微量元素与精子

随着微量元素(trace elements)分析技术以及实验生物化学研究水平的发展和提高,人们发现生物体内的微量元素与人体健康、疾病的发生和发展等生命现象有着至关重要的内在联系。生物体主要由碳、氢、氧、氮4种元素组成(占有机体总量96%),钙、磷、硫、钾、钠、氯和镁这些常量元素占3.6%,其余0.4%成分由80种含量极低的元素构成,即微量元素。医学上把这些微量元素按其生化作用和生物效应分为:必需微量元素、有毒微量元素以及作用尚未确定的微量元素。必需微量元素是指参与生物体新陈代谢过程(包含在酶和蛋白质中),是生物组织细胞中不可缺乏的组成部分,如铁、锌、铜、锰、钴、钼、氟、硒、铬等。有毒微量元素是指阻碍一些代谢活动,抑制合成蛋白质的酶系统,影响正常生理功能的微量元素,如铍、镉、铅等。还有一些微量元素存在于生物体内,但是否参与机体的代谢过程尚不清楚,如铷、钡和铝等。

上述微量元素的划分亦不是绝对的。因为一个元素即可以对生物体是必不可少的,也可能是有毒的,元素的这种二重性与他们在体内的浓度水平有关。生物体具有强大的体内自动平衡机制,以维持体内微量元素水平处于最佳范围。当体内某一元素缺乏或过剩时,这种机制能首先保证最紧要器官,使之拥有合适的浓度。这样,当外部环境有相当大的变化时,生物体内并不产生相应的显著变化。

生物体内微量元素的化学形式包括:

  1. 无机结构,如:氟、硅、锶、钡等,是构成生物体某一器官或组织的物质;
  2. 以小分子形式存在于维生素、卟啉等小分子中,如:氟、溴、铜、碘、铁等;
  3. 以大分子形式存在于几乎所有蛋白质中,包括具有催化性质的酶中,如:钴、铬、铜、铁、锰、硒、锌等;
  4. 存在于细胞器中,如:固氮酶体系、线粒体、溶酶体等,在这些细胞器中,几种金属元素可以同时起作用。

迄今已发现人体必需微量元素达到14种。微量元素虽然在体内含量甚微,但在生命活动中的作用却十分重要。微量元素直接参与体内高度的化合过程和分解反应,其作用和蛋白质、酶、维生素以及激素有密切关系。微量元素对人类的生长发育、代谢、免疫功能、骨组织生成、造血以及细胞呼吸等一系列生理过程有极其重要的影响。微量元素还与性功能、生殖激素分泌及生殖系统疾病密切相关,目前对不育男性研究较多的是锌、锰、铁等元素的代谢变化。微量元素是精液中的重要生化成分,对维持精子生存环境的稳定有重要的生物学意义,微量元素直接参与精子的构成,对精子的成熟、运动、获能及顶体反应等一系列生理功能产生影响。

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