六、 环境因素
近年来, 由于环境污染的日益加重, 人类生存环境中各种理化因素导致的不育也已引起人们高度重视。
环境因素对生育力的影响主要通过以下途径： ①作用于下丘脑—垂体—睾丸性腺轴, 导致对性腺刺激减弱, 影响精子的发生和性激素的产生,从而引起男子不育和男子性功能障碍; ②直接作用于睾丸, 影响睾丸的支持细胞和精子的发生过程, 造成可恢复性或永久性生育障碍; ③引起生殖细胞染色体的损害或突变, 产生致畸效应或流产; ④作用于附睾, 影响附睾的功能, 从而干扰精子在通过附睾时的精子成熟过程, 造成精子成熟障碍, 也可直接作用于附睾精子; ⑤通过血流将某些物质转运至精浆, 造成精子微环境的改变, 从而引起精子功能或结构的改变, 导致不育; ⑥通过毒性作用, 影响胎儿的生长发育, 导致流产、 死产或先天性畸形。 环境因素对生育力的影响分为两种情况。
(一)化学因素
化学因素引起的男性不育在现实生活中比较常见, 尤其在发展中国家, 生产和生活中产生大量的各种污染源都会对人的生育力带来潜在的影响。 主要包括各种农药、 工业化学制品、 食物添加剂及各种微量元素等。
1. 农药
农药在农业生产中用于防治病虫害的农药种类很多, 其毒性大小和毒性特点各不相同。 多数农药为低毒或中等毒性, 少数有高毒或剧毒。 接触农药者的范围多是工厂生产工人和农业作业农民。 但近年来由于间接通过污染粮食、 蔬菜或水源而蓄积中毒的情况也不断出现, 并引起人们的重视。 在一般生产接触剂量下, 大多数品种不表现为生殖毒性, 但少数品种因含有杂质而显示有明显的生殖毒性。
(1)有机磷农药： 有机磷农药属磷酸酯或硫代磷酸酯化合物。 这两种药物可影响动物睾丸组织中的精母细胞、 间质细胞、 支持细胞和各级精母细胞, 从而使睾酮合成及分泌减少, 精子正常发育受损。
(2)苯氧羧酸类农药： 苯氧羧酸类农药是一类除草剂, 常用的有2, 4 二氯苯氧乙酸和2, 4, 5 三氯苯氧乙酸。 现已证实该类药物具有生殖毒性, 胚胎发育毒性和致畸性等。
(3)有机汞农药： 有机汞农药是一类杀虫剂, 由于其对人及子代的危害大, 目前已禁止生产和使用。
(4)其他农药： 其他报道对生殖系统有损害的农药还有有机氯类农药和氨基甲酸酯类农药等。 它们可引起睾丸发育受损、 精子生成减少和精子活动度降低。
2. 工业化学制品
(1)苯乙烯： 是现代化工工业中常用的原材料, 广泛用于合成橡胶、 塑料等许多方面。 有报道苯乙烯存在着严重的生殖毒性, 可引起生精细胞受损。
(2)丁乙烯： 丁乙烯是一种间接致突变剂, 其体内环氧化代谢产物则为直接致突变剂。 它可使染色体畸变、 姊妹染色单体交换等频数增加。 丁乙烯对雄性小鼠的生殖细胞具有致死毒性。
(3)环氧乙烷(氧化乙烯)： 是工业上用于合成乙二醇、 聚乙酯树脂、 聚丙烯腈塑料的中间体, 目前广泛用于医疗上消毒剂和熏蒸剂。 环氧乙烷对细胞和哺乳动物均有诱变作用, 可导致体细胞突变及生殖细胞的可遗传性损伤, 使体细胞和生殖细胞的血红蛋白基因损伤。 对肝、 肾和睾丸均有毒性作用, 其中睾丸的组织损伤最严重。
(4)丙烯酰胺： 是一种无色透明片状晶体, 工业上常用作黏合剂、 涂料、絮凝剂和纤维改性剂等。 有报道称, 雄性小鼠染毒本品后可引起生精小管上皮变性和精母细胞染色体畸变。 另外, 丙烯酰胺可导致血浆催乳素和睾酮浓度的降低。
(5)环氧氯丙烷： 是一种无色油状液体, 有刺激气味, 是合成环氧树脂的原料。 对生殖系统损害表现为精子数降低, 精子头部异常率升高。
(6)2 -乙氧基乙醇： 2 -乙氧基乙醇, 属醇醚类化合物, 易与水、 乙醇、乙醚和液态酯等多种溶剂混溶。 一定量的2 -乙氧基乙醇染毒可引起动物睾丸肿大、 生精小管萎缩和精子数量减少。 病理检查可见睾丸间质水肿及成熟精子数下降。 当睾丸严重萎缩时, 生精上皮层仅剩支持细胞和精原细胞。 对睾丸的损伤呈剂量—反应关系。
(7)硝酸甘油： 有资料表明, 硝酸甘油对动物慢性毒性作用除引起体重、食欲和行为方面的非特异性反应外, 靶器官主要有血液系统、 肝脏和睾丸组织。
3. 各种微量元素
目前已发现至少有21 种金属具有不同程度的生殖系统毒性。 其中对男性生殖系统有损害的金属有铅、 汞、 铝、 铜、 镉、 锰、 镍、 络、 钒、 砷等。
(1)铅： 铅对生殖系统的损害是通过两个途径进行, 一是对睾丸的直接作用; 二是通过下丘脑—垂体—睾丸生殖轴的间接作用。
(2)镉及其化合物： 在生殖系统中, 镉可抑制含锌和巯基与生殖有关的酶, 如碱性磷酸酶、 乳酸脱氢酶、 酮戊二酸脱氢酶和作为精子特异标志的乳酸脱氢酶同工酶等的活性。 在睾丸组织受损的同时, 血中雄性激素和促性腺激素的水平也发生改变。 睾丸内分泌功能的损害影响了精子生成, 使精子数目和精子活力均降低; 并使精子中乙酰胆碱活性受到抑制, 从而影响精子的受精能力, 造成生育率低下。 以上这些变化通过直接作用和性激素的紊乱, 将最终影响精子的生成和发育成熟, 降低精子的活力。 在镉作业男工中可出现精子成熟障碍, 精子数目减少或缺乏。
(3)汞及其无机化合物： 虽然无机汞和有机汞均可影响雄性动物的生殖能力, 但它们对睾丸的损害程度和损害类型有所不同。 有机汞对睾丸损害较重,影响早期生精细胞, 并可导致不育; 无机汞则主要影响精原细胞和精母细胞,使生育能力降低, 但其对睾丸的损伤是可逆的。
(4)铝及其化合物： 铝是人们日常生活接触较多的金属物质。 正常人体内含有一定量的铝, 但大量的铝蓄积在体内则会产生毒性作用。 近年来, 国内外对铝的毒性研究较多, 但其对生殖系统的毒性研究则较少。 铝对雄性动物的睾丸生精功能和精子质量有明显的影响, 可使睾丸生精小管的精原细胞明显受损。 低剂量时, 即可使睾丸有关组织化学和新陈代谢酶的活性受到抑制, 从而影响睾丸的正常功能。 有报道称, 硫酸铝可使雄性小鼠的精子发生畸形。 此外, 铝可导致动物染色体畸变, 死胎率升高。
(二)物理因素
物理因素大多通过直接作用于生精细胞或间质细胞的方式导致生育功能的降低, 少数可以通过其他途径发挥作用, 如噪音可以引起人体的一些反应, 可以使肾上腺素释放激素的分泌增加, 从而引起下丘脑—垂体—性腺轴的反应,影响精子的发生, 导致生育功能下降。 常见的有两类, 即电离辐射和非电离辐射。
1. 电离辐射
主要包括X 射线、 γ 射线等。 各种射线可以通过对染色体的作用, 导致基因突变, 从而出现不育、 畸胎或流产; 它也可以作用于间质细胞, 使性激素产生减少, 性功能降低以及影响精子的发生和精液质量。 电离辐射的损伤程度与射线照射的剂量、 持续时间、 照射的方式、 年龄、 生理因素及环境因素等有关。 适当采用睾丸激素及促性腺激素治疗可能有一定的促进恢复作用。
2. 非电离辐射
主要包括射频辐射(无线电波)、 微波、 红外线、 紫外线、 超声、 激光。非电离辐射的生物学效应主要为热效应, 即机体把吸收的非电离辐射能转换为热能从而引起损伤。 另外, 非电离辐射的生物学效应还表现为非热效应, 通过改变细胞膜的一系列生物学功能而造成细胞损害。 两种效应协同, 可加重组织损害。 睾丸受热造成的生精细胞损害的类型及后果取决于热的程度及量。 小剂量的热主要损害精母细胞, 而大剂量则同时还损害精子细胞。 长期坐位工作的人(如司机、 办公室工作人员)由于阴囊散热不佳, 可以导致生精功能障碍。日常生活中, 热水浴、 紧身裤等也因为影响阴囊散热, 对生育力产生不良影响。 有些人群, 如锅炉工、 炼钢工人等因长期在高温下工作, 受热辐射作用,其生育力低于正常人。