人类精液中活性氧(ROS)的主要来源

白细胞

过氧化物酶阳性的白细胞是精液中ROS的主要来源,过氧化物酶阳性的白细胞包括多形核白细胞和巨噬细胞,多形核白细胞代表了精液中50%~60%的白细胞,巨噬细胞代表了精液中20%~30%的白细胞,精液中过氧化物酶阳性的白细胞大量存在于前列腺和精囊中。白细胞产生ROS的能力依赖于它的激活,这种激活来源于各种刺激,包括炎症和感染。白细胞的髓过氧化酶系统被激活,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的产生增加,导致呼吸爆发,引发大量的ROS释放,这种机制也是机体早期防御病原微生物侵害的有效手段。

精子

精子产生ROS主要通过两条途径:①存在于精子膜上的NADPH氧化酶与其底物反应生成ROS;②精子线粒体呼吸链一系列氧化反应的产生。线粒体呼吸链在正常条件下通过自氧化一种或多种还原物质(如叶酸、铁-硫复合物和辅酶Q等),释放ROS。

研究发现,中段带有残留细胞质的异常精子会产生过多的ROS,而且,精子质量下降与不成熟精子残留过多的细胞质有关。当精子生成的机制遭到破坏,尤其是精子在发育变形成熟的阶段,细胞质的排除机制出现异常,会产生含有过多细胞质的精子,他们被认为是不成熟的和功能缺陷的。精子的代谢是6-磷酸葡萄糖脱氢酶介导的,这个酶通过磷酸已糖途径控制葡萄糖的产生,进而控制细胞内NADPH的产生,精子就是通过NADPH氧化产生ROS,这个过程能产生大量的电子,精子的代谢遭到破坏,NADPH产生增多,会导致ROS的产生增多。在精子成熟的不同阶段,精子产生ROS的量也有不同,头部异常并有残留胞质的未成熟精子ROS产生最多。在不成熟精子从生精小管到附睾的迁移过程中,不成熟精子产生的ROS对于成熟精子的破坏很可能是造成男性不育的一个原因。

在辅助生殖技术中产生ROS

在施行辅助生殖技术中,精子的准备、精浆的去除,精子自身的抗氧化能力不足以对抗ROS的进攻;以及多次的离心、分离以及培养介质抗氧化能力的下降,都会使精子面临OS的威胁。在操作过程中,同样的离心力,离心的时间越长产生的ROS越多;在精子冻/融过程中,也会产生ROS,造成精子的损伤。含有受损的精子施行生殖助孕技术,可能会对移植率、受精率以及妊娠率产生影响,同时大量的研究证明OS能损伤精子的DNA,也可能会增加遗传缺陷的风险。

此外,电离辐射、酚类化合物等也会促进生殖系统中ROS产生。

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