精子形态学之雄激素缺乏精子、凋亡精子....

【大咖综述】..

原创 2017-03-13 曹兴午 袁长巍 检验医学网

08雄激素缺乏精子

由于雄激素缺乏导致精子在生成过程中分化不良，以幼稚状态排出体外，而且精子凋亡常常发生在成熟过程中的始发期和终末期，与支持细胞的功能有关。如果在老年人的精液中出现，则属于老年人雄激素缺乏引起的生理现象。（图24~25）

图24幼稚凋亡精子

图25幼稚凋亡精子

09凋亡精子

细胞凋亡是机体正常细胞在受到生理和病理性刺激后出现的一种自发的死亡过程, 是一个主动、高度有序、基因控制及一系列酶参与的过程。精子凋亡在精子发生过程中是一个重要特征，自发的凋亡对维持正常精子数量非常重要。生精细胞凋亡是许多哺乳类动物在正常生精过程中的一种“优胜略汰”“保持平衡”的增值机制，不仅发生在睾丸生精阶段，在精子形成以后也仍然发生精子凋亡。而诱发过多的生精细胞凋亡是一种异常的病理现象，导致过多的精子凋亡与男性不育密切相关［36］。

患者精液中检出的异常（缺陷）精子，实际上是精子在生成过程中，不同类型的凋亡精子，随着科学的进步，已经不能在停留在过去的认识和分类上，现就精子凋亡形态分类介绍如下[37 ]：

1、原位缺口末端标记（TUNEL）染色精子凋亡形态：

TUNEL染色被认为是鉴别凋亡细胞的有效方法。经TUNEL染色后凋亡精子核染成深综色或深褐色，由于受Bcl-2(抑制凋亡因子)及Fas（死亡受体）的阳性表达，分布于细胞浆和细胞膜呈棕黄色或棕褐色，所以，在TUNEL染色中可以看到核浓染呈深综色或深褐色是精子凋亡的特征。图(26~28)

图26凋亡精子（棕色）

图27凋亡精子核边聚（棕色）

图28凋亡精子核浓缩与核匀质化

2、瑞-姬氏染色精子凋亡形态

是一般实验室普遍具备的染色试剂与方法，为了便于区别与鉴定，就头部、颈中部和尾部分别叙述其特征。精子凋亡表现为精子头部核固缩、核浓染，顶体空化、缺如，头部畸变，精子形态、大小不一和赤道板缺失、增多.（图29~图34）

图29凋亡精子图

30小头凋亡精子

图31双头凋亡精子图

32大头凋亡精子顶边聚。

图33凋亡精子核凸出图

34精子凋亡头具凋亡小体

3.流式细胞仪（Flowcytomet，FCM）是一种在功能水平上对单细胞或其它生物粒子进行定量分析和分选的检测手段，流式细胞仪的优点是速度快、精度高、准确性好，当细胞发生凋亡这样缓慢和不一致的过程时，流式细胞仪的检测更为准确[38]。FCM是检测细胞凋亡较为敏感和可靠的方法，弥补了传统形态学观察细胞凋亡所带来的主观因素的缺陷。

在细胞凋亡的早期，磷脂酰丝氨酸（PS）从细胞膜的内侧翻转到细胞膜的表面，暴露在细胞外环境中。Annexin V 是一种依赖于Ca2+的磷脂结合蛋白，与凋亡细胞膜上外翻的 PS 有高度亲和力，采用荧光（如 FITC ）标记的 Annex-in- V 来与凋亡细胞结合。碘化丙啶（PI）是一种核酸染料，在凋亡中晚期的细胞和死细胞，PI 能够透过细胞膜而使细胞核红染。因此通过 Annexin- V/PI 双染法，可将凋亡早晚期的细胞以及死细胞区分开来[39]。

精子凋亡DNA的损伤占据了重要位置，精子核的浓缩和浓染说明了精子DNA损伤的结果和表现。精子中的DNA成分包括两部分：一部分位于精子头部的核DNA以及位于精子中段的线粒体DNA（mtDNA）。为此，我们可以看到精子头部凋亡精子和精子颈中段凋亡精子，说明由于在这两个部位的DNA损伤造成的结果。目前，精子核DNA损伤的机制尚未明了,可有3种机制：

（1）氧化应激反应（oxidative stress）：生理性浓度的活性氧（reactive oxygen species,ROS）有助于精子获能和顶体反应，但高浓度的ROS则造成精子DNA的损伤，导致精子DNA产生单链或双链断裂。已经证实显示，在25%～40%的不育患者精液中可以检测出高浓度水平的ROS。

（2）精子染色质组装缺陷与分离异常：染色质的组装需要内源性核酶参与，以建立和连接DNA缺口，有助于鱼精蛋白替代组蛋白过程中释放扭力（torsional stress）和染色体重组，在这时可以造成精子发生异常或DNA的损伤。

（3）凋亡精子异常发生：正常情况下哺乳动物睾丸生精细胞分化之前需要经过多轮有丝分裂而克隆扩展，必须要经过凋亡等机制控制其数量。实验表明半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（Caspase 3）本身在细胞凋亡中也能够剪切SREBPs，凋亡通路通过这种方式干扰膜蛋白的代谢，从而导致细胞膜泡状化。我们看到的细胞膜泡状化的凋亡精子，有可能是上述原因引起的。

精子头核异常，是染色质成熟过程异常，导致精子核空泡样缺陷，即致密的染色质被颗粒原纤维或空区域取代，约占精子核的20%～50%。过去被认为是精子染色质成熟度和凝缩异常，实际上是精子凋亡的不同时段和过程而表现不同，最后形成整个核固缩、浓染的凋亡状态。染色质异常的精子常常表现头部异常，可导致妊娠率下降或引发流产。Siddighi等认为精子核蛋白组型转换异常、染色质结构异常、精核蛋白缺陷、DNA断裂与精子形态异常和精子凋亡有关。所以，遇高头部缺陷率的精子，常常与精子染色体非整倍体率有关，减数分裂异常可导致精子核异常。笔者采用吖啶橙染色，荧光显微镜观察精子核DNA状态和顶体状态，对头部缺陷精子进一步证实。当前，精子功能进行检测与判断，已经提到日程。精子头部异常是精液分析的重点，常与疾病有关。我们不能再以过去的观点看待精子的缺陷和表现的形态。

姜永光等研究发现，精索静脉曲张（VC）患者的精子存在核转型缺陷，核抗解聚能力以及核稳定精子百分比明显降低，表明核的成熟异常与精索静脉曲张不育症有密切联系。金庆骝等报告精索静脉曲张患者精子形态以尖头精子、不定型精子和未成熟精子细胞比例增高为特征。精子形态异常通常反应了生精过程中精子发育的障碍，并且畸形以头部为主也意味着精子核成熟或凋亡异常可能是导致畸形精子发生的重要原因。卢启海报告：对121例VC患者的精子密度、活力、活率、有效精子数、活力指数以及正常形态的精子比例分析结果表明，均较对照组明显降低（P＜0.01）；畸形精子中，小头、锥形头和无定形头精子数较对照组增多（P＜0.01）。其中21例VC不育患者手术后精子质量和精子形态学较术前明显改善。强调精子形态学分析是判定精索静脉曲张患者精子受损的一个敏感指标，手术能够有效地改善精液质量，提高妊娠率。

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