8.3 锌对精液质量的影响
8.3.1 概述
锌(Zn)是人体必需的微量元素之一,它的生物学功能主要发生在细胞内部,可以构成80多种金属酶。人体内的锌含量以精子中最高,其次是前列腺。锌是维持男性生殖功能所必需的微量元素,它参与精子生成、成熟、激活、获能和凋亡过程[56]。一定数量且形态正常的精子的形成需要适量浓度的精浆锌,精液锌主要来自前列腺液,前列腺液中锌含量比血清锌高100多倍,锌在男性生殖中起重要的作用[2]。
适当浓度的锌维持睾丸正常发育,在精子形成过程起促进作用。锌不足可致少精子症、精子成熟停滞及精子活力下降,严重缺锌者晚期可使精子生成停顿。Martin等[57]的实验研究发现:缺锌公羊的附睾和睾丸体积明显减小,睾丸生精小管的发育也较缓慢,空隙面积增大;“食量配对”对照组(食量相等,但食物中不含锌)公羊的睾丸生精小管和内腔比最高锌剂量组小,但与锌低剂量组和中剂量组的水平相当。而补锌组中,公羊的精子密度高于对照组,精子畸形率低于对照组;缺锌公羊补锌2个月后精液品质能够达到较好水平[58]。在公牛食物中补充锌可提高精液数量和质量,而以有机形式补充锌对公牛每次射精中的精子数量和活力的效果更为显著[59]。张磊等[60]对公牛的研究显示:精液质量正常的牛在补充锌、铜两种元素180天后精子密度、冻精活力显著改善,与试验前相比差异有统计学意义(P<0.05);精液质量异常的牛在补充锌和铜后冻精活力和冻精顶体完整率显著提高,与试验前相比差异明显(P<0.01);精液质量异常的牛在试验前主要表现为性欲低下、原精活力差、精子畸形率超标,在补充锌和铜后精液质量有了明显改善,治愈率达66.7%。
根据文献报告:锌在体内的含量正常参考值为500~1 500μg/L。对2002年中国六省市20~60岁一般健康男性精液质量研究资料进行分析,将血清锌含量按标准分组后,比较不同组的精液质量。鉴于目前并无血清锌对精液质量影响的阈值范围,因此,按照血清锌含量的4个百分位数即20%(870μg/L),40%(1 062μg/L),60%(1 282μg/L)和80%(1 592μg/L)分位数将调查样本分为5组(<20%组,20%~组,40%~组,60%~组,80%~组),比较不同组的精液质量,研究锌对精液质量的可能影响。由于锌为人体必需的微量元素,在进行logistic回归分析时,将血清锌含量40%~60%作为参照组,以了解较低或较高的血清锌含量对精液质量是否有不良影响。
8.3.2 锌对精液量的影响
对2002年中国六省市20~60岁一般健康男性精液质量资料进行分析,根据血清锌含量参照值(<500μg/L,500~1 500μg/L,>1 500μg/L)分为3组,比较其精液量水平,单因素和调整地区的方差分析均未发现3组的精液量水平有统计学差异(表8.8)。按血清锌含量4个百分位数分组的比较也未发现不同血清锌组的精液量均值有差别(表8.9)。从表8.10可见精液量异常的比例以<20%组略高一些,为25.21%,80%~组略低,为16.53%,但单因素和调整地区的分析均未发现组间的差异有统计学意义。以血清锌含量40%~组为参照组,比较其他血清锌组少精液症的差别,单因素logistic回归分析发现80%~组少精液症发生的风险较低,OR值为0.60(0.38~0.94),但调整城乡等因素后未发现血清锌含量对少精液症有统计学意义的影响(表8.11)。
表8.8 血清锌(按正常参考值分组)对精液质量的影响

注:*表示单因素分析的表示P<0.05。
表8.9 不同血清锌含量组精液质量的比较

注:*表示单因素分析的表示P<0.05,#表示调整地区和禁欲时间(分类变量)后P<0.05,括号内为两两比较的结果,英文字母不同表示两组间有统计学差异。
表8.10 不同血清锌组的各精液指标异常的比例(%)

表8.11 血清锌对精液质量影响的logistic回归分析
(https://www.daowen.com)
注:aOR指调整城乡、取精季节、禁欲时间、年龄、文化程度和人均年收入后的OR值及95%CI。
8.3.3 锌对精子密度的影响
按血清锌含量正常参照值分组的方差分析发现:血清锌<500μg/L组的精子密度略高(86.88×106/ml),但与其他两组相比无统计学差异(表8.8)。按血清锌含量的4个百分位数分为5组的比较发现,<20%血清锌组的精子密度均值为68.17×106/ml,略低于其他血清锌含量组(表8.9)。单因素卡方检验发现:不同血清锌含量组的精子密度异常比例有统计学差异,精子密度异常的比例以<20%组较高,为8.12%,80%~组略低,仅为1.27%(表8.10),但调整地区后分析结果显示无统计学差异。以血清锌含量40%~组为参照组,比较其他各血清锌组精子密度等级分布情况,单因素和调整后的logistic回归分析未发现血清锌含量对少精液症有统计学意义的影响(表8.11)。
国外有研究[6]显示:在精子数量正常(精子密度>20×106/ml)的男性精浆锌与精子总数正相关,相关系数为0.66;精浆锌与精子密度也呈正相关,而在精子密度<20×106/ml的人群中则没有相关性[7]。
8.3.4 锌对精子存活率的影响
对“2002年中国男性精液质量研究”的单因素方差分析发现:不同血清锌组的精子存活率在68%~73%之间,不论是按照血清锌含量的正常参照值分为3组,还是按照百分位数分为5组,其精子存活率均有随着血清锌含量的增加而降低的趋势(表8.8,表8.9)。两两比较结果显示:血清锌含量<20%组的精子存活率最高,均数为72.40%,其次为20%~含量组(71.28%),60%~和80%~含量组的精子存活率较低。调整地区和禁欲时间后其差别仍有统计学意义(P<0.05)(表8.9)。卡方检验发现不同血清锌含量组的精子存活率异常比例有统计学差异,血清锌<20%组精子存活率异常的比例为49.57%,80%~组为75.42%。随着血清锌含量的增加,精子存活率异常的比例增加。但调整地区后的分析结果显示:其统计学差异无显著性(表8.10)。以血清锌含量40%~组为参照组,比较其他各血清锌组精子存活率异常的风险,logistic回归分析显示:60%~和80%~组精子存活率异常的风险增加,调整后的多因素分析显示:OR值分别为1.63(95%CI:1.10~2.43),2.09(95%CI:1.38~3.17)(表8.11)。
8.3.5 锌对精子前向运动率的影响
按血清锌正常参照值分3组发现精子前向运动率有随着血清锌含量的增加而降低的趋势,但未显示各组的差别有统计学意义(P>0.05)(表8.8)。按百分位数分为5组的比较结果显示:不同血清锌组的精子前向运动率有边际统计学差异(P=0.087),血清锌<20%组(46.00%)和80%~组(45.99%)的精子前向运动率略低,40%~组的精子前向运动率,平均为48.52%,其次是60%~组,平均为48.26%。卡方检验显示不同血清锌含量组的精子前向运动率的异常比例有统计学差异,80%~组异常比例最高,为69.07%,其次是<20%组,异常比例为60.26%,40%~组的异常比例最低,为49.38%。调整地区后的分析结果显示:其差别有边际统计学意义(P=0.063)(表8.10)。单因素logistic回归分析发现,血清锌含量<20%组和20%~组的弱精子症风险高于40%~组,调整城乡等因素后的分析仍有统计学差异(OR=1.49,95%CI:1.01~2.19;OR=1.49,95%CI:1.01~2.18);80%~组的弱精子症风险也高于40%~组,调整后的OR值为2.08(95%CI:1.40~3.10)(表8.11)。
Sanada等的研究[8]显示:在精浆锌极低和极高组精液中正常精子的比例较低;在较低精浆锌浓度或较低锌含量组,具有正常精子密度,但精子活动性降低的比例明显增加。周蓉等[61]的研究显示:精液液化异常组患者(30例)的精浆锌含量低于精液液化正常组(30例),精液液化异常组对象的精子活力也较低(P<0.05)。对67例不育患者的研究发现精子活力异常组的精浆锌含量平均为1.42±0.43mmol/L,显著低于精子活力正常组(精浆锌含量平均为2.03±0.69mmol/L)[62]。此外,还有报道[66]指出正常男子前列腺、睾丸与精液中的锌含量过高可抑制精子的活动,在精浆锌浓度高的对象中,精子活力明显低于精浆锌浓度低的对象,显示高的精浆锌浓度对精子的前向运动可能有不利影响。结合本研究及文献可以推论,较低或较高的锌浓度对精子运动均有不利影响。
8.3.6 锌对精子正常形态率的影响
按血清锌正常参照值分3组的分析结果显示:锌正常含量组(500~1 500μg/L)的精子正常形态率略高(43.88%),但与其他两组比无统计学意义(P>0.05)(表8.8)。而表8.9的分析结果显示:不同血清锌组的精子正常形态率有边际统计学差异(P=0.056),调整地区和禁欲时间后的分析结果显示其差别有统计学意义(P<0.05),40%~组的精子正常形态率略高,平均为45.30%,其次是20%~组,平均为44.35%,而<20%组和80%组的精子正常形态率略低。卡方检验也发现不同血清锌含量组的精子正常形态率异常比例有统计学差异,<20%组的异常比例最高,为20.10%,而80%~组最低,仅为7.83%。精子正常形态率异常的比例有随着血清锌含量的增加而降低的趋势,但调整地区后的分析结果未显示其差别有统计学意义(表8.10)。单因素logistic回归分析发现:血清锌含量低于20%组的精子正常形态率异常(畸精子症)的比例高于40%~组,但调整后的多因素logistic分析未发现统计学显著性差异(表8.11)。logistic回归分析未发现20%~组、60%~组和80%~组的畸精子症风险与40%~组相比有统计学差异。
8.3.7 锌与男性不育
孙爱励等[63]对150例不育男性和50例正常生育男性的研究结果显示:不育者血浆锌浓度(15.11±4.23μmol/L)低于正常生育组(16.87±3.55μmol/L)。对67例平均年龄为28.5岁的男性不育患者的研究显示:在少弱精子症组(精子密度<20×106/ml、存活率<50%、a级精子<25%和a+b级精子<50%),以及弱精子症组(精子密度≤20× 106/ml、精子存活率<50%、a级精子<25%和a+b级精子<50%)患者中,精子中的锌含量分别为88.03mmol/107个精子、65.95mmol/107个精子,明显低于各项精液参数正常具有正常生育力的男性(129.96mmol/107个精子),但三组对象的精浆锌含量没有统计学差异[67]。在解脲脲原体(ureaplasma urealyticum,UU)感染的83例不育男性中,精液锌含量为144.00±36.81mg/L,显著低于正常生育者(178.00±46.48mg/L),UU培养为阴性的男性不育者(98例)精液锌含量(15.000±36.42mg/L)也明显降低,提示前列腺中的免疫功能和杀菌活性与Zn含量有关[68]。
锌对男性不育症的治疗具有重要意义。用锌治疗125名吸烟男性不育患者后发现其精液质量提高[64]。将弱精子症不育患者随机分为两组,一组接受硫酸锌治疗3个月,另一组作为对照。随访6个月后发现治疗组的精液质量明显改善,精子计数、精子前向运动活力及生育力均明显提高[65]。但体内锌水平过高对精液质量也有不良影响,职业性锌接触的工人易发生畸精子增多、无精子症及精子无力症[9]。
可见,维持正常的精子数量(密度)、活率、形态和运动功能均需要适量的锌,而且锌对精子活力的影响较为明显;在不育男性中主要表现为锌含量的降低。在精液中锌的含量特别高,前列腺液中锌的含量明显高于其他体液和组织,而且血清锌含量与精浆锌含量有一定的相关性。以往研究检测较多的是精浆锌含量,而“2002年中国男性精液质量研究”检测了血清中锌的含量,血液样本较容易获得,更方便观察不育男性的微量元素水平和变化情况,对男性不育人群的检测和治疗均有重要意义。“2002年中国男性精液质量研究”是在正常生育力男性中开展的,而且样本量较大,研究发现血清锌低于870μg/L(P20)时精子前向运动率较低,提示精子活力对锌含量的变换比较敏感;但没有发现血清锌含量高于1 592.00μg/L会使精子的运动有明显下降,推测可能是由于本研究对象为一般成年男性,没有职业锌接触史,其血清锌含量没有达到对精液质量产生不良作用的阈值。