高尿酸对小鼠阴茎勃起功能及血清睾酮水平的影响

杨诗云，杨金月，陆 荃，和培春，李广裕，梁季鸿

尿酸是嘌呤代谢的最终产物，正常情况下，机体内的尿酸处于一种动态的平衡状态，对机体起抗氧化的作用，当尿酸生成增多和(或)排泄减少时，这种动态平衡就会被打破，机体内血尿酸水平升高[1]，形成高尿酸血症。勃起功能障碍(erectile dysfunction，ED)是由多种因素引起的男科常见疾病，近年来发病率逐步上升。影响阴茎勃起的因素涉及神经、心理、血管功能、阴茎海绵体组织等方面[2]。一氧化氮(nitric oxide,NO)是阴茎勃起中主要的神经递质，NO的减少可能导致ED的发生。此外，雄激素可通过增强性欲、性唤起等促进阴茎勃起，在维持阴茎勃起组织结构方面起重要作用，雄激素水平低下也可导致ED的发生[3]。研究[4-5]发现高尿酸可诱发男性ED，降低睾酮等性激素水平，导致男性性功能减退。本实验通过建立高尿酸血症小鼠模型，探讨高尿酸对小鼠阴茎勃起功能、血清睾酮、阴茎组织NO浓度等的影响，并探讨其可能的影响机制。

1 材料与方法

1.1实验动物 健康雄性无特定病原体(specific pathogen free，SPF)级昆明(KM)小鼠36只，鼠龄10周，体重36～45 g，由广西医科大学动物实验中心提供[许可证号:SCXK桂2020-0003]。自由饮水，饲养环境温度22～25 ℃。光照条件：白天光照12 h/夜晚避光12 h，交替进行。动物适应性饲养1周，实验前经交配实验证实小鼠均有正常的性功能，即在昏暗的灯光照明条件下，将雄鼠与发情雌鼠(由生殖方向实验课题组提供)合笼，雄性小鼠出现骑跨、插入、抖动等动作，并观察到阴茎头及阴茎体露出则认为有正常的性功能。

1.2试剂及仪器 氧嗪酸钾(美仑生物)，阿朴吗啡(Sigma公司)，尿酸试剂盒(南京建成)，小鼠睾酮(T)酶联免疫吸附测定试剂盒(武汉华美)，NO测定试剂盒(南京建成)，紫外分光光度计(上海元析)，微孔板恒温振荡器，Thermo酶标仪，Nikon Eclipse Ci-L显微镜等。

1.3高尿酸动物模型的构建 将小鼠称重后采用配对设计方法随机分为实验组和对照组，每组18只。参考杨桂梅等[6]的研究方法建立高尿酸模型。实验组给予氧嗪酸钾(1.5 g/kg)，溶于0.5%羧甲基纤维素钠溶液中，按0.1 ml/10 g灌胃，1次/d，共30 d。对照组给予0.9%生理盐水(0.1 ml/10 g)灌胃，1次/d，共30 d。每组动物自由饮水、普通饮食。实验过程中两组各有1只小鼠死亡。

1.4阴茎勃起功能测定 于药物干预30 d后参考Heaton等[7]的研究方法进行阴茎勃起功能测定。将小鼠称重后放入观察笼，适应环境10 min，保持室内安静，灯光调暗至仅够观察即可。阿朴吗啡10 mg+维生素C 50 mg加入到250 ml生理盐水中，阿朴吗啡终浓度为40 μg/ml，按100 μg/kg于小鼠颈部皮肤松软处行皮下注射，注射完毕后立即将小鼠放入观察笼中观察30 min，记录阴茎勃起次数。以阴茎头充血及末端阴茎体出现记为阴茎勃起1次。勃起率=有勃起小鼠只数/总小鼠只数×100%。

1.5血清尿酸及睾酮水平测定 灌胃2周后，断尾取血进行第1次尿酸水平测定。于阴茎勃起功能测定实验(方法1.4)结束2 d后，配制4%水合氯醛麻醉小鼠，摘眼球采血，采血后室温静置1 h，常温离心10 min(3 000 r/min)，取上层血清，按试剂盒检测方法检测两组小鼠血清睾酮及第2次血清尿酸水平。

1.6阴茎海绵体组织NO水平测定 摘眼球取血后，颈椎脱臼法处死小鼠，切开下腹部取出阴茎组织中后段保存备用。按照试剂盒说明书配制相应试剂，取适量阴茎组织(约10 mg)，加入冰上预冷的生理盐水100 μl，手动研磨。将组织匀浆离心10 min，取上清显色，双蒸水调零，在波长550 nm下测定各标本的吸光度值。

1.7睾丸组织苏木精-伊红(hematoxylin-eosin，HE)染色 切开小鼠下腹部，顺着精索用镊子拉出一侧睾丸，迅速置于4%多聚甲醛溶液中固定，后经梯度乙醇脱水，二甲苯透明，石蜡包埋，切片行HE染色，光镜下观察小鼠睾丸组织。

2 结果

2.1两组小鼠干预2周末血清尿酸水平比较 在药物干预2周末，实验组小鼠血清尿酸水平较对照组升高，差异有统计学意义[(253.52±20.56)mg/L vs(197.72±16.89)mg/L;t=8.647,P=0.000]，提示高尿酸小鼠模型构建成功。

2.2两组勃起功能比较 在注射阿朴吗啡后，实验组小鼠的勃起次数少于对照组，且勃起率更低，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组勃起功能比较[M(P25，P75)]

2.3两组血清尿酸、睾酮及阴茎组织NO水平比较 在药物干预30 d后，实验组血清尿酸水平高于对照组，血清睾酮和阴茎组织NO水平低于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组血清尿酸、睾酮及阴茎组织NO水平比较

2.4两组睾丸组织切片所见 光镜下见对照组小鼠睾丸间质细胞成群分布，胞体大，呈梭型或多边形，细胞核呈圆形，染色质较淡，细胞内脂质含量丰富。实验组小鼠睾丸间质细胞体积缩小，核固缩，染色质浓集、深染，胞内脂质含量减少。见图1～2。

图1 对照组睾丸组织HE染色所见(×400)图2 实验组睾丸组织HE染色所见(×400)

2.5血清尿酸水平与睾酮及勃起功能的相关性分析结果 Pearson相关性分析结果显示，两组小鼠终末血清尿酸水平与睾酮、勃起功能(勃起次数)呈显著负相关(P<0.05)。见表3。

表3 血清尿酸水平与睾酮及勃起功能的相关性分析结果

3 讨论

3.1ED是指阴茎持续或反复不能达到或维持足够的勃起以完成满意的性生活。阴茎勃起是在神经、内分泌等多种因素调节下的一种复杂的活动，该活动需要阴茎海绵体、神经、血管、内分泌及心理等因素的密切协同[8]。NO是阴茎勃起过程中关键的神经递质，当性刺激出现时副交感神经通路的激活促使海绵状神经和内皮细胞释放NO[9]。NO可激活胞浆内的可溶性鸟甘酸环化酶，活化后的鸟甘酸环化酶催化5-鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)转化为环状鸟苷单磷酸(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)，进而激活蛋白激酶G，引起细胞膜上的钙离子通道开放，钙离子外流，胞内钙离子浓度降低，促使平滑肌以及阴茎海绵体平滑肌松弛，白膜下静脉回流受阻，最终使阴茎勃起。任何引起阴茎海绵体中NO减少的因素都可能导致ED的发生。另一方面，在性欲的维持上，雄激素扮演着重要角色。雄激素可以诱导性欲和阴茎的自发勃起，能够调节阴茎海绵体中的血液灌注及回流过程。有研究[10]表明，睾酮对维持阴茎勃起的生理和解剖基础具有重要作用，而性腺功能减退和睾酮水平降低是导致ED发生的重要因素之一。此外，也有研究发现，高尿酸血症与高血压、肾脏疾病、糖尿病、心血管疾病的发生发展密切相关，同时高尿酸血症也与肥胖、血脂代谢等关系密切[11-12]，而ED已经证实与心血管疾病、糖尿病、高脂血症等的发生具有关联。

3.2尿酸是机体嘌呤代谢的产物，生理浓度下，尿酸是一种抗氧化剂，能清除自由基，抑制活性氧簇引发的氧化应激损伤，有抗氧化、抗DNA损伤的作用，而高浓度的尿酸则表现为促氧化特性。高尿酸对机体NO的表达水平有着重要的影响。Gersch等[13]研究发现，高尿酸血症时体内氧自由基增多，促进氧自由基与NO反应增强，从而消耗了大量的NO，导致NO含量下降。高尿酸血症亦能抑制血管内皮舒张和NO的释放[14]。夏莉等[15]的研究也发现，高尿酸血症可以抑制大鼠阴茎海绵体NO的水平。本研究结果表明，实验组小鼠阴茎组织中NO水平较对照组显著降低。这说明高尿酸血症能影响机体NO的表达，降低小鼠阴茎海绵体组织中NO的含量。

3.3高尿酸与血清睾酮之间也存在着密切关联。徐静娴[16]通过对比发现，高尿酸血症组血清总睾酮水平低于正常尿酸组，且尿酸与总睾酮水平呈负相关。本实验结果表明，相比对照组，实验组小鼠血清睾酮水平降低，差异有统计学意义(P<0.05)。另外，尿酸与睾酮、勃起功能(勃起次数)均呈显著负相关(P<0.05)。提示高尿酸可引起睾酮水平降低，阴茎勃起功能下降。

3.4睾丸是合成和分泌雄激素的主要组织，睾丸间质细胞是睾丸组织中合成雄激素的主要细胞[17]，人体超过90%的血浆睾酮是由间质细胞贮存和合成的胆固醇生成的[18]。雄激素睾酮可以促进精子的发生和雄性生殖器官的发育和成熟，并维持其正常生理功能[19]。本实验睾丸组织经HE染色在光镜下可见，对照组小鼠睾丸间质细胞成群分布，胞体大，呈梭型或多边形，细胞核呈圆形，染色质较淡，细胞内脂质含量丰富；而实验组小鼠睾丸间质细胞体积缩小，核固缩，染色质浓集、深染，胞内脂质含量减少。这与陈锡文[20]和赵茜[21]等在糖尿病对大鼠睾丸间质细胞形态和功能变化的研究中，糖尿病组睾丸间质细胞的病理改变相似。而这些改变通过电镜下观察糖尿病大鼠睾丸间质细胞得到证实，间质细胞内出现线粒体肿胀、变形及滑面内质网数量的减少，提示间质细胞的结构和功能的损伤。这说明高尿酸血症和糖尿病都可以通过某些机制影响睾丸间质细胞，使细胞内线粒体等细胞器合成和分泌睾酮的能力受损。此外，高尿酸对于内分泌垂体性腺轴的影响有待进一步研究。

综上所述，血清尿酸对阴茎勃起功能及睾酮水平有着重要影响。高尿酸通过降低阴茎组织NO水平及血清睾酮含量影响阴茎的勃起功能，而血清睾酮的水平降低可能与高尿酸导致的睾丸间质细胞损伤相关。