11.1 高 温
对包括人类在内的大部分哺乳动物而言,睾丸需要一个比腹腔温度低的环境,一般要求较中心体温低2~4℃。很多外在因素(如高温作业、静坐等生活方式)都会影响阴囊局部的温度,当睾丸暴露在接近或高于腹腔温度时可导致生精障碍和生精细胞退化,引起暂时性、部分或完全的不育。机体主要通过两个机制调节阴囊温度,阴囊表皮负责第一水平的调节,阴囊有很多皮肤褶皱,可以根据体内外温度而改变,从而及时将热量释放至外界。此外,精索中的动脉缠绕在成束并行的静脉丛上,血液在两套血管系统中,只隔着薄薄的血管壁反向流动,形成了一个逆流交换系统;静脉血不断把来自腹腔动脉血的热量带走,从而使得睾丸动脉血温度低于腹主动脉。
引起阴囊温度升高的因素包括全身性和阴囊局部高温两种。
(1)高温作业:冶金工业的炼焦、炼铁、轧钢,机械工业的铸造、锻造、热处理、炉窑、锅炉房等高温作业;以及印染、缫丝、造纸;餐厅、面包房、洗衣房、消防队、农业、建筑、搬运工和夏季室外作业。
(2)局部高温:洗蒸汽浴/桑拿,长期静坐生活方式[1],穿紧身裤(紧身裤裆部很紧,布料又厚实,不利于散发热量,据测定得裤裆温度可高达40℃),使用电热毯等都能升高阴囊的温度。
11.1.1 高温对男性精液量的影响
Hjollund等[2]通过对长期静坐人群进行24小时阴囊温度测定,并根据个体温度值第10百分位数、第50百分位数和第90百分位数分别探讨阴囊局部高温与精液质量的关系。研究发现:精液密度、精液量随着温度升高而逐渐降低,尤其是根据个体第10百分位数温度值进行分析时这一现象尤为显著。而阴囊局部高温对于pH值和精子总数影响不大(表11.1)。
表11.1 不同阴囊温度下精液质量情况(中位数)(Hjollund,2000)

注:**与低温组相比P<0.01。
Hjollund等的研究为探讨高温与精液质量关系奠定了基础,然而该研究样本量较小,难以控制可能的混杂因素。2002年对中国六省市20~60岁一般健康男性精液质量调查,为探讨精液质量与阴囊高温的关系提供了一些有意义的结果。众所周知,职业为驾驶员、穿紧身裤、洗蒸气浴、久坐不动、使用电热毯等均可使阴囊温度升高。将有以上情况的645名对象列为阴囊温度升高组,不存在以上情况的546名对象列为阴囊温度未升高组。阴囊温度升高组年龄为(37.2±9.7)岁,阴囊温度未升高组为(38.1±9.9)岁,两组年龄差异无统计学意义。阴囊温度升高组禁欲时间为(4.8±1.5)天,阴囊温度未升高组禁欲时间为(4.8±1.7)天,两组禁欲时间没有统计学差异。
表11.2显示了阴囊温度升高组与阴囊温度未升高组精液指标的比较。阴囊温度升高组和阴囊温度未升高组精液量中位数均为2.3ml,两组精液量没有统计学差异。以是否为少精液症(<1.5ml)为标准,将精液量转化为二分类变量,阴囊温度升高者精液量少于1.5ml的占11.5%,而阴囊温度未升高者精液量少于1.5ml的为11.0%,在调整了相关影响因素后,阴囊温度升高组与阴囊温度未升高组间精液量异常的比例没有统计学差异(表11.3)。
表11.2 阴囊温度升高组与阴囊温度未升高组精液指标比较(连续型变量)

注:M为中位数,Qr为四分位间距,*秩和检验P<0.05 。
表11.3 阴囊温度升高组与未升高组精液指标比较(分类变量)

注:①资料来源于2002年中国六省市20~60岁一般健康精液质量调查。
②&采用1999年WHO《人类精液检查与处理实验室手册》建议的精子活动力参照值为:“射精后60分钟内,50%或更多具有前向运动(即a级和b级),或25%或更多具有快速前向运动(a级)”。符合该标准的精子活动力定义为正常,否则定义为不正常。
③aOR调整的变量为:采精季节、研究中心、年龄、生殖系统疾病、吸烟、饮酒、禁欲时间等。
11.1.2 高温对男性精子密度的影响
阴囊温度升高组精子密度中位数为62.5×106/ml,略低于阴囊温度未升高组(67.4× 106/ml),差异有统计学意义。根据WHO定义,当精子密度<20×106/ml,为少精症,将精子密度分为<20×106/ml和≥20×106/ml两类。阴囊温度升高组和阴囊温度未升高组均有4.8%的对象精子密度<20×106/ml,两组别少精症的发生率没有统计学差异。
11.1.3 高温对男性精子总数的影响
精子密度×精液量为精子总数。阴囊温度升高组精子总数的中位数为147.0×106,低于阴囊未升高组(162.9×106),差异有统计学意义。按照WHO精子总数的正常参照值标准,将精子总数分为<40×106和≥40×106两组,发现阴囊温度升高组26.7%的对象精子总数<40×106,高于阴囊温度未升高组(19.2%),阴囊温度升高导致精子总数<40×106的比例增加,OR=2.93(95%CI 1.16~2.14)(表11.3),这一发现与Laven等的研究结果一致[3]。(https://www.daowen.com)
11.1.4 高温对男性精子活动力的影响
精子尾部有鞭毛,是一种可以运动的细胞。精子活动力等级分为4级:a级(快速前向运动)、b级(慢速或呆滞的前向运动)、c级(非前向运动)及d级(不活动),其中(a+b)级精子所占比例称作精子前向运动率。研究发现,阴囊温度升高者的平均精子快速前向运动率、精子前向运动率与阴囊温度未升高组无统计学差异。
阴囊温度升高组85.3%的对象精子a级精子率<25%,略高于阴囊温度未升高者(84.8%),差异没有统计学意义。阴囊温度升高组55.2%的对象精子前向运动率<50%,低于阴囊温度未升高组(62.1%),虽然未调整的OR值显示差异有统计学意义,然而可能由于阴囊温度升高组对象较未升高组对象年轻,而年轻者精液质量较好,因此在调整了年龄等相关因素后未发现两组精子前向运动率有统计学差异。1999年WHO《人类精液检查与处理实验室手册》建议的精子活动力参照值为:“射精后60分钟内,50%或更多具有前向运动(即a级和b级),或25%或更多具有快速前向运动(a级)”。按照此标准,将符合该标准的定义为精子活动力正常,反之定义为不正常。调查结果发现:阴囊温度升高组53.6%的对象符合WHO参照值,低于阴囊温度未升高组(60.1%),但调整相关因素后差异无统计学意义。
11.1.5 高温对男性精子存活率的影响
活精子细胞膜完整,因而染色时染料被排除在外,精子不被染色,但死精子就被染料染色。亦可通过测量细胞抗渗透压的总能力以评估细胞的完整性。研究发现:阴囊温度升高者精子存活率中位数为71.0%,阴囊温度未升高者中精子存活率中位数为70.0%,两组差异无统计学意义。将精子存活率<50%时定义为异常,≥50%时赋值为正常,使其转变为两分类变量,阴囊温度升高组与阴囊温度未升高组精子存活率<50%的比例均为5.3%。
11.1.6 高温对男性精子形态率的影响
2002年中国六省市20~60岁一般正常男性精液质量调查发现:阴囊温度升高者精子正常形态率中位数为41.0%,高于阴囊未升高组(37.0%)。然而按照15%为界值将精子正常形态率转换为两分类变量,发现阴囊温度升高组1.40%的对象<15%,高于阴囊温度未升高组(0.6%)。调整相关影响因素后,差异无统计学意义。这一发现与其他研究相一致。Figa-Talamanca等[4]发现出租车驾驶员的精子正常形态百分率(45.8%)明显低于对照组(64.0%)。精子畸形的发生与驾驶年数有关,驾驶年数越长,则精子畸形率越高[5]。
11.1.7 高温对待孕时间的影响
一项关于402对夫妇受孕时间的回顾性调查显示,丈夫暴露于高温职业环境的夫妇平均受孕时间(中位数=4.0个月,均值=11.8个月,标准差=13.3个月),以及职业因素在机动车上静坐时间超过3小时/天的人群平均受孕时间(中位数=4.5个月,均值=14.4个月,标准差=28.5个月)较对照组(中位数=2.8个月,均值=7.8个月,标准差=13.3个月)长2.6个月[6]。睾丸局部高温可导致待孕时间延长(超过1年),OR为1.8(95%CI:1.4~2.4)[7]。
11.1.8 高温作用于男性精液质量的机制及影响途径
大部分哺乳动物的睾丸位于阴囊中,温度比腹腔低,为睾丸的生精过程提供了适宜的环境。睾丸部位的温度升高可触发生精细胞凋亡数目增加,造成生精能力丧失。睾丸温度升高时,可产生各种热应激反应,超过一定限度时,会引起睾丸缺血、缺氧及代谢障碍,致使生精细胞发生凋亡[8,9],从而导致精子数量减少,不健康和死亡的精子增多,由此可造成男性不育症。
11.1.9 高温的防护措施
(1)针对高温作业主要采取以下措施
1)加强个人防护:高温作业时加强保护装备,如冷却衣、反射衣、通风服、水冷服、隔热面罩或防护眼镜等防晒及防热用品,穿耐热、导热系数小,并且透气性能好(如棉、麻)的衣物,利于人体散热,如白帆布工作服(炉前作业时用)、铝箔工作服等。
2)改善高温作业环境:针对高温作业采取隔热、降温、通风等技术措施和一些组织措施,如增加工间休息等。
3)妻子计划怀孕者可短时间脱离高温作业岗位,或者更换工种。
(2)针对引起睾丸局部高温的因素可采取以下措施(特别在计划怀孕期间)
1)减少静坐时间,定时起立行走等;
2)避免穿紧身裤;
3)尽量避免蒸气浴或桑拿等;
4)避免使用电热毯或热炕。