科技有限公司）進行測定，根據試劑盒說明進行。將試劑盒平衡至室溫。參照說明書操作，反應終止后，用酶標儀以450nm波長測量吸光度（OD值）。

五、統計學方法

采用SPSS 22.0軟件分析數據，數據均為正態分布，用均數±標準差（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。以P＜0.05為差異有統計學意義。

結果

一、一般情況

高硒、中硒以及低硒組間，身高和年齡均沒有統計學差異；與中硒、低硒組比較，體重、腰圍、BMI以及WC/H在高硒組均出現明顯的下降趨勢，差異具有統計學意義（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動百分率（PR%）差異具有統計學意義（P＜0.05）,低硒組與中硒組相比精液參數間差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 三組間精液參數比較

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，預防糖尿病和心腦血管疾病，對于男性生殖系統也至關重要[1,3]。男性生殖系統是微量元素重要的靶器官之一，硒對男性生殖系統和精液質量的研究越來越多，研究發現硒參與精子的發生、成熟、活力等生理活動過程，精液中硒濃度過高或過低都可能導致精液質量異常，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。本研究結果顯示，隨著精漿硒一定含量范圍內的增加，精液量、精子濃度及精子活力呈增長趨勢，與以前的研究結果一致[1,7]，其中前向運動百分率的升高具有統計學意義，說明硒元素可能對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系。本研究發現，精漿中Cu水平隨著Se水平的增加而增加。Kadiiska等[8]研究發現，Se元素含量高的動物組織中Cu濃度顯著增高。TATUM等[9]進一步研究發現，硒離子和銅離子之間可能會形成共軛化合物，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相關[10]。Alharthi等[11]發現，Cd對動物和人類生精功能具有明顯的抑制作用，Cd暴露后會使血清睪酮水平顯著下降，睪丸組織結構嚴重破壞，補硒可通過提高抗氧化物水平來減輕Cd對男性生殖系統的毒性，本研究顯示中高硒組精漿Cd濃度明顯下降。Nenkova等[12]發現，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減少會引起精子氧化損傷，從而降低精子質量，與本研究結果一致。Pb對男性生殖系統具有毒性作用，會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暴露也會使精液質量下降[13-14]，本研究中提高精漿Se含量可降低Pb濃度，減少Pb對抗氧化酶的消耗，降低Pb對男性生殖系統的毒性。Zn是男性精液中最重要的微量元素之一，它在男性生殖系統內含量很高，Zn缺乏會對精子發生、成熟和獲能過程產生負面影響[15]。臨床研究表明，男性不育患者精漿中Zn和Se含量低于對照組[16]。本研究結果表明，硒可以降低重金屬對組織的毒性損傷，其中微量元素與硒的協同變化，說明了硒對精液起到了一定的保護作用，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，為精子運動和存活提供適宜的環境，并提供精子運動的能源。本研究發現精漿中Se含量的增加與體重等指標呈負相關，與精漿中脂肪因子ZAG、ADPN呈同向趨勢改變，說明體重的變化與精漿中微量元素和脂類代謝息息相關。ADPN在體內能夠增加胰島素敏感性，促進糖脂代謝[17]。ZAG是一種可溶性糖蛋白，被認為是一種新型的脂肪細胞因子，參與機體脂質代謝,精子成熟過程中磷脂成分的改變、精卵結合以及精子細胞膜的流動性均與脂質代謝密切相關[18]。李艷[19]等研究發現添加適當硒對大鼠脂代謝及抗氧化功能有保護作用，查火兵[20]等研究表明硒可能是通過抗氧化應激、增加外周組織對胰島素敏感性而明顯促進腎臟ADPN的表達，他們分析認為脂聯素表達水平增加又進一步改善血管內皮功能、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間的相關性，說明了硒可能通過影響脂肪因子的改變，調節精漿中糖脂平衡，保持精漿代謝環境穩態。

Hcy是體內三種含硫氨基酸之一，是甲硫氨酸循環和半胱氨酸代謝的重要中間產物，在一定范圍內是體內重要的抗氧化物質，如果過量堆積就會造成機體損傷[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在體內的堆積[22]。血清中Hcy含量升高已經成為心腦血管疾病的獨立危險因素，而在精漿中發現過高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產生大量活性氧（ROS）導致精子DNA合成障礙而影響精子導致男性不育[23]。高濃度的Hcy有直接的細胞毒性，會引起線粒體氧化損傷和細胞凋亡，而Se可通過抑制高Hcy誘導的抗氧化酶下降來降低高Hcy的毒性[24]。Shi等[25]人發現硒可以通過調節氧化應激、細胞周期和凋亡來影響羊睪丸間質細胞的增殖和凋亡，與對照組（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。本研究結果發現，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含量及相關代謝，從而參與了精漿中氧化損傷和抗氧化平衡的微環境調節。

男性不育的原因極為復雜，在諸多影響男性不育的因素中，微量元素只是一個方面，而微量元素與氧化應激因素之間的拮抗、平衡、互補又是十分復雜的。精漿中硒對男性生育力有一定意義的影響，雖然有臨床研究顯示補充硒對提高男性生育力有一定的意義，但需要多中心和更大規模臨床數據的支持。