不育男性精浆硒与血清生殖激素、精浆生化及氧化应激的相关性研究*

孙 博 马 婧 邓佩佩 陈拽生 王树松,**

1.河北医科大学研究生学院（石家庄 050017）；2.河北省生殖健康科学技术研究院（国家卫健委计划生育与优生重点实验室/河北省生殖医学重点实验室）（石家庄 050051）

硒是人体内一种必需的微量元素，它以硒代半胱氨酸的形式结合到蛋白质中形成硒蛋白，在维持人体新陈代谢中发挥必要的作用[1]。虽然在人体内硒的含量很少，但它对于各种生物学功能至关重要，硒摄入量过多或过少都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。硒在男性生殖系统中发挥着重要作用，硒能促进睾酮合成并参与精子的发生及成熟等过程。硒可通过参与各种抗氧化酶的构成和激活，增加体内抗氧化能力，保护精子免受活性氧（ROS）的损伤，提高男性精液质量[2]。男性不育症一般认为夫妇未采用任何避孕措施同居生活1年以上，且因男方因素造成女方不孕者。目前男性不育患者精浆硒含量与精浆生化成分、抗氧化能力间关系的临床研究未见报道。本研究分析了不育男性精浆中硒与血清生殖激素、精浆生化成分和氧化应激等指标间的关系，以期探究硒在精浆微环境中的作用，为男性不育症临床诊疗提供参考。

材料与方法

一、病例选择

选择2017年在本院门诊就诊的不育男性患者89例为研究对象。入组条件:年龄23～40岁，夫妇同居超过1年，未避孕，性生活正常，女方无不孕因素。排除条件：①有中度及重度精索静脉曲张、无精子症、性功能障碍、外生殖器异常、家族遗传病史；②高温或接触有毒、有害物质等有可能影响精子发生的职业；③患有感染性疾病及其它全身性疾病；④长期服用微量元素药物或保健食品者。研究对象两次（及以上）留取精液检测相关指标，根据患者精浆硒浓度三分位法分组：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

所有研究对象禁欲2～7天行手淫法取精，留于无菌取精杯中，按照WHO《人类精液检查与处理实验室手册》（第5版）。所有精液标本经离心10min，3000g离心后取精浆，将精浆分装统一冻存于-80℃冰箱中以待检测。

三、精浆微量元素测定

精浆硒浓度采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICAP6000，Thermo公司）测定。

四、血清生殖激素检测

研究对象空腹8～12h，清晨抽取外周静脉血3～5mL置于采血管中，在室温静置凝固后离心分离血清，分装统一冻存于-80℃冰箱中备用。用化学发光免疫法测定血清促卵泡生成素（FSH）、促黄体生成素（LH）、泌乳素（PRL）、雌二醇（E2）、睾酮（T）浓度。

五、精浆左旋肉碱（LC）、碱性磷酸酶（AKP）、锌（Zn）、果糖、γ-谷氨酰转肽酶（γ-GT）、端粒酶、谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）、ROS含量检测

采用ELISA试剂盒（上海酶联科技有限公司）进行测定，严格按照试剂盒说明书进行操作，反应终止后，用酶标仪以450nm波长测量吸光度（OD值）。

六、统计学方法

使用SPSS 22.0软件分析数据，数据均为正态分布，用均数±标准差（±s）来表示。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、精液质量比较

结果发现，三组在禁欲时间、液化时间、精液量和精子浓度间无明显差别（P＞0.05），高硒组前向运动百分率（PR%）显著高于中、低硒组（P＜0.05），见表1。

表1 三组研究对象精液参数比较

二、血清生殖激素分析

与低硒组相比，高硒组血清睾酮浓度明显升高（P＜0.05）。其它生殖激素间比较没有统计学差异（P＞0.05），见表2。

表2 研究组研究对象血清生殖激素含量比较

三、精浆生化指标分析

与低硒、中硒组相比，高硒组精浆中LC、AKP浓度显著增加（P＜0.05）；高、中硒组精浆中Zn含量明显高于低硒组（P＜0.05），高硒组精浆果糖明显高于低硒组（P＜0.05），见表3。

表3 研究组精浆生化指标比较

四、精浆抗氧化水平

与低硒、中硒组相比，高硒组精浆中γ-GT、端粒酶和GSTs浓度均显著增加（P＜0.05）。三组精浆ROS间没有明显差异（P＞0.05），见表4。

表4 研究组精浆抗氧化水平比较

五、相关性分析

精浆中硒含量与血清T、精浆LC、精浆Zn、精浆AKP、精浆果糖、精浆γ-GT、精浆端粒酶和精浆GSTs含量呈显著正相关（P＜0.05），见表5。

表5 精浆硒与检测指标的相关性分析（相关系数R）

讨 论

硒是维持人体正常生理功能所必需的一种微量元素，对男性生育力的维持起到非常重要的作用[3]。硒是精子正常发生的必需微量元素，硒主要是通过硒蛋白发挥生物学作用，谷胱甘肽过氧化酶4（GPX4）和硒蛋白P（SEPP11）是在精子发生过程中两种主要的硒蛋白。GPX4具有很强的抗氧化作用，可清除脂质过氧化物和氧自由基，保护精子免受氧化损伤。GPX4存在于生精细胞发育的各个阶段，是精子发生过程中不可缺少的重要成分[3]。SEPP11主要是由肝脏合成的硒运输蛋白，SEPP11与睾丸支持细胞上的相应受体结合后将硒转入，为精子发生所需的GPX4以及其他硒蛋白提供原料[4]。meta分析显示，男性不育症患者精浆硒含量降低，膳食补硒可以提高精浆硒含量[5]。有研究表明，当机体摄入硒减少时，GPX4和SEPP11含量明显降低，精子浓度和活力降低，精子畸形率升高，膳食中添加硒后可提高精液质量，减轻精子损伤[6]。Morbat等[7]发现不育男性补充硒，可有效提高精子活力和精子浓度。本课题组前期的研究表明，随着精浆硒浓度升高，精子活力增加，精浆抗氧化作用增强；精浆硒协同其它微量元素和生化物质调控生殖微环境[8]。

硒在调节男性睾酮合成中发挥着重要作用。睾酮是男性体内最主要的雄激素，它主要由睾丸间质细胞合成。硒在整个生殖系统都有分布，且睾丸硒含量最高。硒能够有效地清除睾丸组织内产生的氧化应激性物质，保护睾丸间质细胞免受氧化损伤，调节细胞周期和凋亡相关基因的表达[9]。硒能够激活Extracellular Signal-regulated protein Kinase，ERK信号转导通路，提高类固醇合成急性调节蛋白、胆固醇侧链裂解酶和17-羟基类固醇脱氢酶的表达，从而增强间质细胞睾酮生成[10,11]。本研究发现，当硒含量增加时，血清睾酮浓度升高；相关性分析表明精浆硒含量和血清睾酮水平呈显著正相关。此外，张凤凤等[12]研究发现，少弱精子症患者血清硒、精浆硒含量均明显低于精液质量正常男性，两组患者精浆硒与血清硒均呈显著的正相关。说明临床补硒可以促进睾酮的分泌，为不育男性患者补硒提供了依据。

精液是由精子和精浆两大部分组成，精浆为精子提供营养和能源以及适宜的生存环境。精浆是由前列腺液、精囊液、附睾液和尿道球腺分泌的少量液体组成，精浆中生化成分的变化能反映男性生殖系统中附属性腺的功能。精浆左旋肉碱和果糖主要与能量代谢相关，精浆左旋肉碱主要由附睾分泌，可转运脂肪酸进入线粒体进行氧化分解，为精子代谢提供能量，当附睾发生炎症时，精浆中左旋肉碱含量会下降，可导致精子存活率和活力下降[13]。精浆果糖是精子的主要供能物质，其含量可用于判断精囊腺功能，当精囊发生炎症或发育不全时，精浆果糖含量下降。精浆Zn主要来源于前列腺，是评估前列腺功能的最可靠的指标之一，当前列腺发现炎症或癌变时，精浆锌中含量明显降低[14]。精浆AKP主要来自附睾，主要在调节精子获能方面发挥作用，精浆中AKP可防止精子在射精之前获能，提高受精能力[15,16]。本研究中发现，精浆中硒含量升高时，精浆LC、Zn、AKP和果糖的含量也同时升高，精浆中硒含量与精浆中LC、Zn、AKP和果糖含量具有相关性。结果表明，随着精浆中硒含量增加，不育男性生殖系统中附属性腺功能得到提高。

精液中抗氧化作用与精子功能和受精能力有关，精浆被认为是保护精子细胞免受氧化损伤的抗氧化剂的主要来源。抗氧化系统通过酶法和非酶法消除ROS，以维持细胞中稳定的过氧化物含量。本研究所检测的γ-GT和GSTs均是GSH代谢过程中的关键酶，能反映精浆抗氧化水平。其中γ-GT为谷胱甘肽（GSH）代谢的关键酶，在保护精子免受氧化应激损伤和对抗自由基中发挥重要作用[17,18]。Burnham等[19]发现，补充硒可显著提高γ-GT的含量，提高抗氧化水平。本研究发现高硒组患者精浆中γ-GT含量最高，硒与γ-GT含量呈正相关。GSTs是参与GSH结合反应过程中关键酶[20]，GSTs可通过催化细胞外的GSH消除亲电子化合物，从而防止精子质膜过氧化，提高精液质量[21,22]。硒可直接增加GSTs的产生，提高机体抗氧化能力[23]。本研究发现，男性不育患者精浆中硒含量与精浆γ-GT和GSTs含量呈正相关。因此，男性不育患者精浆中硒浓度增加，可提高精浆抗氧化能力，发挥对精子的保护作用。

在男性生殖系统内，端粒酶主要表达在增殖分化能力很强的生精细胞中，端粒酶含量与精子数量间存在相关性[24]。硒通过抗氧化作用保护生精细胞中端粒免受氧化损伤，维持端粒酶的活性，促进生精细胞不断分裂，从而促进精子发生[25]。本研究发现，男性不育患者精浆中硒含量与精浆端粒酶含量呈正相关。提示硒可通过其抗氧化作用来促进端粒酶的表达，进而提高精液质量。

硒是人类的必需元素，人体含量与一些疾病的发生间存在着U型曲线，硒过高或过低都会造成损伤。Zhou等人[6]研究发现，饮食中硒含量过高会导致大鼠睾丸中GPX4 mRNA表达水平降低，精液质量下降。硒在人体内从有益到有害的阈值较低，仅差1～2个数量级，因此对体液硒浓度的监测尤为重要。根据现有资料，血液硒的适宜范围应为80～120μg/L，轻度低于上述值（60～80μg/L）和轻度高于上述值（120～140μg/L）为亚适状态，血硒含量严重低于上述值（＞60μg/L）的低硒人群或者严重高于上述值（＜140μg/L）的高硒人群都易导致一系列疾病的发生[26,27]。所以临床补硒时，需要根据膳食中硒含量和人体内的血硒水平，对补硒量及持续时间进行考虑，及时监测血浆硒和精浆硒含量，防止补硒不当造成的危害。

综上所述，男性不育患者精浆中硒含量与血清睾酮水平、精浆生化水平、氧化应激水平存在明显的相关性，硒含量与精浆微环境密切相关，提高精浆硒含量改善不育男性精液质量，为男性不育症临床补硒提供了依据。虽然临床补充营养素有益于男性不育的治疗，但男性不育的原因复杂，临床补硒需要开展精准医学研究，重点研究硒对男性生殖作用的临床生物标志物，特别是临床补硒的剂量、持续时间和疗效评价等，需要多中心大样本量的临床观察进行验证。