男性不育的主要原因
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研究生活方式因素对男性生殖健康的潜在影响。近几十年来，全球人类精子质量下降的证据越来越多。环境、职业和可改变的生活方式因素可能导致这种下降。本综述重点关注与男性不育症相关的关键生活方式因素，例如吸烟、饮酒、使用非法药物、肥胖、心理压力、父亲年龄高、饮食习惯和咖啡消费。简要讨论了其他因素，例如热应激、高强度自行车训练、睡眠不足和手机使用造成的电磁辐射暴露。在过去的几十年里，越来越多的证据表明全球人类精子质量下降，来自北美、欧洲、澳大利亚和新西兰的男性精子数量显着下降了 50-60% 。这一最新发现引发了对西方男性精子数量明显下降背后原因的更大关注。由于男性生育能力受到多种因素的影响，对下降趋势的一种可能解释是，环境和/或职业因素以及生活方式导致质量下降。它侧重于与男性不育症相关的以下生活方式因素：吸烟、饮酒、使用非法药物、肥胖、心理压力、高龄父亲、饮食习惯和咖啡消费。其他因素，如热应激、高强度的自行车训练、睡眠不足以及手机使用引起的电磁辐射也被简要介绍了。
香烟烟雾含有超过 7000 种化学物质，包括高度致癌的烟草特有的亚硝胺，[例如 4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮和 N-亚硝基降烟碱]、多环芳烃 (例如苯并[a]芘) 和挥发性有机化合物(例如苯)[10]。吸烟者越来越多地接触到有害物质，例如焦油、尼古丁(具有高度成瘾性)、一氧化碳和重金属(例如镉和铅)。吸烟是男性生育能力下降的已知潜在危险因素。吸烟与白细胞精子症有关，白细胞精子症是活性氧 (ROS) 的主要内源性来源。此外，烟草烟雾中含有的活性氧含量可以压倒内源性抗氧化防御。吸烟者 ROS 水平的增加使精子暴露于氧化应激，从而损害精子功能并最终损害男性生育能力(在[12]中进行了综述)。然而，吸烟对精子质量影响的潜在机制尚未完全阐明。吸烟导致有生育能力和不育男性精子质量下降。据报道，男性吸烟者的精子浓度通常比不吸烟者低 13-17% 。此外，吸烟与精子数量、活力和形态呈负相关。与轻度吸烟者(每天 1-10 支香烟)相比，重度(20 支香烟/天)和中度(10-20 支香烟/天)吸烟者的质量下降更为显着。不育男性的效应值高于一般人群。除了与男性生育能力受损有关外，吸烟还导致 DNA 损伤、非整倍体和精子突变增加。一项研究表明，男性吸烟者质量下降与 DNA 片段化率增加和检查点激酶 1 (Chk1) 表达降低有关。如果不激活 Chk1 以响应 DNA 损伤，精子修复就会下降，导致精子凋亡增加，这可能会降低质量。
因此，吸烟对男性生育能力的总体影响可能是由于氧化应激升高、DNA 损伤和细胞凋亡的综合作用，这不仅可以解释质量下降，还可以解释精子发生、精子成熟和精子受损的原因。据报道，与非吸烟者相比，吸烟者中存在的功能。导致男性吸烟者出现这些影响的因素包括尼古丁及其代谢物、可替宁、苯并(a)芘以及镉水平的存在。吸烟与较高的平均睾酮水平相关，这可归因于可替宁抑制睾酮分解。
受孕前父亲吸烟会增加后代发生多种疾病的风险，这可能是通过通过精子传播的表观遗传修饰来介导的。与从不吸烟的人相比，男性吸烟者的精子 DNA 全基因组甲基化模式的改变有增加的趋势。母亲在怀孕和哺乳期间吸烟可能会对男性后代的生育能力造成有害影响。母亲在妊娠和断奶期间接触香烟烟雾被证明会导致男性后代的生殖细胞数量减少、生殖细胞 DNA 损伤和精子缺陷。由于父亲吸烟是体外受精(IVF) 和胞浆内精子注射 (ICSI) 失败的重要风险因素，父亲吸烟可能与母亲吸烟一样导致辅助生殖技术 (ART) 成功率降低(仅试管婴儿失败)确实或更多。此外，男性吸烟甚至会影响每个宫腔内人工授精 (IUI) 周期的临床妊娠率。在前吸烟者中，男戒烟后每隔一年，ART 失败的风险就会降低 4%，尤其是在临床妊娠和活产之间。尽管目前吸烟与男性不育之间没有具体的潜在关系，但关于吸烟和男性生育能力的现有证据支持戒烟和尽量减少试图怀孕的夫妇接触烟草烟雾的建议。
酒精摄入量与量减少之间存在显着关联，但与精子参数无关。然而，饮酒对量和精子形态有不利影响。发现将精子直接暴露于酒精(浓度与中度和重度饮酒后的血清浓度相当)以剂量依赖性方式对精子活力和形态有害。酒精对男性生殖系统的作用似乎发生在下丘脑-垂体-性腺 (HPG) 轴的各个层面。酒精似乎会干扰 GnRH、FSH、LH 和睾酮的产生，并损害 Leydig 和支持细胞的功能。因此，可能会损害精子的产生、形态发育和成熟。随着酒精摄入量的增加，精子发生似乎逐渐下降。与不饮酒者相比，部分或完全生精停滞和仅支持细胞综合征在重度饮酒者中更为常见。发现长期饮酒对质量和男性生殖激素水平都有不利影响。相反，一项包含 8344 名健康男性志愿者的研究发现，适度饮酒与较高的睾酮水平相关，但与质量无关。慢性乙醇给药已被证明会降低类固醇生成和抗氧化酶活性，从而导致氧化应激增加，这可能会破坏睾酮合成并损害生育能力。
适度饮酒(40-80 克/天)和大量饮酒(80 克/天)的男性分别有 63% 和 72% 存在畸形精子症。没有一个重度饮酒者是正常精子症，大多数是少精子症(64%)，这表明与增加每日酒精摄入量有关的进行性损伤。同样，另一项研究发现，严重少精子症和非梗阻性无精子症男性的饮酒率显着高于可生育对照组。虽然酒精对男性生殖功能的影响取决于摄入量，但尚未确定超过男性的酒精阈值量。此外，必须记住，虽然单独饮酒和吸烟不会影响精子参数，但两种习惯一起似乎会产生累加效应，可能会对精子参数产生不利影响。
大麻、可卡因、合成代谢-雄激素类固醇 (AAS)、鸦片剂(剂)和甲基苯丙胺是对男性生育能力产生负面影响的非法药物的例子。这些药物的副作用可能会损害 HPG 轴、结构和精子功能。大麻或通常被称为大麻，是全球滥用最多的非法药物，主要是男性使用者。发现定期吸食大麻(过去 3 个月内每周吸食一次以上)会降低年轻男性的精子浓度和总精子数量，当大麻与其他娱乐性药物联合使用时，这种影响会进一步加剧。内源性大麻素系统 (ECS) 的失调被证明会显着损害精子发生，从而导致精子总数和活力降低。大麻中的植物大麻素与内源性大麻素之间竞争与大麻素和香草素受体结合会导致 ECS 内稳态的破坏，从而损害男性的生育能力。与来自可生育男性的精子相比，来自不育男性的精子对内源性大麻素的代谢和内源性大麻素的生物合成有显着的调节作用。
可卡因是一种高度成瘾性强的兴奋剂。交配前长期服用高剂量可卡因的雄性大鼠妊娠率和后代出生体重较低。急性和慢性接触可卡因都会破坏精子发生并破坏超微结构。这些变化可能是由可卡因诱导的细胞凋亡引起的。长期(≥5 年)可卡因使用者与较低的精子浓度和活力以及较高比例的精子形态异常有关. 与其他不育男性相比，不育可卡因使用者更有可能同时存在其他男性不育危险因素，例如吸烟、(其他)药物滥用以及既往性传播感染史。
睾酮及其衍生物包含一个称为 AAS 的激素家族。AAS 主要由男性使用，以提高他们的运动表现和/或个人形象。AAS 的使用已经超出了职业运动员的范围，并且年轻男性和青少年中合成代谢类固醇诱发的性腺功能减退症 (ASIH) 的患病率正在上升。一项回顾性研究发现，在寻求性腺功能减退症治疗的男性中，ASIH 是导致严重性腺功能减退症(≤50 ng/dL 睾酮)的最常见原因. 使用 AAS 导致外源性睾酮水平升高，对 HPG 轴产生负反馈，导致精子发生、萎缩和不育的可逆抑制。这可能会导致短暂的无精子症，恢复期甚至可能长达 2 年。此外，由 AAS 滥用引起的 ASIH 也会导致性欲减退和勃起功能障碍。使用 AAS 的后果以及随后治疗导致的促性腺激素性性腺功能减退症取决于所用 AAS 的剂量、持续时间和类型。一些研究指出，类固醇的使用对男性生育能力产生更持久的影响，因此，应高度劝阻 AAS 的使用。
超重和肥胖与过多的脂肪积累有关，这可以使用体重指数 (BMI) 进行评估。超重(BMI 25–30 kg/m 2)和肥胖(BMI ≥30 kg/m 2)男性与精子质量下降和不育风险增加有关。对包含 115 158 名男性的 30 项研究的系统评价发现，父亲肥胖与男性生殖潜能降低有关。肥胖男性的精子 DNA 片段化、形态异常和线粒体膜电位 (MMP) 低的比例较高，并且更有可能不育。具有高 DNA 片段化和低 MMP 的精子与高水平的 ROS 相关。一项涉及 13 077 名男性的荟萃分析报告称，与体重正常范围内的男性相比，肥胖男性更有可能患有少精子症或无精子症。一项基于人群的研究发现，随着体重指数和腰围的增加，低量、精子浓度和总精子数的患病率在生育能力未知的超重和肥胖男性中也更高。然而，他们并未发现体型与精子活力、形态或 DNA 损伤之间存在关联[54]。一项包含 23.3% 肥胖男性的小型研究表明，超重和肥胖的男性参数异常的相对风险没有增加，尽管他们的睾酮和性激素结合球蛋白水平随着 BMI 的增加而降低. 此外，超重或肥胖男性的抑制素 B 水平降低，而雌二醇水平升高。
肥胖个体中存在过多的白色脂肪组织会导致睾酮向雌激素的转化增加，并影响 HPG 轴，从而导致促性腺激素释放减少。这些影响会导致继发性性腺功能减退和精子发生受损。白色脂肪组织产生的瘦素增加会降低睾酮的产生。脂肪因子刺激白细胞产生活性氧。胰岛素抵抗和血脂异常可诱发全身炎症，导致氧化应激. 肥胖增加会导致热应激并引起氧化应激。温度升高以及缺乏活动会损害精子发生。氧化应激增加会损害精子活力、DNA 完整性和精子-卵母细胞的相互作用。
尝试 ART 的肥胖男性降低了每个 ART 周期的活产率。父亲 BMI 增加与囊胚发育、妊娠和活产率降低有关，但与早期胚胎发育无关。一项试点研究调查了母亲肥胖是否会影响其男性后代的质量。增加母体 BMI 与后代的抑制素 B 水平呈负相关。尽管该研究发现超重母亲的后代有生育能力受损的暗示趋势，但没有统计学意义。由于其他合并症的存在，肥胖对激素谱、精子参数和 DNA 损伤以及妊娠结局的严重程度可能会有所不同。体重减轻和 BMI 降低有助于提高一些男性的精子质量，但不是所有男性。
压力有多种形式，可能对男性生殖潜能有害。经典的应激反应会激活交感神经系统并涉及下丘脑-垂体-肾上腺 (HPA) 轴。HPA 轴和促性腺激素抑制激素 (GnIH) 均对 HPG 轴和间质细胞具有抑制作用。由此产生的 HPG 轴抑制降低了睾酮水平。这导致支持细胞和血屏障发生变化，最终导致精子发生受到抑制。睾酮分泌受损是心理压力对精子发生产生不利影响的主要基础。发现应激大鼠皮质酮水平升高可抑制睾酮和抑制素水平。一项研究评估了心理压力对不育夫妇男生殖激素和精子质量的影响。使用医院焦虑和抑郁评分 (HADS) 问卷评估心理压力水平，发现 27% 的研究人群有明显的心理压力。与 HADS 正常的男性(HADS 8)相比，压力显着(HADS ≥8)的男性睾酮水平较低，FSH 和 LH 水平较高。然而，GnRH 水平没有改变。睾酮呈负相关，而 FSH 和 LH 与其 HADS 呈正相关。与 HADS 正常的男性相比，HADS ≥8 的男性精子数量、运动能力和正常形态较低。血清睾酮水平呈正相关，。
同样，急性约束压力显示从约束 30 分钟开始抑制精子活力。血浆ACTH和皮质酮水平升高，而FSH、LH和睾酮水平降低。似乎增加的 HPA 轴活性抑制了 HPG 活性。心理压力会降低精子浓度和进行性运动，并增加精子形态异常的比例。以职业、生活压力、家庭功能和质量为形式的心理压力之间的关系。他们发现，职业压力与质量呈负相关，压力与 DNA 损伤的精子百分比呈正相关。对家庭功能的满意度与活动精子细胞的百分比呈负相关。然而，生活压力与质量无关. 另一项研究评估了与工作相关的压力、压力性生活事件和对质量的感知压力之间的关联。其中，感知压力和压力性生活事件与质量负相关，特别是精子活力和正常形态百分比。然而，与工作相关的压力与参数无关。考试压力对抗氧化剂含量和精子质量的影响。在检查前的压力期，谷胱甘肽和游离巯基含量以及精子活力降低，而与检查后 3 个月的非压力期相比，精子形态异常的百分比更高。还测量了抗氧化酶、超氧化物歧化酶 (SOD) 和过氧化氢酶。与检查后无压力期相比，在压力大的预检查期间，压力分数和 SOD 活性增加，而精子浓度和活力降低。然而，过氧化氢酶活性保持不变。心理压力与亲子关系减少和参数异常有关，因此可能是影响男性不育的一个致病因素。
高龄产妇定义为 35 岁，超过该年龄，女性出现不良生殖结局的风险显着增加。然而，APA 的定义并不明确，研究通常将其定义为 35 至 50 岁或将其分类为 5 岁的年龄范围。与年龄相关的量下降、精子总数和进行性运动、正常精子形态以及 DNA 片段化的增加。然而，尽管精子浓度随着时间的推移而下降，但精子浓度并未随着男性年龄的增加而下降。对广泛年龄范围(22-80 岁)的健康男性参数的分析表明，量和精子活力随着年龄的增长而逐渐持续下降，没有特定的年龄阈值. 然而，精子参数的下降及其相应的年龄阈值如下：精子总数和活动精子总数 - 34 岁后;精子浓度和形态正常的精子比例 - 40 岁后;精子活力和活动精子的进展参数 - 43 岁后;量 - 45 岁后;中 Y:X 精子的比例 - 55 岁后。因此，作者提出，无论女性的年龄如何，与年龄34 岁的男性发生性关系后怀孕的可能性都会下降。与年龄相关的男性生育能力下降的确切机制尚未确定。这些与年龄相关的质量变化可能归因于随着年龄增长而发生的生殖道的正常生理变化，细胞和组织修复因暴露于毒物或疾病引起的损伤的能力降低，以及随着年龄的增长生育的机会增加。吸烟或感染等外源性暴露造成的损害。正常生理过程和环境因素都可能导致衰老对男性生殖系统的影响，这一事实增加了其复杂性。随着男性年龄的增长，功能和新陈代谢恶化，因为经历了与年龄相关的形态学变化，例如生殖细胞、间质细胞和支持细胞的数量减少，以及结构变化，包括曲细精管变窄。随着男性年龄的增长，游离和总睾酮浓度稳步下降，导致原发性性腺功能减退。随着男性年龄的增长，HPG 轴的调节也会发生变化。在整个衰老过程中，雄性生殖细胞中 ROS 的积累会导致氧化应激和精子 DNA 损伤。衰老中的细胞凋亡也会增加。这些与年龄相关的变化不可避免地导致精子质量和数量的恶化。
APA 诱导的精子 DNA 片段化增加对 ART 结果的成功率以及早期胚胎发育产生不利影响。一项关于供卵周期的研究表明，父亲年龄每增加 5 年，活产几率降低 26% 。在接受体外受精的夫妇中，当母亲年龄在 30-34 岁之间时，植入率和妊娠率随着父亲年龄的增加而降低。然而，当使用 ICSI 和优质卵母细胞时，父亲的年龄似乎不会影响 ART 结果。APA 对接受 ICSI 周期的夫妇的高质量胚胎数量产生负面影响，但不影响妊娠结局。与母亲年龄无关，APA 与试图自然受孕或使用 IUI 的夫妇的自然流产率增加和妊娠率降低有关。APA 与胎儿丢失之间的关联表明，源自老年男性的 DNA 突变对后代的健康有害。父亲的衰老会导致精子的遗传和表观遗传变化，这些变化可能会通过受精进入后代，从而导致后代出现各种疾病。因此，必须对夫妇进行咨询，同时重视 APA 和高龄产妇的贡献，因为它们是负面妊娠结果和后代健康受损的潜在风险因素。
饮食和营养对质量起着重要作用。摄入健康、均衡的饮食可以提高男性的质量和生育率。例如，地中海饮食富含 omega-3 脂肪酸、抗氧化剂和维生素，饱和脂肪酸和反式脂肪酸含量低，被发现与质量参数低负相关。因此，更好地遵守地中海饮食可能有助于提高质量。另一项研究将典型的“西式”饮食定义为富含红肉和加工肉类、精制谷物和高能量饮料的饮食，而更“谨慎”的饮食主要包括白肉、水果、蔬菜和全肉。谷物。更健康的“谨慎”饮食与精子进行性运动呈正相关，但与精子浓度和形态无关。事实上，据报道，健康的饮食摄入至少可以改善一项质量[87]。首先，用鱼代替加工过的红肉的做法可能对精子数量和形态产生积极影响。蔬菜和水果、鱼和家禽、谷物和低脂乳制品是与精子质量呈正相关的食物。然而，由加工肉类、全脂乳制品、酒精、咖啡和含糖饮料组成的饮食与质量差和生育率降低有关。
大多数研究并未发现适量咖啡因摄入与男性生育能力之间存在关联。喝咖啡对质量没有显着影响。适量咖啡因(≤800 毫克/天)或可乐(≤1 升/天)摄入与质量下降之间没有关联。然而近 76% 的咖啡因消费者(每天 3.0 ± 1.8 杯咖啡)的量略有增加，而每天喝 ≥6 杯咖啡的有生育能力的输精管结扎患者的精子活力更高 . 在大多数研究中，参数受含可乐饮料和含咖啡因软饮料的影响，但不受主要来自咖啡、茶和可可饮料的咖啡因摄入量的影响。
摄入咖啡因可能会通过精子 DNA 损伤损害男性生殖功能。里奇等人。咖啡因摄入可能与双链 DNA 断裂和精子非整倍体有关，但与 DNA 加合物无关。与年龄无关，每日咖啡摄入量 308 毫克(约 2.9 杯)的健康不吸烟男性表现出双链精子 DNA 损伤增加。相比之下，Belloc 等人咖啡因摄入与 DNA 片段化升高的风险降低有关(优势比 0.92，95% CI 0.92–0.99)。一些研究甚至报告说，男性喝咖啡与怀孕时间延长有关。在接受体外受精的夫妇中，男性咖啡因摄入量与活产率、受精率和植入率没有显着相关性[94]。男性摄入咖啡因与每个 ART 周期实现临床妊娠和活产的可能性较低有关，尤其是在每天摄入 ≥272 mg 咖啡因的男性中。男性饮用咖啡与 ICSI 受精率呈负相关，但似乎不影响着床率、怀孕率和流产率. 在IVF/配子输卵管内移植(GIFT)结果成功的夫妇中，男性摄入咖啡因对受精、怀孕或活产率没有影响。然而，在初次就诊的一周内每天额外摄入 100 毫克咖啡因的男性，多胎妊娠的几率增加了 3.0 (95% CI 1.2–7.4) 。
还研究了咖啡因对雄性后代生殖功能的潜在发育毒性。在子宫内暴露于增加母亲咖啡消费的男性表现出量和睾酮水平降低的趋势。虽然目前成年男性的咖啡因摄入量与质量无关，但与摄入量低的男性相比，摄入大量咖啡因的男性血清睾酮水平升高。母体在妊娠和哺乳期间饮用咖啡会损害性腺发育，并且似乎对雄性后代大鼠的生殖潜能产生永久性的有害影响。总之，根据目前可用的数据，咖啡因摄入量与男性不育之间没有确定的潜在关系。
高温引起的生殖器热应激是男性不育的重要危险因素。长时间坐着或暴露于辐射热、精索静脉曲张和隐睾都会导致热应激。温度升高会导致生精停滞、生殖细胞凋亡、氧化应激和精子 DNA 损伤。骑自行车作为一项运动与热量的产生增加有关。发现年轻健康男性公路自行车运动员进行 16 周的高强度自行车训练会导致 ROS 和丙二醛水平增加，同时酶抗氧化剂和总抗氧化能力降低。即使在恢复 4 周后，这些变化仍然保持. 此外，尽管恢复了 4 周，但这些非职业自行车手的白细胞介素水平升高，精子参数受到抑制。
睡眠障碍可能对男性生育能力产生不利影响，因为难以入睡的患者量较低，包括吸烟或超重的患者。一项动物研究发现睡眠不足会影响精子功能。经常使用电子设备也会导致睡眠卫生差。暴露于手机使用发出的射频电磁波辐射可能会对产生有害影响。一项荟萃分析发现，手机接触与精子活力和活力降低有关，而另一项研究发现这种对精子活力和活力的不利影响仅在体外发生 .
有多种风险因素可能会影响精子质量。这些包括生活方式因素，如吸烟、饮酒、使用非法药物、肥胖、心理压力、APA、饮食和咖啡因摄入量。这些因素的不利影响甚至可能一代一代地加剧，然后传递给后代。然而，它们的负面影响可以在很大程度上通过行为改变和更好的生活方式选择来克服。通过这种方式，这些因素对男性生殖潜力的有害影响也可以得到缓解，从而产生更有利的结果。正如本综述所讨论的，支持每个风险因素对男性生育力的不利影响的证据强度各不相同。几乎所有的研究都集中在一个或最多两个正在评估的风险因素的具体影响上。然而，实际上，这些风险因素的暴露并不是单独发生的，而是同时发生的，每一个都处于不同的暴露持续时间和严重程度。然后可以说，如果不深入了解这些复杂暴露的更广泛情况，我们可能已经低估了每次暴露的后果。
男性不育症的危险因素(例如吸烟和饮酒)对精子参数的累加效应已得到认可。此外，男性生育能力的其他风险因素，如环境和职业因素，也可能同时对男性生育能力构成潜在威胁。在规划研究设计时，还应考虑对混杂因素的影响。也许通过保持整体积极的生活方式，可能影响精子质量和男性生育能力的多种因素的负担可能会开始慢慢改善。在这方面，对日常生活中存在的风险因素的可能影响的认识和认识对于寻求受孕的夫妇来说至关重要。由于这些影响男性不育症的因素中的一些可能是可逆的，因此这对夫妇可能会从早期咨询和临床干预中受益。
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