男性不育患者体重指数、精浆中谷胱甘肽过氧化物酶、活性氧与精液质量的关系

白双勇，王剑松，赵庆华

（昆明医科大学第二附属医院1.泌尿外科；2.妇科，昆明650000）

男性不育患者体重指数、精浆中谷胱甘肽过氧化物酶、活性氧与精液质量的关系

白双勇1，王剑松1，赵庆华2

（昆明医科大学第二附属医院1.泌尿外科；2.妇科，昆明650000）

Correlation Analysisof Body Mass Index，Glutathione Peroxidase and Reactive Oxygen Speciesin Seminal Plasma with Semen Quality in Infertile Male Patients

随着体重指数的增加，畸形精子率、精浆中活性氧也随之增加，而谷胱甘肽过氧化物酶及精液量减少，是肥胖男性生育力下降的原因之一。

体重指数；谷胱甘肽过氧化物酶；活性氧；肥胖；男性；不育

肥胖，已经成为世界性健康问题。中国肥胖发病率为5%［1］。许多学者报道在过去的半个世纪中，随着肥胖人口增多，男性精子质量逐渐下降，男性生育力也逐渐降低，在男性不育症患者中肥胖比率逐年上升。活性氧（reactive oxygen species，ROS）包括：氧离子、自由基、过氧化物，主要来自精液中精子和白细胞。活性氧损害精子细胞膜、降低精子活力、降低精子与卵子结合能力，加速精子细胞凋亡［2］。活性氧已被广泛认为是男性不育的重要病因，肥胖与活性氧之间的关系还需要进一步研究。谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶，与细胞损伤缺氧，中毒，衰老及多种疾病的发生有关。精子中几乎不含过氧化氢酶，而含较多的GSH-Px，代谢中产生的H2O2可以被GSH-Px清除。GSH-Px是细胞内重要的抗氧化酶，可以清除细胞膜中脂质过氧化物，保护细胞。本研究探索肥胖不育男性精液中GSH-Px的水平与体重指数、活性氧、精液质量之间的关系。

1 材料与方法

1.1 一般资料

经昆明医科大学第二附属医院伦理委员会同意，每个参与者都被告知相应的权利。在昆明医科大学第二附属医院生殖中心就诊人群中随机抽取男性不育患者。男性不育症标准为：有规律性生活未避孕1年而未使妻子受孕的男性。男性年龄最小不小于19岁，最大不超过60岁。排除标准：与超重/肥胖无关的疾病或异常病史（包括精索静脉曲张、隐睾症、肿瘤、男性绝育术、睾丸扭转）；影响精液体积测量的各种因素（如射精管疾病、精囊及前列腺疾病、逆射精情况及雄激素水平低于正常）；有明显的影响生育力的毒物接触如农药厂工人、炼钢厂工人等。为进一步研究体重指数对男性生育力的影响，排除严重少弱精症和无精子症。符合标准的男性不育症患者共177例，其中正常体质量组（BMI＜24.00 kg/m2）58例，超重组（BMI：24.00～27.99 kg/m2）60例；肥胖组（BMI≥28.00 kg/m2）59例。

1.2 方法

1.2.1 精液分析：所有参与课题男性不育症患者禁欲48～72 h后，手淫法获取精液，严格按照世界卫生组织2010年第五版人类精液检验与处理实验室手册要求，由昆明医科大学第二附属医院男科实验室工作人员按操作规程检验。将精液标本直接采集到一个改良的广口带刻度玻璃量杯中，直接从刻度上读取精液体积（精确到0.1 mL）。精液中白细胞评估通过使用邻甲苯胺染细胞内过氧化物酶，阳性者为白细胞。

1.2.2测定体重指数：身高：站立位足底到头部最高点垂直距离。体质量：人体的总重量。体重指数（body mass index，BMI）：体质量（kg）与身高（m）平方的比值。根据中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会2013年10月1日实施卫生行业标准，成人体质量判定标准，男性正常体重指数标准：24.00＞BMI≥18.5；超重组：28.00＞BMI≥24.0；肥胖组：BMI≥28.0。

1.2.3 检测精浆中ROS、GSH-Px：所用精液样本液化后，完成常规检测项目。30 min内将检测后的精液标本经2 000g离心25 min获取精浆，行酶联免疫法ELISA（上海欣乐生物有限公司试剂盒）检测精浆中ROS、GSH-Px。

1.3 统计分析

所有数据经SPS17.0统计软件处理，通过单因素方差分析比较各组间的统计差异，通过相关分析检测个因素之间的相关性，P＜0.05为差异有统计意义。

2 结果

2.1 精浆中ROS、GSH-Px的比较

男性不育患者BMI为（25.47±3.64）kg/m2，（17.30～35.06 kg/m2），正常体质量组与超重组精液量差异有统计学意义（P＜0.05；正常体质量组与肥胖组在精液分析中两组畸形精子率差异有统计学意义（P＜0.05）。在3组中精液白细胞浓度差异无统计学意义。随着BMI的增加，各组精浆中GSHPx含量逐渐降低，正常体质量组与超重组GSH-Px有显著的统计学差异（P＜0.05），正常体质量组与肥胖组也存在显著的统计学差异（P＜0.05），而超重组与肥胖组精浆中也存在有显著统计学差异（P＜0.05）。在不同BMI分组中，随着BMI增加精浆中的ROS也逐渐增加，正常体质量组与超重组ROS有显著的统计学差异（P＜0.05），正常体质量组与肥胖组ROS也存在明显的统计学差异（P＜0.05），而超重组与肥胖组精浆中ROS也存在有显著统计学差异（P＜0.05），见表1。

表1 不同BMI分组中男性不育患者精液分析、精浆中ROS、GSH⁃Px比较

表1 不同BMI分组中男性不育患者精液分析、精浆中ROS、GSH⁃Px比较

1）对照组与超重组比较，P＜0.05；2）对照组与肥胖组比较，P＜0.05；3）超重组与肥胖组比较，P＜0.05.

分组n年龄精液量精子浓度精子活动率精子前向运动率精子总数畸形精子率精子中白细胞数精浆中GSH-Px精浆中ROS（岁）（mL）（106/mL）（%）（%）（106）（%）（106/mL）（U/mL）（U/L）对照组58 33.00±4.97 2.72±1.02 53.09±34.30 58.50±24.19 50.60±23.23 140.49±105.53 76.59±9.92 1.93±0.75 116.73±30.06 499.04±195.39超重组60 33.33±4.79 2.33±1.031）57.88±37.57 58.00±23.96 51.70±21.92 136.84±99.12 79.19±9.91 2.03±0.96 96.56±34.551）709.47±3201）肥胖组59 33.95±6.06 2.56±1.19 52.49±35.25 54.17±26.06 46.49±25.18 122.60±95.14 80.46±9.922）1.97±0.74 84.47±29.812），3）812.93±243.302），3）

2.2 精浆中ROS、GSH-Px及BMI的相关性

BMI与精液量在相关性分析中存在负相关关系（r=-0.17，P＜0.05），BMI与精液其他参数无相关性，包括精子密度，精子总数，精子活动率。BMI与精浆中GSH-Px呈负相关（r=-0.367，P＜0.01）。精浆中GSH-Px与精液的其他各项指标无相关性，包括：精液量、精子浓度、精子形态、精子活动率、精液中白细胞数等。精浆中ROS与BMI呈显著正相关（r=0.414，P＜0.01）。精浆中ROS与精液各项指标无相关性，包括：精液量、精子活动率、精子前向运动率、精子浓度、精子畸形率、精液中白细胞数。精浆中GSH-Px随BMI增加而逐渐减低，ROS随着BMI增加而增加。精浆中GSH-Px与ROS有明显负相关性（r=-0.557，P＜0.01）。见表2。

表2 男性不育患者精浆中ROS、GSH⁃Px及BMI的相关性

3 讨论

肥胖已经成为世界性健康问题，可以导致糖尿病、高血压、冠心病等心血管疾病，目前大家也都认为肥胖对于男性生育也有明显的影响，但是各家研究结果不一。MacDonald等［3］通过Meta分析研究认为BMI与精子浓度和精子总数无关，BMI的增加对精液各项参数没有影响。Chavarro等［4］研究结果：BMI与精子浓度、活动率、形态之间无关，但是随着BMI增加精液量减少，特别是BMI超过35 kg/m2的男性由于精液量减少，精子总数减少。Eisenberg等［5］的研究发现随着BMI及腹围增加，精液量逐渐减少，精子总数也随之降低，但是BMI与精子浓度、活动率、精子形态以及精子DNA碎片指数无关。在本次研究结果中正常体质量组精液量超过超重组，肥胖组畸形精子率高于正常体质量组。BMI与精液量在相关性分析中存在负相关关系，BMI与精液其他参数无相关性，包括精子密度，精子总数，精子活动率。

肥胖人群为保持体内正常生理过程，其新陈代谢率较正常体质量人群高，所以体内产生的ROS也增高，睾丸微环境的氧化应激反应增多。由于过量的ROS攻击致使精子功能受损导致男性不育。人类精子有自我保护机制抑制因免疫反应和正常呼吸过程产生过量的氧自由基，主要是保持自由基生成与清除之间的平衡。Benedetti等［6］生育男性和不育男性精液标本分析的结果显示：不育男性对于氧自由基的清除机制受损而导致男性不育。精子细胞在ROS的作用下，引起细胞膜脂质过氧化，改变蛋白质受体、酶、转运蛋白质结构，精子DNA碎片增多。人类精液中的ROS由精子和白细胞产生，其中一个白细胞能够产生的ROS可以达到一个精子产生的100倍以上。因此，对精子悬液ROS的检测，精液中的白细胞对精子悬液的化学发光信号可以产生很大的影响。本研究中3组精液中白细胞浓度无统计学差异，通过离心去除精液中白细胞及精子等，精浆中ROS检测结果反映了可能损害精子功能的因素。随着BMI增加精浆中的ROS也逐渐增加，正常体质量组与超重组ROS有明显的统计差异，超重组ROS水平高于正常体质量组，正常体质量组与肥胖组ROS也存在明显的统计差异，肥胖组ROS水平也高于正常体质量组，而超重组与肥胖组精浆中ROS也存在有明显统计差异，肥胖组ROS水平高于超重组。精浆中ROS与BMI呈显著正相关。由于精浆ROS的增高必然会出现大量氧自由基、超氧化物阴离子，影响精子功能，导致男性不育。

体内抗自由基体系主要包括酶类（超氧化物歧化酶、GSH-Px、过氧化氢酶等）阻止自由基形成和通过非酶促抗氧化剂（还原型谷胱甘肽、维生素E等）捕获不成对的电子使自由基失活［7］。GSH-Px对于精子生成的最初有丝分离阶段非常重要，可以对抗ROS对于精子的损害，而成熟精子GSH-Px水平则明显下降。有研究显示GSH-Px不仅对于精子发生的早期阶段重要，对于精卵结合的早期反应也很重要，当其水平降低后精子难以与卵子结合。GSH-Px对于保护精子细胞膜不受ROS损害的，当其活性降低则精子受精能力降低［8］。在精子进入女性生殖道运行当中，GSH-Px对于保护精子不受ROS损害也是至关重要的［9］。在本研究中发现在3组不同BMI男性不育患者中，随着BMI的增加，各组精浆中GSHPx含量逐渐降低。精浆中GSH-Px与ROS有明显负相关性。在肥胖男性不育患者中，随着BMI增加，精浆中ROS水平增加，而精浆中谷胱甘肽过氧化酶水平逐渐减少，两者结合，对于精子生成和精子与卵子结合的有害因素增加，保护因素降低，则这类患者精子生成困难，精子与卵子结合能力下降，男性生育力降低。最近有研究证实通过抗氧化药物的治疗对于改善肥胖导致的精液质量降低是非常有效的［10］。通过本次研究对于肥胖影响男性生育机制做一个初步探讨，更多机制还需要进一步深入研究。

［1］Shukla A，Kumar K，Singh A.Association between obesity and selected morbidities：a study of BRICS countries［J］.PLoS One，2014，9（4）：2-18.

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［3］MacDonald AA，Herbison GP，Showell M.The impact of body mass index on semen parameters and reproductive hormones in human males：a systematic review with meta-analysis［J］.Hum Reprod Update，2010，16（3）：293-311.

［4］Chavarro JE，Toth TL，Wright DL.Body mass index in relation to semen quality，sperm DNA integrity，and serum reproductive hormone levels among men attending an infertility clinic［J］.Fertil Steril，2010，93（7）：2222-2231.

［5］Eisenberg ML，Kim S，Chen Z.The relationship between male BMI and waist circumference on semen quality：data from the LIFE study［J］.Hum Reprod，2014，29（2）：193-200.

［6］Benedetti S，Tagliamonte MC，Catalani S.Differences in blood and semen oxidative status in fertile and infertile men，and their relationship with sperm quality［J］.Reprod Biomed Online，2012，25（3）：300-306.

［7］Zhai XW，Zhang YL，Qi Q.Effects of molybdenum on sperm quality and testis oxidative stress［J］.Syst Biol reprod Med，2013，59（5）：251-255.

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［10］Mortazavi M，Salehi I，Alizadeh Z.Protective effects of antioxidants on sperm parameters and seminiferous tubules epithelium in high fat-fed rats［J］.J Reprod Infertil，2014，15（1）：22-28.

（编辑 裘孝琦）

R698+.2

A

0258-4646（2014）11-1038-03

国家自然科学基金（81260374）

白双勇，（1972-）男，副主任医师，博士研究生.

王剑松，E-mail：jiansongwang@yahoo.com

2014-06-12

网络出版时间：