吸烟对男性精浆一氧化氮和微量元素及精子三磷酸腺苷水平的影响研究

孙启玉，丁晓旭，张秀琴，更学丽，陈向华，刘 敏，张茉莉，谢守军，李 剑，韩迎春

吸烟对男性生殖能力的影响，特别是对精液质量的影响，近年来已引起社会的广泛关注。本研究选择在我院就诊的不育患者及健康成年男性作为研究对象，对其精浆一氧化氮、微量元素及精子三磷酸腺苷 (ATP)水平进行检测，探讨吸烟影响精液质量的机制。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2006年9月—2009年7月来我院就诊的男性不育患者124例为研究对象，年龄25～42岁。均为婚后2年以上，未采取任何避孕措施，性生活正常，排除女方不孕原因的不育男性，身体健康，无大量饮酒和长期接触有害物质史，无生殖道感染和精索静脉曲张史等。根据有无吸烟分为:不育非吸烟组 (不吸烟且无被动吸烟史)57例，年龄(33.56±4.01)岁;不育吸烟组63例，年龄 (33.96±3.99)岁。不育吸烟组根据吸烟习惯和烟龄又分为3组:A组 (日吸烟量＜10支，且烟龄＜5年)23例，年龄 (32.99±3.89)岁;B组 (日吸烟量10～20支，且烟龄5～10年)22例，年龄 (33.58±4.02)岁;C组 (日吸烟量＞20支，且烟龄＞10年)22例，年龄 (33.9±3.01)岁。同时选取同时期已生育正常健康男性35例为正常对照组，年龄 (32.17±4.81)岁，均无吸烟史，无泌尿、生殖、造血及内分泌系统等疾病。

1.2 标本采集 禁欲2～7 d后通过手淫取精子于无菌广口瓶中，置37℃恒温箱中液化。液化后取部分精液25℃下，3 000 r/min离心15 min，取上清液即精浆－20℃保存待测。

1.3 精浆一氧化氮水平的测定 一氧化氮试剂盒 (硝酸还原酶法)购自南京建成生物技术有限公司，按试剂盒说明操作。

1.4 精浆微量元素的检测 使用BH5100型原子分光光度仪及BH2100型钨舟原子吸收仪测定精浆中锌、铜、铅、镉水平(北京博辉创新光电公司)。配套试剂、标准液均购自该公司。

1.5 精子ATP水平的测定 取精液1 ml，700 r/min离心10 min，弃上清，沉淀的精子用Ham，sF－10培养液1.0 ml重悬浮，采用分光光度法。ATP检测试剂盒来源于美国Sigma公司，按试剂盒说明书操作。

1.6 统计学方法 采用SPSS统计软件进行统计学处理，计量资料采用 (±s)表示，采用F检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 正常对照组、不育非吸烟组及不育吸烟组精浆一氧化氮、微量元素及精子ATP水平比较 不育吸烟组和不育非吸烟组较正常对照组精浆一氧化氮、铅和镉水平明显升高，锌、铜和精子ATP水平明显降低，差异均有统计学意义 (P＜0.05)，不育吸烟组较不育非吸烟组精浆一氧化氮、铅和镉水平明显升高，锌、铜和精子ATP水平明显降低，差异均有统计学意义(P＜0.05，见表1)。

2.2 A、B、C三组精浆一氧化氮、微量元素及精子ATP水平比较 C组精浆一氧化氮及铅和镉水平均显著高于A组和B组，锌和铜及精子ATP水平均显著低于A组和B组，差异有统计学意义 (P＜0.05)。A、B两组精浆一氧化氮、铅、镉、锌、铜及精子ATP水平比较，差异均无统计学意义 (P＞0.05，见表2)。

表1 正常对照组、不育非吸烟组及不育吸烟组精浆一氧化氮、微量元素及精子ATP水平比较 (±s)Table1 Comparison of seminal plasma nitric oxide，trace elements and ATP among the normal，smoking，and non －smoking group

表1 正常对照组、不育非吸烟组及不育吸烟组精浆一氧化氮、微量元素及精子ATP水平比较 (±s)Table1 Comparison of seminal plasma nitric oxide，trace elements and ATP among the normal，smoking，and non －smoking group

组别 例数 一氧化氮 (μmol/L) 铅 (μg/L) 镉 (μg/L) 锌 (mg/L) 铜 (μg/L) ATP(μmol/L)35 30±10 19±15 1.41±0.57 132±43 240±110 68±18不育非吸烟组 57 47±11 31±27 2.87±2.68 113±53 215± 98 60±20不育吸烟组 67 69±14 79±24 7.73±3.56 94±44 170± 99 33± 9 F正常对照组71.858 105.398 71.983 6.759 6.289 57.943 P值值0.000 0.000 0.000 0.002 0.002 0.000

表2 A、B、C三组精浆精浆一氧化氮、微量元素及精子ATP水平比较 (±s)Table2 Comparison of seminal plasma nitric oxide，trace elements and ATP among the A，B and C groups

表2 A、B、C三组精浆精浆一氧化氮、微量元素及精子ATP水平比较 (±s)Table2 Comparison of seminal plasma nitric oxide，trace elements and ATP among the A，B and C groups

组别 例数 一氧化氮 (μmol/L) 铅 (μg/L) 镉 (μg/L) 锌 (mg/L) 铜 (μg/L) ATP(μmol/L)A组 23 51±20 67±20 5.84±2.82 111±49 210±90 40±10 B组 22 64±15 70±12 6.01±1.78 106±49 205±86 39± 8 C组 22 89±12 98±16 10.99±3.01 68±40 99±80 22± 8 F 29.421 22.838 25.512 5.544 11.482 30.390 P值值0.000 0.000 0.000 0.006 0.000 0.000

3 讨论

随着世界上不孕不育人数的增多，有害环境对生育的不良影响越来越受到关注。尤其是近年来，吸烟对身体的危害已成为国内外学者共同研究课题之一。

一氧化氮是一种具有广泛生物活性的信使分子和毒性分子，可以影响多种细胞功能，与男性不育亦关系密切。生理水平的少量一氧化氮能促进精子的运动［1］。异常增多一氧化氮可和结合生成过量亚硝酸阴离子 (ONOO－)与膜脂质发生过氧化反应，及膜脂质经磷脂酶A2作用后生成的花生四烯酸也可被ONOO－氧化，导致精子膜功能障碍和结构损伤［2］。异常增多一氧化氮还可抑制呼吸链反应，导致ATP生成减少，从而使精子运动能力下降［3］。本研究结果显示，不育吸烟患者精浆一氧化氮水平显著高于不育非吸烟患者，ATP显著降低。C组一氧化氮水平显著高于B组和A组，ATP相反。表明吸烟可以增加精浆一氧化氮水平，减少ATP生成，影响精子活力，该影响存在一定的量－效关系。

香烟中含有尼古丁、可尼丁、苯并α－芘、一氧化碳、铅、镉等大量的有害物质［4］。本研究结果显示，不育吸烟患者精浆铅和镉水平显著高于不育非吸烟患者，且C组最为明显。铅和镉为机体非必需的有害元素，从多环节对男性生殖系统产生影响。有研究表明铅和镉可通过消耗谷胱甘肽(GSH)、抑制巯基依赖性酶、干扰抗氧化酶活性所需的一些金属来减少细胞的抗氧化防御系统［5］。吸烟可以增加精浆铅和镉的水平，加重氧化损伤［6］。铜和锌作为超氧化物歧化酶(SOD)的活性成分，在抗氧化应激方面起重要作用，对维持睾丸正常发育及精子的形成起促进作用［7］。锌的水平在不育吸烟患者精浆低于不育非吸烟患者，但无明显差异，可能与导致不育的其他未知因素有关。铜含量在不育吸烟患者显著低于不育非吸烟患者。在大剂量不育吸烟患者精浆锌和铜的水平均明显低于小剂量组。表明大剂量吸烟可以降低精浆锌和铜的水平，从而影响其抗氧化能力，与不育密切相关［8－9］。

本研究结果显示，吸烟可以影响精浆微量元素的变化，改变其抗氧化防御系统，同时增加一氧化氮的水平，加重过氧化损伤，减少精子ATP水平从而影响精子活力。

1 Aitken RJ，Baker MA，De Iuliis GN，et al.New insights into sperm physiology and pathology ［J］.Handb Exp Pharmacol，2010，198:99－115.

2 Billiar TR，Nitric O.Novel biology with clinical relevance［J］.Ann Surg，1995，221(4):339 －349.

3 Weinberg JB，Doty E，Bonaventura J，et al.Nitric oxide inhibition of human sperm motility［J］.Fertil Steril，1995，64(2):408－413.

4 刘永欣，吕妍琨，孙云，等.不同剂量吸烟对健康男性动脉弹性和内皮功能的影响［J］.中国全科医学，2011，14(7):2271.

5 Kiziler AR，Aydemir B，Onaran I，et al.High levels of cadmium and lead in seminal fluid and blood of smoking men are associated with high oxidative stress and damage in infertile subjects［J］.Biol Trace Elem Res，2007，120(1/3):82 －91.

6 李娟，沈兴平，邹森彪，等.吸烟对2型糖尿病患者血清细胞黏附分子水平和氧化应激的影响［J］.中国全科医学，2009，12(5):846.

7 Celino FT，Yamaguchi S，Miura C，et al.Tolerance of spermatogonia to oxidative stress is due to high levels of Zn and Cu/Zn superoxide dismutase［J］.PLos One，2011，6(2):16－38.

8 Liu RZ，Gao JC，Zhang HG，et al.Seminal plasma zinc level may be associated with the effect of cigarette smoking on sperm parameters ［J］.JInt Med Res，2010，38(3):923－928.

9 Zhang JP，Meng QY，Wang Q，et al.Effect of smoking on semen quality of infertile men in Shandong，China ［J］.Asian J Androl，2000，2(2):143－146.