睪丸微循環概述

谷亞龍綜述 張新東金保方審校

1. 南京中醫藥大學中醫男科學（南京 210023）; 2. 南京中醫藥大學男科研究所

睪丸微循環概述

谷亞龍1綜述 張新東2金保方2審校

1. 南京中醫藥大學中醫男科學（南京 210023）; 2. 南京中醫藥大學男科研究所

哺乳動物睪丸生精小管的精子發生是一個復雜的生物學過程，涉及到細胞增殖、分化和凋亡之間的微妙平衡。在大多數哺乳動物中，陰囊睪丸溫度低于體溫平均2～7℃，并且生精過程所需要的血氧供應有別于身體的其他部位[1]。盡管睪丸局部環境穩定，但是一些疾病，例如精索靜脈曲張、睪丸扭轉、糖尿病等可導致睪丸微循環發生障礙，這也就可能對生精細胞的功能造成不良影響[2]。

睪丸微循環障礙所致疾病在臨床上并不少見。微循環的概念提出較早，針對睪丸微循環的研究也開展較早，但由于微循環解剖結構的特殊性以及研究技術手段的限制，導致國內外大多關于睪丸微循環的研究尚處于表象觀察階段。筆者就有關睪丸微循環的構筑及研究概況作一綜述，以求拋磚引玉之效。

一、睪丸內微循環構筑

（一）睪丸微血管

睪丸作為男性重要的的內生殖器官，有著精子發生和雄激素合成兩大重要作用，因為其特別的功能需求，睪丸擁有自身獨特的微循環結構。從上世紀40年代開始，有關睪丸微循環的研究開始出現。直至80年代， Hees[3]、Ohtsuka[4]、韓云明等[5, 6]通過血管鑄型掃描電鏡，對人和一些實驗動物的睪丸內部微血管立體構筑做出了較為詳盡的描述。睪丸動脈的主支沿睪丸實質表面行走，途中發出分支進入睪丸實質內。這些分支朝向睪丸網行走，稱為向心動脈（直徑100～120μm）。向心動脈有的行程迂曲，有的較直，在其行程中發出朝向睪丸表面行走的離心動脈（直徑50～75μm）和朝向睪丸網行走的向心小動脈（直徑50～75μm）。離心動脈和向心小動脈進入睪丸小葉，它們本身或其分支行于生精小管之間形成管間動脈（直徑40～60μm）。管間動脈行程迂曲，在其迂曲處及附近發出管周毛細血管，某些管周毛細血管從管間動脈的一側發出后，在生精小管間的間質內蟠曲到其另一側，然后分布到生精小管，參與形成包繞小管的管周毛細血管叢。管周毛細血管叢由兩層毛細血管構成。外層毛細血管細而稠密，交織成網，位于生精小管周圍的結締組織內。內層毛細血管較粗，呈環形配布，位于生精小管上皮下固有膜內。外層毛細血管來自內層毛細血管，并與睪丸內的靜脈系相連。睪丸實質內的靜脈始于管周毛細血管叢。管周毛細血管叢匯管間靜脈，然后匯睪丸間質內的小靜脈，最后匯入睪丸小隔內的向心靜脈或離心靜脈。向心靜脈朝向睪丸網行走最終匯入蔓狀靜脈叢，離心靜脈匯入睪丸表面的較大靜脈。

睪丸微血管的構筑體系與其功能相適應。解釋其血管構筑作用的主流觀點有以下幾個方面：（1）雄激素運輸 管周毛細血管網作為連接間質與生精小管的橋梁，間質產生的雄激素很可能是通過此通道運達生精小管，作用于支持細胞及上皮，維持精子發生；（2）代謝需求 管周毛細血管叢的內層毛細血管較粗，深入生精小管上皮下的固有膜內，圍繞小管呈環狀分布，這可能與生精上皮旺盛的代謝需要高血流相適應；（3）調控溫度 睪丸內存在迂曲行走的管間動脈和與之伴行的管間靜脈，動靜脈在管周毛細血管叢處交匯連接，此種結構可以減少血壓波動，降低血流速度，增大血液擴散面積，使血液流經生精小管時，從睪丸帶走更多熱量[7]。此3點對于生精過程而言，缺一不可，由此可見睪丸微循環對于精子發生的重要性。此外，康友敏等[8]研究還發現，睪丸微血管的分布及數量隨大鼠月齡增加變化顯著，與睪丸的衰老有密切關系。此種與年齡相關的變化和雄激素有相似之處，筆者推測，睪丸微血管內皮作為一種分泌型細胞，其增殖凋亡可能受到下丘腦-垂體-睪丸軸的調控。

由于觀察手段等因素的制約，已有的成果主要是關于睪丸微血管構筑的形態學描述，未能具體到其分子機制。此后，更多的研究是通過生物化學手段了解睪丸微血管的調節機制。

（二）睪丸淋巴管

上世紀30年代已有睪丸內淋巴管的相關報道，此后許多國內外學者也相繼作了這方面的研究。睪丸淋巴管作為睪丸循環中的輔助系統，也起著重要作用。金昱等[9]對睪丸淋巴管進行了形態學分析，結果表明，睪丸淋巴管存在于睪丸白膜、睪丸小葉間結締組織及睪丸縱膈內，睪丸小葉內沒有發現淋巴管及毛細淋巴管，睪丸輸出小管間存在淋巴管、睪丸和附睪淋巴管大部分匯入腰淋巴結。此后，高潔、劉桂香等[10, 11]的研究結果與此基本一致。為了證實淋巴循環在睪丸中的作用，學者們陸續做了一系列的睪丸淋巴阻斷實驗[12-14]，發現淋巴管阻斷后睪丸生精上皮的結構改變明顯，生精細胞脫落嚴重，生精小管的體積減小，睪丸間質增生明顯，出現炎癥反應。在睪丸局部，淋巴液能夠迅速地與血管內液體或細胞內液體進行交換并取得平衡，其在維持睪丸局部生精微環境方面有重要作用，結扎淋巴管除了影響到睪丸淋巴循環外，勢必會打破睪丸內體液的這種交換平衡，進而影響睪丸血管、間質、小管等不同組織的功能。同樣，若睪丸的血液循環受損，一定也會影響到睪丸的生精環境。淋巴循環與血液循環都是睪丸微循環的重要組成部分，兩者相互協調，共同維護睪丸生精環境的穩定。

二、睪丸微循環調節

睪丸血管或管周細胞上存在著雄激素受體（AR）、內皮素受體、VEGF等多種血管調節因子，這可能與睪丸微循環的調節有關。

（一）雄激素

在睪丸，雄激素受體表達于小動脈平滑肌細胞當中，但在動脈內皮細胞、小靜脈和毛細血管沒有發現雄激素受體的表達。有趣的是，雄激素受體也并非在所有器官的小動脈平滑肌細胞中表達（如腎臟），因此這可能暗示雄激素受體在睪丸血管中存在局部調節作用[15]。

雄激素受體表達于睪丸血管，其介導雄激素對睪丸微循環的影響。用戊烷二甲基磺酸鹽特異性破壞大鼠Leydig細胞后，動脈雄激素受體消失，睪丸血流、前列腺血流降低，睪丸血管壁分葉粒細胞數減少、血管運動性消失，但補充雄激素后，上述改變都恢復正常。注射雄激素可使睪丸、前列腺血流恢復正常，但對血管運動性的影響不一，說明雄激素在睪丸微循環的生理調節方面起作用[16]。Welsh 等[17]生產了特異性血管平滑肌細胞AR基因敲除小鼠（SMARKO），發現SMARKO小鼠的生殖器官發育正常，但成年小鼠的睪丸質量較對照組偏小。對成年SMARKO小鼠睪丸進行解剖發現，生精小管內腔體積減少而間質體積增加，這可能是代償性增加雄激素生成的結果。成年SMARKO小鼠血管舒縮功能受損，每個睪丸的整體血管容積有所增加，但整體睪丸血流量正常。這些結果表明，沉默動脈血管平滑肌AR不會嚴重改變精子質量或影響雄性的生育能力，但卻可能間接的損害睪丸Leydig細胞的功能和睪丸內血液、淋巴液間的交換，這種損害可能由于睪丸內微血管的舒縮調節而得到改善。

（二）黃體生成素（LH）

LH和人羊毛膜促性腺激素（hCG）引起睪丸毛細血管前后括約肌弛緩、血流增大、血管舒縮異常，睪丸細靜脈內皮細胞之間出現孔隙。血管內注射葡萄糖，從不同部位的細靜脈滲漏至微血管周圍，說明微血管通透性增大、組織液增加[18]。此外Bergh等[19]還發現hCG和LH可引起睪丸微血管的白細胞積聚，提示睪丸受激素刺激后可能對外分泌一種白細胞趨向性因子。給予動物黃體生成素釋放激素（LHRH）激動劑，引起包括睪丸微血管的運動型消失、出現分葉核粒細胞積聚、細靜脈通透性增加等一系列改變，這種變化可能是由于對LH的調節所引起[20]。

（三）內皮素（ET）

ET在睪丸leydig細胞和支持細胞內呈陽性表達。ET受體A（ET-A）和內皮素受體B（ET-B）定位于睪丸間質細胞，而支持細胞僅表達ET-A，睪丸血管和管周細胞僅表達ET-B。睪丸間質細胞和支持細胞可能通過釋放強有力的血管收縮劑ET-1影響血液流動[21, 22]。外源注射ET-1引起睪丸血流劑量依賴性地急劇減少，用ET-A拮抗劑可阻斷此作用。注射ET-1后2h，睪丸細靜脈出現粒細胞聚集。用hCG刺激可使睪丸ET-1含量增加2倍。但局部注射ET-1拮抗劑則不影響hCG處理的大鼠睪丸血流[23, 24]。為了解ET-1在生物體內的功能，Lo等[25]使用Cre/ loxP重組系統，產生組織特異性方式過表達ET-1的轉基因小鼠。過表達ET-1的小鼠顯示有正常的生育能力，并且沒有明顯的睪丸形態學改變，但與對照組相比，其睪丸血液流動明顯減少，提示ET-1在睪丸微循環的調節中有一定作用。

（四）血管內皮生長因子（VEGF）

睪丸間質分泌VEGF，其受體VEGF-R1和VEGF-R2在睪丸血管表達。血管內皮細胞生長因子（VEGF-A）在睪丸合成，但其在該器官的作用和調節并沒有被闡明。hCG可使VEGF、VEGF-R1和VEGF-R2 在mRNA及蛋白水平的表達增加。注射100 ng 重組人血管內皮生長因子165（rhVEGF165）到大鼠睪丸引起內皮細胞的增殖明顯增多，睪丸間質液輕微增加，但睪丸血流量未見明顯改變。在基礎生理條件下，VEGF對于睪丸血管通透性僅有微弱的影響，但在hCG的刺激下，則大大增強了睪丸血管的通透性。與整體hCG刺激大鼠相比，睪丸局部注射VEGF并沒有使睪丸血管通透性增強。但是，如果在hCG預處理4h或8h的大鼠睪丸局部注射血管內皮生長因子，其睪丸靜脈通透性較單純hCG處理的大鼠明顯增強。這提示VEGF可能通過與hCG協同作用的方式調節睪丸血管的通透性。用一種特殊的VEGF-R2酪氨酸激酶抑制劑處理大鼠，阻斷了hCG誘導的睪丸血管內皮細胞增殖，但沒有影響hCG誘導的多形核白細胞在睪丸血管的積累和睪丸間質空間的增加。目前的研究表明，睪丸間質細胞產生的激素可以刺激睪丸VEGF分泌增加，并且在大鼠睪丸內，VEGF是通過VEGF-R2介導內皮細胞增殖。VEGF對于睪丸的整體血流量似乎沒有調節作用，并且它不參與hCG誘導的睪丸微血管的炎癥樣反應[26]。

（五）神經肽 Y

神經肽Y（NPY）受體見于睪丸內細動脈。睪丸內注射NPY，用激光多普勒血流儀測睪丸微循環，NPY可能作用于睪丸內細動脈NPY-Y1受體，而使血管收縮。局部注射NPY可引起血流量明顯減少[27]。Kopp等[28]利用正常大鼠、垂體切除12d的大鼠和垂體切除12d、但用睪酮替代治療的大鼠觀察NPY-Y1受體在睪丸微血管內的表達及改變。結果發現，在正常大鼠和睪酮替代治療的大鼠，原位雜交和免疫組化顯示其睪丸血管平滑肌有較強的NPY-Y1受體表達，而在垂體切除沒有睪酮替代治療的大鼠中，則沒有顯示出NPY-Y1受體的表達。與此同時，睪丸內注射NPY-Y1受體激動劑，正常大鼠和睪酮補充治療大鼠顯示睪丸內血流明顯減少，并且此減少效應可被睪丸靜脈注射NPY-Y1受體拮抗劑所完全阻斷。在垂體切除無睪酮替代治療大鼠中，注射NPY-Y1受體激動劑對睪丸的血流無明顯影響。這些結果表明，在睪丸中，高濃度的NPY-Y1受體表達介導睪丸血管的收縮功能，而睪丸激素可能調節NPY-Y1受體表達。

三、睪丸微循環障礙疾病

雄性生殖器官局部或全身的病變，都可能引起睪丸微循環的改變。糖尿病是最常見的慢性內分泌代謝紊亂性疾病，糖尿病可以引起許多組織結構和功能的改變，例如：睪丸、胰腺、腦。糖尿病可以損害人類和動物的生殖系統，減少精子數量、精子活力，精液量和睪酮水平。據報道[29]，糖尿病人由于睪丸間質間的矩陣狀擴張，可導致睪丸毛細血管和淋巴管內皮細胞結構出現異常。鏈尿佐菌素（STZ）誘導的糖尿病大鼠，生精小管直徑變小，空的睪丸小管的數量增加，睪丸小血管壁厚度增加，血管密度也增加。一些學者認為，睪丸血管密度增加，可能導致陰囊溫度上升，這可能是糖尿病大鼠生殖細胞凋亡的一個重要原因。而睪丸小血管壁厚度增加可能導致組織缺氧，進而導致細胞損傷[30, 31]。VEGF被稱為神經營養和血管營養因子，它誘導血管內皮細胞的增殖，并增加血管壁的通透性。NGF-β是一種神經營養因子，調節許多神經元的重要功能，如存活、增殖和分化。糖尿病大鼠中，睪丸VEGF和NGF-β水平下降，提示這兩種因子可能與糖尿病大鼠睪丸微血管病變有關[32]。

精索靜脈曲張（VC）是公認的男性不育癥原因之一[33]。VC引起的不育癥，部分原因是靜脈壓升高引起的睪丸微循環的紊亂，微血管液體交換明顯改變，擾亂了睪丸激素和旁分泌環境，損害了精子生成的生理調節，從而導致精子發生異常[34]。VC時精索內靜脈內皮細胞變性，平滑肌細胞嚴重空泡化，肌層明顯增生肥厚，血管增殖并形成多腔血管結構，瓣膜嚴重機化等引起睪丸血流動力學發生改變，造成睪丸缺氧、代謝障礙、溫度升高和pH值改變，最終導致精子成熟障礙及活力下降。VC可導致組織水腫與睪丸間質小血管病變，進一步引起睪丸微循環改變，并妨礙生精小管正常物質交換，促使生精上皮破壞[35]。

四、睪丸微循環障礙治療

目前盡管認為睪丸微循環障礙是男性不育的一個重要原因，但缺乏針對睪丸微循環障礙的有效治療藥物，臨床上多采用半特異或非特異性治療。胰激肽原酶屬于絲氨酸蛋白酶類，又稱血管舒緩素或胰激肽釋放酶，激肽可使微血管擴張，血流加快，使器官組織的血流灌注增加，從而改善器官組織的代謝，臨床上主要用于治療高血壓動脈硬化微循環障礙、美尼爾氏綜合征、男性不育癥等。胰激肽原酶在生殖功能方面可以增加睪丸血液供應，改善生殖微環境及男性勃起功能[36]。七葉皂苷是七葉樹的種子提取物，其在下肢靜脈曲張、痔瘡、水腫性疾病等方面的作用已經得到證實[37]。在男科疾病，七葉皂苷能夠改善精索靜脈曲張患者的睪丸血流，降低毛細血管壁的通透性，防止組織炎癥水腫，改善精索靜脈曲張患者的精子質量[38]。此外也有研究顯示外源性補充人絕經期促性腺激素（HMG）能夠提高睪丸血流動力指數，增加受精潛力[39]。中藥治療大部屬于非特異性治療，其中活血化瘀中藥的使用在改善血流動力學、血液流變學、微循環障礙等方面展現出良好的應用前景。我所自制劑養精膠囊除了有淫羊藿、熟地、黃精、紫河車等補腎填精之品外，還有當歸、水蛭、王不留行等活血養血之品，其在睪酮合成及精子發生方面都較單純補腎藥制劑顯現出明顯優勢[40, 41]。除了口服藥品外，外治法對于改善睪丸微循環也能發揮一定作用，電樣經皮神經刺激改善睪丸扭轉大鼠模型的血液循環，為手術治療爭取時間[42]。睪丸局部短期溫和熱療能夠改善睪丸局部血液循環而不引起精液參數變化[43]。

五、結語

數十年來，通過直接或間接觀察的方法，已經基本闡明睪丸微循環的解剖結構，但涉及到睪丸微循環的生理調節，似乎缺乏一種行之有效的、直接明了的研究手段來揭示其分子信號通路。孤立的研究建立了一些因素與睪丸微循環之間的關系，但這卻遠非微循環調控的全部，一種更有意義的，更符合臨床需求的研究手段應該值得我們去深思，去探求。對于微循環障礙的治療領域，目前尚缺乏特異有效的改善睪丸微循環的治療藥物，在藥物運用方面，男科臨床醫生或許可以嘗試從其他系統用藥中汲取經驗，治療男性微循環障礙。祖國醫藥源遠流長，對于睪丸微循環障礙的治療有光明的前景。

致謝：本課題由國家自然科學基金（81473678）；國家自然科學基金青年基金（81302969）；國家自然科學基金青年基金（81403402）基金項目資助

關鍵詞睪丸; 淋巴管; 微循環

參 考 文 獻

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（2014-09-10收稿）

doi:10.3969/j.issn.1008-0848.2015.02.018

中圖分類號R 331.323; R 339.21