[导读] 目前，精子动力学、精子形态学和生精细胞学的分析[1]，以及精液脱落细胞学的检出[2]，已成为临床上评价男性生育功能的重要手段[3]，但是男性不育是一组比较复杂的临床综合征。随着男科生殖研究的深入，精浆中的生化指标越来越受到重视，它不仅可以了解精浆中各种成分的主要组织分泌来源，更反映睾丸、附睾及其他附属性腺的功能，及对精子、生精细胞的影响，对全面评价男性生殖能力有着重要的临床意义。陈伟辉[4]报告精液生精细胞检查结合精液常规及精浆生化测定对睾丸活 [导读] 目前，精子动力学、精子形态学和生精细胞学的分析[1]，以及精液脱落细胞学的检出[2]，已成为临床上评价男性生育功能的重要手段[3]，但是男性不育是一组比较复杂的临床综合征。随着男科生殖研究的深入，精浆中的生化指标越来越受到重视，它不仅可以了解精浆中各种成分的主要组织分泌来源，更反映睾丸、附睾及其他附属性腺的功能，及对精子、生精细胞的影响，对全面评价男性生殖能力有着重要的临床意义。陈伟辉[4]报告精液生精细胞检查结合精液常规及精浆生化测定对睾丸活检结果有较高的预测价值，可诊断无精子症类型，是鉴别非梗阻性与梗阻性无精症的重要指标。本文就男性不育临床诊断中常用的具有临床意义的精浆生化指标作一综述。
1 .乳酸脱氢酶同工酶-C4 (Lactate Dehydrogenase,LDH-C4)
1.1 LDH-C4的生化性质 乳酸脱氢酶同工酶，可以说是精子的特异性乳酸脱氢酶( sperm-specific lactate dehydrogenase，LDH-C4)特异性地存在于鸟类和哺乳类动物的睾丸和精子中，与体细胞乳酸脱氢酶 A4(LDH-A4)和 B4(LDH-B4)同属于乳酸脱氢酶家族，它们都以烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)为辅酶催化丙酮酸和乳酸的转化而来，在能量代谢中发挥重要作用，但 LDH-C4 与体细胞 LDH 相比又具有一些独特性质[5]。LDH-C4 主要存在于生殖细胞内，在精母细胞、精子细胞及处于分化成熟阶段的精子尾的主段和中段的胞质膜上也有明显分布[6]，有报道，LDH-C4 也可在卵子中表达[7]。与 LDH-A4、LDH-B4 相比，LDH-C4 在动力学及酶底物上有其不同之处，其酶活性具有很好的热稳定性，且 32 ℃ 时活性最强[8]。LDH-C4 的低转换数可能是对其生理功能的一种适应,因为在生殖细胞中产生的乳酸不可能通过血液循环运输到肝脏部位进行转化，大量乳酸的产生将抑制精子的运动，影响精子的正常生理功能[9]。Mukai 和 Okuno[10]研究发现糖酵解是老鼠精子鞭毛运动所需 ATP 的主要源，同时他们结合精子细胞所处的环境中富含大量乳酸的情况，还提出了在大量细胞外糖酵解底物存在的情况下，精子细胞首先利用糖酵解获得 ATP，当糖酵解的底物很少时，精子细胞即利用线粒体呼吸获得 ATP，进行能量转换[9]。说明在精子动力学活动中精子细胞需要ATP作为精子的动力源，促进精子的运动。
1.2 LDH-C4的基因调控 LDH-C4 的表达具有严格的时空调控。Goldberg[11]用Northern blot 方法在小鼠初级精母细胞中检测到LDH-C4 mRNA(信使核糖核酸),而在体细胞中则未发现 LDH-C4 mRNA，说明LDH-C4 的表达具有组织细胞特异性的特点。LDH-C4 的合成及活性也只表现在精子发生的特定阶段。早期的免疫组化实验表明，小鼠最早在初级精母细胞的粗线期中期表达LDH-C4，检测分离获得的青春期或成年小鼠的生精细胞的结果表明，LDH-C4 的合成起始于前细线期和细线期/偶线期，尤其在粗线期精母细胞、圆形精子和浓缩过程的精子细胞中比较显著，而在成熟精子中则有所下降[12]，这说明在由 A 型精原细胞分化成 B 型精原细胞发育阶段参与精子发生周期时，LDH-C4 基因就开始活化和表达，起到举足轻重的作用。
LDH-C4 在睾丸组织的特异性表达表明了 LDH-C4 基因在生殖细胞中被激活而在体细胞中受抑制的效应机制。LDH的 3 种亚基分别由不同基因表达，LDH-C4 基因仅在精子(包括成熟生精细胞)中表达，而 LDH-A4、LDH-B4 基因则在体细胞中表达活跃。如果将 LDH-C4 启动子区域转基因LDH-A4cDNA，结果在转基因小鼠睾丸匀浆中可发现LDH-A4、LDH-C4 这 2 种四聚体，提示人类 LDH-C4 启动子包含特异的调节序列，用以在精子生成中作为转基因特殊表达 LDH-A4，同时并不影响其生育能力[13]。
1.3 LDH-C4与精子获能 不管精子细胞是通过线粒体有氧呼吸还是糖酵解获得能量都和 LDH-C4 密切相关。O’Flaherty 等[14]认为位于细胞质膜的 LDH-C4 可以将细胞外的丙酮酸还原成乳酸，进入细胞质的乳酸再被细胞质内的 LDH-C4 氧化成丙酮酸，产生还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)。此外，用草氨酸盐抑制老鼠 LDH-C4 的活性可阻断老鼠精子获能，进一步说明了 LDH-C4 和精子能量代谢密切相关[15]。成熟精子是高度分化和被区隔的细胞，基本上没有基因的转录和翻译，因此蛋白质翻译后修饰(如蛋白质磷酸化)应该在成熟精子的信号传导中扮演重要角色。随着精子获能进程的推移，精子细胞内一些特殊蛋白质的酪氨酸残基被磷酸化的程度也相应加大，通过对牛和老鼠等哺乳动物的研究发现，蛋白质酪氨酸残基的磷酸化受环磷腺苷/ 蛋白激酶 A(cAMP/PKA)信号途径的调控，此外促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号途径也与精子的获能相关[16]。
1.4 LDH-C4的免疫特性 在哺乳动物中，雌性动物不能合成 LDH-C4，雄性动物虽然在睾丸的生精过程中合成 LDH-C4，但在正常情况下血睾屏障可使其与免疫系统相隔离。因此对于雌性和雄性动物，无论是自身合成还是外源性的 LDH-C4 都将被机体的免疫系统识别为异己成分，当免疫系统与之接触时，LDH-C4作为一种抗原物质可激发机体免疫系统产生免疫应答反应。而用纯化 LDH-C4 免疫小鼠的实验结果也证明，LDH-C4 能够引起特异性免疫应答反应，包括体液免疫和细胞免疫[17]，说明精子特异性抗原与LDH-C4有关。实验证明
LDH-C4 抗血清对大鼠有生殖抑制作用。精子表面吸附有许多抗原，该抗原可作为在女性生殖道内抗 LDH-C4 抗体与 LDH-C4 的相互作用位点，抗 LDH-C4 抗体与该位点结合后可使精子失活，但不能使全部精子丧失活性。抗LDH-C4 抗体属凝集抗体，精子凝集实验证实精子凝集是精子膜表面抗原与抗体相互作用的结果，为此，应用混合抗球蛋白实验和免疫珠检测法检测精子膜上的抗精子抗体后证实，存在于精子膜上的抗 LDH-C4 抗体为 IgG 抗体，可与精子膜上的 LDH-C4 结合而干扰精子的正常生理活动[18]，从而进一步证明了采用免疫方法测定抗精子抗体的应用的机理。
1.5 LDH-C4 临床应用 用电泳技术和高亲和性底物测定分析 LDH-C4 的活性，是评价人精子正常与否以及受精能力好坏的客观指标。临床研究发现有 0.5% 的不育患者精子计数正常，但精子LDH-C4 缺如，分析可能是 LDH-C4 基因缺失以致精子能量代谢障碍，活力下降;而某些严重少精症患者的 LDH-C4活性很高，提示其精子发生正常;还有些精子计数正常的不育患者的 LDH-C4 活性低下，提示其精子分化受损或被抑制[19]。由此可见测定 LDH-C4 活性即可鉴定精液质量。邓顺美等[20]对不育症患者的 LDH-C4 活性进行了测定，采用PAGE 对可生育组与不育组精子的 LDH-C4 进行全谱酶染色和 LDH-C4 特异性染色，结果显示生育组与不育组均只出现 LDH-C4 一条区带，且生育组 LDH-C4 染色条带显色明显深于不育组。上述实验均为男性不育症诊断提供了可靠依据。学者共识：LDH-C4在精浆中的活性与精子密度、存活率、活动度和顶体反应等指标相关，并对生殖功能具有一定的破坏作用。近年研究发现男性不育及少精症患者精子内LDH-C4比正常生育者精子数目减少，不育症精浆中LDH-C4活性大于正常生育者。因此，测定其含量可以作为反映睾丸的生精功能状态，评价精液质量以及受精能力的客观指标，同时也能反映精道是否通畅。
首页
