缺氧对雄性大鼠生殖机能的影响

发布时间：2020-03-26 20:53

【摘要】： 近年来，随着生活水平的提高，人们对生活质量也有了较高的要求，长期工作在高原的平原移居者生殖机能方面的改变开始受到关注。调查尼泊尔居住在海拔2200～2600m和居住在高原的夏尔巴人，发现居住在高原的夏尔巴人生育力低下。文化风俗习惯的差异，不足以解释这种生育力的差别，这与高原缺氧的自然环境密切相关。新到高原的平原移居者在生殖上会遇到困难。新入高原的牛和其它动物在某种程度上，会出现生殖障碍,这只能通过与已适应高原缺氧环境的种系杂交几代才能够避免。高原生育能力的降低与缺氧对雄性动物生殖机能的抑制密切相关。目前国内外有关高原缺氧影响雄性生殖机能的研究非常有限。而且由于技术条件的限制，这些研究基本局限于在光镜下观察睾丸组织形态的改变，或测定血液中某些性激素浓度的改变。我们能够从中得到的信息和结论很有限。为了更深入、更全面地了解高原缺氧对男性生殖机能的影响，我们从整体、细胞、分子水平进行了研究，运用了生化技术、放免技术、免疫组化技术、RT-PCR技术、Nothern blot技术、流式细胞检测技术、电镜技术等多种实验手段，研究了模拟高原5000m缺氧对雄性Wistar大鼠性激素分泌的影响；缺氧对大鼠附睾尾精子数量和质量的影响；缺氧对大鼠睾丸和附睾组织生化功能的影响；缺氧对大鼠精子顶体反应及相关酶活性的影响；缺氧对大鼠睾丸内精子发生的影响及对睾丸内生殖细胞凋亡的影响。主要结果和结论如下： 1. 缺氧15天、30天大鼠附睾尾精子数显著降低。提示缺氧抑制了睾丸内精子从生精上皮释放。缺氧各组精子活动力和活率显著降低，缺氧各组附睾尾异常形态精子数显著增加，以尾部异常为主。说明缺氧引起精子在附睾内获得运动的能力降低，并引起精子在附睾内的形态改建过程也出现异常，造成尾部形态异常的精子增多，这些都提示了缺氧影响精子在附睾内的成熟。 缺氧5天、30天引起大鼠精液中附睾特异性α-葡萄糖苷酶活性显著降低。说明缺氧对附睾促进精子成熟的功能有抑制作用。缺氧时α-葡萄糖苷酶活性降低，将抑制精子在附睾内成熟过程中对细胞膜的改建和为精子成熟提供能量，影响精子在附睾内的成熟。缺氧30天，睾丸组织LDH-X/LDH显著降低。由于睾丸内LDH-X参与了睾丸精子发生和精子的能量代谢。慢性缺氧时睾丸LDH-X/LDH降低将影响精子的生成。缺氧5天、15天和30天均引起睾丸组织MDA降低，而缺氧5天、15天、30天睾丸组织内与抗氧化剂谷胱甘肽生成有关的GGT活性无显著下降。提示自由基没有参与缺氧对 WP=10 2. 睾丸内精子发生的抑制。 3. 缺氧5天、15天和30天，引起大鼠精子顶体酶活性显著降低。缺氧各组大鼠精子体外获能和顶体反应发生率均显著降低。精子获能和顶体反应发生率的降低，以及精子顶体酶活性降低将影响精子穿透透明带和冠状带的能力，降低了精子与卵子识别、结合的机率，从而抑制了精子与卵子结合，降低受精率。 4. 缺氧5天引起雄性Wistar大鼠血中PRL浓度显著升高。缺氧15天和30天，大鼠血中LH浓度显著降低。缺氧30天大鼠血中睾酮浓度显著降低。缺氧不引起大鼠血中FSH和E2浓度变化。结果提示缺氧对垂体分泌LH有抑制作用，LH分泌减少引起睾丸间质细胞分泌的睾酮减少，而睾酮在调节睾丸内精子发生和附睾功能中有重要作用。因此可见睾丸以上的性腺轴参与了缺氧对大鼠睾丸内精子发生和附睾功能的抑制。 5. 缺氧15天引起大鼠睾丸内P450scc mRNA表达显著降低。缺氧30天，大鼠睾丸内3β-HSD mRNA的表达显著降低。缺氧不影响睾丸内StAR mRNA的表达。提示缺氧将引起睾丸内睾酮合成相关酶P450scc和3β-HSD生成减少，引起睾丸组织内睾酮合成降低。 6. 缺氧引起睾丸生精上皮和间质形态结构改变。缺氧时曲细精管内精原细胞和初级精母细胞减少，部分生精上皮中生殖细胞排列紊乱。管腔内释放的精子数减少，间质肿胀，血管充血。提示缺氧影响睾丸内精子发生。 7. TUNEL法检测发现，缺氧引起睾丸内生殖细胞凋亡增多，凋亡的生殖细胞以精原细胞和精母细胞为主。缺氧引起生殖细胞凋亡增多，将造成精子生成减少。Western blot检测发现缺氧30天引起睾丸组织凋亡促进蛋白Bax表达增多，凋亡抑制蛋白Bcl-2无显著改变，Bax/Bcl-2升高。提示缺氧30天引起的生殖细胞凋亡增多，与睾丸组织内Bax蛋白表达增多有关。 8. 流式细胞检测显示，缺氧5天、15天和30天均引起4n细胞比例减少。缺氧15天和30天，生殖细胞增殖指数显著降低。提示缺氧抑制大鼠睾丸内生殖细胞的增殖分化能力；缺氧引起的大鼠睾丸内精子发生障碍与初级精母细胞（4n）减少有关。 综上所述，缺氧抑制了大鼠睾丸内精子的发生。这种抑制作用与缺氧引起睾丸内生精上皮形态结构改变有关，与缺氧诱导睾丸内精原细胞和精母细胞凋亡增多，引起睾丸内初级精母细胞生成减少有关，也与缺氧抑制垂体分泌LH，从而使LH刺激睾丸间质细胞分泌的睾酮降低有关。慢性缺氧引起的生殖细胞凋亡增多与睾丸组织内凋亡促进蛋白Bax增多有关。缺氧早期抑制了睾丸生精上皮向管腔内释放精子，引起附睾尾精子数减少。缺氧影响精子在附睾内的形态改建和获得运动的能力，使尾部异常形态精子增多，精子运动能力降低。缺氧通过影响
【图文】：

间质细胞类固醇合成及雄激素在靶细胞的修饰
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：R363

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本文编号：2601950