吸烟对精子影响的机制

尽管吸烟可改变精子质量,但到目前为止其确切机制仍不十分明了。吸烟可能通过以下机制对精子产生影响:①吸烟烟雾中含有的化学成分(致突变物质)直接作用于精子及其酶系统而对精子产生影响;②通过干扰生殖内分泌系统平衡途径影响精子的活力。

吸烟烟雾对精子的直接影响

研究表明,吸烟烟雾(包括烟中的尼古丁)是精子发生的致突变物质,可影响生殖细胞的成熟和增殖。在重度吸烟者中其染色体异常率显著增高,并且其外周血淋巴细胞中姊妹染色单体交换也比非吸烟者为高。对吸烟者尿液进行检查发现,其中含有可致细菌突变的物质,该物质在实验条件下可使培养液中的动物细胞姊妹染色单体发生交换。动物实验亦证实,香烟烟雾可使小鼠精子异常率增加。香烟烟雾的凝结液可诱发细菌突变,是导致培养液中人淋巴细胞姊妹染色单体交换的强效诱变剂。人群资料显示,吸烟者外周血淋巴细胞染色体破坏的发生率与吸烟的种类有关。Hopkin等研究发现,在重度吸烟以及抽无过滤嘴香烟的人群中,其淋巴细胞破坏严重。此外,香烟烟雾中含有大量的氧化剂和诱变剂,可引起精子DNA损伤断裂,导致精子染色体突变和畸形精子增多。

香烟烟雾凝结液还可通过抑制精子的酶系统对精子产生影响,其主要通过抑制胆碱乙酰化酶而影响精子活力。胆碱乙酰化酶是精子胆碱能系统的重要组成部分。精子胆碱能系统由三部分组成,即乙酰胆碱(Ach)、胆碱乙酰化酶(ChA)和乙酰胆碱酯酶(AchE)。胆碱乙酰化酶、乙酰胆碱酯酶和烟碱型胆碱能受体局限于精子尾部,精子内无储存乙酰胆碱的地方,这表明乙酰胆碱的合成、刺激相应受体以及被乙酰胆碱酯酶水解之间有密切关系。精子在附睾中成熟并具有活力,但这种活力只有在射精时与精浆混合后才表现出来。胆碱乙酰化酶与精子获得向同一方向运动的能力有关,抑制精子胆碱乙酰化酶的活性可产生无活力精子。因此,精子胆碱能系统的改变直接影响精子的活力。Kulikaus研究显示,吸烟组精子的胆碱乙酰化酶活性较不吸烟组显著下降,这表明香烟烟雾凝结液中含有抑制胆碱乙酰化酶的物质。

有证据显示,烟草中的尼古丁(nicotine)和/或其他化学成分可对精子产生影响。用尼古丁染毒大鼠可导致其睾丸萎缩并损害生精功能。在吸烟者的精液中可检测到尼古丁和cotinine,cotinine是尼古丁的代谢产物。吸烟烟草中的其他成分也可能进入精液中并影响精子的发育。例如在吸烟者精液中可检测出polonium-210,其浓度比不吸烟者明显增高。Polonium-210是一种具有放射性能的放射元素,可损伤DNA结构。给予雄性小鼠染毒苯芘(benzo(a)pyrene),一种烟草成分,可导致其睾丸重量下降及生精小管萎缩,并影响精子的生成。

目前认为,尼古丁代谢产物cotinine水平可作为吸烟染毒量的定量标准。在研究烟草染毒程度时,他比每天吸烟的数量标准更准确。以cotinine水平作为测量吸烟烟草暴露程度来评估吸烟对精液质量的影响发现,精浆中cotinine水平与精子活力降低有密切关系。

此外,香烟烟雾中含有大量的金属镉,可造成附睾、睾丸损伤,引起精子生成减少和精子形态异常增多等。

通过干扰生殖激素而影响精子

Fied等研究表明,吸烟可改变与人生精相关的激素水平。吸烟可直接或间接抑制吸烟者血中睾酮的生成。经检测,吸烟者血浆中睾酮浓度明显低于不吸烟者。其血浆睾酮浓度下降的机制与下列因素有关:①吸烟的烟雾成分(尼古丁等)可损伤睾丸间质细胞,引起睾丸组织中睾酮下降,从而干扰精子的发生及附睾功能,间接影响精子活力,并使精子形态发生异常;②香烟中的尼古丁以及受尼古丁刺激而释放出的儿茶酚胺等可直接影响精子及类固醇激素的生成。这一点已为实验所证实。

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