精液
精液(semen)是一种混合物,主要由精子和精浆构成。正常成年男性一次射精量约为2-5毫升,内含大约3亿至5亿个精子。其中精子仅占一次射出精液体积的5%,而精浆则占了剩余的95%。精浆主要由各段生殖管道及其附属性腺的分泌物组成,包括精囊液、前列腺液、尿道球腺液、尿道腺液及其他生殖管道的分泌物,按照一定的先后次序被射出体外,形成了完整的精液。精浆中含有多种生化成分和无机化合物元素,主要包括水、糖类、脂类、蛋白质、肽类激素、胺类、氨基酸、有机酸及有机碱、无机离子等。这些成分对于精子存活和运动都非常重要,为精子提供了适宜的理化环境,并提供精子运动所需要的能量,某些成分还与精子功能密切相关。
精液是由多种液体混合而成的生物液体,具有多重功能,包括运输精子、提供能量、中和酸度、润滑生殖道,并可以作为生化标志物用于诊断男性生殖系统疾病。精液的检查项目主要包括精液理学检验、精液显微镜检查、精液化学检验和其他相关检查指标。这些检查项目可以评估精液的正常与否,帮助诊断和治疗男性生殖健康问题。精液异常的疾病主要包括无精子症、少精子症、弱精子症、畸形精子症、死精子症、白细胞精子症、血精症等。
生长发育
青春期
男性在青春期时会经历身体和心理方面的重大变化,包括身高、体重、内脏器官成熟以及出现第二性征特征,如体毛增长、声音低沉、肌肉和骨骼发育。这些变化是由性激素的作用引起的。青春期也标志着男性性成熟的开始,最明显的标志是遗精。性成熟是指个体在青春期逐渐达到生理、心理和性功能成熟的过程,男孩在青春期开始出现阴茎、阴囊、前列腺等附属性器官的快速生长。
性成熟的调节
性成熟的调节主要受到下丘脑-腺垂体轴和其他内分泌腺的调控。进入青春期后,中枢神经系统逐渐成熟,下丘脑-腺垂体的功能被激活,促使性腺激素的释放增加。青春期的生长发育与甲状腺、肾上腺、性腺和松果腺体等内分泌腺也密切相关。在青春期前,下丘脑-腺垂体对性腺激素的敏感性较高,低水平的性腺激素即可抑制下丘脑的性腺释放激素分泌。进入青春期后,下丘脑-腺垂体对性腺激素的敏感性降低,性腺激素的分泌增多,刺激性腺的发育和第二性征的出现。此外,肾上腺皮质的功能也与性成熟有关,肾上腺皮质可分泌雄激素,促进性发育。
组成成分
精子
精子是一种高度特化的细胞,是精液的一个重要成分,约占一次射出精液体积的5%。精子主要存在于睾丸曲细精管中,经过一系列的发育和成熟过程后储存于附睾,并由附睾排出。精子携带着来自父本的遗传信息,通过与卵细胞结合,将遗传信息传递给下一代,并决定胚胎的性别。精子由头部和尾部两部分组成。头部主要包括核和顶体,核内含有高度浓缩的脱氧核糖核酸和蛋白质,核的形状与头部一致。顶体是特化形成的囊凹状结构,其中含有多种水解酶类,在受精卵时,顶体内的酶类会释放出来,帮助精子穿过卵外层。尾部是精子的运动部分,它呈现出“”形的摆动轨迹,使整个精子能旋转向前运动。
精浆
精浆的主要成分包括水、糖类、脂类、蛋白质、肽类激素、胺类、氨基酸、有机酸及有机碱、无机化合物离子等。其中,水约占90%以上,且糖类主要是果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖等。脂类中含有胆固醇、睾、前列腺素等物质。蛋白质包括非酶蛋白质,如凝固因子、蛋白酶抑制剂、乳铁传递蛋白等,以及酶蛋白质,如酸性磷酸酶、透明质酸酶、糖甘酶、纤溶酶原激活剂等。胺类中包括精胺、亚精胺、精胺素等物质。氨基酸中含有精氨酸、谷氨酸等20多种成分。有机酸及有机碱中的柠檬酸、肉碱、丙三醇磷胆碱、DL-乳酸等物质能够提供精子运动所需的能量。无机化合物离子中含有钠、钾、钙、锌、镁等元素,其中有些元素反映了男性生殖系统特定器官的功能。此外,精浆中还含有山梨醇、肌醇等多种成分。
尿道球腺分泌物
精液的尿道球腺分泌物是男性性反应周期的平台期阶段所出现的一种分泌物。这种分泌物通常呈透亮而黏稠的状态,可在阴茎尿道口处观察到。尿道球腺分泌物中含有多种物质,包括唾液酸、半乳糖、半乳糖醛酸、半乳糖胺、ATP酶等。尿道球腺分泌物具有多种作用。首先,它起到了润滑尿道的作用,有利于精液的排出。其次,尿道球腺分泌物能够形成一层保护膜,起到保护精子免受阴道不利环境影响的作用。另外,射精后,尿道球腺液会迅速与宫颈黏液发生黏合作用,使精液不易流出阴道,有利于受精卵的发生。同时,这种黏合后的物质还可以作为精子运动方向的导向,有助于精子顺利到达宫颈管。
前列腺分泌物
前列腺既有外分泌功能,又有内分泌功能。外分泌化学成分主要包括锌、柠檬酸、酸性磷酸酶(ACP)、脂族多胺和蛋白质。内分泌化学成分主要为各种激素。
精囊分泌物
精囊分泌物的主要成分包括果糖、前列腺素、凝固因子、去能因子和蛋白质等。
附睾分泌物
精液的附睾分泌物是指由附睾产生的一种特殊分泌物。其中,中性α-葡糖酶是附睾分泌物的重要成分。大部分中性α-葡糖苷酶来自于附睾,在附睾的头、体、尾部均有分泌,其中活性最高的部位是从睾丸输出小管至附睾的移行区域。中性α-葡糖苷酶被认为是附睾的特异性酶,其活性可以反映附睾的分泌功能。精浆中性α-葡糖苷酶活性与精子的形态有关。如果中性α-葡糖苷酶活性降低,可能是畸形精子症的独立危险因素。这意味着,中性α-葡糖苷酶的活性可以作为评估精子形态的一个指标。此外,通过精浆中中性α-葡糖苷酶的活性,还可以判断附睾梗阻的部位。
细胞因子
精液细胞因子是指存在于精浆中的多种细胞因子。这些细胞因子具有多种生物学活性,对男性生殖系统发挥特殊作用。其中最具代表性的细胞因子之一是IL-1,由巨噬细胞和其他多种组织细胞产生的多肽类物质。IL-1在男性生殖系统中的作用包括促进睾丸组织细胞脱氧核糖核酸合成和精原细胞、细线前期精母细胞合成,并增强成纤维细胞合成胶原酶、基质溶解酶、PGE和重组人血小板衍生生长因子-AA等。另一个重要的精浆细胞因子是IL-6,具有多效性调节免疫细胞、促进造血细胞和粒细胞/巨噬细胞形成克隆的能力。IL-6还可抑制脂质过氧化作用,保护精子膜,维持精子顶体完整性,防止精子活动丧失,并促进精子顶体反应和获能,增强精子受精卵能力。但不育症患者精浆IL-6水平明显高于正常者,其与男性不育症之间的关系还有待深入研究。此外,不育男性精浆中IL-8的水平较生育男性高,可能是由于精液中中性粒细胞数目增加所致,但具体机制也需要进一步探索。总体而言,精浆中的细胞因子对精子功能的调节和促进具有重要的作用,并且在男性生殖系统的发育和功能中扮演着至关重要的角色。
其他
弹性蛋白酶
弹性蛋白酶是一种广泛存在于机体内的酶,由活化的粒细胞分泌,存在于精浆中且主要作用是水解弹性蛋白。男性生殖道发生炎症时,分叶核粒细胞分泌大量的弹性蛋白酶至胞外,不仅能与氧化物共同发挥局部抗炎药作用,还能造成精子细胞膜功能受损。正常男性精浆弹性蛋白酶浓度小于250ng/mL,250~1000ng/mL为可疑生殖道感染。弹性蛋白酶是隐性生殖道感染的诊断及预后指标,也是治疗后随访的可靠指标。
尿酸
尿酸是嘌呤分解代谢的最终产物,在男性血浆中的含量接近最高溶解度,达420μmol/L,是天然抗氧化物中含量最高的物质。尿酸是机体内一种重要的ROS清除剂,不仅能直接结合铁离子、铜离子,发挥其预防性抗氧化作用,而且还能直接清除单线态氧及羟基自由基等物质,具有重要的生理意义。精浆尿酸水平与精子活动率和前向运动精子百分率之间呈正相关,而且正常生育男性的尿酸平均水平显著高于不育患者。因此,精浆尿酸水平对辅助诊断男性不育症可能有重要意义。
肉碱
肉碱是一种类氨基酸,化学名称为β-羟基-γ-三甲胺丁酸,在体内与脂肪代谢合成能量有关。肉碱有两个立体异构:L-肉碱和D-肉碱,其中L-肉碱是线粒体膜上唯一的活化脂肪载体,携带、转运活化脂肪酸进入线粒体内进行β氧化和三羧酸循环反应,为机体的各种代谢活动提供能量。肉碱分布于体内多种组织,以附睾中浓度最高,与附睾中精子成熟有关。当精液中缺乏肉碱时,精子的供能降低,导致精子存活率和运动能力明显降低,造成男性不育症。
生理过程
精子和精浆的产生过程
精子的产生
精子的发生过程可以简单地描述为从精原细胞经过多次分裂和分化形成成熟的精子。在青春期前,精曲小管管腔很小或缺乏,仅有支持细胞和精原细胞。从青春期开始,在垂体促性腺激素的作用下,生精细胞不断增殖分化,形成精子。精子发生的器官是睾丸,睾丸的实质为精曲小管。精曲小管的壁由支持细胞和各个发育阶段的生精细胞组成。生精细胞根据发育阶段有规律地排列成多层,形成生精上皮。生精细胞经过一系列的分裂和分化形成完整的精子。精子的发生分为三个阶段:有丝分裂期、减数分裂期和精子形成期。有丝分裂期是精原细胞通过有丝分裂进行繁殖的阶段。减数分裂期是初级精母细胞经过两次减数分裂形成单倍体的圆形精子细胞的阶段。精子形成期是圆形精子细胞经过一系列形态变化,最终形成具有头颈和尾结构的完整精子。
在精子发生过程中,生精细胞可以细分为原始A型精原细胞、A型精原细胞、B型精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、圆形精子细胞、延长中的精子细胞和长形精子细胞等不同阶段。精原细胞是早期的雄性配子,分为A型、B型两型。A型精原细胞分为暗型精原细胞和亮型精原细胞,其中暗型精原细胞是生精细胞中的干细胞。经过分裂增殖,一部分A型精原细胞继续作为干细胞,另一部分分化为B型精原细胞,最终分裂为初级精母细胞。
初级精母细胞是第一次减数分裂期的细胞,在精原细胞近腔侧,体积较大,核大而圆。初级精母细胞随着第一次减数分裂过程中染色质的变化,分为前细线期、细线期、偶线期和粗线期精母细胞。次级精母细胞是由初级精母细胞经过第一次减数分裂形成的细胞。次级精母细胞体积较小,核内染色质呈细网状,细胞质较少。次级精母细胞很快完成第二次减数分裂,形成两个精子细胞。圆形精子细胞是次级精母细胞经过第二次减数分裂后形成的细胞,成为单倍体细胞。圆形精子细胞核圆形,核内染色质着色较深,细胞内含有丰富的线粒体和高尔基体。
精子的发生受到外源调节因素和内源调节因素的调控。外源调节因素包括激素和旁分泌因子的调节,而内源调节因素是指生精细胞内基因水平的调节。其中,下丘脑-重体-睾丸激素调节系统是最经典的激素调节方式。此外,许多生长因子和旁分泌调节因子也参与调节精子发生过程。沙文基因是重要的内源调节因素之一。
精浆的产生
精浆是由多个器官的分泌物混合而成,主要的产生器官包括精囊、前列腺、附睾、睾丸、尿道球腺和尿道腺体。 精囊腺主要产生精囊液,约占精浆的60%。精囊液主要负责为精子提供能量和润滑精子在生殖道中的运动。 前列腺液约占精浆的20%。前列腺液是一种稀薄的无色液体,含有蛋白分解酶、锌、柠檬酸和酸性磷酸酶等成分。前列腺液主要负责精液的液化,有助于精子在射精后能够迅速游动。 附睾液和输精管液约占精浆的10%。附睾液是由附睾上皮分泌的液体,含有甘油磷酸胆碱、肉碱和唾液酸等物质,对精子的存活和成熟起着重要作用。输精管液是由输精管上皮细胞分泌的液体,主要是为精子提供保护和润滑。 睾丸液、尿道球腺液和尿道腺体液也贡献了精浆的成分。睾丸液主要由睾丸内的曲细精管和输出小管上皮分泌,它含有谷氨酸、尿素、雄激素结合蛋白(ABP)等成分。尿道球腺液是一种黏性液体,主要负责润滑尿道。尿道腺体液是射精时的前导分泌物,主要由尿道腺上皮分泌。
精液的汇聚和排泄
精液的汇聚和排泄是射精过程的两个关键步骤。整个过程可分为两步。首先是精液的汇聚过程。在男性受到有效而持续的性刺激时,性兴奋达到性高潮的阈值。然后,阴部感觉神经传递至脊髓的射精中枢,再通过传出神经纤维刺激附睾尾、输精管、射精管、精囊和前列腺的平滑肌,使这些组织器官出现节律性收缩。这些收缩将上述组织器官的分泌物驱入后尿道,完成精液的汇聚。此时,男性个体会感受到性高潮即将到来的愉悦感,这源于上述组织器官平滑肌的收缩以及大量精液汇聚对后尿道的压迫,表明射精已经不可避免。
第二步是精液从后尿道被压迫通过尿道射出尿道外口的过程。在精液量激增的情况下,由于大量精液汇聚于后尿道,产生对该区域的压力,并刺激脊髓中枢,导致膀胱内的括约肌关闭。这样一来,既能防止精液逆流至膀胱颈,又能防止膀胱内尿液外泄。同时,脊髓中枢反射性地传出冲动,兴奋阴部内的神经,通过阴茎基部的坐骨海绵体肌和球海绵体肌的骨骼肌纤维,引发上述肌群强烈的节律性收缩,间隔时间约为0.8秒。这种节律性收缩产生的强大压力迫使积聚在后尿道的精液通过尿道向体外射出,完成整个射精过程。
精液的液化和凝结
正常情况下,精液在射出体外后凝固成黏稠的胶冻状,然后在前列腺分泌的蛋白酶的作用下,约5分钟后开始液化,30分钟左右精液液化完全。阴道内的精液液化速度要比在外界环境的液化速度快。精液的凝固和液化与其成分中所含的蛋白酶有关,引起精浆凝固的蛋白凝固酶产生于精囊腺,而引起精液液化的蛋白分解酶则由前列腺、尿道球腺和尿道的终末端分泌。不同段的精液在凝固和液化的性质上也存在差异。最初一部分精液一般不凝固,称为前精排出物,含精子少,含柠檬酸和酸性磷酸酶丰富,为尿道球腺、尿道腺和一部分前列腺液的混合物。
射精的最后部分为后精排出物,液化慢,常需要20-30分钟,主要为精囊液和壶腹分泌物,该部分精液中主要含有果糖和少量精子。射精的中间部分则称为富精排出物,是由附睾排出,精子的密度大,还含有少量的前列腺、精囊腺和壶腹的混合分泌物,排出后最初是凝固的,然后逐渐液化。在病理情况下,精液的凝固与液化过程可能会出现异常。例如,精液射出体外后不凝固可能是先天性的精囊腺或射精管缺陷所致;或者在室温25°C下,1小时仍不液化,可能是前列腺分泌的液化因子功能低下,导致蛋白水解酶缺乏。在进行精液检查时,应仔细检查精液的凝固与液化特性,为临床上疾病的诊断及治疗提供依据。
理化性质
外观
精液的外观因动物种类和个体性兴奋程度等因素而异,一般表现为不透明的灰白色、乳白色或浅乳黄色,而不同动物的精液也有所不同。如正常情况下,牛和羊的精液是乳白色的,但有时会呈现乳黄色;而猪、马和兔的精液则呈淡乳白色或浅灰白色。正常的动物精液通常在不稀释的情况下能够在玻璃容器中或在显微镜下观察到形成漩涡云雾状,这是精子强烈运动的结果,是精液品质良好的表现。而人类的正常精液应该是一种半流体状的液体,有一定的黏度,并且具有均质、灰白色或乳白色的外观。但是如果精液颜色异常或者精子密度极低,就可能表明生殖器官有疾病,需要引起注意。此外,长时间未排精的人射出的精液会略带淡黄色,而老年人的精液则呈暗黄色。
味道
精液通常被认为没有明显的味道,或者略带腥味。有些动物的精液会带有它们本身固有的气味,如牛、羊的精液略带膻味。而正常人的精液标本通常具有刺激性的气味,类似于石楠花的特殊腥味,这种气味是由前列腺分泌液产生的。如果精液出现异味,可能是由于变质、生殖器官炎症或精液存放时间过长等原因造成的。此外,精液中的有机成分变性也可能导致精液出现异味。异常的精液气味通常伴随着颜色的变化。
精液量
精液量是指一次性采集的精液总体积。其在不同动物中存在较大差异,像牛、羊、鸡等动物的精液量往往比较小,而像猪、马等动物的精液量则比较大。同一种动物的精液量也受到遗传、饲养、气候、采精频率等因素的影响,但是都有一个正常值范围。在人类中,正常的精液量范围为2-6ml,平均为3.5ml。当精液量低于1.5ml时,就可能表明出现了一些问题,如逆行射精、睾丸分泌雄激素低下、附睾腺功能异常等等。另外,精液量过多或过少都有可能对生殖健康造成影响,并导致不孕不育。
液化
精液液化是指刚射出的精液由于含有前列腺分泌的蛋白酶,在其作用下从凝固状态转变为液体状态的生理现象。在精液分析时,正常精液应该在室温下60分钟内完全液化。若未能完全液化,可能是精囊或射精管缺陷所致,需进行特殊处理。此外,不液化的精液标本也需进行机械混匀或用酶消化等处理,但这些操作可能会影响精子活力和精子形态学的测定结果。因此,在记录这些操作的同时,应对精液的生化性质、精子活力和形态进行全面综合的评估。
粘稠度
精液的黏稠度是指液化后的精液在重力作用下滴落时所形成的拔丝长度。正常情况下,液滴应形成不连续的小滴,拉丝长度不应超过2cm。如果黏稠度异常,液滴会形成\u003e2cm的拉丝,严重的黏稠度可以干扰精子活力、精子密度和精子表面抗体的测定。影响精液黏稠度的因素有精子密度、精清中所含黏蛋白唾液酸的量等。精液的黏度以蒸馏水在20℃作为一个单位标准,以厘泊表示。降低黏稠度的方法与处置不完全液化的方法相同,需要进行特殊处理。在测定黏稠度的过程中,应严格按照规范操作,并全面综合评估精液的生化性质、精子活力和形态等指标。
pH
精液的pH是用来衡量其酸碱度的值,在不同的动物中,其pH值不同。通常情况下,新采集的原精液的pH值接近于中性,但对于牛、羊等动物的精液呈弱酸性,马、猪的精液则呈弱碱性,而人正常精液的pH值为7.2~8.0,但当附属性腺或附睾发生急性感染性疾病时,精液的pH值可能会\u003e8.0,而在慢性感染性疾病时,精液的pH值可能为7.2或\u003c7.2。主要由副性腺分泌液决定精液的pH值。精子可在pH值为5.5~10的范围内生存,不同动物精液的pH值有其特定范围,但家畜的精液pH值会受到畜种、个体、采精方法和副性腺分泌物等因素的影响而有所变化。测定精液pH值需要使用精密的pH试纸,在使用前需核查其准确性。
密度和相对密度
精子密度是指精液中每毫升含有的精子数量,也被称为精子浓度。通常来说,精液量较多的动物每毫升含有的精子数会相对较低,而精液量较少的动物每毫升含有的精子数会相对较高。精子密度受到动物年龄和种类的差异影响。相对密度则是根据精子密度计算而得。如果精子密度较大,那么相对密度也会较大;反之,如果精子密度较小,相对密度也会较小。当采集的精液静置一段时间后,精子和一些化学物质会沉淀,这表明精液的相对密度比水大,其大于1,因为成熟的精子相对密度较高,而未成熟的精子由于含水量较多,相对密度较小。
渗透压、导电性和光学特性
精液的渗透压是用冰点下降度或渗透压克分子浓度来表示的,通常在-0.65°C到-0.55°C之间。不同物种之间的精液渗透压差异很小,而且精清和精液的渗透压也是一致的,约为324mOsm。精液中的离子含量越高,导电性就越强。通过测定精液的导电性,可以估计精液中电解质的含量和性质。精液的光学特性受精子密度影响,精子密度越大,透光性就越差;相反,精子密度越小,透光性就越强。因此,通过分光光度计可以测定精液中精子的密度。
生理功能
精液是由多种液体混合而成的生物液体,它内含有多种生物成分,具有多重功能。首先,精子是男性配子,具有重要的生殖功能。精子头部具备与卵子结合的能力,中段有线粒体提供能量,尾部鞭毛能够运动,这些结构和功能使精子能够游动、穿过透明带并与卵子融合,最终形成受精卵。精液中的成分为精子的功能和能量代谢提供支持,帮助精子在繁殖过程中保持活力和生存能力。其次,精液还可以运送精子,将其带到子宫颈和卵巢附近,提高受孕的机率。此外,精液还可以中和男性尿道和女性阴道的酸度,防止精子受到损害。同时,它还能润滑生殖道,在交配中减轻不适和疼痛感。最后,精液中的成分可以作为男性生殖系统疾病的生化标志物,用于无创性诊断。精液中的抗菌酶和抗体还可以起到预防感染的作用,保护生殖系统和身体健康。
检查项目
精液理学检验
精液理学检验是对精液外观、精液量、黏稠度、液化时间和酸碱度等指标进行检测的过程。通过对这些指标的观察和测量,可以评估精液的正常与否,为男性生殖健康问题的诊断和治疗提供重要的信息。
首先,精液外观是精液检测中的一个重要指标。正常精液外观应呈各向同性、灰白色或乳白色,不透明。如果精液呈棕色或红色,可能提示存在红细胞。而黄色的精液可能出现在黄疸患者或服用维生素或药物的人身上。大量白细胞的存在会使精液变得明显混浊,透明度降低。当精子密度很低时,精液可能几乎透明。
其次,精液量是衡量一次射精的精液量的指标。推荐使用称重法来测量精液量,而不推荐使用移液管、注射器或量筒。正常一次射精量约为1.5~6.8毫升。
黏稠度是衡量精液黏稠程度的指标。在精液完全液化后,使用Pausteur滴管法或玻棒法观察拉丝长度。正常精液形成不连续的小滴,拉丝长度小于2厘米。当黏稠度异常或液体增厚时,拉丝长度可能大于2厘米。根据液化和拉丝程度,精液黏稠度可分为3级。
液化时间指的是精液离体收集到容器后开始液化的时间。通常在室温或37摄氏度的孵育箱内几分钟内开始液化,在15~30分钟内完全液化。如果超过30分钟不液化,则被认为是液化异常。在60分钟后仍不能液化的情况下,也被认为是液化异常。为了促进精液液化,可以借助机械混合或添加消化酶等方法。
最后,酸碱度是衡量精液酸碱性的指标。推荐在精液液化后30分钟进行测量。正常精液的pH值在7.2~8.0之间,呈弱碱性。当pH小于7.0并且伴有精液量减少和精子数量减少时,可能存在先天性双侧输精管缺如和胚胎因素。而pH值大于8.0可能意味着前列腺、精囊、尿道球腺和附睾的炎症。
精液显微镜检查
精液显微镜检查是一项用于评估男性生育能力的检查方法,可以通过对精液中的有形成分进行分析来获得准确和可靠的结果。
精子活动率
精子活动率是指活动精子占总精子数的百分比。正常情况下,射精后30到60分钟内,精子活动率应达到80%到90%。如果活动率低于40%,需要进行精子活体染色,以检查精子的存活率。通常使用伊红苯胺黑染色法和低渗肿胀试验来鉴定细胞膜完整的精子,并鉴别不动死精子和不动活精子。大量活但不动的精子可能表示精子尾部结构存在缺陷,大量死精子可能暗示附睾存在疾病或感染引起的免疫反应。
精子活动力
精子活动力是评估男性生育能力的重要指标。常用的检测方法有传统显微镜法、连续摄影法和精子质量分析法。传统显微镜法受检查者主观因素影响较大,连续摄影法和精子质量分析法可以客观评价精子的活动力和形态。根据世界卫生组织(WHO)的推荐,精子活动力分为a级、b级、c级和d级,用于评估精子的速度和运动方式。
精子计数
精子计数是指精液中的精子密度和总数。精子计数与受精率和妊娠率相关。正常情况下,一次射精中精子数应在20×106/ml到250×106/ml之间。精子计数低于20×106/ml被称为少精子症,多次检查结果中无精子则被称为无精子症。WHO推荐使用血细胞计数板法进行精子计数,也可以采用精子专用计数板法。精子数量存在明显的个体差异,受到禁欲时间、病毒感染和精神压力等因素的影响。
精子形态分析
精子形态分析是通过评估精子的头部、颈部、中段和尾部的形态来判断精子的正常性。正常精子应具有特定的形态特征,包括椭圆形的头部、细长的颈部和尾部。精子形态分析通常使用巴氏染色法进行,也可以使用Shorr染色法或Diff-Quik快速染色法。精子形态评价方法可以将精子分为正常和异常两类,也可以对精子进行全面详细的形态学评价。
精子凝集现象检查
精子凝集现象检查是评估精子凝集现象的存在和程度。精子凝集是指活动精子以各种方式相互黏附在一起的现象。根据分级方式,精子凝集分为1级到4级。精子凝集现象存在时可能提示抗精子抗体的存在,但需要进一步的检验来确定免疫因素是否介导不育症。
精液中其他有形成分检查
精液中还可以检测到其他有形成分,如尿路上皮细胞、免疫细胞和未成熟生精细胞。这些细胞的存在可以帮助鉴别感染和不育症。过氧化物酶染色是识别白细胞的常用方法,通过此方法可以检测白细胞的存在和数量。白细胞的存在可能与感染和精子质量降低相关。
计算机辅助精子分析
计算机辅助精液分析(CASA)和精子质量分析仪(SQA)是现代精液检测中常用的工具。CASA 系统既可定量分析精子浓度、精子活动率、精子活动力,又可分析精子运动速度和运动轨迹特征。CASA系统对精子动力学分析具有独特优势,但对精子活动率的评估并不可靠。样本准备情况、帧频、精子浓度和计数池深度等因素可以影响 CASA 准确性。SQA通过检测光密度频率和振幅的变化量来评估精子质量。频率和振幅的变化量越大,意味着精子质量越好;反之,则表示精子质量较差。SQA具有重复性好、客观性强、精密度高和操作简便等优点,可以快速、客观地评估精液质量。然而,SQA还不能完全取代显微镜检查。
精液化学检验
精液化学检验是对附属腺体的生化检查,通过检测精浆中的物质含量来评价腺体的功能状态。主要包括精浆果糖测定、锌、柠檬酸、谷氨酰转肽酶和酸性磷酸酶测定、中性α-葡萄糖苷酶测定、免疫细胞介素测定和特异性抗体检测。其中锌、枸橼酸、谷氨转肽酶和酸性磷酸酶的测定有助于评价前列腺分泌功能。
精液化学检验提供了对附属腺体功能状态、精子健康和生殖道感染等情况的评价。通过对精液中的物质含量的检测,可以帮助医生进行精液检测项目的判断和诊断。
其他相关检查指标
精液的其他相关检查指标包括精子脱氧核糖核酸完整性检测、顶体反应、精子染色质测定、精子跨膜离子通量和转运功能分析、基因和基因组指标以及精子氧化应激和氧自由基检查。
相关疾病
无精子症
无精子症是一种男性生殖系统疾病,指的是通过体外排精或手淫方法取得精液,连续3次离心沉渣涂片镜检,均未发现精子的情况。临床上,根据有无输精管道的梗阻,可以将无精子症分为睾丸生精功能障碍性无精子症和梗阻性无精子症两种类型;在病理上,以睾丸为中心,根据病变的解剖位置,将无精症分为睾丸前性、睾丸性和睾丸后性。
睾丸生精功能障碍性无精子症是指睾丸生精细胞萎缩、退化,无法产生精子。这可能由下丘脑和(或)垂体内分泌功能紊乱引起,也可能是先天性疾病如克氏综合征、染色体结构异常、y染色体微缺失、雄激素受体异常等导致。对于这种情况,睾丸活检可以提供诊断和病因鉴别的依据。梗阻性无精子症是由于输精管道梗阻引起的。这种情况可以是由先天性因素或后天性因素引起的。先天性因素包括输精管道的任何部位的发育异常,最常见的是附睾头部的先天性异常。后天性因素包括生殖道感染、创伤和肿瘤等。
睾丸前性无精子症是由下丘脑和(或)垂体内分泌功能紊乱导致睾丸不发育或不生精。常见疾病如特发性低促性腺激素型性腺功能减低症,这是一种先天性疾病,下丘脑完全或部分缺乏释放促性腺激素释放激素的功能。对于这种情况,治疗上可以使用激素替代疗法来调节内分泌功能。睾丸性无精子症是指睾丸本身因各种原因导致失去产生精子的能力。常见疾病如克氏综合征、隐睾和支持细胞综合征等。对于这种情况,只有那些血促卵泡激素水平没有升高的患者才有治疗的希望。睾丸后性无精子症是由精子运输管道梗阻或先天性缺失引起的。这种情况下,虽然睾丸产生大量精子,但精子无法排出体外,导致精液中无精子。
少精子症
少精子症是指男性在禁欲3-7天后进行3次以上精液化验,其精子密度低于WHO第4版标准或者WHO第5版标准,但多于0。其病因包括睾丸前性因素、睾丸性因素和睾丸后性因素。睾丸前性因素包括内分泌性因素,如下丘脑病变和垂体病变。睾丸性因素包括染色体异常、药物化疗、环境毒素、感染和其他因素。睾丸后性因素包括精子运输障碍,如射精功能障碍和输精管道梗阻。
弱精子症
弱精子症,也被称为精子活力低下,指精液中前向运动的精子(a和b级)少于50%或a级运动的精子少于25%的情况。精子的运动功能和运动能力对生育起着重要作用,只有正常前向游动的精子才能成功受精卵。弱精子症可能影响男性的生育能力。离体状态下精子活动受限,但液化后表现良好。影响精子运动功能,特别是前向运动,导致受精困难。此外,精子在阴道内停留过久,酸性环境可能缩短存活时间,降低受精能力。精子症的病因较多,包括感染、精液液化异常、免疫因素、内分泌因素、染色体异常、Kartagener’s综合征、精索静脉曲张和其他因素,如微量元素缺乏、酶类缺乏或酶活性降低、维生素缺乏、吸烟饮酒、长期接触化学物质等都可能引起精子活力低下。
畸形精子症
畸形精子症是一种男性生殖系统疾病,其特征是精子的正常形态百分比低于4%。睾丸是产生精子的主要器官,睾丸环节特别是在睾丸精子发生变态期时,很容易产生畸形精子。此外,化学、物理、生物以及药物等因素也可能成为致畸因素。例如,睾丸所处的环境发生改变,如发生衣原体、支原体或其他细菌感染,也会引起精子畸变。
死精子症
死精子症是指精子成活率减少,死精子占精液中超过40%的情况。它是男性不育症的一种原因。精液化验检查发现死精子超过40%可以诊断为死精子症。根据世界卫生组织(WHO)的标准,排精后1小时内,活力精子应占到70%以上。活力精子低于50%则被认为是精子活动力低下,也被称为弱精症。完全没有活动力的精子则被称为死精子。精子的活动力直接反映了精子的质量。根据WHO的分类,精子活动力被分为四个级别:0级表示不活动,没有前向运动;1级表示活动不良,前向运动微弱;2级表示活动一般,有中等前向运动;3级表示活动良好,前向运动活跃。
西医认为,死精子症的病因可能包括先天身体发育异常,如双侧隐睾、先天睾丸发育不全等;局部因素,如流行性腮腺炎并发的睾丸炎、睾丸结核病、精索静脉曲张等;身体因素,如长期营养不良、抽烟、酗酒、精神过度紧张、性生活过频等;免疫因素,如产生抗精子抗体导致男性不育症;果糖因素,精子的活动与精囊中的果糖含量密切相关,果糖减少可能导致精子死亡率增加。
白细胞精子症
白细胞精子症,也称为脓精症,是指精液中白细胞数目超过世界卫生组织标准(一次精液中白细胞经过氧化物酶染色\u003e/ml)的情况。在中医学中,相当于精浊、淋病、精热等病证。西医认为,白细胞精子症的病因病理可能包括以下因素:炎症(如前列腺炎、附睾炎、睾丸炎与精囊炎等)、感染(如淋病、衣原体、支原体、病毒感染等)、自体免疫性疾病(如自身免疫性翠丸炎)、环境因素(如吸烟、酗酒、接触刺激性有毒物质等)、物理因素(如经常热水浴等)以及其他因素(如精索静脉曲张)。这些因素可能导致精液中白细胞数量异常增多。
血精症
血精症是一种精液中夹杂血液或在精液镜检中发现红细胞的疾病。根据表现的不同,血精可分为肉眼血精和镜下血精。肉眼血精指肉眼可见到精液中有血液,而镜下血精指精液外观一般无异常,仅在显微镜下才能发现少量红细胞。其常见的病因包括结石、肿瘤、血管病变、外伤、手术造成的血管破裂、精索静脉曲张、白血病、血小板减少症、血吸虫病等。血精的病理机制是由于血管破损和出血,导致血液进入精液中。
西医学将血精症的病因分为器质性、功能性和特发性。常见的器质性病因包括解剖异常、结核病、肿瘤、尿石症、感染、创伤、血液系统疾病等,其中精囊炎是最常见的原因。功能性病因与长期的交配突然中断、性节制、持续性交等有关。特发性血精症的原因不明,可能与精道微小病变有关。
精液不液化
精液不液化是一种离体精液在25~37摄氏度室温下超过60分钟仍未发生液化的情况。这种情况下,精液凝固不化,导致精子发生凝集或运动受限,从而阻碍了精子正常的运动能力,使其难以通过宫颈,导致不育。
西医学认为,精液不液化的病因可能与感染、内分泌异常、精索静脉曲张、先天性精液液化因子缺失、某些微量元素缺乏、药物等因素有关。特别是前列腺炎会导致前列腺分泌的一些重要成分减少,从而影响精液液化的过程。精液不液化是男性不育症的常见病因之一,约占男性不育的2.51%~42.65%。由于精液不液化,会限制精子的活动能力,使精子在阴道内停留时间过长,导致大量精子死亡,从而造成不育。此外,精液不液化还会引起精液介导的免疫反应以及各种体液因子与代谢产物对精子的损伤,也是造成不育的原因之一。
精液量过少
精液量过少是指每次射精后排出的精液量小于世界卫生组织第4版男性不育诊断标准的2毫升,或根据第5版标准低于1.5毫升。正常男性的精液排出量并不是固定不变的,常常受到交配频率、体位、性兴奋程度、精神因素和身体状况等的影响。
西医学认为精液量过少可能与睾丸素分泌不足、精囊或前列腺慢性炎症导致分泌减少、射精管囊肿、精囊囊肿、尿道狭窄、尿道括约肌或生殖道手术导致输精管道损伤引起排出不畅、先天性双侧输精管缺失、射精管梗阻、不完全性逆行射精等因素有关。
影响因素
化学因素
化学因素是影响精液质量的重要因素之一。其中,环境内分泌干扰物(EEDs)是最常见的污染物,约70%以上的污染物与之有直接关系。EEDs的成分主要包括多氯联苯(PCBs)、二噁英(TCDD)和多溴联苯(PBBs),它们可通过职业性和生活性接触、经食物链或生物链进入人体。EEDs通过多种机制作用于人体,例如雌激素样作用、拮抗雄激素受体、干扰内源性甾体激素及其受体的合成代谢等机制,对人类的生殖能力造成严重威胁。EEDs可以明显减少精子的生成,导致可逆性或永久性的生育障碍。除此之外,许多常见的化学物质也会对生精细胞产生不良影响,例如多种重金属元素、微量元素缺乏、化学物质苯乙烯、皂酚、药物等,长期吸烟、酗酒也会损害精子质量。
物理因素
物理因素也是影响精液质量的重要因素之一。各种电离辐射,如X射线、Y射线以及电子雾等对男性生育能力具有多方面的影响。这些辐射能够抑制睾丸间质细胞产生性激素,导致生精细胞的染色体突变,引起流产和畸形,并对精子的生成过程产生不利影响,从而降低精子的质量。此外,微波、高温等非电离辐射也能引起精子发生障碍。阴囊环境温度过高,如蒸汽浴、穿紧身裤等因素,对生育能力产生不良影响。高温作业的工作人员由于热辐射的作用,其生育能力低于正常人。
生物因素
男性生育能力及精子质量受到多种生物因素的影响。病原菌和寄生虫的感染,如解支原体、沙眼衣原体、肺炎支原体和刚地弓形虫等,可导致睾丸炎、附睾炎、精囊炎和前列腺炎等疾病,从而引起不育不孕。这些病原微生物和寄生虫可以吸附于精子表面,减慢精子的运动速度,阻碍精卵识别与融合,造成精子畸形增多,对精子膜的完整性具有毒害作用。此外,它们还可侵入生精细胞中,造成生精细胞结构破坏而从曲精小管上脱落,导致生精能力低下,引起男性不育症。淋球菌、结核分枝杆菌、滴虫性阴道炎、白色念珠菌及一些金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的L型菌株感染,也可导致睾丸功能下降、精子数目减少、畸形精子增多、精子寿命缩短、运动和受精卵能力下降。
人类精子库
人类精子库是为了规范人类精子的采集、保存和提供,以治疗不育症和预防遗传病等为目的而设立的机构。它利用超低温冷冻技术,收集、测试、保存和提供男性精子,以帮助那些需要帮助才能获得孩子的夫妇实现生育的愿望。
根据相关规定,人类精子库必须设立在医疗机构内,并需要获得卫生部和地方卫生行政部门的审批和管理。设置人类精子库的医疗机构必须满足一系列条件,包括具备医疗机构执业许可证、学伦理委员会、卫生专业技术人员和适应采集、检测、保存和提供精子的技术和设备。
精子的采集和提供必须遵循当事人自愿并符合社会伦理原则。供精者必须是22至45周岁之间的健康男性,并经过健康检查和严格筛选。人类精子库需要对供精者进行详细的说明,包括精子用途、保存方式以及可能带来的社会伦理问题,并与供精者签订知情同意书。在采集后,精子需要进行检验和筛查,并在经过6个月的冷冻后才能提供给经卫生行政部门批准开展人类辅助生殖技术的医疗机构。
每个供精者的精子最多只能提供给5名妇女。相关信息需要在计算机系统中进行管理,并且必须严守保密,未经供精者和受精卵者同意不能泄露。违反人类精子库管理办法的单位和个人将受到相应的处罚,包括罚款和行政处分。已经设立的人类精子库需要按照新办法的要求向卫生行政部门申请审批。
人类精子库的伦理原则是为了确保在采集、保存和提供人类精子的过程中保障供精者和受者的权益,以及确保整个过程安全、合理。这些原则包括:有利于供受者的原则、知情同意的原则、保护后代的原则、社会公益原则、保密原则、严防商业化的原则和伦理监督的原则。采取这些原则的措施可以降低出生缺陷和传播性传染病的风险,保证供精者的自愿和知情同意,保护受者和后代的权益,防止商业化行为和确保伦理监督。
参考资料
人类精子库管理办法.北京卫生法学会.2023-09-20