不育男性精浆中硒含量与精液质量、精浆中微量元素以及脂肪因子等指标的相关性研究

韩瑞钰 邓佩佩 马 婧 马姣英 王树松,*

1.河北省计划生育科学技术研究院/国家卫生和计划生育委员会计划生育与优生重点实验室2.河北师范大学化学与材料科学学院

微量元素虽然在人体内的含量很少，对于各种生物学功能至关重要，它们的摄入过量、缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。男性生殖系统是微量元素重要的靶器官之一，微量元素可以通过参与生殖系统各种酶的构成和激活，促进性激素的合成，对精子发生、成熟和获能等方式影响男性生殖系统的正常生理功能。近年来大量研究表明精液微量元素与精子质量有着密切的关系，硒对男性生殖系统和精液质量重要性的研究越来越多，研究发现硒参与了精子的发生、成熟、活力等生理活动过程。在硒摄入不足的情况下，它对睾丸的供应优先于其他组织和器官，精液中硒浓度过高过低都可能导致精液质量异常，从而引起男性不育[1,2]。目前未见关于男性不育患者精浆中硒与相关氧化代谢成分的关系研究，因此本研究分析了不育男性精浆中硒与微量元素以及生化指标的相关性，以期探索微量元素硒在精浆微环境中的作用机制，为临床诊疗提供理论依据。

对象与方法

一、病例收集

以2017年在河北省生殖医学中心就诊的89例不育男性患者为研究对象，记录身高、体重、腰围等一般情况。排除标准：①有中度及重度精索静脉曲张、性功能障碍、无精子症、外生殖器异常、家族遗传病史等；②工作环境有可能不利于精子发生（如高温或接触有毒有害物质等相关职业）；③患有感染性疾病及其它全身性疾病。根据患者精浆硒水平将其三等分位：低硒组（＜36.15μg/L）30例，中硒组（36.15-55.62μg/L）30例，高硒组（＞55.62μg/L）29例。

二、精液参数检测

禁欲2～7天手淫法取精，留于无菌取精杯中，严格按照WHO《人类精液检查与处理实验室手册》（第5版要求），进行精液参数检测，检测指标为精液量、精子浓度、精子总数以及前向运动精子百分比（PR%）。所有精液标本离心10min（离心力为3000g）获取精浆，将精浆分装统一冻存于－80℃冰箱中检测。

三、精浆微量元素检测

用电感耦合等离子原子发射光谱仪（ICAP6000，Thermo公司）检测精浆硒（Se）、铬（Cd）、铜（Cu）、铁（Fe）、锰（Mn）、铅（Pb）、锌（Zn）水平。

四、血清、精浆中脂肪因子瘦素（LEP）、锌-α2糖蛋白（ZAG）、脂联素（ADPN），精浆同型半胱氨酸（Hcy）、维生素B12（VB12）、叶酸（FA）检测

采用ELISA试剂盒（上海酶联科技有限公司）进行测定，根据试剂盒说明进行。将试剂盒平衡至室温。参照说明书操作，反应终止后，用酶标仪以450nm波长测量吸光度（OD值）。

五、统计学方法

采用SPSS 22.0软件分析数据，数据均为正态分布，用均数±标准差（x±s）表示。多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD-t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

一、一般情况

高硒、中硒以及低硒组间，身高和年龄均没有统计学差异；与中硒、低硒组比较，体重、腰围、BMI以及WC/H在高硒组均出现明显的下降趋势，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 三组间一般情况

二、精液分析

与中硒组相比，高硒组男性精子前向运动百分率（PR%）差异具有统计学意义（P＜0.05）,低硒组与中硒组相比精液参数间差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 三组间精液参数比较

三、血清与精浆脂肪因子水平分析

与低硒组比，高硒组精浆ZAG增加(P＜0.05)；与中硒组相比，高硒组精浆ZAG、ADPN明显增加(P＜0.05)，精浆LEP无显著性差异(P＞0.05)。血清ZAG、ADPN、LEP均无显著性差异(P＞0.05)，见表3。

表3 三组间血清与精浆脂肪因子水平比较

四、精浆微量元素水平

与低硒组相比，中硒组精浆Cd、Cu、Zn和高硒组精浆中Cu、Zn浓度明显增加（P＜0.05）。与中硒组相比，高硒组精浆中Cd、Fe、Pb浓度明显降低（P＜0.05），见表4。

表4 三组间精浆微量元素水平比较

五、精浆同型半胱氨酸、维生素B12、叶酸水平分析

与低硒组比较，中硒组、高硒组同型半胱氨酸明显降低（P＜0.05），与低硒组或中硒组比较，高硒组维生素B12和叶酸浓度显著增加（P＜0.05），见表5。

表5 三组间精浆同型半胱氨酸、维生素B12、叶酸水平比较

讨论

硒是一种重要的微量元素，在很多生理过程中起着重要的作用，不仅能提高人体免疫力，预防糖尿病和心脑血管疾病，对于男性生殖系统也至关重要[1,3]。男性生殖系统是微量元素重要的靶器官之一，硒对男性生殖系统和精液质量的研究越来越多，研究发现硒参与精子的发生、成熟、活力等生理活动过程，精液中硒浓度过高或过低都可能导致精液质量异常，从而引起男性不育[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]，临床上往往通过饮食中增加硒的摄入，从而提高抗氧化剂谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）活性，从而改善了男性生育力。本研究结果显示，随着精浆硒一定含量范围内的增加，精液量、精子浓度及精子活力呈增长趋势，与以前的研究结果一致[1,7]，其中前向运动百分率的升高具有统计学意义，说明硒元素可能对精子活力有一定的影响。

很多研究表明Se代谢与Cu、Cd、Fe、Pb、Zn微量元素均存在一定关系。本研究发现，精浆中Cu水平随着Se水平的增加而增加。Kadiiska等[8]研究发现，Se元素含量高的动物组织中Cu浓度显著增高。TATUM等[9]进一步研究发现，硒离子和铜离子之间可能会形成共轭化合物，并且硒铜化合物的形成能够减弱二者的毒性。在临床研究中，与具有正常生育能力的男性相比，男性不育患者精浆Cu含量明显升高，且与精子浓度和活力显著负相关[10]。Alharthi等[11]发现，Cd对动物和人类生精功能具有明显的抑制作用，Cd暴露后会使血清睾酮水平显著下降，睾丸组织结构严重破坏，补硒可通过提高抗氧化物水平来减轻Cd对男性生殖系统的毒性，本研究显示中高硒组精浆Cd浓度明显下降。Nenkova等[12]发现，少弱精子组中精浆Fe含量升高，Se含量降低，精浆中Fe过多和Se减少会引起精子氧化损伤，从而降低精子质量，与本研究结果一致。Pb对男性生殖系统具有毒性作用，会过度消耗抗氧化物酶的活性引起男性生殖功能障碍，即使低浓度的Pb暴露也会使精液质量下降[13-14]，本研究中提高精浆Se含量可降低Pb浓度，减少Pb对抗氧化酶的消耗，降低Pb对男性生殖系统的毒性。Zn是男性精液中最重要的微量元素之一，它在男性生殖系统内含量很高，Zn缺乏会对精子发生、成熟和获能过程产生负面影响[15]。临床研究表明，男性不育患者精浆中Zn和Se含量低于对照组[16]。本研究结果表明，硒可以降低重金属对组织的毒性损伤，其中微量元素与硒的协同变化，说明了硒对精液起到了一定的保护作用，提高抗氧化能力，减轻氧化损伤。

人类精液由精子和精浆组成，正常生育男性的精浆可以稀释精子，为精子运动和存活提供适宜的环境，并提供精子运动的能源。本研究发现精浆中Se含量的增加与体重等指标呈负相关，与精浆中脂肪因子ZAG、ADPN呈同向趋势改变，说明体重的变化与精浆中微量元素和脂类代谢息息相关。ADPN在体内能够增加胰岛素敏感性，促进糖脂代谢[17]。ZAG是一种可溶性糖蛋白，被认为是一种新型的脂肪细胞因子，参与机体脂质代谢,精子成熟过程中磷脂成分的改变、精卵结合以及精子细胞膜的流动性均与脂质代谢密切相关[18]。李艳[19]等研究发现添加适当硒对大鼠脂代谢及抗氧化功能有保护作用，查火兵[20]等研究表明硒可能是通过抗氧化应激、增加外周组织对胰岛素敏感性而明显促进肾脏ADPN的表达，他们分析认为脂联素表达水平增加又进一步改善血管内皮功能、胰岛素抵抗和糖脂代谢。本研究中精浆硒与脂肪因子ZAG和ADPN间的相关性，说明了硒可能通过影响脂肪因子的改变，调节精浆中糖脂平衡，保持精浆代谢环境稳态。

Hcy是体内三种含硫氨基酸之一，是甲硫氨酸循环和半胱氨酸代谢的重要中间产物，在一定范围内是体内重要的抗氧化物质，如果过量堆积就会造成机体损伤[21]。Hcy主要代谢途径之一就是在甲硫氨酸合成酶及辅酶VB12参与下，与5-甲基四氢叶酸合成甲硫氨酸和四氢叶酸，从而减少Hcy在体内的堆积[22]。血清中Hcy含量升高已经成为心脑血管疾病的独立危险因素，而在精浆中发现过高Hcy含量引起男性生育力降低[22,23]。有研究显示，在不育男性精浆中Hcy浓度显著升高，这可能是由于高浓度Hcy产生大量活性氧（ROS）导致精子DNA合成障碍而影响精子导致男性不育[23]。高浓度的Hcy有直接的细胞毒性，会引起线粒体氧化损伤和细胞凋亡，而Se可通过抑制高Hcy诱导的抗氧化酶下降来降低高Hcy的毒性[24]。Shi等[25]人发现硒可以通过调节氧化应激、细胞周期和凋亡来影响羊睾丸间质细胞的增殖和凋亡，与对照组（不含硒）和高硒处理组相比，低硒组的ROS含量最低，GPX活性最高。本研究结果发现，随着精浆Se含量的增加，维生素B12和叶酸浓度明显升高，精浆中Hcy含量逐渐减少，说明精浆中Se可以通过抗氧化的作用降低精浆Hcy含量及相关代谢，从而参与了精浆中氧化损伤和抗氧化平衡的微环境调节。

男性不育的原因极为复杂，在诸多影响男性不育的因素中，微量元素只是一个方面，而微量元素与氧化应激因素之间的拮抗、平衡、互补又是十分复杂的。精浆中硒对男性生育力有一定意义的影响，虽然有临床研究显示补充硒对提高男性生育力有一定的意义，但需要多中心和更大规模临床数据的支持。