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医学科普

高温为什么会导致男性不育呢?

发表者:毛向明 人已读

作者:赖厚桦

审核:毛向明,吕道均


众所周知,人类正常体温大约为37°C,而位于人体外部的睾丸产生精子的最佳温度在32~35°C,当局部温度高于这一范围时,例如穿着紧身裤子、热水泡浴、长时间驾驶等,都会对男性生育功能产生不利影响。


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热激导致男性不育这个观点早已得到广泛的认可,但是,为什么热刺激会影响男性生育呢?背后的机制究竟是怎样的呢?


人们一直知其然而不知其所以然,直到2020年10月15日,美国俄勒冈大学的研究人员在 Cell 子刊 Current Biology 杂志发表了题为:Elevated Temperatures Cause Transposon-Associated DNA Damage in C. elegans Spermatocytes 的研究论文,这一神秘面纱才逐渐揭开。



我们先来了解什么是转座子。转座子,也叫跳跃基因,它可以从原位上单独复制或断裂下来,环化后插入另一位点,并对其后的基因起调控作用。一般情况下,转座子处于受抑制的沉睡状态,一旦被刺激唤醒,就能改变遗传物质,也会造成DNA损伤。



接着,我们来看看这项研究是如何做的呢?


首先研究对象,因为在人类和模式动物秀丽隐杆线虫中,小幅度的温度升高可降低雄性的生育能力,所以“被研究”的重大使命就落在了秀丽隐杆线虫上。


接着实验过程,把线虫暴露于升高2°C的环境中进行2小时的短暂热激处理,再通过显微观察对比在正常和热激条件下发育的精子和卵子。



结果发现,短时间处于增加2°C的环境中,线虫精原细胞在减数分裂前期和Ⅰ期中的双链DNA断裂(DBS)增加了25倍,而且,这些精子的受精卵都未能产生后代。


然而,研究人员发现,这些双链DNA断裂(DBS)与细胞内的核酸内切酶无关。那么问题又来了,热激是如何使双链DNA断裂的呢?


进一步实验开始了,研究团队通过高通量基因组测序来观察分别在正常和热激条件下,转座子在整个基因组中的位置。


结果发现,在热激处理后,精子中一些新的位置出现了转座子,确定在精子的发育形成中,热激诱导的双链DNA断裂与TC1转座子有关。


综上所述,这项研究表明精子对高温的耐受性较差,短时间的热激处理,就会导致原本被抑制的转座子重新活跃,从而导致过度的DNA损伤和基因组改变,最终损害生育能力。


最后,可能有人好奇,热激对精子的发育影响如此大,那么对卵子有没有影响呢?


在这项研究中,研究人员发现在卵子发育形成过程,热激处理是不会导致双链DNA断裂(DBS)或TC1转座子的跳跃增加的。想想,毕竟产生精子的睾丸是位于男性身体外部的,而产生卵子的卵巢是位于女性盆腔里面的,它们对温度增高的反应自然不太一样。


对此,南方医科大学珠江医院毛向明教授建议广大男性朋友:


天气炎热尤其不要穿紧身裤,比如牛仔裤,即便在空调房间,长期坐办公室或者开车人士这样穿也不合适,牛仔裤、紧身内裤会妨碍睾丸血液循环,会令睾丸周围的温度提高。男性们宜穿宽松透气的棉质内裤,不穿牛仔裤等紧身裤。对于近期有生育要求的男性朋友建议尽量远离蒸桑拿,泡温泉等。



此外,厨师、户外高温作业者,工作期间注意下身隔热保护,中途注意休息避暑。在炎热的夏季建议多喝水,除了可以防暑降温,还能够提高精子质量。


最后,还建议大家平时多吃的水果蔬菜(如番茄等),高温状态下,精子会出现氧化应激反应损伤,水果蔬菜富含维生素、矿物质,有抗氧化作用,能缓解氧化应激反应,从而减少精子损害。



毛向明:泌尿男科专业,医学博士,主任医师,三级教授,博士研究生导师,博士后合作导师


从事泌尿男科学临床工作30年,全面系统地掌握泌尿外科及男科的各种疾病的诊疗技术,在泌尿系肿瘤、泌尿系结石、泌尿系感染男科疾病等方面积累了丰富的临床经验。


擅长泌尿男生殖系肿瘤及男科疾病的标准化诊治,特别在男性生殖器肿瘤、前列腺疾病、男性不育症、男性性功能障碍、男性性心理疾病、男性性腺功能低下、男性生殖器畸形及显微生殖男科手术等方面具有独特造诣。


毛向明教授门诊时间:周一上午专家门诊和周三上午名医门诊。


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参考文献:

Kurhanewicz,N.A.,etal.,ElevatedTemperaturesCauseTransposon-AssociatedDNADamageinC.elegansSpermatocytes.CurrBiol,2020.




本文是毛向明版权所有,未经授权请勿转载。
本文仅供健康科普使用,不能做为诊断、治疗的依据,请谨慎参阅

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发表于:2021-01-09