5．4 精子运动的影响因素
疾病及外界环境等多方面因素可导致精液的理化性状变化，以及精子本身的形态结构受损和代谢的改变，从而使精子的运动功能受到影响。
5．4．1 疾病
（1）精索静脉曲张：（varicocele，VC）：是由于各种原因引起的精索内蔓状静脉丛回流不畅或因静脉瓣膜损坏引起血液倒流，导致局部静脉扩张、迂曲、伸长。精索静脉曲张多见于青壮年，在男性中的发病率为15%～20%，不育男性中发病率为25%～40%［43］。世界卫生组织把精索静脉曲张列为男性不育的首位原因［44］。精索静脉曲张可能通过使睾丸局部温度升高、导致睾丸微循环、血管活性物质返流、氧自由基损伤、免疫损伤及凋亡等多种途径共同作用导致精子结构和功能的异常而致男性不育［45］。汤洁等［46］比较了患有精索静脉曲张的官兵与不患该病的官兵的精子运动参数，结果显示患有精索静脉曲张的对象，a＋b级精子百分率明显低于对照组，曲线速率（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）也均低于对照组，而患病组的平均移动角度（MAD）较对照组明显高，升高幅度达45%左右（表5．2）。
表5．2 精索静脉曲张对精子运动参数影响（汤洁，2007）
（2）慢性前列腺炎：前列腺液是营养精液的成分，是精子活动的主要能源，前列腺病变必然影响到精液质量。慢性前列腺炎（chronic prostatitis）患者精浆中酶类发生变化，导致精液不液化或液化不完全；患者精浆中的白细胞增加，氧自由基含量增加，锌含量明显下降，氧化损伤增加，且还可出现抗精子抗体、畸形精子数量增多，共同作用使精子运动能力减弱、活动受限，从而导致不育。秦素等［47］的研究发现，慢性前列腺炎患者，精子的曲线速率（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）、直线性（LIN）、前向性（STR）均低于正常男性组，差别有统计学意义；特别是曲线速率（VCL）和平均路径速率（VAP）下降明显，达21%和22%左右（表5．3）。
表5．3 慢性前列腺炎对精子运动参数的影响（秦素，2005）
续 表
（3）抗精子抗体：精浆或女性宫颈黏液中存在抗精子抗体（antisperm antibody，AsAb）会影响精子前向运动，阻碍精子穿透宫颈黏液而影响生育。AsAb的作用主要表现为精子凝集、精子制动，影响精子的运输，抑制精子穿透宫颈黏液，限制精子与卵子透明带黏附，抑制精子顶体酶活性，使精子不易穿透放射冠和透明带，阻碍精卵结合。精子的凝集和制动被认为是AsAb影响精子运动的主要原因。AsAb对精子运动能力的影响可能是AsAb与精子尾部受体结合，使精子活动力和穿透能力下降，但活率无明显变化［48］。于昉等［49］的研究发现，抗精子抗体阳性的对象，精子的曲线速率（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）均低于阴性组，其中曲线速率（VCL）、直线速率（VSL）下降均在15%以上；而摆动性（WOB）、前向性（STR）也低于阴性组（表5．4）。
表5．4 精浆抗精子抗体阳性对精子运动参数的影响（于昉，2006）
注：两组比较＊P＜0．001，＊＊P＜0．05。
（4）病原微生物感染：细菌、病毒、支原体、衣原体、滴虫和溶脲脲原体（解脲支原体，ureaplasma urealyticum，UU）等感染生殖道，均可直接或间接影响精子的运动。于昉等［49］报道，不育人群中溶脲脲原体阳性组精子曲线速率（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）均低于UU阴性组（P＜0．001），而平均移动角度（MAD）、鞭打频率（BCF）均高于UU阴性组（表5．5）。江露等［48］的研究发现，支原体阳性的对象a＋b级精子百分率、直线速率（VSL）、前向性（STR）、平均移动角度（MAD）均低于阴性对象；衣原体阳性的对象a＋b级精子百分率（降低了14．5%）、曲线速率（VCL）、摆动性（WOB）均低于衣原体阴性的对象（表5．6，5．7）。周永华等［50］对不育人群弓形虫感染的研究发现，精浆弓形虫IgG抗体阳性的对象平均路径速率（VAP）低于阴性组，但其他运动参数差别没有统计学意义（表5．8）。
表5．5 溶脲脲原体感染对精子运动参数的影响（于昉，2006）
注：两组比较＊P＜0．001，＊＊P＜0．05。
表5．6 支原体感染对精子运动参数的影响（江露，2006）
注：两组比较＊P＜0．05。
表5．7 衣原体感染对精子运动参数的影响（江露，2006）
注：两组比较＊P＜0．05 。
表5．8 弓形虫感染对精子运动参数的影响（周永华，2005）
注：＊与正常组比较P＜0．05，＃IgG阳性组与阴性组比较P＜0．05。
男性在发生泌尿生殖系统感染时，精液中白细胞增多，可能会导致精子运动的损害，造成活动精子百分率、精子运动速度和活动精子总数显著减少［51］。精液白细胞异常导致男性不育的可能机制包括［52］：精液中吞噬细胞吞噬过程中产生活性氧（ROS），使精子细胞膜发生脂质过氧化损害，并对精子有毒性效应；白细胞产物γ干扰素、IL－8、TNF等可破坏精子的功能和成熟，干扰精子的代谢，抑制精子运动；大量的白细胞可刺激生殖道局部产生抗精子抗体，导致精子凝集、阻止精子运动；大量的白细胞在附睾、前列腺上皮浸润，引起附属性腺功能障碍，影响精子成熟。高久春等［53］对不育人群的研究发现，与非白细胞精液症组比较，白细胞精液症组曲线速率（VCL）明显的低，直线速率（VSL）和平均路径速率（VAP）亦有降低，平均移动角度（MAD）、鞭打频率（BCF）均较高；特别是曲线速率（VCL）和鞭打频率（BCF）变化较大，VCL下降近30%，BCF约增加了68%（表5．9）。
表5．9 精液中白细胞对精子运动参数的影响（高久春，2005）
注：＊＊P＜0．01。
（5）其他：氧自由基代谢和精子能量代谢异常、染色体异常等均可导致精子运动功能障碍。氧自由基通过对精子细胞膜过氧化损害，改变细胞膜的流动性，使精子的活动能力丧失；氧自由基还可使精子线粒体内外膜上的不饱和脂肪酸发生过氧化反应，使ATP合成减少，影响精子运动能力。商学军等［54］对活性氧（ROS）作用后精子的运动参数和存活率进行分析，结果发现，与对照组相比，正常精子模型与ROS孵育30分钟后，精子活动率、曲线速度（VCL）、直线速度（VSL）、平均路径速度（VAP）均明显下降（P＜0．001）；而用ROS孵育60分钟后，精子运动功能近乎丧失，精子主要运动参数趋向于零。精子能量代谢异常也可引起精子运动功能障碍。研究表明，精子线粒体的结构是否完好与线粒体的DNA是否受损，将直接影响到线粒体内ATP能量合成以及线粒体自身复制的正确性，从而影响精子的运动、乃至存活［55］。
5．4．2 精液质量指标与精子运动力
（1）精子形态结构异常：精子的结构异常可导致精子的功能异常、运动障碍。Blasco等［56］的研究显示，头部形态正常的精子游动更快。马玉涵等［57］对783例不育患者的研究显示，精子形态异常组精子曲线速度（VCL）、平均路径速率（VAP）、精子头侧摆幅度（ALH）、摆动性（WOB）均显著高于精子形态正常组，而精子形态异常组精子平均移动角度（MAD）、直线性（LIN）、前向性（STR）均显著低于精子形态正常组，但他并未按照异常部位细分再进行比较（表5．10）。精子的形态结构异常可直接影响精子的运动能力，如尾部轴丝异常、弯曲畸形、短尾、不定性头等均可影响精子的运动。尾部轴丝结构的异常包括［7］：①纤毛蛋白臂异常，如Kartagener's综合征；②缺乏中央连接和中央复合结构；③缺乏周围微管及相应的周围连接结构；④还有轴丝周围结构异常，如外周致密纤维缺陷的精子表现为滑行运动方式，却不能穿过宫颈黏液，所有这些异常均可导致精子运动功能障碍。此外，头部的异常可产生不利的流体力学，导致运动效率的降低。但是并非所有运动障碍的精子均存在结构异常，而正常精液者也存在一定数量的尾部结构异常，运动障碍与尾部畸形发生率的量化关系尚无定论［2，58］。江露等［48］的研究发现，精子运动活动力异常组，精子的形态正态率较低，发生精子大、小头，双头，锥形头，尾部异常者更多；精子活动力异常组中，大头精子及双头精子是活动正常组的1．29倍和1．96倍（表5．11）。
表5．10 形态正常和异常组精子运动参数比较（马玉涵，2006）
注：两组比较＊P＜0．05，＊＊P＜0．001 。
表5．11 精子活动力正常组和异常组精子形态百分率比较（江露，2006）
注：与精子活动力正常组比较＊P＜0．05，＊＊P＜0．01。
（2）精子密度异常：精子的密度过大也能影响精子的运动参数，导致男性生育力下降或不育。吴齐飞等［59］对不育患者的精液按照精子密度分成5个等级进行比较，发现精子密度＜20× 106／ml的患者精子活动参数均略低于其他组别（除鞭打频率（BCF）略高于20～×106／ml组），而且精子密度80～×106／ml的精子动态参数也略低，精子运动参数有随精子密度先增高后下降的趋势，形成一个抛物线形状（表5．12）。但江露等［48］对不育人群的研究仅发现，精子密度＜20×106／ml者的精子活动参数低于其他组别，但精子密度＞120×106／ml者精子活动参数并未下降（表5．13）。有些研究发现精子密度＞250．0×106／ml可引起不育或生育力低下，可能是因为精子数量过多妨碍了精子的游动，会过量、过快地消耗能源，致精子能源的枯竭。适当稀释精液，降低精子密度和采用优选精子，是一种可取的人工授精方法。但是精子密度异常低下患者的精子的运动能力也低于精液质量正常组。
表5．12 不同精子密度等级者的精子运动参数比较（吴齐飞，2007）
注：＊与其他各组比较P＜0．05，＊＊与5组比较P＜0．05，＃与1组、2组比较P＜0．05 。
表5．13 不同精子密度等级者的精子运动参数比较（江露，2006）
注：＊与精子密度0～组比较P＜0．01，＠原文为167．13±24．34。
（3）精子活动力异常：精子的活动力是精子运动参数的实际反映，精子活动力异常的对象精子的运动参数均较活动力正常者的差。江露等［48］的研究显示，精子活动力异常组的曲线速度（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）、平均移动角度（MAD）、精子头侧摆幅度（ALH）、直线性（LIN）、前向性（STR）均显著低于活动力正常组，而鞭打频率（BCF）、摆动性（WOB）则高于活动力正常组，其中ALH明显低，为正常组的30．99%，而WOB明显高，为正常组的1．82倍（表5．14）。
表5．14 精子活动力正常与异常组精子运动参数比较（江露，2006）
注：＊＊两组比较P＜0．01。
（4）精液液化异常：精液排出体外，要经过凝固－液化的过程，凝固因子来源于精囊腺，液化因子来源于前列腺液，两者主要由蛋白酶系构成。正常精液离体后30分钟内液化，当其中某些酶的活性减低时，精液表现出液化异常，从而影响精液的黏稠度。精液液化受精囊腺分泌semenogelin、前列腺分泌的PSA等因素影响。当前列腺炎或生殖道感染时，前列腺液中蛋白水解酶的含量和酶的活性均受到不同程度影响，不能水解精液中纤维蛋白，导致精液不液化［60］。精液黏稠度增高、精液不液化或者延缓液化会直接影响到精子活动力［61］，使得精子穿透女性宫颈黏液受到阻碍，降低精子的受孕能力造成男性不育。研究表明，精囊中分泌的凝固因子semenogelinⅠ（SgⅠ）和semenogelinⅡ（SgⅡ）对精子活率、运动速度具有抑制作用［62］。叶锦俊［63］用WLJY－9000彩色精液质量检测系统对东莞地区健康育龄男性的研究显示：精液完全液化组仅精子头侧摆幅度（ALH）和鞭打频率（BCF）略低于不完全液化组，其余7项运动参数均高于不完全液化组，尤其曲线速度（VCL）、直线速率（VSL）和平均路径速率（VAP）液化组较不完全液化组分别高14．69%，11．65%和7．89%（表5．15）。
表5．15 精液完全液化组与不完全液化组精子运动参数比较（叶锦俊，2009）
（5）精液pH值：精浆主要由精囊腺和前列腺分泌物混合而成，是维持精子功能的重要外部环境，正常精液pH值范围为7．2～8．0［7］。若精液pH＜7．0，精子运动能力及代谢下降；当pH＞8．0时，也会使精子活动功能受到抑制［64］。当宫颈黏液pH＜6．0时，精子在宫颈黏液中的活动全面受到抑制［65］。
5．4．3 外界因素
目前已经确认许多环境和职业因素对健康有害，同时也可能影响生殖功能，从而导致包括不育在内的多种疾病及功能异常。多年来已有大量实验证明，诸多环境因素可影响精子质量［48，66］。
（1）吸烟：烟草及其燃烧产物含有多种有毒有害物，因而吸烟对精液质量的影响也呈现在多个方面。颜华锋等［67］对健康志愿者的研究发现，吸烟组的精子存活率为58．14%，低于不吸烟组的63．67%。魏莎莉等［68］对已育人群的研究显示：不吸烟组、轻度吸烟组、重度吸烟组的前向运动率分别为52．7%，48．3%，45．9%，吸烟可降低男性精子前向运动率，且存在一定的剂量反应关系。何江等［69］对不育男性的研究显示，不育吸烟组的精子活力a级、a＋b级的比例较非吸烟组低，但其他精子动态参数两组比较没有差别（表5．16）。龚平等［70］对40例健康已育男性的分析发现，吸烟组平均移动角度（MAD）、精子头侧摆幅度（ALH）、直线性（LIN）、摆动性（WOB）等均低于不吸烟组，而吸烟组鞭打频率（BCF）明显高于不吸烟组（高出接近一半，见表5．17），其他动态参数没有统计学差别，但这与该研究样本量较小可能有一定关系。吸烟可通过烟草中的有毒有害物直接作用于生殖系统，影响生殖细胞及精子的产生、发育、成熟，甚至直接作用于精子的DNA，导致遗传物质的损伤；还可通过内分泌系统，影响体内激素水平，而改变精子发生，导致精子畸形率增加等变化，从而影响精子的运动能力。
表5．16 不育吸烟组、非吸烟组、烟酒组与正常对照组精子活力及动态参数比较（何江，2008）
注：与正常对照组比较，＊P＜0．05，＊＊P＜0．01；与吸烟组比较，＃P＜0．05，＃＃P＜0．01。
表5．17 吸烟组和非吸烟组精子动态参数比较（龚平，2006）
（2）饮酒：饮酒对精液质量的影响文献报道不一。艾庆燕等［71］的报道，不育组大量饮酒者的精子成活率、活动率、活动度（Ⅳ＋Ⅲ）等指标低于不育组少量饮酒者和非饮酒正常生育组。但朱伟勇等［72］的研究发现饮酒者和非饮酒者的精子形态正常率及精子头尾体畸形率两组间差异有显著性，而精子的活动力、活动率没有统计学意义。江露等［48］的研究显示，饮酒组的a＋b级精子百分率（下降25．5%）、精子曲线速度（VCL）、头侧摆幅度（ALH）（下降30%）、摆动性（WOB）均低于非饮酒组，差别有统计学意义（表5．18）。何江等［69］对不育男性的研究显示：若是吸烟、饮酒习惯均有的不育患者，其精子的活力、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）、精子头侧摆幅度（ALH）均明显低于单纯的吸烟组，烟酒共同对精子运动参数的影响会更大（见表5．16）。酒精对精子的影响，可能是通过影响性激素的合成和损害睾丸生精上皮，造成睾丸萎缩，从而影响精子的发育、形态和运动功能。
表5．18 饮酒组和非饮酒组精子动态参数比较（江露，2006）
注：＊两组比较P＜0．05。
（3）温度：适当的温度是精子生成的必要条件，温度过高或过低都对精子的运动产生不利影响。当温度过高时，精子活动力减弱；温度过低，精子代谢受抑，活动降低。桑拿浴、经常用很热的水淋浴，或者在桑拿房待的时间过久，导致睾丸温度升高，可损伤男性生育力，且有可能致畸［48，73］。江露等［48］的研究显示，桑拿组的a＋b级精子百分率（下降近28%）、精子平均移动角度（MAD）、精子头侧摆幅度（ALH）（下降约59%）等均低于非桑拿组，差别有统计学意义（表5．19）。其机制可能是因为温度过高：①使精子通过附睾的速率加快，不能完成相应成熟过程；②导致生殖系统代谢及生化的改变，睾丸生精组织被破坏，引起生精微循环的改变，阻碍了精子的发生和发育；③影响了睾丸的生精功能和产生雄激素的功能。
表5．19 桑拿组和非桑拿组精子动态参数比较（江露，2006）
注：＊两组比较P＜0．05。
（4）微量元素：精液中锌、钙、镁、铁、铜及镉（Cd）等微量元素含量过高或过低，均可能影响精子运动功能，导致男性不育。王春年等［74］的研究显示，精子活动力差的不育患者精子的平均速度与精浆内钙离子、铜离子含量有相关性。高元奇等［75］对不育男性的研究发现，精浆锌含量异常组a＋b级精子（低近28%）、平均路径速率（VAP）、直线性（LIN）均低于正常组，而鞭打频率（BCF）则高于正常组（高出近60%）（表5．20）。裴秋玲等［76］研究分析交警和男性师生精液的精子运动能力参数和血铅水平，结果发现交警的精子活动能力降低、精子琥珀酸脱氢酶活性明显抑制，由于琥珀酸脱氢酶活性与血铅水平呈负相关，据此他认为交警精子活动能力减弱可能与铅干扰精子线粒体能量代谢有关。微量元素对精子运动的影响可能是通过影响酶的活性而实现的，锌可延缓细胞膜的脂质氧化，维持细胞结构的稳定性和通透性，从而确保精子良好活动力；镉可直接抑制精子的氧化酶及精子的运动器官，镉升高时导致精子活动度降低，不育的男性精液中镉含量明显高于生育男性［77］。
表5．20 精浆锌含量正常组和异常组精子运动参数比较（高元奇，2009）
注：两组比较＊P＜0．05，＊＊P＜0．01。
（5）电离辐射及其他：电离辐射、药物、有毒有害化学物等可以直接或间接影响男性生殖系统，影响精子的运动能力。从事放射职业、接触化学毒物都可引起精子活动力下降，某些抗生素和抗肿瘤药的长期使用也可导致精子活力降低。丁晓萍等［78］对雷达作业人员和非雷达作业人员的研究显示（表5．21）：男性雷达作业人员精子的曲线速度（VCL）、直线速率（VSL）、平均路径速率（VAP）、直线性（LIN）、前向性（STR）、摆动性（WOB）等均低于对照组，而鞭打频率（BCF）、精子头侧摆幅度（ALH）高于对照组（高约43%）。李凡等［79］的动物研究显示，雷公藤甲素染毒的大鼠，中、高剂量组的精子直线速度、直线性、前向性均较低，高剂量组的精子曲线速度、平均路径速度、侧摆幅度、鞭打频率也较低。
表5．21 微波辐射对精子运动参数的影响（丁晓萍，2003）
（陈建平）
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