精索静脉曲张对睾丸生精功能影响研究进展

2015-04-02丁小明

四川解剖学杂志 2015年3期

丁小明

（泉州医学高等专科学校基础医学部，泉州362011）

精索静脉曲张（Varicocele，VC）一词是由Curling于1843年首次使用，精索静脉曲张为泌尿系统中常见疾病，常好发于左侧（70%-90%），青壮年多见，且对睾丸的损害呈双侧性。WHO将精索静脉曲张列为青壮年男性不育原因的主要原因，表明精索静脉曲张与男性不育疾病有密切相关性。精索静脉曲张所致男性不育发病机制目前还不清楚，研究内容主要涉及细胞凋亡、毒素、温度升高、氧自由基及免疫等多方面。本文对精索静脉曲张病因及病因机制的研究进展作一综述，为临床精索静脉曲张的研究和治疗提供参考。

1 精索静脉解剖

精索静脉起自附睾，经阴囊、腹股沟管、腹膜进入腹腔。阴囊段精索静脉相互吻合成丛。前、中、后依次为精索内、外静脉、输精管静脉、提睾肌静脉。三支之间互有吻合，并逐渐汇合，在阴囊根部及腹股沟管浅环附近与腹壁下浅、阴部内静脉、阴部外浅静脉及旋骼浅静脉间有广泛的吻合，穿行至腹股沟管深环处汇合为睾丸静脉，于腹膜后上行，汇合后左侧注人左肾静脉，右侧直接注人下腔静脉。

2 精索静脉曲张可能病因

人体由于多处于直立姿势，精索静脉血液回流必须克服重力自作用；静脉壁固有的解剖结构特点，壁薄及周围结缔组织薄弱导致收缩无力；精索静脉瓣膜于其它静脉而言相对缺损；蔓状静脉丛本身退行病变，张力降低［1］。Tilki等［2］研究发现精索静脉血管壁外层纵行平滑肌进入内层形成环形平滑肌束，呈现出内腔有规律的节段性缩小。其节律性收缩波是血液回流的动力，从而认为这种管腔结构是精索静脉血液回流的重要机制，这一管腔构造是VC重要的发病基础。精索静脉曲张常以左侧多见：左侧精索静脉相对右侧精索静脉而言呈直角注入入左肾静脉，导致回流不通畅，静脉压力高；Shafik等［3］通过对32例VC患者及30例正常对照者实验发现，取站立位时，患者于平静状态和增加腹压时（Valsalva试验）分别测定精索静脉内血压，发现平静时左精索静脉内压VC患者较对照者平均高19．7mmHg，Valsalva试验时平均高22mmHg，而右侧精索静脉内压两者相近；左侧精索静脉易受乙状结肠压迫；左肾静脉介于腹主动脉与肠系膜上动脉间，导致左肾静脉受压，影响精索静脉血液回流；左骼总静脉受右骼总动脉压迫，使左输精管静脉血液回流受阻形成所谓远端钳夹现象。

3 精索静脉曲张导致不育的病理机制

血管活性物质、肾上腺及肾脏代谢产物返流、静脉血淤滞引起缺血缺氧、睾丸温度升高等可引起曲精小管上皮变薄，损伤生精功能，引起内分泌紊乱，均为可能得的致病因素［4］。目前对于VC引起不育的机理的研究主要集中在阴囊高温、代谢产物返流、氧自由基、睾丸局部缺氧、DNA损伤等方面［5］。

3．1 5-羟色胺（5-HT）因素

5-羟色胺（5-HT）作为体内的一种神经递质，其生理功能引起周边血管收缩，5-HT还能对去甲肾上腺素缩血管起强化作用。精索静脉曲张时肾脏和肾上腺的代谢产物特别是5-羟色胺（5-HT）隨血流返流至睾丸，致睾丸血管收缩。Devoto等［6］研究发现由于精索静脉的血液返流引起5-HT在睾丸组织的异常聚集，从而使睾丸组织内微动静脉剧烈收缩，一方面直接影响睾丸血液供应及代谢产物的排除，同时导致了睾丸间质纤维化、间质细胞肿胀、空泡样变性，从而抑制睾丸间质细胞雄激素合成，最终影响了生精上皮功能，导致未成熟精子及生精细胞的脱落。Bartoov等［7］通过电镜下精子细胞器的观察，发现线粒体排列次序紊乱、形状改变、线粒体嵴形态异常、线粒体鞘缺如，认为5-HT干扰了线粒体正常的能量供应，致使睾丸能量的代谢障碍，而且线粒体在精子的分布位置异常。

3．2 氧自由基因素

氧自由基为精子正常生理功能所必须，一定程度的活性氧可以使精子获能，保证顶体反应的正常发生，对于维持生精功能的正常具有重要意义。由于生理条件下机体可产生少量受控的自由基，它是精子获能等生理功能所需的。在正常情况下，由于体内存活自由基的清除剂如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽氧化还原酶等、使氧自由基的产生和消除处于平衡的状态，在维持正常的生精过程起到重要的意义。Sharma等［8］通过对精浆中的活性氧和抗氧化能力的比较，发现活性氧和总抗氧化能力得分低者生育能力较差，进一步说明了活性氧和抗氧化机制失衡与男性不育之间的关系。

3．3 一氧化氮（NO）因素

NO由一氧化氮合酶（NOS）以L-精氨酸为底物催化生成，广泛存在于哺乳动物生殖系统中，对生殖起重要作用。VC时，精索静脉血液淤积以及返流的代谢产物刺激血管内皮细胞、巨噬细胞和睾丸细胞产生过量的NO合酶。此外，在精索静脉曲张时，精索静脉血中L-精氨酸含量升高，这也是NO生成异常增加的原因之一［9］。Turkyilman等［10］研究26例青春期男性，13例存在左侧精索静脉曲张，13例作为对照组，外周血中NO浓度两组相当，而精索静脉曲张组精索静脉内N0浓度较对照组显著增高。王淑秋等［11］研究认为，VC时，由于精索静脉曲张，其血浆中一氧化氮（NO）、一氧化氮合酶（NOS）、黄嘌呤酶及睾丸组织N0和X0产生增加，以及乳酸（Lac）和乳酸脱氢酶（LDH）含量的变化，从而导致精子生成障碍引起男性不育。Chen等［12］通过测定VC大鼠睾丸组织中NO水平，认为其高NO可能会导致睾丸组织受损，精子发育成熟障碍，最终导致不育。

3．4 温度升高因素

睾丸动静脉之间构成一种逆流热交换降温系统以调节精子生成环境的温度。精索静脉曲张时精索静脉内血液淤滞、回流不良，造成睾丸缺乏良好的静脉回流，导致阴囊、睾丸温度升高。Nakmuram［13］利用热敏电阻探针插入睾丸中心，证实精索静脉曲张睾丸温度升高。有学者用电子温度计测量精索静脉曲张患者阴囊皮肤温度：右侧阴囊皮肤温度显著低于左侧，而对照组左右两侧阴囊皮肤无统计学差异。Shiraishi等［14］认为，睾丸局部温度升高可通过热应激引起氧化应激，导致生殖细胞凋亡。动物实验［15］同时发现小鼠睾丸热暴露后睾丸中抗氧化物酶表达会有所增加，认为小鼠睾丸热应激可引起氧化应激作用生殖细胞凋亡。

3．5 免疫因素

在正常情况下，由于血一睾屏障隔离、免疫抑制作用及免疫调节机制因素限制，机体不会产生自身免疫。只有在上述免疫保护机制受到破坏情况下，精子才有可能与机体自身免疫系统产生抗精子抗体（AsAb），进而影响正常精子的形成及发育，引起少精，甚至无精症。吴明章发现精索静脉曲张不育者睾丸精曲小管界膜及间质小血管有免疫复合物沉积。常江平［16］等研究显示精索静脉曲张患者精索静脉血和外周静脉血多项免疫指标值均低于对照组，以CD4、CD4／CD8、B细胞等指标下降最为显著，说明精索静脉曲张时可造成体液免疫和细胞免疫活动低下。

3．6 细胞凋亡因素

叶和松等［17］通过部分结扎左肾静脉建立青春期大鼠左侧精索静脉曲张模型，采用原位末端脱氧核苷酸转移酶标记法检测睾丸生精细胞凋亡情况，免疫组化SABC法检测Bcl-2／Bax的表达情况。结果表明试验组细胞凋亡指数显著高于对照组（P＜0．05），且双侧睾丸组织内均见大量生精细胞凋亡。试验组Bcl-2表达较对照组低，左侧睾丸比右侧睾丸低，而Bax表达较对照组高，左侧睾丸比右侧睾丸高。秦文波等［18］于术后10周取双侧睾丸，采用火焰原子吸收法测定线粒体钙，VC组大鼠双侧睾丸生殖细胞线粒体钙的含量明显低于对照组，提示VC所致的男性不育可能是在某种凋亡诱发因素（高温、毒素返流、氧自由基等）作用下，线粒体钙的变化直接对生殖细胞产生影响，导致男性不育。

4 精索静脉曲张对生殖系统的影响

4．1 VC对精子的影响

岳焕勋等［19］将98例不育伴VC患者精液按WHO标准常规分析并对精子形态学进行评价。130例正常供精者精液检测结果作为对照。结果显示，VC患者正常形态精子和向前运动精子明显低于对照组（P＜0．001），精子畸形的类型以梨形、锥形和不定型头部畸形为主。表明VC可导致精子畸形率升高。

4．2 VC对激素水平的影响

鲁艳芬等［20］采用电化学发光法，分别对93例不同精索静脉曲张程度的患者分成4组，Ⅰ度组31例、Ⅱ度组35例、Ⅲ度组27例以及30例正常生育组，结果显示，随着精索静脉曲张程度的加重，FSH水平逐渐升高，Ⅲ度组FSH 水平［（8．7±3．8）IU／L］与正常组［（6．8±2．3）IU／L］比较差异有统计学意义（P＜0．05），黄体生成素（LH）、泌乳素（PRL）、睾酮（T）3种生殖激素3个VC组与正常组比较，差异无统计学意义（P＞0．05）。表明随着精索静脉曲张程度加重，生殖激素水平发生异常者增多。胡海翔等［21］将经过体检诊断为VC患者80例，根据《生殖疾病诊断学》分为VCⅠ级组35例，VCⅡ级组27例，VCⅢ级组18例。测定各组患者静脉血血清性激素T、FSH、LH和抑制素B的水平，并与无精索精索静脉正常对照组（n＝30）比较。结果除VCⅠ级组外，其他各组的血清性激素和抑制素B水平较对照组均有不同程度的下降。与VCⅡ组比较，VCⅠ级组和VCⅢ级组各指标水平具有统计学差异（P＜0．05或0．01）。表明精索静脉曲张的程度越严重，血清性激素T、FSH、LH和抑制素B水平下降越明显。

李超鹏等［22］通过部分结扎左肾静脉方法制作左侧精索静脉曲张模型（EV），雄性 Wistar大鼠36只，随机分为6组，EV持续2、4、8周组和相应接受假手术的对照组，每组各6只。造模成功后2、4、8周取实验组及对照组下腔静脉血及左侧睾丸，放射免疫法检测ITC及血清T、FSH、LH 浓度，并用免疫组化方法检测其受体AR、FSHR、LHR在睾丸组织中的表达，用TUNEL法检测细胞凋亡并计算生精细胞的凋亡指数（AI）。结果：VC后2周时，各激素平均灰度值未见明显变化，实验组LHR明显上升（P＜0．05）；4周时实验组ITCnmol／L较对照组及实验组2周组下降（P＜0．05），8周时实验组血清及ITC较实验组2周组、ITC、4周组，ITC均有明显差异（P＜0．05）。实验组均明显高于对照组，各EV组生精小管的超微结构损伤也随着精索静脉曲张持续时间的增加而逐渐严重。

刘建军等［23］通过部分结扎左肾静脉建立SD大鼠VC模型20只，假手术组SD大鼠20只为对照组。模型建立后4、8周取静脉血，并取部分睾丸组织匀浆提取上清液，ELISA法测定血清及睾丸内T浓度。结果显示，血清T：实验组4、8周与同期对照组相比有下降趋势，但没有统计学差异。双侧睾丸内T水平：实验组4周与对照组4周相比下降，但无统计学差异（P＞0．05）；实验组8周与对照组8周相比下降，具有统计学意义（P＜0．01）。表明在8周内实验性大鼠VC并没有引起血清T的降低，但可以导致双侧睾丸内T降低。

戚广崇等［24］运用时间分辨免疫荧光法对32例精索静脉曲张不育病人手术前后血浆生殖激素进行检测。32例病人中28例（87．50%）为Ⅱ度（中度）精索静脉曲张，4例（12．50%）为Ⅲ度（重度）精索静脉曲张。结果显示，治疗前，生殖激素异常者18例，手术后生殖激素异常的病人有11例转至正常范围。但原来生殖激素正常的14例病人中有2例出现异常。经统计学检验，全部病人手术前后生殖激素总体水平并无显著性差异。研究表明，精索静脉曲张不育病人的生殖激素多数有异常，治疗前后总体生殖激素水平无显著性差异（P＞0．05）。

4．3 VC对睾丸形态的改变

俞建军［25］通过建立动物模型将SD大鼠随机分为精索静脉曲张组（VC）20只，假手术对照组（SOG）10只，按sayPol方法部分结扎左肾静脉，同时结扎左骼总静脉与左精索内静脉之间的交通支，建立左精索静脉曲张模型，结果表明精索静脉曲张组的左侧睾丸与假手术组的左侧相比，精曲小管内径显著缩小，管周膜增厚，细胞层次减少，生殖细胞成熟障碍。

杨庆［26］通过部分结扎左肾静脉建立大鼠实验性精索静脉曲张（ELV）模型，分别于术后6周和9周和12周研究双侧睾丸的组织学改变并进行统计学分析。结果表明该模型大鼠的睾丸病理损害以生精上皮退化，精子发生阻滞，生精细胞脱落，精曲小管萎缩，间质水肿最为多见，损害为双侧性，统计学分析显示，ELV大鼠左右侧睾丸精曲小管退化百分比较对照组增加，病变有时间累进性特点，与人类睾丸的病理损害具有相似性。

张秋养等［27］通过部分结扎左肾静脉建立青春期大鼠实验性精索静脉曲张（ELV）模型，分别于术后4周和8周研究双侧睾丸的组织学改变并进行统计学分析。结果成功建立了ELV模型。该模型大鼠的睾丸病理损害以生精上皮退化，精子发生阻滞，生精细胞脱落，精曲小管萎缩，与杨庆研究结果一致。统计学分析显示，ELV大鼠左右侧睾丸平均重量和曲精小管直径均较对照组显著减小，睾丸间质面积较对照组显著扩大。

郑轶群等［28］通过在雄性SD大鼠左侧精索内静脉和肾上腺静脉内侧部分结扎左肾静脉制作EV模型。60只雄性青春期SD大鼠随机分为EV持续6、12、18周组（EV6、EV12、EV18组，每组12只）和相应的接受假手术的对照组（每组8只）。于6、12、18周，摘取成功复制成EV模型大鼠（分别为10，8，9只）以及各自接受假手术的对照组大鼠左侧睾丸，检测其Johnsens′评分、生精小管超微结构、睾丸组织睾酮浓度（ITC）和生精细胞的凋亡指数（AI）。结果显示，EV6、EV12、EV18组Johnsens′评分和ITC均显著低于各自对照组，并且随着精索静脉曲张持续时间的增加而逐渐降低；EV6、EV12、EV18组AI显著高于各自对照组，并且随着精索静脉曲张持续时间的增加而逐渐升高；各EV组生精小管的超微结构损伤也随着精索静脉曲张持续时间的增加而逐渐严重。表明EV导致同侧睾丸ITC下降、生精功能的进行性损害、生精细胞AI增加。

4．4 VC对支持细胞的影响

支持细胞位于曲细精管基底部，呈不规则的长柱状，胞核大，核呈椭圆形或三角形，与细胞长轴方向一致，染色质稀疏，有明显的核仁。胞质内基质致密，粗面内质网丰富，线粒体多，各级生精细胞镶嵌其中，其细胞质位于各期生精细胞之间，故不易分辨其细胞界限。支持细胞具有重要的分泌功能：包括转运蛋白如雄激素结合蛋白（androgenbinding protein，ABP）、调节蛋白如抑制素B（inhibin）、生长因子、雌激素等，维持正常的生精功能。FSH通过FSHR作用于支持细胞，促进支持细胞产生雄激素结合蛋白（ABP），使ABP与T结合，维持精曲小管局部睾酮的浓度，从而促进生精过程。

VC可损坏睾丸间质细胞、支持细胞，导致其分泌激素降低，通过反馈机制影响垂体LH和FSH激素的水平，从而影响睾丸生精作用的内分泌环境，使生育能力降低［29］。VC可影响支持细胞功能，导致睾酮及抑制素分泌异常，从而反馈影响睾丸生精作用的内分泌环境而致生育力下降［30］。张勇［31］采用CoCl2作为缺氧的模拟剂，模拟支持细胞体外缺氧状态。建立支持细胞体外缺氧模型。并通过控制CoCl2浓度变化来模拟不同程度的缺氧状态。通过MTT来检测不同缺氧状态下支持细胞的活性，流式细胞仪检测缺氧状态下细胞的凋亡率。结果表明，支持细胞的活性随着CoCl2浓度的增加而减少。凋亡率随着CoCl2浓度的增加而增加。VC损害了睾丸支持细胞和附睾上皮细胞间的紧密连接，从而破坏血睾屏障，精子可激活自身免疫反应，产生自身抗精子抗体。

5 小结与展望

综上所述，精索静脉曲张（Varicocele，VC）致男性不育涉及多个层面，包括系统、组织、细胞，分子等，之间建立联系并形成一个复杂网络，各种因素间相辅相成，从而损害睾丸致男性不育。随着精索静脉曲张致男性不育机制的研究不断深入，其临床治疗由精索静脉曲张所致的男性不育提供坚实的理论基础。

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