肥胖对男性精液影响的研究进展

白双勇 (综述),王剑松(审校)

(1.昆明医科大学研究生部，昆明 650000； 2.昆明医科大学第二附属医院泌尿外科，昆明 650101)

肥胖对男性精液影响的研究进展

白双勇1△(综述),王剑松2※(审校)

(1.昆明医科大学研究生部，昆明 650000； 2.昆明医科大学第二附属医院泌尿外科，昆明 650101)

摘要：肥胖对男性精液质量的影响已经引起人们的重视，其机制一直是研究热点，目前发现肥胖通过降低男性游离睾酮水平,雌激素水平增加,抑制精子生成。同时精液中活性氧增加，导致精子DNA完整性降低，精卵结合及胚胎质量下降，最终使男性生育力降低。关于肥胖对男性精液质量影响的机制以及如何改变该影响还需要进一步研究。

关键词：肥胖；男性；精液

全球有10%～15%的人口有不育不孕的问题，在不孕不育中有20%～39%是由于男性因素所致[1]。随着全球超重及肥胖人口增多，有研究发现[2]，肥胖可显著改变男性性激素水平,减少精子生成，增加精子畸形率，导致精液质量下降，增加男性不育可能性。男性肥胖和超重，其配偶妊娠率降低，但是肥胖与精液质量之间的关系仍有争议，相较于超重和肥胖对女性生育的影响，其对男性生育影响的研究是非常有限的，而且各种研究结果也不尽相同。现就超重和肥胖对男性精液质量的影响进一步探讨，分析其影响机制。

1超重和肥胖对精液及妊娠的影响

1.1精液常规分析指标的改变关于肥胖和超重对于精液的影响，各种研究结果不尽一致。体质指数(body mass index,BMI)作为成人营养状况评估指标，根据BMI判定成人是否为超重或肥胖。Hammoud等[3]报道，随着BMI的增加，少弱精症发病率增加，正常体质量人群增加5.32%，超重人群增加9.52%，肥胖人群增加15.62%。随着BMI增加，弱精率增加，正常体质量组增加4.52%，超重组增加8.93%，肥胖组增加13.28%。男性肥胖可能导致精子密度降低，前向运动精子数量减少。Duits等[4]研究结果显示，肥胖人群精液量较正常人群少，其余精液指标并无明显差别。多变量分析显示，BMI与精液的各项指标无明显相关性，包括精液量。Mormandi等[5]认为，不同BMI的男性精液参数差异无统计学意义，BMI与一般精液分析的各项参数之间没有明显的相关性，常规的精液分析中可能无法检测出肥胖对于精子损害的影响。Eisenberg 等[6]报道，随着BMI和腹围的增加，射精量逐渐减少。同样，精液中总的精子数目也随着腹围的增加而降低。体质量指标与精液中精子浓度、活动率、活力、形态或DNA碎片指数之间没有相关性，总精子数随着体质量指标增加而降低。Sermondade 等[7]经过Meta分析发现，BMI和男性少、弱精症或无精症可能性之间存在J形关系。与正常体质量男性相比，低体质量男性OR=1.15，超重男性OR=1.11，肥胖男性OR=1.28，病理性肥胖者OR=2.04。超重和肥胖增加男性少弱精症和无精症发生的可能性。Sekhavat和Moein[8]认为，与正常BMI组比较，超重和肥胖组男性精子浓度、精子数量、精子活动率均较低，精子形态相比差异无统计学意义。Gutorova 等[9]则认为，肥胖男性总精子数及精子浓度均明显低于超重男性，超重男性的精子生成能力高于正常体质量者。

1.2对妊娠结局的影响男性BMI增加是否会影响妊娠结局，目前也存在很大争议。Keltz等[10]报道，临床妊娠率随男性BMI增加而降低，在体外受精胚胎移植技术中肥胖男性临床妊娠率为33.6%，明显低于超重男性的53.2%，提示肥胖对精卵结合有不良影响。这与 Kupka等[11]的结果相反，后者回顾性分析体外授精胚胎移植及卵泡单精子注射技术各个周期结果，胚胎移植成功率最高者反而是妻子BMI正常而丈夫BMI为肥胖的夫妇。Petersen等[12]研究结果显示,体外受精胚胎移植技术中夫妇双方BMI为超重或肥胖者，与其双方均为正常体质量夫妇相比则活产率较低。另一方面，在Braga等[13]的研究显示，超重及肥胖男性减轻体质量会提高其配偶妊娠概率。Bakos等[14]研究发现，父亲BMI增加可降低囊胚发育、临床妊娠率和活产率。

2超重和肥胖对精液质量影响机制

2.1内分泌改变肥胖与精液异常以及男性生育力下降的关系是多因素的，有不同的病因学说：肥胖影响下丘脑-垂体-性腺轴功能，由于男性肥胖是内脏脂肪组织堆积，脂肪组织的芳香化酶将雄激素转化为雌激素，使雌激素水平增加，反馈抑制下丘脑-垂体，促黄体生成素、促卵泡激素释放幅度及频率下降，性腺功能继而下降。内脏脂肪组织中醛-酮还原酶可以将双氢睾酮转化为无活性的5α-雄烷-3α 和17β-二醇(3α-二醇)。Stellato等[15]认为，由于总睾酮和游离睾酮明显下降，雌激素水平增高会对精子生成产生抑制作用。在肥胖男性中性激素结合球蛋白受高胰岛素调节，肥胖时高胰岛素水平抑制性激素结合球蛋白合成，同时雌激素水平增高对性激素结合球蛋白合成也有抑制作用。Blank等[16]认为，由于肥胖导致内啡肽的增加，由促性腺激素释放激素所诱发的促卵泡生成素水平降低，促黄体生成素释放脉冲幅度降低。Winters等[17]研究结果显示，肥胖改变了精子生成和支持细胞的功能，抑制素B明显下降同时伴有促卵泡激素降低。M Al-Ali等[18]的多变量分析结果显示，BMI对促黄体生成素、睾酮、泌乳素有明显负性影响。Jarow等[19]对不育和已生育的肥胖男性与非肥胖的不育和已生育男性的内分泌进行研究，结果显示，与生育非肥胖组比较肥胖不育组内分泌有明显的改变，睾酮水平明显降低，虽然雌激素水平未见明显改变，但睾酮/雌激素比率明显降低。肥胖不育男性中性激素结合球蛋白水平明显下降，从而提高睾酮和雌激素的生物利用度，血中促黄体生成素水平无明显改变，表明其游离睾酮水平也没有明显改变。

Aggerholm等[20]研究结果证实，肥胖男性睾酮和抑制素B水平较正常体质量男性低25%～32%，而雌激素水平则较后者高6%。Jensen等[21]研究发现，随着BMI增加，睾酮、性激素结合球蛋白、抑制素B均下降，而雌激素水平上升。Hofny等[22]研究结果显示，肥胖少弱精症患者与肥胖已生育相比，BMI与异常形态精子率、促黄体生成素、瘦素呈正相关，与精子浓度、精子活动率、睾酮水平呈负相关；血中瘦素与患者年龄、异常形态精子率、促卵泡激素、促黄体生成素、泌乳素呈正相关，与精子浓度、精子活动率、血中睾酮呈负相关。

2.2氧化应激人精液中活性氧类由精子和白细胞产生。白细胞产生活性氧类为精子的100倍。精子产生活性氧类的途径主要有两条：①位于精子细胞膜烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶系统；②位于线粒体内的烟酰胺腺嘌呤氧化还原酶系统。而后者是产生活性氧类的主要来源，精子中线粒体丰富，主要为精子的活动提供能量。正常水平的活性氧类对于维持精子获能、精子细胞变形、顶体反应、精-卵融合都是必要的。当精液中活性氧类异常增高时，其通过引发精子膜上的多聚不饱和脂肪酸的过氧化反应产生大量脂类过氧化物，特别是醛式产物(如丙二醛)对细胞具有毒性作用，使精子膜的流动性、完整性遭到不同程度的破坏，膜通透性增加，降低线粒体功能，影响精子的运动能力。过高的活性氧类损害精子细胞膜，促使精子早期凋亡增加，DNA损伤增加，最终降低男性生育力。氧化应激是指机体在遭受各种有害刺激时，体内高活性分子，如活性氧自由基和活性氮自由基产生过多，活性氧类包括超氧阴离子(O2-)、羟自由基(-OH)和过氧化氢(H2O2)等；活性氮自由基包括一氧化氮、二氧化氮和过氧化亚硝酸盐(ONOO-)等。氧化应激状态会诱发DNA双链断裂和DNA单链的形成，DNA断裂明显增加，染色质交联和染色体结构重组[23]。Furukawa等[24]认为，氧化应激可能是超重或肥胖影响男性生育的关键机制，氧化应激可能诱发精子DNA损伤。此外，Tunc等[25]报道，睾丸微环境暴露的氧化应激与BMI呈正相关，精浆中氧化应激也与BMI呈正相关。精浆中含有自由基的抗氧化清除物和抗氧化酶，当精子中的抗氧化系统被破坏，则精子功能降低。Kolesnikova等[26]在肥胖男性中由于氧化应激状态明显，还原型谷胱甘肽减少而氧化型谷胱甘肽增多。在肥胖不育男性中，由于还原型谷胱甘肽降低，则其抗氧化能力降低。与对照组比较中，肥胖不育男性组和正常体质量不育组还原型谷胱甘肽测量结果分别减少150%及120%。还原型谷胱甘肽下降临床意义在男性不育中，特别在肥胖不育患者中尤为重要。

2.3精子DNA完整性的影响目前，多数研究结果显示，肥胖与超重对精子DNA的损伤明显，不仅是精子DNA双链断裂增加，精子线粒体膜电位也发生改变。Dupont等[27]通过原位末端标记法评估精子DNA损伤情况，结果在肥胖男性中精子DNA损伤增加(优势比为2.5)。Tamburrino等[28]研究结果显示，肥胖对精子DNA的完整性有负性影响，可能引起较严重的生育问题。Sakkas和Alvarez[29]研究结果认为，精子DNA损害可能损害男性生育。Tunc和Tremellen[30]研究显示，男性中氧化应激与精子DNA碎片、精子DNA甲基化有相关性，这些改变对于子代的发育和表观遗传标志物均有重要影响。但是也有研究显示，BMI对精子DNA未见明显影响。Rybar 等[31]研究未发现BMI增加对精子染色体完整性及精子染色体压缩有任何影响，但是BMI增加使精子线粒体功能下降。

2.4睾丸温度精子生成对温度比较敏感，阴囊在人体正常温度是34～35 ℃，睾丸温度上升会降低精子运动能力，增加精子DNA损伤和精子氧化应激。精索静脉曲张等病理情况或长距离骑车等外在因素均会增加睾丸温度，从而造成精子功能低下和生育力降低。Wise 等[32]认为，每周骑自行车超过5 h锻炼者的精液各项参数均比间断骑车者低。有研究认为，在肥胖患者中阴囊周围脂肪堆积，睾丸局部温度升高，可引起精子DNA损伤和氧化应激增加[33]。

3改善肥胖男性精液质量的综合措施

肥胖是由多因素所造成的，包括心理、内分泌、代谢等。减轻体质量的常用方法包括生活方式的改变、药物治疗、手术治疗、胃电刺激等。Ivell等[34]研究表明，通过手术去除阴囊周围脂肪后，精液各项指标较术前提高。Håkonsen等[35]研究结果显示,43例BMI>33 kg/m2男性在减轻体质量前其精子数量少，睾酮水平低，经过连续14周减轻体质量训练后，该组男性精子总数、精液量、睾酮、性激素结合球蛋白、抗苗勒管激素增加。在减轻体质量幅度最大的一组男性精子总数及正常形态率均有明显增加，说明减轻体质量可以改善精子质量。Afeiche等[36]研究结果表明，减少日常脂肪的摄入,特别是高脂牛奶，能增加精子浓度和提高较好的前向运动率。低脂饮食与精子浓度和前向运动率呈正相关，与低脂餐摄入低者比较，高脂餐摄入多者33%有较低的精子浓度，9.3%有较高的精子活动率。与此结果相似，日常饮用低脂牛奶者有30%精子浓度较高，8.7%有较好的精子活动率。Afeiche等[37]研究发现，日常总的食物量与精子形态呈负相关，这种相关性主要是由全脂饮食决定。与半脂饮食或低于半脂饮食人群相比，全脂饮食者前向运动精子活动率明显降低。Cha 等[38]试验发现，胃电刺激可以降低患者食欲、胃排空速度，有效减轻肥胖者体质量，长期效果明显。Jurewicz等[39]认为，改变生活方式，如减少咖啡摄入、穿宽松内裤等行为可以使肥胖男性非整倍体精子减少，提高精子质量。

4小结

越来越多的文献证实超重及肥胖对精液质量有不良影响，同时也影响妊娠结局以及子代健康。除了前面所述的机制外，伴随脂肪增加而逐渐使男性的代谢和炎症状态发生改变，如血糖升高、胰岛素抵抗、C反应蛋白增加等。代谢异常及前炎性状态影响精子生成及改变精子染色质结构，最终影响男性生育力及胚胎质量。在肥胖男性不育症患者的治疗中应包括改变其生活方式及饮食结构减轻其体质量，才能改善精液质量。目前肥胖对男性精子影响的机制还需要进一步研究。

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Research Progress in the Effects of Obesity on Male SemenBAIShuang-yong1，WANGJian-song2.(1.GraduateDivision,KunmingMedicalUniversity,Kunming650000,China; 2.DepartmentofUrology,theSecondAffiliatedHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650101,China)

Abstract:The effects of obesity on male semen quality has attracted people′s attention,the research on the mechanisms of which has always been the focus.It′s now found that obesity inhibits sperm generation by reducing the level of male free testosterone,increasing estrogen level.Meanwhile,the reactive oxygen species in semen increases,which results in lower sperm DNA integrity,and reduced sperm egg binding and embryo quality,ultimately affects male fertility.Further study is still needed for the influence mechanisms and how to reverse the influence.

Key words:Obesity; Male； Semen

收稿日期:2014-12-01修回日期:2015-02-09编辑:薛惠文

基金项目：国家自然科学基金(81260374)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.006

中图分类号:R698.2

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)17-3087-03