代 波 蔣 越 林思偉 王權(quán)勝

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院男科，南寧市 530023，電子郵箱：daibo.163@163.com；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，南寧市 530001)

【提要】 精索靜脈曲張是引起男性不育的常見疾病之一。近年來，精索靜脈曲張性不育癥的發(fā)病機制研究較多，本文主要從細胞凋亡、氧化損傷、內(nèi)分泌、炎癥因子、一氧化氮、蛋白、基因及細胞因子等與精索靜脈曲張性不育癥相關(guān)的機制研究進行綜述，以期為精索靜脈曲張性不育的研究提供理論參考依據(jù)。

精索靜脈曲張(varicocele，VC)是指精索內(nèi)蔓狀靜脈叢的異常擴張、伸長和迂曲，是引起男性不育癥的常見原因之一。VC發(fā)病率約為15%，其中合并男性不育癥的發(fā)病率為35%～40%[1]。VC引起男性不育的機制可能為靜脈曲張引起的組織缺氧、溫度增高、代謝廢物蓄積等導(dǎo)致精子質(zhì)量下降和睪酮分泌減少，進而引起生育能力下降[1-2]。本文對近年來精索靜脈曲張性不育癥的發(fā)病機制研究現(xiàn)狀做一綜述。

1 VC對精子活力、睪丸附睪結(jié)構(gòu)的影響

VC會引起睪丸組織學(xué)改變及嚴重缺氧，導(dǎo)致曲細精管變性、異常線粒體、自噬小體和自溶酶體增多等。研究表明，VC可引起大鼠曲細精管變性，睪丸重量顯著下降，睪丸中聚核糖聚合酶的過度激活可引起睪丸損傷和細胞凋亡加速，而應(yīng)用聚核糖聚合酶抑制劑可預(yù)防睪丸重量下降[3]。有研究顯示，缺氧的精原細胞內(nèi)存在大量結(jié)構(gòu)異常的線粒體、自噬小體和自溶酶體[4]。VC可引起附睪管局部上皮細胞退化變性，部分主細胞及基細胞空泡變性，附睪管腔內(nèi)可見各級未成熟精子細胞；曲細精管層次紊亂，成熟精子數(shù)量減少或缺如[5-7]。還有研究發(fā)現(xiàn)，VC大鼠睪丸組織生精上皮排列紊亂，生精細胞廣泛脫落，凋亡指數(shù)明顯升高[8]。

2 VC對生精細胞氧化損傷的影響

活性氧是機體正常代謝的產(chǎn)物，是一類具有高度反應(yīng)活性的含氧基團，生理條件下機體可產(chǎn)生少量受控的活性氧，是精子獲能、頂體反應(yīng)等生理功能所必需的物質(zhì)。VC可以導(dǎo)致局部的血液循環(huán)障礙及組織缺氧，使活性氧產(chǎn)生增加，過量的活性氧會造成精子損傷，嚴重者可引起細胞凋亡[9]。研究表明，VC大鼠睪丸出現(xiàn)精子發(fā)生障礙、生殖細胞減少和空泡化等，睪丸組織丙二醛和活性氧/活性氮水平上調(diào)，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)、過氧化氫酶(catalase)等抗氧化酶活性明顯降低；同時，活性氧的產(chǎn)生與氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激密切相關(guān)[10]。有研究顯示，葡萄籽原花青素提取物(grape seed proanthocyanidin extract，GSPE)可激活核因子E2相關(guān)因子2抗氧化系統(tǒng)，上調(diào)核因子E2相關(guān)因子2及其下游基因以減輕氧化損傷[11]。氧化應(yīng)激可使睪丸組織活性氧/活性氮、丙二醛水平升高，還原型谷胱甘肽、氧化型谷胱甘肽及基質(zhì)金屬蛋白酶水平降低，線粒體結(jié)構(gòu)損傷，細胞凋亡率升高[12-15]。VC可引起附睪上皮結(jié)構(gòu)紊亂，上皮細胞脫落，閉鎖小帶蛋白ZO-1表達下降[16]。另外，活性氧水平升高會誘導(dǎo)缺氧誘導(dǎo)因子1(hypoxia inducible factor 1,HIF-1)及抑癌基因p53蛋白表達增加，導(dǎo)致睪丸質(zhì)量指數(shù)下降，生精小管改變，精子活力下降，導(dǎo)致男性不育[17-18]。

3 VC對內(nèi)分泌的影響

VC可影響下丘腦-垂體-性腺軸，使促性腺激素釋放激素、血清促卵泡激素(follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)和促黃體生成素(luteinizing hormone，LH)水平升高，血清睪酮和抑制素B水平降低[19-20]。Soares等[21]認為，正常的男性生殖功能和生育能力依賴于雄激素受體與經(jīng)典雌激素受體(estrogen receptor，ESR) 1和ESR2之間的平衡，而VC會降低睪丸中雄激素受體的蛋白表達水平。Rashtbari等[22]研究認為，VC可減少間質(zhì)細胞與支持細胞數(shù)量，并抑制其內(nèi)分泌活性。Karna等[23]研究表明，VC可下調(diào)大鼠血清睪酮水平，使血清LH和FSH水平升高，氧化應(yīng)激標(biāo)志物丙二醛和活性氧/活性氮表達上調(diào)。還有研究顯示，VC可破壞生精上皮結(jié)構(gòu)，降低睪丸組織緊密連接蛋白表達水平及血清睪酮濃度和抑制素B水平，提高血清促性腺激素釋放激素、FSH、LH、抗精子抗體水平[24]。

4 VC對細胞凋亡的影響

細胞凋亡是一些促凋亡刺激因素如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、活性氧等激活天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)家族成員，引起的一系列細胞內(nèi)不可逆改變[25]。關(guān)于細胞凋亡，目前認為主要有內(nèi)在(線粒體)信號和外在(死亡受體)信號兩條轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[26]。線粒體細胞凋亡途徑即通過線粒體釋放細胞色素C等凋亡蛋白而誘導(dǎo)生精細胞凋亡，分為B細胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)家族成員引發(fā)的線粒體途徑與抑癌基因蛋白p53引發(fā)的線粒體途徑[27]。Bcl-2、Caspase和細胞色素C與生精細胞凋亡有關(guān)，細胞色素C是線粒體起源的細胞凋亡信號，Bcl-2通過抑制細胞色素C從線粒體釋放入細胞質(zhì)中，Caspase主要調(diào)控免疫沉默的細胞凋亡過程，Caspase的活化及級聯(lián)反應(yīng)能被多種凋亡抑制信號調(diào)控[28]。死亡受體是與死亡配體結(jié)合而啟動凋亡程序的蛋白質(zhì)，具有專一性，包括自殺相關(guān)因子(factor associated suicide，F(xiàn)as)、Fas配體(Fas ligand，F(xiàn)asL)[27]。

Karna等[10]實驗研究顯示，VC大鼠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葡萄糖調(diào)解調(diào)節(jié)蛋白78水平顯著上調(diào)，Caspase-3和Bcl-2結(jié)合抗凋亡基因Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2 associated X protein， Bax)/Bcl-2比值亦顯著升高，推測內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與線粒體途徑交互介導(dǎo)了生殖細胞的凋亡。Zhao等[29]研究表明，VC可誘導(dǎo)HIF-1α的表達，激活下游信號分子，從而促進生精細胞凋亡；降低HIF-1α基因的表達，阻斷Bcl-2和Caspase-3的凋亡通路后，精子數(shù)量和活力顯著增加。Shokoohi等[30]研究發(fā)現(xiàn)，VC可引起睪丸組織丙二醛濃度升高，以及GSH-Px和SOD濃度降低，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，而經(jīng)橙皮苷治療后睪丸組織中丙二醛濃度降低，血清GSH-Px和SOD水平升高，Bax降低，Bcl-2 mRNA和蛋白質(zhì)的表達水平升高，細胞凋亡的速率降低。王祖龍等[31]研究顯示，VC大鼠睪丸質(zhì)量減輕，生精細胞Caspase-3蛋白表達升高，睪丸生精細胞凋亡指數(shù)增加。還有研究顯示，VC大鼠睪丸組織低氧誘導(dǎo)因子HIF-1、細胞色素C、Caspase-3表達水平升高，Bcl-2表達水平降低，經(jīng)茶多酚干預(yù)治療后，HIF-1、Bax、細胞色素C和Caspase-3表達水平降低，凋亡指數(shù)亦降低[32-33]。

5 VC對一氧化氮的影響

一氧化氮在人類睪丸及附睪等組織中廣泛存在，對精子有保護作用，可防止精子發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，刺激睪酮的分泌，促進精子活化獲能與精子的運動等[34]。一氧化氮對精子影響具有雙重性，高濃度的一氧化氮可損害睪丸的生精功能，而低濃度一氧化氮能提高精子活動度[35]。一氧化氮濃度升高可導(dǎo)致睪丸組織活性氧生成增多，消除自由基能力下降，精子更容易受到損害，高壓氧治療能改善組織缺血缺氧，使NOS及一氧化氮濃度下降，減輕睪丸病理損傷[36]。研究發(fā)現(xiàn)，VC可致睪丸組織中一氧化氮和白細胞介素1含量升高，并促進睪丸生精細胞凋亡，一氧化氮和白細胞介素1含量升高可能是導(dǎo)致睪丸損傷、睪丸生精障礙的原因之一[34]。一氧化氮合酶抑制劑可能有助于降低精索靜脈曲張不育男性的一氧化氮含量，服用氨基胍后，精子活力、存活率和基質(zhì)金屬蛋白酶顯著增加[37]。

6 小 結(jié)

VC對生精功能的損害是進行性的，可以破壞生精上皮結(jié)構(gòu)，影響精母細胞、間質(zhì)細胞、支持細胞、基因、蛋白、細胞因子等功能。VC可導(dǎo)致氧化損傷和生精細胞凋亡，影響患者內(nèi)分泌功能，引起促炎細胞因子的增加?；钚匝醯漠a(chǎn)生與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，氧化損傷可導(dǎo)致精子活力、獲能能力和頂體反應(yīng)降低，其具體機制還有待進一步研究；氧化損傷與細胞凋亡往往可能同時發(fā)生，炎癥細胞因子、氧化應(yīng)激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和線粒體信號通路等都會引起生精細胞的凋亡；而細胞凋亡與自噬、炎癥細胞因子、Fas、FasL、細胞色素C、Bcl-2家族、p53、Caspase等外源性或內(nèi)源性通路密切相關(guān)，但是其作用機制也尚未完全清楚。應(yīng)用抗氧化劑干預(yù)除了能中和過多的自由基外，還能阻止細胞凋亡的發(fā)生和發(fā)展。因此，闡明VC導(dǎo)致睪丸功能障礙的分子機制，并進行有效的干預(yù)，改善精子質(zhì)量，恢復(fù)睪丸的結(jié)構(gòu)和功能，是亟待解決的問題。