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试析高原低氧环境中生殖健康治疗对策
摘要：我国青藏高原具有独特的气候环境，包括低压、低氧、低温、强风、强紫外线、昼夜温差大等。研究表明，所处环境的海拔高度显著影响精液质量，暴露时间越长，对机体造成的不良影响愈明显[1]。目前，高原低氧环境对精子发生的影响以及低氧环境中生殖健康治疗对策的相关研究较少，笔者主要从以下几个方面进行总结。
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我国青藏高原具有独特的气候环境，包括低压、低氧、低温、强风、强紫外线、昼夜温差大等。研究表明，所处环境的海拔高度显著影响精液质量，暴露时间越长，对机体造成的不良影响愈明显[1]。目前，高原低氧环境对精子发生的影响以及低氧环境中生殖健康治疗对策的相关研究较少，笔者主要从以下几个方面进行总结。
1、高原环境对男性生殖影响的流行病学
研究发现，世居藏族人群患无精子症、严重少精子症、精液黏稠度等异常疾病的概率明显高于移居汉族人群[2]，高原地区育龄男性居民平均精子密度低于平原同龄人水平[3]。同时发现，驻藏部队成年男性精子密度和活力均明显低于周边省市常住人群[4]。国外跟踪研究登山队员，在高原环境下，观察到精子数量和睾酮水平下降[5]。以上研究结果均表明，长时间处于高原低氧环境可能导致精子生成障碍。
2、高原环境对男性生殖内分泌系统的影响
研究表明，低氧环境暴露时间越长，对黄体生成素(LH)的抑制越明显[2]。在对海拔4280m地区习服1个月的男性血清激素含量变化进行检测后发现，卵泡刺激素(FSH)、睾酮（T）显著降低，提示缺氧可能会抑制性腺功能[6]。对于睾酮，低氧环境下机体中血清睾酮含量的减少与核呼吸因子1(NRF-1)呈正相关[9]；机体对低氧诱导因子-1(HIF-1α）的表达与睾酮之间呈负相关[10]，认为低氧环境下，低水平T和FSH参与影响了生精细胞的凋亡。一些研究认为，睾酮分泌下降是机体对高原低氧环境适应过程中的一种自身代偿机制：低水平的T含量可以促进二氧化碳的排出和氧的摄入增加，从而减轻高二氧化碳通气反应对机体的损伤[6]。
3、高原环境对睾丸组织结构的损伤
目前对睾丸组织结构损伤的研究中，大多是对低氧环境下的睾丸进行镜下观察。马全福等[7]在透射电镜下观察到，缺氧兔睾丸组织细胞随着时间的变化，从超微结构层次证实，高原低氧环境导致睾丸组织在精子形成过程中产生严重损害。其他学者通过HE染色观察证实[8,9]，低氧会使小鼠睾丸组织内精母细胞、精细胞数目减少、变性、脱落、坏死。有学者用考马斯亮蓝染色后观察到，低氧组细胞质骨架逐渐松弛回缩乃至脱落、消失，分布紊乱，生精细胞脱落，并随时间的延长而加重[16]。这些观察结果都证明了低氧会对精原细胞的产生场所———睾丸的组织结构造成损伤。其次，低氧环境下，大鼠睾丸支持细胞在体外的培养增殖能力和闭锁蛋白（occludin）表达量与氧浓度和缺氧暴露的时间有关，随着时间延长，增殖能力下降和表达量减低表现越明显[17]。
4、高原环境诱导生殖细胞凋亡
马子龙等[8]通过TUNEL法检测SD大鼠原位细胞凋亡，观察到低氧环境使大鼠生殖细胞凋亡率明显增高，而且凋亡的细胞以初级的精原细胞和精母细胞居多，罕见精子细胞。黄付敏[9]发现，经过低氧处理30d后的小鼠睾丸组织中，凋亡促进蛋白表达增多。同时有研究观察到，低氧5d组、15d组的Bax/Bcl-2没有明显变化，提示可能存在着多个凋亡调控途径，在不同时期参与了低氧对生殖细胞的诱导凋亡[19]。
实验发现，随着低氧时间的延长，HIF-1α表达逐渐提高，并保持在高水平状态,与生精细胞凋亡增多的现象一致，表明HIF-1α的高表达可能也参与了生精细胞的凋亡。HIF-1α在低氧环境时的高表达是机体对低氧环境的代偿作用，通过提高组织对低氧环境的耐受能力，从而降低低氧环境给睾丸组织功能带来的损伤。同时低氧环境下大鼠附睾组织中的p53表达的增高[20]，且随着在低氧环境中时间延长，诱导凋亡蛋白p53表达也随之增多[21]。p53的增高会导致附睾组织细胞凋亡加速，表现为附睾上皮细胞凋亡增多，组织内空泡增多，细胞排列疏松、无序化，影响附睾正常结构和功能。
5、高原环境诱导的氧化应激反应
过多的活性氧ROS严重影响精子细胞膜的液态性、流动性及通透性，对精子DNA完整性、精子的活力及代谢等产生不可逆性损伤[10]。ROS的代谢产物能直接对精子造成损伤，包括精子DNA的紊乱，加快生殖细胞凋亡，使精子密度减低。ROS和RNS处于生理性浓度时，能对精子获能和顶体反应产生积极意义，但若ROS和RNS的浓度过高，则会使机体内的氧化与抗氧化严重失衡，最后导致精子DNA损伤断裂毁坏[11]。在失代偿状态下，会造成蛋白、DNA和脂质等的损伤，使细胞功能受损[12]。廖卫公等[13]发现，低氧能抑制睾丸组织产生自由基，认为这是低氧时睾丸的氧供应不足导致的与ROS介导的信号传导通路有关而，与自由基的毒性作用无关。国外对睾丸生殖细胞凋亡的机制研究认为，可能是由于血液流动减少带来的氧供应减少和有毒代谢物的积累所致[14]。国际上也存在另外一种假说：血睾屏障的破坏导致精子免疫敏化，但这个说法还需要验证。
6、高原环境对精子形态、结构、活力的影响
田志军等[15]研究发现，同一批上高原后下来的人群中，经过高压氧治疗后的人群精液的各项参数恢复，较未经治疗的人有明显增高。李文娟等[16]发现，间歇低氧处理的小鼠，其精子数和精子活力都明显低于正常小鼠。一些研究观察到，低氧环境对精子形态与运动的损伤。在廖卫公等[17]的研究中，观察到低氧15d、30d组的大鼠附睾精子的数目远低于正常值，同时还观察到以精子的尾部卷曲和折叠为主的精子形态异常变化。余伍忠等[18]观察到，上高原半年后，精子的鞭打频率显著增加，运动能力显著降低。何江等[19]推测，高原低氧环境会影响精浆果糖生成和雄性精囊腺分泌功能，并最终影响到精子发育及其运动能力，同时会对组织结构的损伤引起抗精子抗体的大量产生。高钰琪等[20]发现，低氧环境下，大鼠精子的顶体酶阳性率及体外顶体反应发生率显著低于正常大鼠，说明低氧对精子的获能和顶体反应有抑制作用，这可能与精子的氧化应激有关。研究提示，精子自己产生的ROS能够促进精子获能[21]，提高精子的结合力。
7、对策
目前，对高原低氧带来的影响普遍采用氧疗为主的对策[22]。有研究发现，高压氧治疗可以提高机体对低压低氧的耐受能力，其与NO和ROS有关[23]。田志军等[24]观察到，经过高压氧治疗后，雄性精子参数恢复至正常水平的时间早于未经高压氧治疗的对照组。在袁智等[25]的研究中也观察到，高压氧治疗可以改善精液质量。董华平[26]总结了辅酶Q10对精浆的抗氧化能力和精子的参数都有改善，可作为辅助治疗[27]。有研究观察到，氢能选择性清除大鼠体内的ROS，有效地防护氧化应激带来的损伤。
8、展望
综上所述，目前为止，国内外关于高原环境对雄性生殖功能影响的研究大部分仍处于对现象的探讨上，对其中涉及到的具体损伤机制、调控方式、作用机制、应答机制及在细胞分子乃至基因水平层次的研究非常欠缺，预防与治疗相关方面的研究也很单一。随着移居高原人群越来越多，高原环境对生殖健康的影响也越来越受到大家的重视。积极研究低氧环境对生殖的影响和机制，寻求改善、解决、治疗和预防的方案，有利于更好地保护高原人群的生殖健康，促进高原地区的顺利发展。
参考文献：
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王云,陈郁,罗勇军,刘鑫源.高原低氧环境对雄性生殖系统的影响及其对策[J].西南国防医药,2020,30(01):50-52
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线上教学是在互联网时代和信息化教学改革中发展起来的新型教学方式，也称在线学习或远程教育，主要是利用互联网技术和信息科技技术能跨越时空的特点而开展教学[1,2]。长期以来，线上教育并没有成为一种普遍需求，突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情成为了“催化剂”[3]。在高校教学活动被打乱之际，线上教学陡然由传统课堂教学的辅助性方式转化为替代性方式。
2023-11-02
K562细胞是慢性髓细胞性白血病来源的细胞株，β珠蛋白表达缺陷，主要表达γ珠蛋白，具有造血祖细胞特性，可被多种化学物质如氯化血红素诱导向红系分化，是研究细胞分化常用的细胞模型[7,8]。因此，本研究通过慢病毒转染下调ALAS2的表达，初步探讨ALAS2对BNIP3L表达的作用及对K562细胞红系分化的影响。
2020-10-21
酶切调控酶ADAM17位于线粒体下游的信号通路上，用NAC抑制细胞内出现的氧化损伤，检测血小板受体的酶切变化发现，NAC可以有效地抑制血小板受体的酶切现象，并呈浓度梯度依赖，实验结果具有统计学意义。结论:线粒体功能异常引起血小板膜蛋白GPIbα发生酶切，其机制是源于异常功能线粒体导致胞内ROS代谢失衡，进而诱导酶切的发生。
2020-10-19
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2020-10-19
马铃薯(Solanumtuberosum)茄科茄属,因其块茎淀粉含量高且营养全面,既可作为蔬菜也可用于餐桌主食,是重要的粮食作物[1]。马铃薯作为世界范围内主要的粮食作物之一,其地位仅次于小麦、玉米和水稻,而中国作为最大的马铃薯生产国之一,现正成为世界马铃薯产量的领跑者[2]。
2020-08-15
早春短命植物是一类生长于气候干燥、降水较少的干旱荒漠地区，能够利用早春雨水、积雪融水迅速生长，在夏季干旱来临之前，完成开花结果等生活周期的植物，可分为一年生和多年生两类。我国早春短命植物大多分布在新疆、东北等地，尤其新疆种类最多[1]，广泛分布于准噶尔盆地荒漠、伊犁河谷地区[2]。
2020-08-15
土壤盐碱化在世界范围内分布广泛,已成为全球环境问题[1]。我国盐碱土总面积约0.9913亿hm2,主要分布在华北、东北、西北及沿海地区[2],是造成全球土地退化和影响土壤高效利用的主要原因之一[3]。盐碱胁迫会导致土壤渗透势下降,离子平衡失调,从而影响植物对离子的吸收,抑制植物的生长发育[4]。
2020-08-15
水位是调控湖泊生态系统结构和功能的主导力量,对湿地植物的生长发育具有重要意义,是促使水生植物群落发育、繁殖与演替的主要因素[1,2]。近年来在灌溉、防洪与渔业生产等人类活动以及全球气候变化的影响下,全球范围内的水位自然变化受到不同程度的改变[3,4]。作为主要的初级生产者,水生植物会通过相应的生理生化特性适应性调节响应水位的周期性或非周期性变化[5,6]。
2020-08-15
热带珊瑚岛光照强且季节性干旱明显，岛上的岩石主要是第四纪珊瑚、贝壳碎屑灰岩和近期海浪堆积的珊瑚、贝壳碎屑砂，土壤贫瘠、保水能力差[1,2]。植物在岛礁环境生长定居时，极易遭受干旱和氮素胁迫，只有少数能耐盐碱、干旱、贫瘠等极端环境的热带海滨植物才能在珊瑚岛存活生长,把珊瑚岛恢复或建成可持续发展的绿色宜居生态岛时，需要大量适生的工具种植物[3,4]。
2020-08-15
王小菁教授主编的《植物生理学》(第8版)是在潘瑞炽先生主编的《植物生理学》(第7版)的基础上编写的最新版教材,由高等教育出版社于2019年3月出版。高等教育出版社对该书的评论为“历经60余年锤炼,该书已成为国内版次最高、使用范围最广、影响力最大的植物生理学品牌教材”。
2020-08-15
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2020-06-08
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