劉龍

(鄭州大學體育學院，河南鄭州 450044)

有氧運動對雄性SD大鼠精子質(zhì)量參數(shù)的影響

劉龍

(鄭州大學體育學院，河南鄭州 450044)

目的:分析不同強度有氧運動對雄性大鼠精子質(zhì)量參數(shù)的影響，為提高精子質(zhì)量提供合理運動方案。方法選用SPF級雄性SD大鼠40只，隨機分為安靜對照組(10只);低度有氧運動組(10只);中度有氧運動組(10只)，重度有氧運動組(10只)。各有氧運動組的大鼠分別在跑臺上進行不同強度的有氧運動，每天運動1小時，每周運動6天，共8周的跑臺訓練。實驗結(jié)束后測定各組大鼠的體重、睪丸和附睪重量及臟器系數(shù);采用精子質(zhì)量分析儀檢測各組大鼠的精子密度，活動率，畸形率及畸形指數(shù)。結(jié)果:經(jīng)過8周不同強度有氧運動后，與對照組相比，低度、中度及重度有氧運動組的大鼠體重明顯降低(P＜0.05或P＜0.01)。有氧運動組的精子質(zhì)量明顯提高，其中，中度有氧運動組的精子密度及活動率，與對照組相比，明顯升高(均P＜0.01)。重度有氧運動組的精子密度，與對照組相比，明顯提高(P＜0.01)。結(jié)論有氧運動能顯著改善雄性SD大鼠的精子質(zhì)量，尤其是中度有氧運動，為合理選擇提高精子質(zhì)量的運動方案提供理論依據(jù)。

有氧運動;精子活動率;精子畸形率;SD大鼠

近些年，不孕不育發(fā)生率逐年增加，已成為我國重要的醫(yī)學問題及社會問題，除了人們較為關(guān)注的女性因素，男性因素也不容忽視［1-2］。影響男性生殖的環(huán)節(jié)中，除了生殖系統(tǒng)激素的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)外，精子的活力和數(shù)量是決定生育的首要條件［3］。關(guān)于精子質(zhì)量下降的報道有很多，有研究指出，缺乏體育活動及靜坐的生活方式是其重要的原因之一，而精子數(shù)量的增加與體育鍛煉的強度與時間有關(guān)［4］。因此，本研究建立雄性大鼠有氧運動模型，觀察不同強度有氧運動對大鼠精子質(zhì)量參數(shù)的影響，為合理選擇提高精子質(zhì)量的運動方案提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

選4周齡雄性清潔級(10只)Sprague-Dawley (SD)大鼠40只(由河南省實驗動物中心提供)，體重在60-70g之間。實驗動物經(jīng)檢疫1周，無異常后標記并稱重，根據(jù)體重將SD大鼠隨機分為四組:安靜對照組(C組，10只);低度有氧運動組(L組，10只);中度有氧運動組(M組，10只);重度有氧運動組(H組，10只)。各有氧運動組的大鼠分別在跑臺上進行不同強度的有氧運動，根據(jù)Bedford［5］等研究報道:L組進行運動強度為30%VO2max，速度為10 m/min的低強度運動;M組進行運動強度為50%VO2max，速度為15 m/min的中等強度運動;H組進行70%VO2max，速度為20 m/min的高強度運動，每天運動1小時，每周運動6天，共8周的跑臺訓練。安靜對照組不運動常規(guī)飼養(yǎng)8周。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗動物處理

實驗8周結(jié)束后，稱重，麻醉脫臼處死(動物巴比妥鈉)。打開腹腔，剪斷睪丸和附睪，擦凈血跡，并剔除表面的脂肪和血管，眼科剪剝離出一側(cè)睪丸和附睪，立即稱重。(睪丸/附睪)臟器系數(shù)(%)=(睪丸/附睪)臟器濕重/動物體重(%)。

1.2.2 精子質(zhì)量參數(shù)分析

①制備精子濾液:打開腹腔后，用眼科剪剝離出一側(cè)附睪尾，并剔除表面的脂肪和血管，擦凈血跡，將其放入預溫生理鹽水(2 ml)中，再用眼科剪盡量剪碎，并用吸管吹打數(shù)次，使附睪中的精子充分洗出，再加生理鹽水吹打混勻，并用四層擦鏡紙過濾其中的大組織，再加適量生理鹽水沖洗、過濾。將過濾后的懸液輕輕混勻。保證以上操作在37℃環(huán)境中進行。

②精子密度檢測:取1滴新鮮精子濾液滴于載玻片上，并蓋上蓋玻片，采用精子分析系統(tǒng)直接計數(shù)單側(cè)附睪每毫升懸液中精子數(shù)。

③精子活動率檢測:取1滴新鮮精子濾液滴于載玻片上，并蓋上蓋玻片，立即用精子分析系統(tǒng)進行觀察。將精子分為有活動和無活動的兩種，計算精子活動率。精子活動率(%)=活動精子數(shù)/(活動精子數(shù)+無活動精子數(shù))×100%。保證整個操作在室溫24℃下進行，并在10 min內(nèi)完成。

④精子畸形率及畸形指數(shù)分析:取新鮮精子濾液1滴滴于載玻片上，再加一滴生理鹽水稀釋并搖勻，室溫下自然晾干后用甲醇固定，然后用伊紅染色3 h，在光鏡(400×)下觀察精子形態(tài)。精子畸形表現(xiàn)為無鉤、卷尾、雙頭、大頭、雙尾及香蕉形。每個樣本檢測精子數(shù)500個，計算出精子畸形率。精子畸形率(%)=畸形精子數(shù)/(檢測精子總數(shù))×100%?；沃笖?shù)(TZI)=缺陷總數(shù)/畸形精子數(shù)目。

1.3 統(tǒng)計學處理

軟件SPSS15.0進行統(tǒng)計分析。描述資料用(ˉx± s)表示。χ2檢驗進行精子活動率及畸形率的比較;組間比較采用單因素的方差分析(one-way ANOVA)。取檢驗水準為α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 光鏡下正常和畸形精子形態(tài)

取制備的精子濾液一滴滴于載玻片上，甲醇干燥固定，用伊紅染色后，在光鏡(400×)下觀察正常和畸形精子的形態(tài)，如圖(1～4)。

圖(1～4)正常和畸形精子形態(tài)(400×)

圖2 卷尾精子形態(tài)

圖3 香蕉精子形態(tài)

圖4 無鉤精子形態(tài)

2.2 各有氧運動組SD大鼠體重、睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)

經(jīng)過8周不同強度有氧運動后，與安靜對照組相比，各有氧運動組的大鼠體重，隨著有氧運動強度的加大而增高，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05或P＜0.01)。各運動組的大鼠睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，見表1。

2.3 各有氧運動組SD大鼠精子質(zhì)量參數(shù)分析

經(jīng)過8周不同強度有氧運動后，與安靜對照組相比，中度有氧運動組的精子密度和活動率顯著升高，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01);高度有氧運動組的精子活動率顯著增高，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01);各運動組的精子畸形率和畸形指數(shù)，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)(見表2)。

表1 各運動組的大鼠體重、睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)(n=10，ˉx±s)

表2 各運動組的大鼠精子質(zhì)量參數(shù)

3 討論

關(guān)于精子質(zhì)量下降的研究有很多，在西方國家主要表現(xiàn)為男性精子密度的降低，探討其原因可能與不良的生活方式有關(guān)，比如經(jīng)常靜坐或缺乏體育鍛煉等［6］。美國生殖學會主席提出“運動是健康生活方式的一個綜合體，對生殖、性愛健康也有貢獻”。Jorgensen［7］等進行了4 867名男性的橫斷面研究，對不同運動方式的男性精子進行分析，以研究運動與精子質(zhì)量之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，經(jīng)常鍛煉身體的男性精子質(zhì)量較好。Gaskins［8］等指出，少靜坐看電視并積極參加體育活動與男性精子密度和精子總數(shù)的增加密切相關(guān)，健康的生活方式對提高生育期男生精子質(zhì)量是有顯著效果的。目前在國內(nèi)，男性精子質(zhì)量下降造成的不育已不容忽視，而國內(nèi)關(guān)于體育運動與精子質(zhì)量的關(guān)系研究較少。因此，本研究建立了雄性大鼠有氧運動模型，觀察不同強度運動對精子質(zhì)量參數(shù)的影響，為選擇適宜有氧運動方案提供理論依據(jù)。

經(jīng)過8周不同強度的跑臺運動后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各運動組的大鼠體重隨著運動強度的增加而降低，而睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義。提示有氧運動能顯著減輕體重，而對生殖器官發(fā)育的水平影響不大。本實驗制備大鼠精子濾液涂片后，在精子質(zhì)量分析以下檢測各質(zhì)量參數(shù)，結(jié)果顯示，有氧運動能顯著改善大鼠精子質(zhì)量，其中，中度有氧運動的精子密度及活動率明顯高于對照組，高度有氧運動組精子密度顯著高于對照組;有氧運動對大鼠精子的畸形率及畸形指數(shù)沒有影響。有日本學者對215名男性進行抽樣測試，隨機分為3組分別做高強度、中等強度和低強度的運動鍛煉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中等強度運動組的男性精子能動性最強。在本研究結(jié)果中，同樣發(fā)現(xiàn)中度有氧運動組的大鼠精子密度及活性明顯優(yōu)于低度及高度有氧運動組。Nicole［9］等建立了肥胖小鼠模型，觀察運動和飲食干預對小鼠謝陳代謝及精子機能的影響，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，精子活力下降及畸形精子的形成與肥胖有關(guān)，而運動及飲食干預能逆轉(zhuǎn)精子機能的損傷。此結(jié)論在印證運動能提高精子質(zhì)量的同時，提示飲食同運動聯(lián)合干預，可加強對機體新陳代謝及免疫力的提高。

大量研究報道指出，參加體育鍛煉與人體健康之間有著密切關(guān)系，其可顯著降低肥胖、糖尿病及心血管疾病的發(fā)病風險［10］。肥胖被認為是影響精子功能的重要危險因素之一［11］，體育鍛煉可在控制體重的同時，可提高身體素質(zhì)，增強免疫力，從而在身體機能上調(diào)控內(nèi)在變化。本研究結(jié)果證實，中度以上有氧運動可改善睪丸生精環(huán)境，刺激精子更健康生成。因此，我們應(yīng)當培養(yǎng)良好的生活方式，積極參加體育鍛煉，提高身體各項機能，以確保精子的質(zhì)量。

［1］黃宇峰，許瑞吉.男性診斷學［M］.上海:第二軍醫(yī)大學出社，1999:67-74.

［2］謝剛，李偉娜.86例男性不育癥患者血清生殖激素觀察［J］.中國煤炭工業(yè)醫(yī)學雜志，2004，7(5):429.

［3］僧雪雁，張富青，劉毅，袁路.生殖激素、精液與男性不孕不育的相關(guān)性［J］.2012，20(11):47-49.

［4］Brownson RC，Boehmer TK，Luke DA.Declining rates of physical activity in the United States:what are the contributors?［J］.Annu Rev Public Health，2005，26:421-43.

［5］Bedford TG，CharlesMT，Noela CW，etal.Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experi mental procedures［J］.JAppl Physiol，1979，47(6):1278-1283.

［6］Swan SH，Elkin EP，F(xiàn)enster L.The question of declining sperm density revisited:an analysis of 101 studies published 1934 -1996［J］.Environ Health Perspect，2000，108:961-6.

［7］Jorgensen N，Joensen UN，Jensen TK，et al.Human semen quality in the new millennium:aprospective cross-sectional population-based study of4867 men［J］.BMJOpen，2012，2:51 -56.

［8］Gaskins AJ，Mendiola J，Afeiche M.Physical activity and television watching in relation to semen quality in young men［J］.Br JSports Med，2014，(4):1-17.

［9］Palmer NO，Bakos HW，Owens JA.Diet and exercise in an obesemouse fed a high-fat diet improve metabolic health and reverse perturbed sperm function［J］.Am J Physiol Endocrinol Metab，2012，302:768-780.

［10］Blair SN，Morris JN.Healthy hearts and the universal benefits of being physically active:physical activity and health［J］.Ann Epidemiol，2009，19:253-6.

［11］Bakos HW，Henshaw RC，Mitchell M，et al.Paternal body mass index is associated with decreased blastocyst development and reduced live birth rates following assisted reproductive technology［J］.Fertil Steril，2011，95:1700-1704.

Effects of aerobic exercise on semen quality in male Sprague-Daw ley rats

LIU Long
(School of Physical Education，Zhengzhou University，Zhengzhou 450044，Henan，China)

Objective:To analyze the effect of different types of aerobic exercise on semen quality in male Sprague-Dawley(SD)rats，and thereby provide rational movement scheme to improve sperm quality.Methods:A total of 40 male SD rats were enrolled in the study.The study consisted of control group(n=10)，light aerobic exercise group(n=10)，moderate aerobic exercise group(n=10)and highly aerobic exercise group(n=10).The aerobic exercise group exercised for 8 weeks，6 times per week and the control group maintained their daily eating habits.Testis and epididymis and its organ coefficient were measured after the 8 weeks experiment.The sperm quality analyzer was used to test the sperm density，activity ratio，deformity rate and index of rats.Results:After 8 weeks＇aerobic exercise intervention，compared with the control group，the weight level was lighter in the aerobic exercise groups (P＜0.01).The level of sperm density and activity ratio was significantly enhanced in moderate aerobic exercise group(P＜0.01)，moreover，the level of sperm activity ratio was significantly enhanced in highly aerobic exercise group(P＜0.01).Conclusion:The aerobic exercise was effective in improving sperm quality of rats，particularly in moderate aerobic exercise group，which can provide scientific basis for improving sperm quality.

aerobic exercise;sperm activity;sperm malformation rate;SD rat

G804.7

:A

:1009-9840(2015)02-0094-04

2014-10-12

劉龍(1976- )，男，在讀博士，講師，研究方向運動科學與體育教學。