精液中化学元素分析

近20年来,大量研究证明,许多人体中的化学元素与男性不育症有关,如铜、锌、锰、硒等微量元素和钙、镁、钾、磷等宏量元素。化学元素是精液中重要的生化成分,其参与不仅对精子生存环境的稳定,而且对精子的生物学功能有着重要影响。

锌元素

一、测定方法

  1. 原子吸收光谱法:将精液离心去除精子,精浆用硝酸-过氯酸处理后制成水相标本。利用锌元素所具有的吸收光谱系的特征来确定其含量
  2. 中子活化法:是用反应堆、加速器或核素中子源产生的中子作为轰击粒子的活化分析方法,是确定物质元素成分的定性和定量的分析方法。将精液1ml滴在滤纸上,40℃烘干后用高压聚乙烯薄膜封闭再进行检测。
  3. 化学比色法:1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)在碱性介质中与锌反应,产生可溶于有机溶剂的有色复合物,与同样处理的锌标准液比色,可求出精浆锌含量。同时,可用十二烷基硫酸钠消除镁的干扰。

二、正常参考值

精浆锌 中子活化法 2.24±1.45mmol/L

    原子吸收光谱法 2.12±0.95mmol/L

    化学比色法 2.12±0.95mmol/L

三、锌与男性生殖

机体中锌总量约1.5g,但主要集中于睾丸、附睾和前列腺等器官中。其中精液中锌的含量特别丰富。锌对精子的直接作用有以下几个方面:锌及其氧化物抑制精子的酵解和氧化过程,可致精子活动力下降;精子在射精过程中吸收精浆内的锌与胞核染色质的巯基结合,使染色质免于过早解聚,从而利于受精;锌可延缓精子细胞膜的脂质氧化,以维持胞膜结构稳定和通透性,从而使精子有良好的活动力。

由于锌在男性生殖器官中,特别是精液在精子中浓度很高,因此不少学者研究了锌的代谢,锌与前列腺的功能,锌与生殖的关系。动物实验证明,锌不足可导致生长发育迟缓,睾丸萎缩(主要为生精上皮),小鼠睾丸、附睾及副性腺发育障碍,生殖功能降低或不育,即使有精子发生并能受精,其流产率也很高,并且很易引起子代先天畸形。在人类,由于营养不良,摄入不足或吸收障碍而发生的锌缺乏可导致男性不育,这种患者的精子数量少,质量差,此外还发现缺锌能影响垂体促性腺激素,使性功能减弱。已有临床资料报道锌不足时可致性腺功能减退、侏儒症、睾丸小、少精子症、精子成熟停滞等。1977年Hortoma报道,口服硫酸锌能使血浆睾丸酮与精子数成倍增加,有人用锌剂治疗不育患者后发现精子数量和质量均有明显改善,并能恢复生育力。

国内吴明章等也曾发现,用锌制剂治疗确能恢复某些男性不育症的生育力。缺锌引起男子生殖系统功能障碍的机制还不十分明确,归纳起来有三种可能:锌与精液质量有关,能影响精子代谢和精子活动度、密度成正比关系;影响性腺的发育,主要可能通过影响脑垂体再间接影响性腺。当锌缺乏时,脑垂体功能受到影响,促性腺激素分泌减少,使性腺发育不全,或使性腺的生殖和内分泌功能发生障碍;锌参与多种酶的组成,是一系列重要酶的副因子,特别是碳酸酐酶、碱性磷酸酶及多种脱氢酶,因此锌的不足可影响到很多酶的活性,当然也会影响到男性生殖系统中及精子发生过程中一系列酶的活性,进而影响到生殖、内分泌的功能。

铜元素

1. 测定方法:原子吸收光谱法。

2. 正常参考值:精浆铜 184μg/ml±0.158μg/ml。

3. 铜与男性生殖:铜是人体必需的微量元素,铜在睾丸内约为锌含量的1/20。铜对生殖功能有重要影响,它能直接影响精子的形成和代谢,还能干扰精子的移动及受精卵着床。文献报道,铜不仅能杀精子,对睾丸也有毒性,即体内铜越多,精子活力越弱,运动速度越缓慢。铜通过两种方式起抗生育效应:①破坏二硫键改变子宫内膜基质的理化特性;②抑制某些含SH基团的酶系。人精子中含有许多琥珀酸脱氢酶,精子活动依靠这些酶中SH基团的完整性。铜可抑琥珀酸脱氢酶,若再加入SH基团竞争剂,将使铜从这些酶的SH基团中解脱出来,使抑制逆转。由于糖酵解所必需的几种酶都含有SH基团,故铜抑制精子活动可能与糖酵解密切有关。线粒体中铜浓度较高,可能是铜抑制产生ATP的一个间接证据。人精子在体内的活动主要依赖糖酵解,所以糖酵解和氧化是精子运动的重要环节。

硒元素

1. 测定方法:原子吸收光谱法。

2. 正常参考值:精浆硒 50~69ng/ml。

3. 硒与男性生殖:长期以来都把硒看成是一种危险的毒物,严重阻碍了人类对硒的认识和利用。近来,有越来越多的迹象表明,硒可能是一个对人类和多种动物健康最有意义的微量元素。这一元素对机体几种重要的生命活动具有显著的生物影响,缺硒或硒摄入过量可引起多种疾病,特别是对生殖功能的影响已被证实。Bleau等发现,精浆硒浓度升高导致精子活动降低,在大鼠缺硒可引起精子尾部发育不全。直到1984年,Gilles等人首次研究了人类精液的硒及其生育的关系,他们测定了215例不育男子的精液含量,发现85%以上硒存在于精液中,精子计数与精液硒量呈显著正相关,他们对检测的男子于4~5年后随访,发现少精症中硒量<35ng/ml的妻子妊娠率为1/9,而硒≥36ng/ml者女方妊娠率为13/18,精液硒≥80ng/ml者女方易发生高流产率,表明低硒与男子不育有关。

锰元素

1. 测定方法:原子吸收光谱法。

2. 正常参考值:精浆锰 50~69ng/ml。

3. 锰与男性生殖:锰是维持生命必需的元素,精浆锰含量与精子活率、活力及运动速度均有明显的相关性,锰过高或过低对生育均不利。研究证明,锰的缺乏能够降低人体内性激素的合成。此外,锰过高对机体有害,锰是低毒性金属,对人和一些哺乳动物精子活动具有毒害作用。

其他与生育有关的化学元素

除上述元素外,还有许多化学元素与生殖功能有关。文献报道,银、锡、镍、钴和锂盐能够杀死精子,对睾丸也有毒性作用。镉对精子损伤较严重,可抑制糖酵解和氧化反应,但特异地抑制精子运动是其杀精的主要原因。有研究发现,一次注射镉可损伤睾丸运动细胞,使生精小管萎缩,甚至全部生精小管被破坏。长期接触毒性铅可影响精子质量,可患精子过少症,精子无力症及精子畸形率高。

总之,研究化学元素与生殖的关系,不仅会给男子不育症的诊断和治疗开辟新的途径,而且有可能为男子抗生育研究开拓新的领域,提供新的前景。

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