实验性精索静脉曲张对大鼠睾丸结构和性激素影响

【摘要】  　　目的 观察实验性精索静脉曲张(EV)对大鼠睾丸结构及左精索静脉内促卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)、睾酮(T)水平的影响。方法 40只雄性青春期Wistar大鼠随机分为EV 8周组、EV 12周组（每组12只）和相应对照组（各8只），EV组部分结扎左肾静脉建立实验性大鼠EV模型，相应对照组接受假手术。分别于术后8周、12周处死动物，测量睾丸质量,光镜观察睾丸结构；放射免疫法测定曲张精索内静脉血和肾静脉血中FSH、LH、T的水平。结果 EV 12周、EV 8周组双侧睾丸质量与相应对照组比较明显下降（t=2.78～11.18，P<0.05、0.01），EV 12周组双侧睾丸质量较EV 8周组减轻（t=2.55、3.73，P<0.05、0.01）。光镜下观察，EV 8周和EV 12周组大鼠双侧睾丸均有局灶性生精上皮退化，精子发生阻滞，生精细胞脱落和曲细精管萎缩等病理性改变。对照组、EV 8周组和EV 12周组大鼠左精索静脉血FSH和LH水平依次增加(t=3.53～9.51，P<0.01），后两者T水平较对照组降低（t=2.52、4.40,P<0.05、0.01）。结论 EV可导致大鼠双侧睾丸质量下降，曲细精管病理性损害，性腺轴内分泌功能异常。

【关键词】  精索静脉曲张；睾丸；性激素；大鼠,Wistar

　　INFLUENCE OF EXPERIMENTAL VERICOCELE ON THE STRUCTURE OF TESTIS AND SERUM LEVELS OF SEX HORMONE IN RAT 

　　MA ZHENG, WANG PEITAO, JIA YUEFENG, et al

　　(Department of Low Temperature Medicine, The Affiliated Hospital of Qingdao University Medical College, Qingdao 266003, China);

　　［ABSTRACT］ Objective To observe the impact of experimental varicocele (EV) on the structure of testis and the serum levels of follicle stimulating hormone (FSH), luteinizing hormone (LH) and testosterone (T) in rats.  Methods Forty male adolescentage Wistar rats were randomly divided into  EV8week group and EV12week group, with 12 rats in each group; and corresponding control groups, eight in each group. An EV model was created by partially ligating the left renal vein, and a sham operation was done for the controls. The animals were killed 8 and 12 weeks, respectively. The weight of the testis was measured, its structure observed lightmicroscopically, and the serum levels of FSH, LH and T of varicose vein blood and renal vein were determined by radioimmunoassay. Results Compared with those of the control, the weight of testis of EV groups was significantly lower (t=2.78-11.18;P<0.05,0.01). The weight of testis of rats in EV12goup were significantly lower than those of EV8week group (t=2.55，3.73；P<0.05, 0.01). Lightmicroscopically, a focal degeneration of germinal epithelium，retardation of spermatogenesis and desquamation of spermatocytes were found in the testis of the EV rats. The serum levels of FSH and LH of the EV groups were significantly increased in order compared with those of the corresponding control groups (t=3.53-9.51,P<0.01), while the serum level of T decreased (t=2.52, 4.40;P<0.05, 0.01).  Conclusion Experimental varicocele can lead to the decrease of the weight of bilateral testis, pathologic lesion, and pathocrinia of genitical gland.
   
　　［KEY WORDS］ varicocele; testis; gonadal hormone; rats, Wistar
   
　　精索静脉曲张（VC）是指精索内蔓状静脉丛的异常伸长、扩张和迁曲，该病是导致男性不育的原因之一。VC多见于青春期，青少年VC的主要危害在于对睾丸的损害，进而造成不育。近年来，关于VC所致睾丸内分泌障碍的研究越来越引起人们的重视。研究表明，VC的睾丸病理变化与下丘脑垂体睾丸轴功能紊乱有关[12]。本文拟通过建立大鼠实验性VC（EV）模型，观察不同时间EV大鼠睾丸的结构和曲细精管变化，测定并分析性激素水平变化，探讨VC致不育的发病机制。

　　1  材料与方法

　　1.1  实验动物和分组
   
　　雄性Wistar大鼠40只，体质量170～200 g，购于青岛市药检所，适应性饲养1周。实验饲养条件：室温（20±2）℃，每日光照14 h,黑暗10 h,饮水、摄食任意。将大鼠随机分为EV 8、12周组(每组12只)和相应的假手术对照组（每组8只）。

　　1.2  EV模型建立
   
　　100 g/L水合氯醛(3.5 mL/kg) 腹腔麻醉大鼠,腹部正中切口, 分别游离左肾静脉和动脉, 在左肾上腺静脉和精索静脉内侧、下腔静脉外侧, 置一根直径约0.70 mm 的金属杆, 与左肾静脉一起结扎, 使左肾静脉直径缩小约50%，结扎后将金属杆拨出，拔出后见左肾静脉迅速扩张。腔内注射少量庆大霉素预防感染，30丝线缝合切口。分别于术后8、12周后剖开大鼠腹部，用带测微器的解剖显微镜测量曲张精索静脉最大外径，若左侧精索内静脉曲张直径大于0.5 mm为建模成功。对照组显露左肾静脉过程相同, 但不结扎。建立模型的过程中死亡3只，其中1只死于麻醉过深，其余2只死于术后1～2 d，可能与术中丝线结扎肾静脉将静脉壁划破导致术后出血过多有关。EV组除2只左侧精索静脉未见明显曲张外，其余19只均建模成功。

　　1.3  标本采集
   
　　分别于术后8周和12周麻醉大鼠后，腹正中切口，实验组暴露曲张的左精索内静脉，用5 mL注射器于曲张的精索静脉取血3～4 mL;对照组未见曲张精索静脉，同样取左肾静脉血3～4 mL，1 500 r/mim离心10 min后取上清，放于-20 ℃冰箱保存待测。经腹腔取出实验组和对照组大鼠双侧睾丸,称质量后迅速用Bouin’s液固定。

　　1.4  检测指标及方法

　　1.4.1  睾丸的组织结构观察 

　　取睾丸组织，固定于Bouin’s溶液中24 h, 经梯度乙醇脱水后用二甲苯透明，随后以石蜡包埋，5 μm厚切片, 梯度乙醇水化、脱蜡,以苏木精伊红(HE)染色。光镜观察睾丸内曲细精管的结构。

　　1.4.2  性激素水平的测定 

　　将制备的血清分装于小EP管中，采用放射免疫法测定血清中促卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）、睾酮（T）的水平，按试剂盒说明进行操作。

　　1.5  统计学分析
   
　　采用SPSS 17及PPMS 1.5[3]统计学软件进行数据处理，结果以±s表示，数据间比较采用独立t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

　　2  结果

　　2.1  各组睾丸质量比较
   
　　EV 12周、EV 8周组大鼠双侧睾丸质量与相应对照组比较明显下降（t=2.78～11.18，P<0.05、0.01），EV 12周组双侧睾丸质量较EV 8周组减轻（t=2.55、3.73，P<0.05、0.01）。见表1。表1  各组双侧睾丸质量检测结果（略）

　　2.2  各组睾丸结构比较
   
　　光镜下观察，对照组睾丸曲细精管上皮细胞排列紧密有序，各期生精细胞排列有序，管腔内见大量精子。EV 8周组大鼠双侧睾丸均有局灶性损害，呈特殊的“斑点样”表现,即病变与正常生精小管交错存在，主要表现为生精上皮退行性变，细胞层数减少，排列疏松、紊乱，精子发生停滞，大量生精细胞脱落于管腔中。EV 12周组大鼠双侧睾丸局灶性损害灶增加，睾丸生精上皮内生精细胞层次显著减少, 有的仅见1～3层，排列松散、紊乱。

　　2.3  各组外周血性激素水平比较
   
　　EV 8周组和EV 12周组大鼠曲张精索静脉血FSH、LH水平与相应对照组肾静脉血比较明显升高，EV 12周组较EV 8周组升高,差异均有显著性(t=3.53～9.51，P<0.01）；EV 8周组和EV 12周组曲张精索静脉血中T水平较相应对照组明显降低（t=2.52、4.40,P<0.05、0.01）,EV 12周组曲张精索静脉血中T水平与EV 8周组比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。 表2  各组血清性激素水平检测结果（略）
　　
　　3  讨论
   
　　VC导致不育的机制有很多学说，主要包括阴囊高温、肾上腺或肾的代谢产物反流、下丘脑垂体轴的功能不足(性腺激素抑制)、血流动力学功能改变造成睾丸局部低氧和pH值改变、免疫因素、氧自由基损伤机制等。近年来，关于VC所致睾丸内分泌障碍的研究越来越引起人们的重视。研究表明，VC的病理生理变化与下丘脑垂体睾丸轴功能紊乱有关，且随VC持续时间增加，双侧睾丸质量及血性激素水平发生变化。
   
　　睾丸质量的变化是评价生育功能的一项基本指标，其与生精质量和精子的密度关系密切。郑轶群等[4]研究结果显示，EV可导致其同侧睾丸生精上皮的进行性损伤，与本实验结果一致。本实验结果显示， EV可引起同侧睾丸生精上皮的改变，主要表现为局灶性生精上皮退行性变、细胞层数减少，还能影响对侧睾丸结构，使之发生改变。生精上皮细胞是构成睾丸的主要部分，这能更好地解释EV可引起双侧睾丸质量减轻，且随时间延长睾丸质量减轻越明显。可见VC对睾丸的损害是双侧性的，且随时间的延长，损害呈累积性进展。一侧VC可导致双侧睾丸质量的改变,这与左右侧睾丸间存在丰富的血管交通支有关系。生精细胞构成了睾丸的主要部分，VC时睾丸组织的曲细精管发生病理损害，各级生精细胞减少、坏死，必然导致睾丸质量下降。齐鲁医学杂志2010年6月第25卷第3期  Med J Qilu, June 2010, Vol.25, No.3
   
　　精子发生是一个受内分泌和局部控制机制（旁分泌和自分泌）调控的有规律的周期性过程，即受下丘脑垂体睾丸轴的调节。内分泌系统对精子分化的作用需要FSH和LH的参与, FSH主要作用于精子发育的最后阶段，促进精母细胞发育成精子细胞和精子，刺激支持细胞发育，促进生殖细胞发育分化为成熟的精子。LH通过调节Leydig细胞睾酮合成发挥作用，其主要作用是促进睾丸间质细胞生长，促进其合成和分泌T，促进T扩散入曲细精管，供精子生成需要。FSH和LH最终都是通过提高局部雄激素浓度而影响生精过程，LH促进间质细胞发育并分泌T；FSH可刺激支持细胞分泌雄激素结合蛋白，从而提高曲细精管局部雄激素浓度，进而促进生精上皮的发育和精子生成。VC对睾丸损害的病理生理改变可能与下丘脑垂体睾丸轴分泌紊乱密切相关，但国内外文献对VC病人血清性激素水平的变化报道很不一致。郭永连等[5]测定了兔VC模型术后3个月的血清FSH、LH和T水平,结果VC组与对照组相比FSH、LH 升高, T显著降低。刘建军等[6]研究表明，在8周内实验性大鼠VC并没有引起血T的降低,但可以导致双侧睾丸内T降低。 CANALES等[7]研究却显示，VC病人外周血清T浓度无显著性改变。YOUNES等[8]研究29例双侧3级VC病人，包括15例有勃起功能障碍、14例不育病人，结果显示，其血FSH较正常人升高，血T浓度在勃起功能障碍组及不育组均降低。而FABIO等[9]研究71例不育伴VC病人、79例有生育史伴VC者和217例正常男性的FSH、LH、T的变化，结果显示，3组间LH、T差异无统计学意义，不育伴VC病人FSH较其他两组明显升高，而其他两组间FSH值无统计学意义。本实验结果表明，EV 8周组和EV 12周组大鼠曲张精索静脉血中FSH、LH水平较相应对照组肾静脉血明显升高， EV 12周组曲张精索静脉血中FSH、LH水平较8周组明显升高，EV 8周组和EV 12周组静脉血中T水平较相应对照组降低，差异有统计学意义。提示VC可造成外周血中性激素水平的改变，且与VC持续时间的长短有关。YOUNES等[13]认为，VC可损害睾丸Leydig 细胞、Sertoil细胞功能，导致外周血中性激素水平的改变，从而反馈影响下丘脑垂体睾丸轴，使血液FSH、LH水平升高，进而反馈影响睾丸生精作用的内分泌环境而致生育力下降。间质细胞是分泌雄激素的内分泌细胞，当间质细胞功能受损害时，T分泌将会减少，通过负反馈作用于垂体，使垂体分泌的FSH、LH增加。
   
　　综上所述，VC可导致大鼠双侧睾丸结构及其合成T功能的进行性损害，并造成下丘脑垂体睾丸轴分泌功能的紊乱，从而改变生精细胞的内分泌环境，进而造成不育。

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　　[4]　郑轶群,张孝斌,程帆,等. 实验性精索静脉曲张对大鼠同侧睾丸的影响[J]. 中华男科学杂志, 2008,14(9):807808.

　　[5]　郭永连,王志新,王艳芳,等. 高压氧对精索静脉曲张家兔生殖激素水平影响的实验研究[J]. 中国计划生育学杂志, 2005,3(12):728730.

　　[6]　刘建军,董强,杨宇如. 实验性精索静脉曲张大鼠血清及睾丸内睾酮的变化[J]. 中华男科学杂志, 2007,13(4):337339.

　　[7]　CANALES B K, ZAPZALKA D M, ERCOLE C J. Prevalence and effect of varicocele in an elderly population[J]. Urology, 2005,66(3):627631.

　　[8]　YOUNES A K. Low plasma testosterone in varicocelc patients with impotence and male lnfertility[J]. Arch Androl, 2008,45(3):187195.

　　[9]　FABIO F P, ANTONIO L, PLINIO M, et al. Seminal profile, testicular volume and hormonal level in infertile patients with varicoceles compared with fertile men with and without varicocele[J]. Fert Ster, 2005,83(1):7477.