肥胖、胰島素抵抗對男性精液質量的影響*

馬 婧 韓瑞鈺 梅雪昂 齊亞楠 劉文嬌 馬嬌英 王樹松,,**

1. 河北省計劃生育科學技術研究院，國家衛計委計劃生育與優生重點實驗室（河北石家莊 050071）;2.河北醫科大學研究生學院; 3. 河北師范大學化學與材料科學學院

不孕不育是影響人類生活和健康的第三大疾病之一，男性不育癥占所有不孕不育癥病例的50%[1,2]。有研究發現，在美國等發達國家，男性精子數量每年以1.5%的速度減少[3]。目前，肥胖對男性不育的影響越來越受重視。研究表明，肥胖可導致糖代謝異常并發生胰島素抵抗，與糖尿病、血脂異常、心血管疾病、促炎癥狀態等許多慢性狀態密切相關，這些狀態都與男性不育有聯系[4]。同時胰島素抵抗參與勃起功能障礙，可進一步影響男性不育癥和性腺機能減退，甚至前列腺癌[5]。體質量增加導致激素改變，睪酮增加可能增加患者發生生殖系統疾病的風險[6-8]。而最近研究發現，胰島素抵抗和雄激素之間的關系密切，男性胰島素抵抗和睪丸分泌睪酮能力下降有關[9]。目前關于肥胖對男性不育影響的研究越來越多，且肥胖患者往往容易合并糖代謝異常，但其機制并不十分清楚，未見大量關于肥胖是否通過引起胰島素抵抗而對男性生育能力影響的報道。因此，在本研究擬通過對精液分析和胰島素抵抗評估肥胖、胰島素抵抗對男性生殖系統的可能影響。

資料與方法

一、一般資料

2016年9月至 2017年2月在河北生殖醫學中心就診的男性83例，年齡 21～39歲，平均 （27.59±3.49）歲。排除腮腺炎史，性功能障礙史，遺傳病家族史，中度或重度精索靜脈曲張，外生殖器異常，無精子癥。本研究經河北省生殖醫學中心倫理委員會批準。

二、分組

根據“中華人民共和國衛生行業標準-成人體質量測定”（標準號WS/T 428-2013）分組，體質量指數（BMI）＜24kg/m2為正常體質量組（28例）；24kg/m2≤BMI＜28kg/m2為超體質量組（28例）；BMI≥28kg/m2為肥胖組（27例）。BMI計算公式：BMI=體質量/身高2（kg/m2）。根據胰島素抵抗指數采用三分位法將研究對象分為：Q1組（n=28）、Q2組（n=28）和Q3（n=27）3組。

三、血液與精液的采集處理與測定

1. 精液常規檢測：嚴格按照WHO第5版要求操作，禁欲2～7d，通過手淫法獲取精液留存于無菌取精杯中，液化30min，通過CASA系統進行精液分析，記錄精液量、精子濃度、精子總數及前向運動精子百分率。1 610×g，離心10min后分離精漿，分裝后凍存待測。

2. 糖代謝指標測定：所有患者均過夜禁食 10～12 h后，次日清晨 8 點采集空腹血，測定 空腹血糖（FPG）、空腹胰島素（FINS）。用穩態模型評價胰島素抵抗，胰島素抵抗指數（HOMA-IR）=空腹血糖水平（FPG，mmol/L）×空腹胰島素水平（FINS，mIU/L）/22.5。正常個體的 HOMA-IR 為小于1，HOMA-IR指數高于1為胰島素抵抗異常。

四、統計方法

統計分析采用SPSS 22.0軟件, 數值以均值±標準差表示。多組間采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。相關性分析采用Pearson相關分析，Logistic回歸模型分析因素的交互作用，計算交互指數（S）、歸因比（AP）、超相對危險比（RERI），交互作用采用相加模型分析。以 P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

一、研究對象一般情況比較

研究對象8 3例，年齡2 1～3 9歲，平均（27.59±3.49）歲；身高165～183cm，平均（172.63±3.96）cm；體質量51～115kg，平均（77.66±15.42）kg；BMI 18.51～38.87kg/m2，平均（25.99±4.72）kg/m2。根據研究對象的BMI值，將研究對象分為3組，正常對照組27例，超質量組28例，肥胖組28例。各組間BMI具有顯著差異（P＜0.05），各組年齡、身高之間無統計學差異（P＞0.05）。

各組之間比較，發現與正常組比較，超質量組和肥胖組FINS、HOMA-IR均顯著增加，差異有統計學意義（P＜0.05）。FPG組間無顯著差異（P＞0.05），見表1。

二、肥胖對精液質量的影響

根據BMI分為3組，BMI＜24kg/m2為正常體重組（28例），24kg/m2≤BMI＜28kg/m2為超質量組（28例），BMI≥28kg/m2為肥胖組（27例）。與對照組比較，超質量組前向運動精子百分率和肥胖組精液量、精子總數和前向運動精子百分率（%）均顯著降低，差異有統計學意義（P＜0.05）；精子總數各組間無統計學差異（P＞0.05），見表2。

三、胰島素抵抗對精液質量的影響

根據胰島素抵抗指數水平，采用三分位分組法將研究對象分為3組。結果顯示，隨著胰島素抵抗指數的增加，前向運動精子百分率呈現降低的趨勢，且差異有統計學意義（P＜0.05）；精液量和精子濃度、精子總數無明顯差異（P＞0.05）。通過組間比較發現，Q1、Q2組與Q3組相比，前向運動精子百分率有統計學意義（P＜0.05），Q1和Q2兩組間差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

表1 研究對象一般情況比較

表2 肥胖對精液質量的影響（±s）

表2 肥胖對精液質量的影響（±s）

注：與正常組比較, *為P＜0.05

正常組(n=27)超質量組(n=28)肥胖組(n=28)精液量(mL) 3.23±0.86 3.04±1.06 2.58±0.77*精子密度(×106/mL) 62.19±36.55 57.07±31.24 45.25±25.54精子總數(×106) 191.35±103 165.1±88.43 121.55±88.08*前向運動精子百分率(%)52.88±15.58 45.13±17.56*38.97±16.52*

表3 胰島素抵抗對精液質量的影響（±s）

表3 胰島素抵抗對精液質量的影響（±s）

HOMA-IR三分位 F P Q1(0.36-0.55) Q2(0.56-0.80) Q3(0.80-1.97)精液量(mL) 3.13±1.00 2.93±0.91 2.79±0.90 0.895 0.413精子濃度(×106/mL) 55.78±31.18 56.23±30.60 52.28±34.45 0.126 0.882精子總數(×106) 169.19±102.20 164.49±97.00 143.54±92.11 0.548 0.580前向運動精子百分率 (%) 51.04±15.10 48.04±16.24 37.84±18.23 4.183 0.011

四、肥胖、胰島素抵抗與精液參數相關性分析

相關性分析發現，BMI與精液量、精子總數、前向運動精子百分率呈顯著負相關（r = -0.293、r = -0.238、r= -0.268，P＜0.05）；胰島素抵抗指數與精液量、前向運動精子百分率（r = -0.23，P＜0.05；r = -0.284，P＜0.05）呈顯著負相關；與精子濃度、精子總數之間無相關性（P＞0.05），見圖1。

五、肥胖與胰島素抵抗對精液質量的交互作用

根據WHO第五版，將精液量≥1.5mL、精子濃度≥15×106/mL、精子總數≥39×106且前向運動精子百分率（PR%）≥32%為精液正常。其中一項或多項低于以上標準為精液異常。根據胰島素抵抗指數分為兩組，HOMA-IR≤1為正常組，HOMA-IR指數＞1為胰島素抵抗異常。

單因素Logistic回歸分析顯示，有超質量或肥胖及胰島素抵抗的精液質量異常風險為正常者的2.333倍，超質量或肥胖合并胰島素抵抗同時存在的S為3.02，RERI為0.89 ，AP為38.15%。在控制了年齡、超質量或肥胖、胰島素抵抗等混雜因素后，多因素Logistic回歸分析顯示，有超質量或肥胖合并胰島素抵抗的患者精液質量異常風險為正常者的4.889倍，超質量或肥胖與胰島素抵抗同時存在的S為1.75，RERI為1.662，AP為33.99%，見表4。

圖1 肥胖、胰島素抵抗與精液參數相關性分析

表4 肥胖與胰島素抵抗對精液參數的交互作用

討 論

近20余年來，隨著生活方式、飲食習慣的改變，超質量和肥胖人群不斷增加，中國人的超質量率和肥胖率均不斷上升。超質量率從13%上升到30%，肥胖率從3%上升到12%。肥胖可引引發男性勃起功能障礙，例如血管內皮功能障礙、遲發性性腺功能減退癥等。同時肥胖可導致機體出現一定程度的胰島素抵抗，使胰島素分泌異常。胰島素抵抗是指胰島素促進葡萄糖攝取和利用的生物效應下降，導致代償性分泌過多的胰島素，胰島素抵抗除了與基因突變導致的胰島素活性降低、信號傳導障礙等遺傳因素有關，還與高脂飲食、不良生活方式等環境因素密切相關[10]。肥胖患者體內脂代謝紊亂，內分泌功能紊亂，使脂肪組織中胰島素受體數量減少，導致胰島素分泌量降低，影響生命健康。同時肥胖男性體內的脂肪組織增多，產生更多的游離脂肪酸、細胞因子、炎癥物質，這些均與胰島素抵抗密切相關。本研究發現與正常組比較，超質量組和肥胖組FINS、HOMA-IR均顯著增加，差異有統計學意義。

肥胖被認為與男性不育有關，隨著全球男性生殖功能的惡化，越來越多的人意識到男性肥胖會降低精子的質量[11,12]。目前臨床主要通過檢測精子濃度、總數、精液量、精子活力和精子形態等常規指標來反映男性生育力。有研究表明，肥胖對精液質量有負面影響。Teerds等[13]和Du Plessis等[14]發現隨著體質量指數的增加，精子的物理和分子結構發生不同程度的改變，從而影響精液參數。馬智等[15]等發現肥胖患者精子數量減少程度、活力與BMI和腰圍均呈負相關。肥胖對男性精液質量存在一定影響，且影響程度與肥胖程度之間密切相關。Engin-Ustun等[16]和Ramaraju等[17]發現體質量指數升高、影響精液體積，濃度和運動性。Guo等[18]對BMI和包含精子總數、精液濃度、精液量和精子活力（總體和進行性）的精子參數進行了系統回顧和Meta分析發現，BMI每增加5個單位，精子總數、精子濃度和精液量的標準化加權平均差異（SMD）分別比正常體質量下降2.4%、1.3%和2.0%。世界衛生組織的肥胖標準是以西方白種人的研究為基礎制定的，但是國內與西方人飲食結構、身材體型等不同，國際標準并不完全適合中國國情，中國肥胖問題工作組織（WGOC）根據我國人群大規模的調查數據，于2003年提出了中國成年人判斷超質量和肥胖程度的界值，建議 BMI≥24 為超質量、BMI≥28 為肥胖。中國衛生部于2010 年將WGOC 所推薦的標準確定為國家標準。因此本研究采用國家標準進行研究。結果顯示，超質量組精子前向運動百分率和肥胖組精液量、精子總數和前向運動精子百分率（%）均較正常對照組顯著降低，差異有統計學意義（P＜0.05）。BMI與精液量、精子總數、前向運動精子百分率呈顯著負相關。這個觀察結果與目前許多的報道相似[19]。

胰島素抵抗是指胰島素促進葡萄糖攝取和利用的生物效應下降，導致代償性分泌過多的胰島素。Verit等[20]發現胰島素抵抗穩態模型評估與精液體積、精子總數、運動性和形態學之間均無顯著相關性。胡敏[21]和姚佳沛[22]等發現胰島素抵抗增加，可以導致前向運動精子數降低，影響精液質量。而本研究發現隨著胰島素抵抗指數的增加，前向運動精子百分率呈現降低的趨勢，差異有統計學意義（P＜0.05），且前向運動精子數與 HOMA-IR 呈負相關。精液量和精子濃度、精子總數無明顯差異（P＞0.05），且胰島素抵抗指數與精液量、前向運動精子百分率呈顯著負相關。

肥胖可引起機體多種激素水平改變，包括性激素結合蛋白、促性腺激素、睪酮、雌二醇和抑制素B等。其中睪酮降低可通過下丘腦-垂體-性腺軸影響精子發生、發展障礙，最終影響生殖功能[23,24]。Pitteloud等發現胰島素抵抗的增加會導致睪丸間質睪酮的降低[25]。Calderón等[26]證實：胰島素抵抗和BMI和體質量過高引起的低射精量均與低循環睪酮相關。肥胖患者體內脂肪堆積，內分泌紊亂睪酮降低，分泌大量細胞因子和炎癥因子，引起機體炎癥反應，導致機體胰島素敏感性下降，從而誘發胰島素抵抗[27,28]。由此可見，肥胖和胰島素抵抗均可影響內分泌功能，進而造成精液質量下降。單因素Logistic回歸分析顯示，超質量或肥胖的的精液質量異常風險是正常男性的1.44倍，超質量或肥胖合并胰島素抵抗的風險是正常男性的2.333倍，大于超質量或肥胖單獨存在時的風險。在控制了年齡、超質量或肥胖、胰島素抵抗等混雜因素后，多因素Logistic回歸分析顯示，超質量或肥胖的精液質量異常風險為正常男性的3.227倍，超質量或肥胖合并胰島素抵抗的異常風險為正常男性的4.889倍，大于超質量或肥胖單獨存在時的風險。由于單獨胰島素抵抗組樣本僅2例，其單獨因素的OR存在較大誤差，因此忽略。以上結果均提示超質量或肥胖是精液異常的獨立影響因素，而且胰島素抵抗對超質量或肥胖男性的精液質量有正向相加交互作用，兩者同時存在時精液異常風險高于單獨超質量或肥胖者。

綜上所述，本研究樣本量較少，一些樣本分組不均勻，還需大樣本支持。肥胖可使男性精液質量降低、糖脂代謝紊亂和胰島素抵抗程度增加。我們發現胰島素抵抗與超質量或肥胖對精液質量異常的發生概率存在相加交互作用，兩種因素同時存在可增加精液異常的風險。此項結果為臨床治療肥胖不育男性提供理論支持，但其具體機制通路還需要進一步研究。