男性不育症吸烟者精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量的研究
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作者：张金萍 孟庆余 张雷家 毛贻龙 孙卓祥 陈颖
单位：张金萍(272103济宁医学院)；孟庆余 张雷家 毛贻龙 孙卓祥 陈颖(济宁医学院附属医院)
关键词：吸烟；男性不育；精浆；Zn；Cu；超氧化物歧化酶；自由基
中国行为医学科学000315【提要】 目的 探讨吸烟对男性不育症精浆微量元素Zn、Cu与超氧化物歧化酶(SOD)含量的影响及相关性。方法用电位溶出法和放射免疫分析法测定男性不育症110例非吸烟者和191例吸烟者精浆Zn、Cu和CuZn-SOD 含量。结果吸烟组较非吸烟组精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量明显降低(P<0.001)； 少量吸烟或烟龄1～10年者对精浆Zn、Cu、CuZn-SOD 含量无明显影响，中、大量吸烟或烟龄10年以上者对精浆Zn、Cu和CuZn-SOD含量有明显影响；其含量与吸烟量呈负相关(P<0.001)。结论 吸烟对精浆Zn、Cu、CuZn-SOD 含量的影响存在着量效与时效关系，中、大量吸烟或烟龄长者可能对男性生育有不良影响。吸烟所致男性不育的原因之一可能与自由基有关。
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Study on content of Zn,Cu and CuZn-SOD in seminal plasma of smoker with male sterility
Zhang Jinping, Meng Qingyu,Zhang Leijia, et al. Jining Medical College,Shang Dong;272103
【Abstract】 Objective To study the effect and correlation of smoking on the content of Zn,Cu and superoxide dismutase(SOD) in seminal plasma with male sterility.Method The content of Zn , Cu and CuZn-SOD in seminal plasma of 110 non-somking and 191 smoking men were determined individually, With potentiomtic stripping analysisis and radioimmunoassay.Results The content of Zn,Cu CuZn-SOD in seminal plasma in the smoking group was obviously lower than non-smoking group(P<0.001).The content of Zn,Cu and CuZn- SOD in seminal plasma were not effected apparently by a little of the or those with smoking history for 1～10 years.The content of Zn,Cu and CuZn -SOD in seminal plasma were effected greatly by the moderate the large or with smoking histiry for more than 10 years.The content of Zn , Cu ,CuZn-SOD and amount of cigarettees had a negative correlation (0 .001).Conclusion Smoking and its effect to Zn,Cu and CuZn -SOD in seminal plasma was in relation of amount, time and result. Male sterility caused by smoking was related to free radical.
, 百拇医药
【Key words】 Smoking Male sterility Seminal plasma Zn Cu Superoxide dismutase Free radical
本实验通过探讨吸烟对精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量的影响及相关性，以揭示吸烟、精浆Zn、Cu、CuZn-SOD、男性生育能力之间的关系，为临床诊断、治疗男性不育症提供实验和理论依据。
材料与方法
一、受检对象及分组：为婚后2年以上，未采取任何避孕措施，性生活正常，排除女方不孕原因的不育男性301 例，年龄25～43岁(平均28.23±3.11)。按1984年全国吸烟抽样调查吸烟标准分为[1]吸烟组和非吸烟组。两组资料t检验表明无显著性差异。
二、标本的采集：受检者禁欲5～7天，手淫法采集精液。液化后立即按WHO行精液常规检查。
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三、检测方法
电位溶出法测定微量元素Zn、Cu，仪器为
WVCV-I型微量元素测定仪(北京市科普仪器厂)。放射免疫分析法(RIA)测定CuZn-SOD含量[2]。试剂盒由北京北方生物技术研究所提供，仪器为FJ-2011r-免疫计数器(西安262厂)。
四、统计学方法：所有实验数据采用 SPSS 7. 5 for Windows软件包进行统计分析处理。结果用
±s表示。
结 果
一、吸烟组与非吸烟组比较，精浆Zn、Cu 、CuZn-SOD含量显著降低(P<0.01)(见表1)。
, 百拇医药
表1 吸烟组与非吸烟组精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量比较(±s)
吸烟组(n=191)
非吸烟组(n=110)
P
Zn(ng/ml)
79.71±2.44
90.78±2.38
<0.01
Cu(ng/ml)
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0.936±0.01
0.975±0.01
<0.01
CuZn-SOD(nmol/L)
380.19±12.14
442.24±14.52
<0.01
二、日吸烟量、烟龄与精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量的关系见表2。
3.吸烟者精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量与吸烟量之间呈一定程度的负相关(P<0.001)(见表3)。讨 论
哺乳动物的精子对氧毒性非常敏感 ， 氧毒性之一表现为氧自由基介导的脂质过氧化作用。 微量元素Zn、Cu参与CuZn-SOD酶的结构或活性中心。体内的Zn、Cu主要集中在睾丸、附睾和前列腺等器官中，精浆内含量特别丰富。精浆中Zn与精子形态、结构、活力有关，Zn在保护精子膜的完整性方面具有重要作用。据文献报道CuZn-SOD与精子活力密切相关。我们的实验表明，正常成人男性精浆CuZn-SOD含量比血清中高40倍以上，这与精浆Zn含量高于血清是基本一致的。男性生殖系统中的Zn、CuZn-SOD，可及时清除氧自由基，使精子免受其害，因而，Zn、CuZn-SOD在保护生殖细胞方面是有其重要意义的。
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表2 不同吸烟量(龄)组精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量比较(±s)
日吸烟量(支/日)
烟龄(年)
非吸烟组
1～10
～20
>20
1～10
～20
n
, 百拇医药
58
68
65
148
43
110
Zn(ng/ml)
84.33±2.97
80.56±3.63△
69.71±2.61*
85.70±2.10
63.65±4.13*
, 百拇医药
90.78±2.38
Cu(ng/ml)
0.964±0.01
0.953±0.01△
0.936±0.01*
0.968±0.01
0.939±0.01△
0.975±0.01
CuZn-SOD(nmol/L)
440.64±21.42
, 百拇医药 360.63±18.39*
319.90±18.41*
440.94±11.61
279.53±19.27*
442.24±14.52
△与非吸烟组比较P<0.05;*与非吸烟组比较P<0.01表3 日吸烟量与精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量相关分析
n
r
P
Zn(ng/ml)
, 百拇医药
191
-0.3029
<0.001
Cu(ng/ml)
191
-0.2026
<0.001
CuZn-SOD(nmol/L)
191
-0.4370
<0.001
本结果显示，吸烟组与非吸烟组相比精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量显著降低；1～10支/日、1～10年吸烟组与非吸烟组比较精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量无显著差异，这是否与吸烟量的阈值有关，尚需进一步研究。精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量均随吸烟量的增加而降低，并呈一定程度的负相关。其原因可能是，香烟烟雾中含有大量的自由基及CO、NO、尼古丁、 双环芳烃等有害物质[3～4]。研究表明吸烟时每口烟雾约含1014～1016个自由基。另外，香烟烟雾中的NO可氧化成NO2。NO和NO2除本身是自由基外，NO2还可与香烟烟雾中的烃和二烯类等有机分子反应，产生过氧化和烷自由基的连锁反应，刺激机体产生自由基；也可通过激活多核性白细胞和巨噬细胞，经呼吸爆发产生大量的
。因此， 吸烟者为清除吸入体内过量的高浓度的，要动用大量的SOD 加以清除，从而造成SOD的消耗增加。同时香烟烟雾中的、H等可破坏SOD和GSH-PX的-SH结构，烷氧自由基又可直接攻击SOD和GSH-PX结构，加之明显加剧的一系列自由基反应对DNA、酶蛋白的直接、 间接损伤，使SOD和GSH-PX的活性减弱或丧失，SOD和GSH-PX的合成和再生减少，最终导致SOD含量显著降低。多数学者认为氧自由基除了可直接造成DNA 链断裂外，主要是通过脂质过氧化作用影响DNA，引起SOD基因表达的变化，使之合成减少[5，6]。
, 百拇医药
文献报道，吸烟可使精浆中Zn含量下降[7]。Zn清除氧自由基的机制可能为：①Zn与膜蛋白的巯基、羧基结合，稳定细胞膜结构，防止脂质过氧化。②Zn能抑制体内的NADPH的氧化，减少H2O2的生成。③Zn作为CuZn-SOD的活性成分，与该酶的活性直接有关。故Zn的缺乏势必导致CuZn-SOD含量降低。另外，Zn缺乏还可导致体内氧自由基产生增加，使SOD被大量消耗， 同时还可抑制过氧化氢酶的活性，使之清除H2O2的能力下降。H2O2是SOD歧化的产物，H2O2的堆积可还原SOD的辅基Cu2+为Cu+，改变SOD的活性基团，使其中的组氨酸转化为丙氨酸，使SOD的结构和构型发生改变，活性丧失，所以吸烟组Zn、Cu和CuZn-SOD含量明显低于非吸烟组，提示氧自由基与男性生育力有关。 参考文献
, 百拇医药
1.中央爱国运动委员会,中华人民共和国卫生部编.1984 年全国吸烟抽样调查资料汇编.北京:人民卫生出版社,1988,220～222.
2.孙卓祥,张金萍,靳光娴.精浆超氧化物歧化酶RIA定量分析.济宁医学院学报，1998,21(3):31～32.
3.赵保路,等,电子自旋共振技术捕集吸烟气相自由基研究.中华医学杂 志, 1990,70(7):386～388.
4.王能才,彭卫晖,李爱芳.烟草烟雾吸入对大鼠体内维生素C 含量的影 响.环境与健康杂志,1996,13(6):257～258.
5.Oderley Lw,Buettner GR.Role of superoxide in cancer a review.Cancer Res,1979,39(4):1141～1149.
6.Ogawa R,Morita T,Kunimoto F,et al.Changes in hepatic lipoperoxide concentration in endotoxemic rats.Circ Shock,1982,9(4):369～374.
7.Oldereld NB, Thomassen Y,Pruvis K.Seminal plasma lead,cadmium and zinc in relation to tobacco consumption.Int-J-Androl,1994,17:24～28.
(收稿日期：1999-03-19), 百拇医药
单位：张金萍(272103济宁医学院)；孟庆余 张雷家 毛贻龙 孙卓祥 陈颖(济宁医学院附属医院)
关键词：吸烟；男性不育；精浆；Zn；Cu；超氧化物歧化酶；自由基
中国行为医学科学000315【提要】 目的 探讨吸烟对男性不育症精浆微量元素Zn、Cu与超氧化物歧化酶(SOD)含量的影响及相关性。方法用电位溶出法和放射免疫分析法测定男性不育症110例非吸烟者和191例吸烟者精浆Zn、Cu和CuZn-SOD 含量。结果吸烟组较非吸烟组精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量明显降低(P<0.001)； 少量吸烟或烟龄1～10年者对精浆Zn、Cu、CuZn-SOD 含量无明显影响，中、大量吸烟或烟龄10年以上者对精浆Zn、Cu和CuZn-SOD含量有明显影响；其含量与吸烟量呈负相关(P<0.001)。结论 吸烟对精浆Zn、Cu、CuZn-SOD 含量的影响存在着量效与时效关系，中、大量吸烟或烟龄长者可能对男性生育有不良影响。吸烟所致男性不育的原因之一可能与自由基有关。
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Study on content of Zn,Cu and CuZn-SOD in seminal plasma of smoker with male sterility
Zhang Jinping, Meng Qingyu,Zhang Leijia, et al. Jining Medical College,Shang Dong;272103
【Abstract】 Objective To study the effect and correlation of smoking on the content of Zn,Cu and superoxide dismutase(SOD) in seminal plasma with male sterility.Method The content of Zn , Cu and CuZn-SOD in seminal plasma of 110 non-somking and 191 smoking men were determined individually, With potentiomtic stripping analysisis and radioimmunoassay.Results The content of Zn,Cu CuZn-SOD in seminal plasma in the smoking group was obviously lower than non-smoking group(P<0.001).The content of Zn,Cu and CuZn- SOD in seminal plasma were not effected apparently by a little of the or those with smoking history for 1～10 years.The content of Zn,Cu and CuZn -SOD in seminal plasma were effected greatly by the moderate the large or with smoking histiry for more than 10 years.The content of Zn , Cu ,CuZn-SOD and amount of cigarettees had a negative correlation (0 .001).Conclusion Smoking and its effect to Zn,Cu and CuZn -SOD in seminal plasma was in relation of amount, time and result. Male sterility caused by smoking was related to free radical.
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【Key words】 Smoking Male sterility Seminal plasma Zn Cu Superoxide dismutase Free radical
本实验通过探讨吸烟对精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量的影响及相关性，以揭示吸烟、精浆Zn、Cu、CuZn-SOD、男性生育能力之间的关系，为临床诊断、治疗男性不育症提供实验和理论依据。
材料与方法
一、受检对象及分组：为婚后2年以上，未采取任何避孕措施，性生活正常，排除女方不孕原因的不育男性301 例，年龄25～43岁(平均28.23±3.11)。按1984年全国吸烟抽样调查吸烟标准分为[1]吸烟组和非吸烟组。两组资料t检验表明无显著性差异。
二、标本的采集：受检者禁欲5～7天，手淫法采集精液。液化后立即按WHO行精液常规检查。
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三、检测方法
电位溶出法测定微量元素Zn、Cu，仪器为
WVCV-I型微量元素测定仪(北京市科普仪器厂)。放射免疫分析法(RIA)测定CuZn-SOD含量[2]。试剂盒由北京北方生物技术研究所提供，仪器为FJ-2011r-免疫计数器(西安262厂)。
四、统计学方法：所有实验数据采用 SPSS 7. 5 for Windows软件包进行统计分析处理。结果用
±s表示。结 果
一、吸烟组与非吸烟组比较，精浆Zn、Cu 、CuZn-SOD含量显著降低(P<0.01)(见表1)。
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表1 吸烟组与非吸烟组精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量比较(
±s)吸烟组(n=191)
非吸烟组(n=110)
P
Zn(ng/ml)
79.71±2.44
90.78±2.38
<0.01
Cu(ng/ml)
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0.936±0.01
0.975±0.01
<0.01
CuZn-SOD(nmol/L)
380.19±12.14
442.24±14.52
<0.01
二、日吸烟量、烟龄与精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量的关系见表2。
3.吸烟者精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量与吸烟量之间呈一定程度的负相关(P<0.001)(见表3)。讨 论
哺乳动物的精子对氧毒性非常敏感 ， 氧毒性之一表现为氧自由基介导的脂质过氧化作用。 微量元素Zn、Cu参与CuZn-SOD酶的结构或活性中心。体内的Zn、Cu主要集中在睾丸、附睾和前列腺等器官中，精浆内含量特别丰富。精浆中Zn与精子形态、结构、活力有关，Zn在保护精子膜的完整性方面具有重要作用。据文献报道CuZn-SOD与精子活力密切相关。我们的实验表明，正常成人男性精浆CuZn-SOD含量比血清中高40倍以上，这与精浆Zn含量高于血清是基本一致的。男性生殖系统中的Zn、CuZn-SOD，可及时清除氧自由基，使精子免受其害，因而，Zn、CuZn-SOD在保护生殖细胞方面是有其重要意义的。
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表2 不同吸烟量(龄)组精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量比较(
±s)日吸烟量(支/日)
烟龄(年)
非吸烟组
1～10
～20
>20
1～10
～20
n
, 百拇医药
58
68
65
148
43
110
Zn(ng/ml)
84.33±2.97
80.56±3.63△
69.71±2.61*
85.70±2.10
63.65±4.13*
, 百拇医药
90.78±2.38
Cu(ng/ml)
0.964±0.01
0.953±0.01△
0.936±0.01*
0.968±0.01
0.939±0.01△
0.975±0.01
CuZn-SOD(nmol/L)
440.64±21.42
, 百拇医药 360.63±18.39*
319.90±18.41*
440.94±11.61
279.53±19.27*
442.24±14.52
△与非吸烟组比较P<0.05;*与非吸烟组比较P<0.01表3 日吸烟量与精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量相关分析
n
r
P
Zn(ng/ml)
, 百拇医药
191
-0.3029
<0.001
Cu(ng/ml)
191
-0.2026
<0.001
CuZn-SOD(nmol/L)
191
-0.4370
<0.001
本结果显示，吸烟组与非吸烟组相比精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量显著降低；1～10支/日、1～10年吸烟组与非吸烟组比较精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量无显著差异，这是否与吸烟量的阈值有关，尚需进一步研究。精浆Zn、Cu、CuZn-SOD含量均随吸烟量的增加而降低，并呈一定程度的负相关。其原因可能是，香烟烟雾中含有大量的自由基及CO、NO、尼古丁、 双环芳烃等有害物质[3～4]。研究表明吸烟时每口烟雾约含1014～1016个自由基。另外，香烟烟雾中的NO可氧化成NO2。NO和NO2除本身是自由基外，NO2还可与香烟烟雾中的烃和二烯类等有机分子反应，产生过氧化和烷自由基的连锁反应，刺激机体产生自由基；也可通过激活多核性白细胞和巨噬细胞，经呼吸爆发产生大量的
。因此， 吸烟者为清除吸入体内过量的高浓度的，要动用大量的SOD 加以清除，从而造成SOD的消耗增加。同时香烟烟雾中的、H等可破坏SOD和GSH-PX的-SH结构，烷氧自由基又可直接攻击SOD和GSH-PX结构，加之明显加剧的一系列自由基反应对DNA、酶蛋白的直接、 间接损伤，使SOD和GSH-PX的活性减弱或丧失，SOD和GSH-PX的合成和再生减少，最终导致SOD含量显著降低。多数学者认为氧自由基除了可直接造成DNA 链断裂外，主要是通过脂质过氧化作用影响DNA，引起SOD基因表达的变化，使之合成减少[5，6]。, 百拇医药
文献报道，吸烟可使精浆中Zn含量下降[7]。Zn清除氧自由基的机制可能为：①Zn与膜蛋白的巯基、羧基结合，稳定细胞膜结构，防止脂质过氧化。②Zn能抑制体内的NADPH的氧化，减少H2O2的生成。③Zn作为CuZn-SOD的活性成分，与该酶的活性直接有关。故Zn的缺乏势必导致CuZn-SOD含量降低。另外，Zn缺乏还可导致体内氧自由基产生增加，使SOD被大量消耗， 同时还可抑制过氧化氢酶的活性，使之清除H2O2的能力下降。H2O2是SOD歧化
的产物，H2O2的堆积可还原SOD的辅基Cu2+为Cu+，改变SOD的活性基团，使其中的组氨酸转化为丙氨酸，使SOD的结构和构型发生改变，活性丧失，所以吸烟组Zn、Cu和CuZn-SOD含量明显低于非吸烟组，提示氧自由基与男性生育力有关。 参考文献, 百拇医药
1.中央爱国运动委员会,中华人民共和国卫生部编.1984 年全国吸烟抽样调查资料汇编.北京:人民卫生出版社,1988,220～222.
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3.赵保路,等,电子自旋共振技术捕集吸烟气相自由基研究.中华医学杂 志, 1990,70(7):386～388.
4.王能才,彭卫晖,李爱芳.烟草烟雾吸入对大鼠体内维生素C 含量的影 响.环境与健康杂志,1996,13(6):257～258.
5.Oderley Lw,Buettner GR.Role of superoxide in cancer a review.Cancer Res,1979,39(4):1141～1149.
6.Ogawa R,Morita T,Kunimoto F,et al.Changes in hepatic lipoperoxide concentration in endotoxemic rats.Circ Shock,1982,9(4):369～374.
7.Oldereld NB, Thomassen Y,Pruvis K.Seminal plasma lead,cadmium and zinc in relation to tobacco consumption.Int-J-Androl,1994,17:24～28.
(收稿日期：1999-03-19), 百拇医药