代谢综合征诱发精子质量异常的研究

李 健，贲春生，王强强，何 瑞，李培军，李广永

（1.宁夏医科大学总医院泌尿外科，银川 750004；2.宁夏医科大学生育力保持教育部重点实验室，银川 750004）

据世界卫生组织（WHO）统计，大约有15%的育龄夫妇存在生育问题，其中男性因素约占40%～50%[1-2]。代谢综合征（metabolic syndrome，MS）是指机体脂肪、葡萄糖、蛋白质等物质代谢出现紊乱的病理状态，是一组复杂的代谢紊乱综合征，是导致糖尿病、心脑血管疾病的危险因素。近年来，越来越多的研究发现生育能力下降的患者往往伴有MS[3]。代谢紊乱可引起男性和女性生殖功能障碍，但因代谢紊乱表型复杂，目前具体机制研究不清楚，尤其MS引起男性精子质量异常的相关研究较少。本文探讨MS患者糖脂代谢紊乱及性激素紊乱与精子质量异常的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2017年09月13日至2020年10月26日就诊于宁夏医科大学总医院泌尿外科男性MS患者（79例）和门诊婚检的健康男性（41例）为研究对象。收集资料前患者已知情同意，并通过宁夏医科大学总医院伦理审查（审查编号:宁医大伦理第2019-325）。

1.2 分组

根据世界《WHO人类精液检查与处理实验室手册》（第五版），确定精子异常组及精子正常组，精子质量正常的具体标准如下：精液量≥1.5 mL；pH值≥7.2；精子总数≥39×106/样品；精子的浓度≥15×106/mL；精子总活力（采集后1 h内）：（快速向前运动+非快速向前运动）精子比率≥40%；精子正常形态：正常形态精子形态≥4%；白细胞数量＜1×106/mL；圆形细胞数＜5×106/mL等。

将纳入分析的男性研究对象分为正常对照组和MS组，其中MS又分为MS精子异常组、MS精子正常组。分组说明：1）MS精子异常组59例：符合MS且精子质量异常；2）MS精子正常组20例：符合MS但精子质量正常；3）正常对照组41例：生育前体检代谢指标和精液指标均正常。

1.3 诊断纳入标准及排除标准

1.3.1 MS诊断标准 根据国际通用的糖尿病联盟代谢综合征全球共识[4]，确定纳入标准（必须具备）：1）中心型和（或）腹型肥胖（腰围≥90 cm）；2）符合下列因素中任意两项：①已经被诊断为2型糖尿病或空腹血糖（FPG）≥100 mg·dL-1（5.6 mmol·L-1）；②已被诊断为高血压而接受治疗，或收缩压≥130 mmHg或舒张压≥85 mmHg；③高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）＜40 mg·dL-1（1.03 mmol·L-1）；④甘油三酯（TG）＞150 mg·dL-1（1.7 mmol·L-1），或已接受脂质异常的特殊治疗。

1.3.2 排除标准 既往存在生殖系统炎症性疾病、先天性缺陷如睾丸下降不全、生殖毒性物质接触史；泌尿生殖系统的创伤史、发热、射精异常，如梗阻性无精子症、逆行射精、其他血液系统疾病等。

1.4 检测方法

1.4.1 人体指标测量 测量标准主要参照《人体测量方法》规定进行测量。测量方法如下：被测量者脱去鞋袜，自然站立的状态下在电子身高体重测量仪上测量身高和体重。被测量者取垂直站立姿势，双足自然分开30 cm左右，使用腰部观察测量带于正常呼气结束时在腋中线髂骨上缘与第十二肋骨下缘连线的中点沿水平方向围绕腹部一周测量腰围。被测量者采取坐位或平卧位，绑好袖带将听诊器体件置于上肢内侧肱动脉搏动处上方2 cm处，在平静呼吸时按下电子血压计开关测量血压3次，取平均值。

1.4.2 生化及激素水平测定 检测日清晨6：00—8：00，采取空腹静脉血，采血前不运动、不服用降糖药。全自动生化检测仪检测FPG、TG水平、低密度脂蛋白（LDL）水平、高密度脂蛋白（HDL）水平、总胆固醇（CHOL）水平，采用电化学发光仪检测催乳素（PRL）、睾酮（T）、卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）、雌二醇（E2）等。检测仪器由宁夏医科大学总医院生殖医学科及宁夏医科大学生育力保持重点实验室提供。

1.4.3 精液分析 在检查前禁欲5 d后，通过手淫或视频资料辅助收集精液样本。待精液在取样杯中充分液化后，混匀精液，取少量置于显微镜下观察，应用计算机辅助分析系统分析精液浓度、精子活力，通过精子涂片检测精子畸形率等指标。Diff-Quick法判读精子形态：取液化后的精液1μL均匀涂抹于玻片上，待精液风干后，固定液固定5 min，待风干，染色液体1浸染10 s，清水冲干，染色液体1浸染15 s，清水冲干，将玻片置于吸水纸上沥干，置于油镜下观察精子形态。

1.5 统计学方法

数据采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用方差分析，两两比较采用LSD-t检验；偏态分布资料以中位数（M）和四分位数间距（Q25～Q75）表示，组间比较采用Kruskal-Wallis检验。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

MS精子异常组、MS精子正常组、正常对照组基线资料对比差异无统计学意义（P＞0.05）。MS精子异常组和MS精子正常组患者腰围、体质量、收缩压以及舒张压均大于正常对照组（P均＜0.05），见表1。

表1 各组研究对象一般资料比较

2.2 各组研究对象精液参数比较

精液中精子出现头、尾部等异常，头部异常表现为呈锥形或梨形，尾部异常表现为卷曲、短，见图1。MS精子异常组精子正常形态比率、精液体积、精子浓度和总精子数、精子的存活率、快速向前运动+非快速向前运动精子比率均低于MS精子正常组以及正常对照组（P均＜0.05），见表2。

表2 各组研究对象精液参数比较[M（Q25～Q75）］

图1 各组精子形态比较（Diff-Quick×200）

2.3 各组研究对象生化指标比较

MS精子异常组FPG高于MS精子正常组和正常对照组（P均＜0.05）；MS精子正常组和正常对照组FPG比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

MS精子异常组、MS精子正常组TG、CHOL、LDL水平均高于正常对照组，HDL水平均低于正常对照组（P均＜0.05）。MS精子异常组、MS精子正常组TG、CHOL、HDL、LDL比较差异均无统计学意义（P均＞0.05），见表3。

表3 各组研究对象生化指标比较

2.4 各组研究对象性激素参数比较

MS精子异常组和MS精子正常组T水平均低于正常对照组（P均＜0.05）；MS精子正常组、MS精子异常组PRL水平比较差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

MS精子异常组E2、LH、FSH水平均高于正常对照组和MS精子正常组（P均＜0.05）；MS精子正常组和正常对照组E2、LH、FSH水平比较差异均无统计学意义（P均＞0.05），见表4。

表4 各组研究对象性激素参数比较[M（Q25～Q75）］

3 讨论

MS是机体糖脂代谢紊乱导致的病理生理状态，具有以下特点：1）肥胖、高血糖、高血脂、高血压、高胰岛素血症，这些代谢紊乱是心脑血管病变以及糖尿病的病理基础[5]。2）糖脂代谢紊乱具有共同的致病通路，肥胖与高糖相互作用，相互加剧致使形成病理状态，是糖尿病[6]、心血管疾病[7]和高血压[8]等的基础。3）代谢紊乱可造成多种慢性病发病率升高，如冠心病、高血压、脑卒中等，甚至肿瘤。随着全球经济发展及人们生活方式的变化，人类MS的发病率呈快速增长趋势[9-12]。代谢紊乱对男性生殖能力的影响也逐渐受到关注[13]。Gutorova等[14]研究表明，相比于健康男性，肥胖男性中有近30%的男性生育能力降低。此外，在辅助生殖中，父亲体质量指数（BMI）的增加与胚泡发育和临床妊娠率的降低有关[15-16]。Merhi等[17]的研究亦发现父亲肥胖与胚泡发育和临床妊娠率的降低有关。肥胖是生殖能力下降的原因之一[18]。但代谢紊乱导致精子发生异常的机制尚不清楚。本实验基于临床数据，阐述和发掘代谢紊乱导致男性精子异常的相关因素。

本研究精液参数分析证实MS精子异常组患者精子参数异常，表明MS亦影响患者的精子活力及形态。在高脂喂养的家兔模型中，精子的正常形态率较正常饮食的家兔低[19]。Marchinai等[20]使用与MS相仿的比较成熟的高脂饮食兔子模型，证明高脂饮食可影响精子的活力、正常形态数和顶体反应性，且可以增加精子中胆固醇的量，从而限制精子运动能力。由此证明，肥胖及代谢紊乱会导致男性精子异常。高脂喂养的大鼠血液中的脂质水平相较于正常饮食组升高，同时也观察到精子浓度及活力下降，其机制可能为精子线粒体中丙酮酸、乳酸脱氢酶、柠檬酸合酶和呼吸链复合物的活性受损，从而导致精子能量代谢异常[20]。此外，Crisóstomo等[21]通过对C57BL/6J小鼠行高脂喂养建立MS模型后，测量小鼠精子质量相关参数发现其精液质量下降的概率有所提高，而当恢复正常饮食后，小鼠MS虽然逆转，其对精子质量的影响不可逆。而高脂喂养C57BL/6J小鼠可同时引起高血糖和高血脂[22]。综上所述，MS对于精子浓度、精子前向运动、精子总数、正常精子形态率等均有一定的影响。但MS代谢紊乱表型和机制均较为复杂，其影响男性精液质量的机制尚不清楚，进一步研究代谢紊乱与精子异常发生的相关因素，具有重要的临床意义。

本研究还发现，MS精子异常组患者的FPG以及血脂指标高于MS精子正常组及正常对照组，说明血糖作为一个重要因素参与并影响了男性生育力。MS精子异常组、精子正常组T水平均低于正常对照组，说明肥胖及代谢紊乱可以导致雄激素降低，而MS精子异常组和MS精子正常组两组T水平比较差异无统计学意义，说明T不是导致精子异常的直接因素。E2、LH、FSH在MS精子异常组有明显升高，而MS精子正常组和正常对照组差异无统计学意义，说明雌激素在MS精子异常中发挥重要作用。本结果发现并阐明了在MS患者性激素紊乱对精子异常的影响中，雌激素发挥了比雄激素更直接的作用，雌激素异常可能是引起精子质量异常的关键因素。