铅中毒对睾丸(精子)的影响

铅(plumbum,Pb)对生殖系统的危害研究最多。Gifllllan于1965年根据史料首先提出罗马帝国的衰亡可能与罗马人铅中毒有关。罗马人尤其是贵族盛行饮用添加铅丹(含Pb3O4)以增加甜味的葡萄酒和其他酒类产生广泛的铅中毒,从而导致普遍的生育能力下降和劣生现象。根据一个贵族区的资料记载,在19岁的101名男性中,已婚的35人中有18人无后嗣,10人每人只有1个子女,7人有2到3个子女(总计101名男性中仅有子女27人);其家族子代的存活率很低,即使存活其子女中有不少体格和智力发育不全。近年来,各方面专家用生命统计学、毒理学、考古学、古尸骨分析等方法证实了Gifllllan的假设。铅对生殖系统的损害是通过两个途径进行的:一是对睾丸的直接作用;二是通过“下丘脑-垂体-睾丸”轴的间接作用。

铅(Pb lead 82 207.2)

铅对睾丸的直接作用

实验证实铅可通过血-睾屏障,直接作用于动物的睾丸,使睾丸发生形态学和功能上的损害。用醋酸铅染毒恒河猴,睾丸组织中和精液中的铅含量可增加;病理学检查可见早期精子细胞顶体泡扩大缺少顶体颗粒,支持细胞膜呈指状镶嵌,精液中异常精子数目增多,睾丸组织中γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)和脂质过氧化物酶量增高,并出现畸形精子增多和精子活力下降现象。这表明铅可引起睾丸代谢障碍并最终导致精子发生异常。小鼠实验发现,睾丸生精上皮损害,上皮层次和Leydig细胞减少,生精小管上皮细胞排列松散,精原细胞的正常分裂受阻,各级生精细胞减少,附睾管腔内缺乏精子,精液中精子畸形,精子数目及活率下降。金向阳等用体外原代培养的方法观察了醋酸铅对hCG刺激的原代Leydig细胞分泌睾酮和细胞内cAMP的影响。结果发现,Pb2+(10-7~10-4 mol/L)可使经hCG(100mIU)刺激处理24h的Leydig细胞内cAMP含量显著下降,并在10-6~10-4 mol/L时可使Leydig细胞T含量明显降低,且有明显剂量反应关系。这表明铅对Leydig细胞有损害,可影响生殖激素的分泌。他们还证明,醋酸铅可使Sertoli细胞内cAMP含量显著下降,乳酸和丙酮酸含量升高,并存在有明显的剂量-反应关系。因此,醋酸铅也可影响Sertoli细胞的功能,从而影响支持细胞对生精细胞的支持、营养、保护和代谢等功能。

对接触铅的工人的精液检查发现,其精液中铅含量明显高于对照组,并且精液中铅含量也明显高于其本人的血铅含量;同时,精液中果糖和柠檬酸、乳酸脱氢酶同功酶(LDH-X)和琥珀酸脱氢酶(SDH)的含量也有不同程度的下降。这表明铅可通过人血-睾屏障进入精液,影响生精过程、精子的成熟及精子的活力,并有一定的蓄积作用。对24名20~40岁已婚铅作业工人的调查发现,工人的精子数量减少、畸形增多和LDH-X降低等,与对照组相比有明显差异。另有资料报道,铅作业工人的精子数量有明显改变,尤其是快速直线前向运动明显变慢,不活动精子的比例明显增高。

铅对睾丸直接作用的结果是精子质和量发生了改变。其主要表现为精子数目减少,精子畸形率增加和精子活动能力减弱。精子畸形以大头、小头、不定性头、尖头、双头、卷尾、尖尾等最多见。同时,可有精液液化时间延长。

对睾丸间接影响

接触铅的初期,铅的毒性作用主要是对睾丸的直接作用。虽然睾酮的合成也受影响,但此时血清睾酮的水平仍可保持在正常范围。随着铅接触时间的延长,除铅对睾丸的直接作用外出现了对“下丘脑-垂体-睾丸”轴的间接作用。“下丘脑-垂体-睾丸”轴起调节生殖激素的作用,因而对精子的正常发育和成熟起重要作用。铅对睾丸间质细胞、下丘脑和腺垂体直接作用可影响该生殖轴的稳定调节。在这方面,铅主要是破坏GnRH的释放,使血清中FSH、LH和睾酮水平降低。

在对铅作业工人生殖激素水平的研究发现,作业工人血清中FSH、LH和睾酮的平均值均明显低于对照组,三种激素和铅含量呈剂量-反应关系,而且与血铅值呈明显的负相关。因此认为,FSH的降低可使精子发育过程受阻;LH的降低使睾丸间质细胞的增殖受到抑制,从而使精子数目减少,活动能力减弱;而睾酮水平的下降是性欲减低和勃起功能障碍的主要原因。在对23名炼铅工人进行的多激素测定中发现,T含量在工龄5年以上者中明显降低,工龄3年以上者类固醇结合蛋白(SBG)明显升高,游离睾酮指数(FTI=T/SBG)降低,LH值升高,而FSH却未见明显改变。这些资料表明,铅可以通过损伤“下丘脑-垂体-睾丸”轴而影响生殖激素的平衡,使精子发育和成熟障碍。

铅对精子发生影响的结果最终可累及男方妻子及其后代。有文献显示,中毒男方妻子流产率增加,异常妊娠发生率增高,子女患先天性疾病的机会增加。但这方面目前仍有疑义。

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