活性氧對精子功能的影響及抗氧化劑應用于馬精液保存的研究進展

胡玉玲，張 魯，曾申明

（中國農業大學 動物科學技術學院，北京 100193）

人工授精（artificial insemination，AI）技術在動物育種中有至關重要的作用，是改善生產性狀和提高遺傳進程的重要手段之一，在一定時間內成功保持精子活力是AI的一項重要技術，能提高AI的效率。根據精液保存時的溫度將精液保存分為冷凍保存、低溫保存和常溫保存。氧化應激是影響精液保存的重要因素。馬精子主要依靠氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OXPHOS）而不是糖酵解產生能量，這種情況下精子線粒體的活性更高并易產生更多的活性氧（reactive oxygen species，ROS），導致馬精子比其他動物更容易受到氧化損傷。了解ROS的產生、功能及損傷機制，有利于為馬精液保存提供理論依據。

1 精液中ROS的產生

ROS是生物有氧代謝的中間產物及電子轉移反應的副產物，哺乳動物體內主要的ROS有超氧化物（O）、過氧化氫（HO）和羥基自由基（-OH）等。精液中ROS的主要來源是線粒體和白細胞，在線粒體呼吸鏈上，氧氣逐步吸收4個電子，被還原成高反應自由基作為中間產物，最后還原成水，期間電子極易發生泄漏而形成大量氧自由基，因此OXPHOS活躍的精子產生的ROS較多。據估計，在線粒體呼吸過程中，有1%～2%的電子從呼吸鏈釋放而形成超氧化物。ATP是維持精子內環境和功能的重要物質，精子內部ATP通過OXPHOS和糖酵解兩種方式產生，前者依賴于精子中段的線粒體，后者主要發生在精子頭部和纖維鞘。相比之下，OXPHOS能比糖酵解更快產生高水平ATP并促進精子活力，同時也伴隨呼吸鏈上大量ROS的產生。大部分哺乳動物如人、小鼠等，主要通過糖酵解產生能量。……