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精索静脉曲张与男性不育的研究进展

2020-06-28 来源:客趣旅游网
・综 述・ 中国医药导报2017年5月第14卷第l3期 精索静脉曲张与男性不育的研究进展 宁金卓 程帆 余伟民 饶婷 阮远 武汉大学人民医院泌尿外科,湖北武汉430000 [摘要】精索静脉曲张(Vc)是比较常见的男性泌尿生殖系统疾病,也是导致男性不育的重要原因。目前关于VC 和男性不育机制的联系已进行了大量临床及实验研究,但其机制仍未完全阐明,可能与睾丸微循环、血管活性物 ,质、氧化应激、一氧化氮、缺氧、免疫及凋亡等多种途径共同作用有关。本文介绍VC所致男性不育的机制。 [关键词】精索静脉曲张;男性不育;研究进展;机制 【中图分类号】R697.24 【文献标识码】A 【文章编号】1673—721O(2017)05(a)一0038—04 Research progress of varicocele and male infertility NlNG Jinzhuo CHENG Fan YU Weimin RA0 Ting RUAN Yuan Department of Urology Surgery,Renmin Hospital of Wuhan University,Hubei Province,Wuhan 430000China ,【Abstract]Varicocele(VC)is a common disease of male urogenital system,and it is an important factor resulting in male infertility.At present,although numerous clinical and experimental studies have been carried out on the relation. ship between VC and male infertility,the pathogenesis is not fully clarified.It may be related to the combined action of multiple ways,such as microeireulation of the testis,vasoaetive substance,oxidative stress,nitric oxidehypoxia,im— ,munology and apoptosis.This paper briefly introduces the pathogenesis of male infertility caused by VC. 【Key words】Varicocele;Male infertility;Research progress;Pathogenesis 精索静脉曲张(varicocele,VC)是指男性蔓状静 环的结构基础嘲,睾丸微循环的调节极为复杂。涉及各 脉和精索内静脉异常扩张、伸长和迂曲的病理现象, 级血管嘲。睾丸微血管内持续而稳定的血流灌注对维 是青年男性泌尿外科中的常见疾病,通常以左侧多 持睾丸细胞正常生精功能及内环境稳定起着极为重 见,这主要由其生理解剖因素所决定,发病率约为 要的作用[51。VC出现精索静脉迂曲扩张,血液回流减 15%l”。近年来,男性不育症发病率逐步上升,已是影 缓,逆流热交换系统效率降低,睾丸局部温度升高,可 响男女双方和家庭关系的全球性问题,世界上几乎所 影响生精过程的发生;同时,VC使静脉内压升高,睾 有的国家和地区都认识到了男性生殖健康的重要性。 丸小动脉、微动脉收缩,导致睾丸管壁增厚.管径变 在诊断明确的VC人群中,不育的发病率可高达 小,从而加重缺氧诱导的睾丸细胞损伤.影响精子产 35%,导致男性不育症的病因中居首位[11,可见VC与 生,造成男性不育[61。VC引起的睾丸微循环障碍可导 男性不育关系密切。随着两者之间关系研究的不断深 致睾丸血流的重新分布。使睾丸发生明显病理生理改 入,各种学说不断出现,VC导致男性不育的机制仍未 变,出现“斑点样”改变。Tarhan等[ 研究发现VC患者 完全阐明,可能与睾丸微循环、血管活性物质、氧化应 睾丸动脉血流量相比正常对照组明显减少,提示睾丸 激、一氧化氮、缺氧、免疫及凋亡等因素有关,以下就 微循环障碍影响了生精功能,妨碍了精子的产生。 其可能机制及研究进展作出探讨。 1睾丸微循环障碍 2血管活性物质的毒性作用 VC时,由于精索内静脉回流不畅,来源于肾或肾 人与其他哺乳动物的睾丸血管结构基本相同。睾 上腺的代谢产物如5一羟色胺(5-HT)、前列腺素F缸 丸动脉起自腹主动脉,部分分支走行于睾丸间质内. (PGF孙)、类固醇激素、儿茶酚胺等反流到睾丸.极大 另一些分支沿睾丸表面行进。同时发出分支穿入睾丸 地影响了睾丸的生精功能。VC时,5一HT随静脉血反 实质内。睾丸微静脉相互汇合,向睾丸门方向聚集,最 流,破坏睾丸问质功能,从而影响生精功能嘲;5一HT可 终汇入精索静脉『2]。睾丸微血管内皮细胞是睾丸微循 改变睾丸内分泌功能,Bartoov等 发现VC时精子线 【作者简介】宁金卓(1985.2一),男,武汉大学第一临床学院 2015级在读博士研究生;研究方向:男科学。 【通讯作者】程帆(1969.9一),男,博士,主任医师,博士生导 师,教授,武汉大学人民医院泌尿三科主任;研究方向:男科学。 CHINA MEDICAL HERALD Vo1.14 No.13 May 2017 粒体排列紊乱、形态及位置异常,干扰线粒体正常功 能,致使睾丸功能发生障碍,影响精子活力;PG 也 是一种血管收缩剂,睾丸内PG 的升高可能是睾丸 病变本身产生,也可能是肾或肾上腺中的PGF纽反流 中国医药导报2017年5月第l4卷第13期 ・综 述・ 所致[1 :Abayasekara等f】】】认为Vc时PG 对睾丸有 分别为神经元、内皮和诱生型NOS:内皮NOS通常在 直接作用,使睾丸血供减少,破坏蔓状静脉丛的功能, 睾丸间质细胞和血管中表达;诱生型NOS存在于巨 造成生精异常;静脉反流的类固醇抑制正常精子的发 噬细胞和平滑肌细胞中。在正常情况下不表达,只是 生.可使睾丸慢性中毒,从而影响生精功能。 3缺氧 受到某些因素如细菌脂多糖和细胞因子的刺激而产 生的表达上调,VC时,作为一种代偿性机制,以维持 241。研究表明,低浓 VC时.精索静脉回流受阻,影响睾丸正常的血液 缺氧引起的睾丸动脉血流量减少[循环.可使睾丸出现缺氧的状态,引起精子数量和质 度NO可促进精子获能,而高浓度NO可抑制精子获 量的下降『121。Kilinc等【13研究表明VC可导致组织缺氧 能,从而破坏生精功能 。Shiraishi等陶研究发现,VC 及相关的病理生理过程,从而影响精子的发生;Oz— 患者睾丸内NO浓度和诱生型NOS表达明显升高。并 turk等_I4】在大鼠VC模型组中发现睾丸组织缺氧指标 明显增加。缺氧环境下,机体会做出相应代偿及改变, 缺氧诱导因子(HIF)是组织缺氧时所产生的特异性因 子.其含量与缺氧程度成正比。HIF~1 0【在缺氧条件下 能够进入细胞核形成HIF一1,启动靶基因血管内皮生 长因子VEGF的转录.从而使组织细胞适应低氧环境 。 Wang等【15】在大鼠vc模型中发现,睾丸中HIF一1 表 达增加,~侧VC可引起另一侧睾丸缺氧,导致了双 侧睾丸的生精细胞凋亡,表明HIF~lot在低氧条件下 可促进细胞存活和凋亡,也是预测睾丸生殖细胞凋亡 有用的因子【l61,与细胞凋亡率增加有一定联系。 4氧化应激 氧化应激是活性氧(ROS)过量产生或细胞内抗 氧化机制障碍导致的氧自由基大量积累的结果 。在 生理条件下,ROS的积累通过内源性抗氧化防御系统 维持在一个较低的水平,抗氧化酶的存在避免对精子 产生氧化损伤. ROS水平处于相对“平衡”状态,对于 精子成熟、获能、活化、顶体反应、趋化过程以及与雌 配子融合具有重要的意义 ;相反,VC发生时,过量 的ROS将超过内源性抗氧化剂的水平.加剧氧化应 激,同时可与细胞内重要的分子如蛋白质、脂质和核 酸等发生反应。破坏了其正常的功能,导致精子浓度、 精子活力及受精率下降ll91。Mostafa等 研究表明,Ⅱ、 Ⅲ级与I级患者VC相比.患者精浆中ROS水平明显 升高,其水平与VC分级呈正相关,说明ROS水平升 高可能和VC不育有关联:Liang等[2l】在大鼠VC模型 中,发现左睾丸组织中的ROS水平明显升高,睾丸功 能减退,进一步阻碍了精子的产生、活力以及成熟,最 终导致生殖功能受损。Fernando等[221在VC大鼠的生 精细胞应用抗氧化剂,发现其对凋亡有抑制作用.也 间接说明了氧化应激对生育的影响。 5一氧化氮(NO)机制 NO是近年来的研究较多的一种效应分子.和VC 所致生精系统的损害有密切的关系,其生成是由前体 L一精氨酸为底物,在NOS的作用下产生,NOS活性变 化直接调节NO的生成量[231。NOS有三中不同的亚型, 能导致生精障碍。 6免疫因素 近年来,随着医学免疫学的飞速发展,人们发现 免疫因素在不育中起着重要作用[271。在正常情况下, 由于血睾屏障、免疫调节等因素的制约,机体并不产 生自身免疫反应。VC发生时,由于睾丸组织中精索蔓 状静脉丛压力增高及血睾屏障遭受破坏.精子抗原与 机体自身的免疫发生反应产生抗精子抗体(AsAb), 进而干扰精子正常的发育和精子的形成。降低精子存 活率和活动力,引起无精或少精,导致不育㈤。研究表 明,VC患者精浆中AsAb水平明显增高,术后AsAb 水平呈下降趋势,表明VC可能会导致AsAb形成.进 一步证实了免疫功能与VC发生可能相关,改善患者 的免疫功能是VC治疗中一个比较重要的环节[291。但 目前AsAb在VC不育中的作用还存有争议,有研究 显示,AsAb通常不会改变精子的密度、活动力和形 态,也不会导致AsAb大量产生,所以AsAb与VC导 致不育关系不大 。Verajankorva等『3JJ研究发现AsAb 与VC并无直接相关联系,认为自身抗体产生的主要 由输精管部分狭窄所致。 7附皋的损害 以往对VC致男性不育的研究主要集中在睾丸。 近年来,VC附睾损害所致不育正逐渐被认识。附睾大 部分血液循环和睾丸是同源的,也是精子运输、储存 和成熟的场所。附睾内的变化可能是VC致不孕不育 的一个重要因素,附睾的损害对VC所致不育有着很 大的影111 ̄[321。研究发现,VC发生的缺氧可通过降低肉 碱和唾液酸水平改变附睾微环境.导致附睾上皮细胞 排列紊乱、微绒毛稀疏,引起上皮细胞凋亡.进一步损 害附睾功能,从而降低男性的生育能力[】6】。Zhao等[ 31 研究显示,VC时,附睾上皮细胞凋亡和唾液酸含量增 加,继而影响附睾的合成和分泌功能,说明附睾微环 境稳定对生育功能的重要性。Zha等 通过对实验型 大鼠左侧VC的研究,发现左侧的附睾功能结构较对 照组明显受到破坏。且附睾上皮细胞凋亡也明显增 加。Lehtihet等[341发现对于Ⅲ级VC患者.通过改善附 CHINA MEDICAL HERALD Vo1.14 No.13 May 2017绷 ・综 述・ 中国医药导报2017年5月第14卷第13期 睾功能可提高精子活力和数量,改善生精功能,说明 附睾功能与男性不育之间存在着密切的关系 8凋亡 fects of selective endothelin-a receptor antagonismin tes. ticular torsion[J1.Urol,2014,192(6):1871—1877, 【4】张馨月,贾振华,袁国强.微循环研究进展【c】.上海:第九 届国际络病学大会论文集,2013:434—436. 【5】张晓艳,刘明明,李炳蔚,等.观察链脲佐菌素诱导的 细胞凋亡是细胞死亡的一种形式。并受基因的精 确调控,在维持精子发生过程中起着重要的作用1碉。 正常生精过程中25%~75%的生精细胞凋亡.通过凋 亡信号转导通路的调节,维持生精细胞与支持细胞的 正常比例,以保证正常的生育功能。目前认为细胞凋 BALB/c糖尿病小鼠睾丸微循环损害[J].微循环学杂志, 2015,25(3):l一4. 【6]Kyathanahalli C,Bangalore S,Hanumanthappa K。et a1.Ex- perimental diabetes—induced testicular damage in prepu— 亡的主要信号转导通路有两条,即内在(线粒体)和外 bertal rats【J].J Diabetes,2014,6(1):48—59. 在(死亡受体)信号转导通路。其中,线粒体信号转导 通路是20世纪90年代后期所提出,源于细胞外一些 凋亡刺激因素,通过线粒体膜的通透性转换孔(per. meability transition pore, P)促使线粒体释放一些凋 亡启动因子引起细胞凋亡1 6/。Bcl一2是一组家族蛋白, 包含促凋亡因子(如Bax)和抗凋亡因子(如Bcl~2), 它们是近年来发现的一对关系密切的凋亡基因,其比 值可作为生精细胞凋亡的调节器.在凋亡的调控过程 中发挥重要的作用m。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(Cas. pase)是细胞凋亡机制中重要的组成部分,并参与多 种发病机制,如睾丸生精障碍、降低精子活力和精子 DNA水平等1381。其中,Caspase一3是细胞凋亡的重要效 应酶,也是关键的执行者。正常情况下,Caspase一3以 无活性的酶原的形式存在,当细胞接受凋亡刺激时, Caspase一3激活后通过信号转导引起细胞底物的降解 而诱导凋亡,这些影响包括细胞固缩、碎裂,染色质凝 聚和DNA片段化139]。Lee等『35研究发现,VC患者睾丸 中Caspase一9水平明显增高,Bcl一2水平降低,而Fas 和Caspase一8水平无显著变化.表明VC可能通过内 在途径来调控细胞凋亡。Fazlioglu等 在大鼠VC模 型发现,术后14 d双侧睾丸生精细胞较术前凋亡明 显增加。术后28 d生精凋亡达到最高值。因此,生精 细胞凋亡的改变与VC致不育关系紧密。 综上所述,对于VC与男性不育之间的关系,已进 行大量临床及实验研究,深入到超微结构和分子水平。 但VC致男性不育很可能是多种机制共同作用的结 果,各机制相辅相成,相互联系,共同作用于机体,最 终导致生精功能障碍。随着VC致男性不育机制研究 的不断深入 无疑将为未来VC的治疗提供新的方向。 【参考文献】 【11郭应禄,李宏军男性不育症【M】.北京:人民军医出版社, 2003:278—283. [2】顾磊,金保方,张新东.睾丸微循环结构及功能调控的研 究进展『J1.微循环学杂志,2014,24(3):65—67. 【3】Bajory Z,Varga R,Janovszky A,et a1.Microcirculatory ef- CHINA MEDICAL HERALD Vo1.14 No.13 May 2017 【7】Tarhan S,Gumus B,Gunduz,et a1.Effect of varicocele on testicular arte ̄blood lfow in men叨.Scand J Urol Nephrol, 2003,37(1):38~42. 【8】Devoto E,Madariaga M,Lioi X.Causes of male infertility. The contribution of the endocrine factor[J】.Rev Med Chil, 2000,128(2):184—192. 『9 Bar9]toov B,Ehes F,Reichart M,et a1.Quantitative ultra mor— phologica1.(QUM)analysis of human sperm:diagnosis and manage-ment of male infertility fJ】.Arch Androl,1999,42 (3):161—177. [10】闫涛,俞建军,徐月敏.精索静脉曲张致男性不育的研 究进展【JI.现代泌尿外科杂志,2010,7(4):324—327. [11]Abaynsekara DR,Kurlak LO,Jeremy JY,et a1.The levels and possible involvement of Leukotriene B4 an dpros taglandin F2 alpha in the control of interstitial fluid vol— ume in the rat testis[J1.Int J Androl,1990,13(5):408- 418. 【l2】丁强,孙长华,黄永刚.精索静脉曲张患者精索内静脉~ 腹壁下静脉转流术疗效观察【J】.中华男科学杂志,2006, 12(2):181-182. [13]Kilinc F,Kayaselcuk F,Aygun C,et a1.Experimental vafic— ocele induces hypoxia inducible factor-1,vascular endothe— lial growth factor expression and angiogenesis in the rat testis[J].J Urol,2004,172(3):1188-1191. 【14]Ozturk H,Tander,B,Aydin A,et a1.The effects of ehem— ical sympathectomy on testicular injury in varicocele[J1. BJU Int,2001,87(3):232. [151 Wang H,Sun Y,Wang L,et a1.Hypoxia—Induced apopto— sis in the bilateral testes of rats with left—sided varico— cele:a new way to think about the varicocele【J1.J An— drol,20lO,31(3):299-305. 【161 Zhang K,Wang Z,Wang H,et a1.Hypoxia—induced apop— tosis and mechanism of epididymal dysfunction in rats with left-side varicocele[JJ.Andrologia,2015,5(18):1— 7. [17】Yoon CJ,Park HJ,Park NC.Reactive Oxygen Species in the Internal Spermatic and Brachial Veins of Patients with Varic0cele—Induced Infertility【J].Korean J Urol,2010,5 1 中国医药导报2017年5月第l4卷第13期 (5):348—353. 综 2006,99(1):44—47. 述・ and anti spem antribody:fact or fiction[J].South Med J, [18]Sanchez R,Sepulveda C,Risopatron J,et a1.Human sperm chemotaxis depends on critical levels of reactive oxygen [30】Kendirci M,Hellst ̄'om WJ.Anti sperm anti bodies and varic— ocele【J1.South Med J,2006,99(1):13一l4. 【31】Verajankorva E,Laato M.Analysis of 508 infertile malpa— tients in south-western Finlandin 1980—2000:hormonal status and factors predisposing to immunological infertili— species【J].Fertil Steri!,2010,93(1):150-153. [19]Du Plessis SS,Agarwal A,Halabi J,et a1.Contemporary evidence on the physiological role of reactive oxygen species in human sperm function[J].J Assist Reprod Genet,2015,32(4):509—520. 【20】Mostafa T,Anis T,Nashar A,et a1.Seminal plasma reac tive oxygen species—anti0xidants relationship with varic— ocele grade[J].Andrologia,2010,44(1):66-69. 【21】Liang M,Wen J,Dong Q,et a1.Testicular hypofunction caused by activating p53 expression induced by reactive oxygen species in varicocele rats【jl1_Andrologia,20 15, 47(10):1175~1182. 【22】Fernando D,Rodrigo B,Teloken P,et a1.The effects of N——acetylcysteine on spermatogenesis and degree of tes— ticular germ cell apoptosis in an experimental model of varicocele in rats[J】.Int Urol Nephrol,2010,42(3): 603—608. [23]张大田,王勇,刘岩,等.N一硝基一L一精氨酸甲酯对大鼠 精索静脉曲张生精细胞Caspase一3酶及bcl一2基因的 影D ̄tJ].中华男科学杂志,2009,23(1):14—18. 【24】Nematollahi—Mahani SN,Azizollahi GH,Baneshi MR,et a1.Effects of folic acid and zinc sulphate on endocrine parameters and seminal antioxidant level after varicoc electomy[J].Andrologia,2014,46(3):240—245. 【25]郑航,郑新民,李世文,等.一氧化氮、一氧化氮合酶对精 索静脉曲张患者精子功能影响[J].华中医学杂志,2002, 26(1):25—26. 【26J Shiraishi K,Naito K.Nitric oxide produced in the testis is involved in dilatation of the internal spermatic vein that compromises spermatogenesis in infertile men with varicocele[J1.BJU Int,2007,99(5):1086—1090. [27】Ramsey KH,Sigar IM,Rana SV,et aI.Role for inducible nitric oxide synthase in protection from chronic chlamy— dia trachomatis urogenital disease in mice and its regu— lation by oxygen free radical[J】.Infect—Immun,2001,69 (12):7374—7379. 【28】Bozhedomov VA,Lipatova NA,Rokhlikov IM,et a1.Male fertility and varicocele:role of immune factors【J].Androl— ogy,2014,2(1):51-58. 【29】Djaladat H,Mehrsai A,Rezazade M,et a1.Varicocele ty[J].Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol,2003,1l1(2): 173—178. [32】Zha WL,Yu W,Zhang X,et a1.Effects of Artery-ligating and Artery preserving Varicocelectomy on Ipsilateral E— pididymis of Varicocele—induced Rats[J】.Urology,201 1, 77(4):1008.e9—1008.el5. 【33】Zhao YG,Zhou J,Zhang XJ,et a1.Effects of experimen. tal varicocele on the apoptosis of epididymis epithelium and synthesizing function of the epididymis in rats【J1. Zhong Hua Nan Ke Xue,2006,12(7):619—621. 【34]Lehtihet M,Arver S,Kalin B,et a1.Letf—sided grade 3 varicocele may affect the biological function of the epi didymis[J].Scand J Urol,2014,48(3):284—289. [35】Lee JD,Lu LY,Cheng WH,et a1.Dysregulated apoptosis through the intrinsic pathway in the internal spermatic vein of patients with varicocele[J].J Formos Med Assoc, 2009,108(8):612—618. [36】Hopps CV,Lemer ML,Schlegel PN,et a1.Intraoperative varicocele anatomy:a microscopic study of the inguinal versus subinguinal approachⅢ.J Urol,2003,170(6): 2366—2370. [37]秦文波,王淑秋,王淑湘,等.精索静脉曲张大鼠睾丸细胞 线粒体钙、Bcl一2/Bax蛋白表达和细胞凋亡的研究fJ1. 中国病理尘 杂志,2006,22(3):597—599. 【38]Said TM,Paasch U,Glander HJ,et a1.Role of caspases in male infertility[J1.Human Reproduction Update,2004. 10(1):39—51. [39J Kim JM,Ghosh SR,Weil AC,et a1.Caspase一3 and cas. pase-activated deoxvribonuclease are associated with testicular germ cell apoptosis resulting from reduced in— tratesticular testosterone【J】.Endocrinology,2001,142(9): 3809—38】6 [40】Fazlioglu A,Ymaz I,Mete O,et a1.The effect of varico. cele repair on experimental varicocele induced testicular germ cell apoptosis【J1_J Androl,2008,29(1):29—34. (收稿日期:2016—12—02本文编辑:张瑜杰) CHINA MEDICAL HERALD Vo1.14 No.13 May 2017 

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