肉桂醛对雄性哺乳动物生殖系统的影响

游尤金 吴 韦 程俊玮 吴祥荣 黄志坚 王 磊

（福建农林大学动物科学学院（蜂学学院）/福建省动物药物工程实验室 福州 350002）

肉桂是我国特有的经济树种之一，主要产地在云南、广东、广西和福建等地。在我国，肉桂是一种重要的传统中药，近年来，围绕肉桂的主要成分肉桂醛在调节生理活动方面的研究也越来越多。肉桂是集香料、药材及用材于一身的一种重要经济作物，在我国南方地区种植广泛，产量丰富，深受消费者喜爱。研究发现，肉桂可以提高雄性动物雄激素的分泌，改善雄性动物的生殖功能。其主要成分-肉桂醛对雄性哺乳动物生殖系统有很多调节作用。

中医上肉桂常被作为补火助阳、散热止痛、温通经脉的药物使用，主要作为君药或臣药用以肾病和风湿等病的治疗。肉桂不仅能够温化水湿以利水、促进气血的化生等，与附子合用时还可大补命门之火，与元参、麦冬合用时可治疗因虚火炎上、肺气不行导致的阳强不倒之症[1]。现代药理研究表明，肉桂能够改善小鼠的肾虚，提高肾阳虚小鼠睾丸指数，同时一定程度地增加体质量[2]。对小鼠连续使用肾上腺皮质激素能抑制酶的活性，导致细胞组织退变，产生一系列竭耗性的似阳虚症状，肉桂提取物对该病症有良好的预防保护作用。自2020年“禁抗元年”以来，一些中药逐渐被人们所认可并用作饲料添加剂以增强畜禽抵抗力[3]，肉桂有望研发成饲料添加剂以代替抗生素，并提高繁殖性能，对我国畜牧生产和生物安全可持续发展有着重要意义。

1 肉桂醛对精子生成及激素分泌的影响

繁殖性能是关系畜牧场经济效益的重要指标之一。安伟捷育种公司和韩枫等[4]的数据表明，睾丸重量与受精率之间存在着密切的关系。有研究表明，肉桂皮油可显著增加睾丸和附睾重量、附睾精子浓度、生精管直径和提高精子活力[5]。若尝试对精子缺乏或活力不足的男性使用肉桂皮油，可能具有一定的治疗作用。Khavanin A等[6]的研究也表明，肉桂的提取物通过增强精子参数（包括计数、生存能力和形态）和增加精子发生的激素分泌量来发挥保护睾丸的作用。

在内分泌的研究上发现，以肉桂醛为主要成分的水酒精肉桂提取物可明显提高大鼠促卵泡素（FSH）、促黄体素（LH）及睾酮水平[6]。其中，FSH和LH的含量及比例与动物的发情活动具有密切关系，FSH可刺激曲细精管上皮和次级精母细胞发育，与LH和雄激素协同促使发育成熟，与睾酮一起参与维持生精过程的正常进行，促使足细胞释放精子细胞；LH在公畜上又称促间质细胞素（ICSH），刺激睾丸间质细胞的发育和睾酮分泌，刺激精子成熟；而睾酮是睾丸产生的最为重要的局部及全身性雄激素，可启动初情期时雄性第二性征发育，维持雄性性行为及调节精子生成[7]。

2 肉桂醛对雄性家畜生殖功能的保护作用

在养殖场，噪声是有害的环境因素之一，噪声应激可显著降低成年雄性大鼠性激素（LH、FSH和睾酮）、精子存活率和形态正常精子的百分比，而以肉桂醛为主要成分的水酒精肉桂提取物，对试验鼠性激素水平和精子存活率有保护作用[6]。四氯化碳（CCl4）处理可降低大鼠体重和生殖器官重量，抑制睾丸过氧化氢酶（CAT）活性，降低精子活力和浓度，增加脂质过氧化（LPO）水平，导致精子存活率和凋亡指数异常，并产生一定的组织病理学损伤。而肉桂皮油（CBO）对CCl4诱导的男性生殖器官及细胞损伤具有保护作用[5]；多西他赛（DTX）、紫杉醇（PTX）及二者混合均可使成年雄性大鼠所有生殖器官重量、睾酮浓度、精子活力及浓度、谷胱甘肽水平、睾丸及附睾组织中过氧化氢酶活力显著或相对下降，使异常精子率、睾丸和附睾中丙二醛水平、凋亡的生殖细胞数量、精子DNA碎片明显增加，睾丸组织结构明显受损，而CBO可改善

DTX、PTX或二者混合引起的以上危害，长期食用CBO对雄性大鼠生殖系统有保护作用[5]；伏马菌素B-1（FB1）和黄曲霉毒素B-1（AFB（1））是经常同时出现在食物中的真菌代谢物，对大鼠具有生殖毒性作用，

且可产生协同毒性作用，肉桂油乳剂滴（COED）对单一或联合暴露于FB1和AFB具有潜在的保护作用[8]。

肉桂醛除了上述对组织细胞的直接作用外，还有部分间接作用[9]。人体研究表明，大部分二型糖尿病男性患者及肥胖男性会发生性功能障碍[10]，主要是由于二型糖尿病患者和肥胖人群常出现胰岛素抵抗，而胰岛素抵抗导致性激素结合球蛋白减少，致使游离睾酮水平降低，从而阻碍精子发生[10]。部分学者的研究还提示二型糖尿病患者睾丸间质细胞数量减少，体积变小，合成和分泌雄激素的功能降低[11]。另有研究结果表明，2型糖尿病大鼠血清睾酮水平也会降低[12]。而组织细胞中酪氨酸磷酸酶1B（protein tyrosine phosphatase-1B，PTP-1B）表达过多是引起2型糖尿病的一个重要因素，肉桂醛可以通过抑制PTP-1B的活性治疗或预防2型糖尿病[9]。肉桂醛还有类似胰岛素的作用，可以预防胰岛素缺乏[13]，这对胰岛细胞耗竭的二型糖尿病的治疗也有重要影响。同时，有研究发现肉桂醛可以防止脂肪细胞分化和脂肪的形成[14]，这对肥胖有一定的预防和治疗作用。因此，肉桂醛可能会通过调节二型糖尿病和肥胖的方式间接地影响生殖系统功能。有研究表明生姜和肉桂联合作用能显著改善氧化应激对生精和发育的损伤作用，联合使用对精子生存能力、运动和血清总睾丸激素、LH、FSH和血清抗氧化剂水平均有显著的有益影响[15]。

3 肉桂醛的副作用

然而“是药三分毒”，过量服用肉桂、桂枝容易产生头晕、眼花、咳嗽、干渴等毒性反应。在人肾上腺细胞H295R的研究上发现，肉桂醛会抑制人肾上腺皮质细胞分泌睾酮和脱氢表雄酮[7]，而脱氢表雄酮是主要的肾上腺雄激素之一，肾上腺雄激素对性腺功能正常的男性作用不明显，但对男童生殖器官的发育具有一定的作用。因此，脱氢表雄酮分泌减少可能在一定程度上会影响幼龄雄性动物生殖器官的发育。另外，在研究中发现高浓度肉桂醛能够引起小鼠睾丸间质细胞（MLTC-1）凋亡。MLTC-1能够合成和分泌睾酮，有多条信号通路和多种酶参与这一过程。一般认为MLTC-1的数量与动物繁殖能力成正比，MLTC-1的大量凋亡将严重降低动物的繁殖性能。因此，通过探究肉桂醛对凋亡通路相关蛋白Caspase-3、P53、BAX和Bcl-2表达情况的影响，可以揭示肉桂醛调节哺乳动物生殖细胞生长的机制，从而为肉桂醛的医用或作为饲料添加剂使用提供一些试验依据。

肉桂在我国年需求量在万吨以上，是多年生多年收品种，生长采伐期可达百年以上，具有资源丰富、容易采集、加工简便的特点。研究显示5～7年的肉桂中肉桂醛的含量最高[16]，在经济效益方面，可利用这一特点提高肉桂醛提取率，降低成本。而进一步研究肉桂醛对生殖系统的作用以及其安全性，将推动肉桂醛在畜牧生产方面的应用进程，为哺乳动物健康养殖奠定坚实的理论基础。