精子的发生与成熟
出处：按学科分类—医药、卫生 中国科学技术出版社《计划生育技术手册》第32页（11347字）
一、睾丸的机能解剖
睾丸是两个微扁的椭圆体，表面光滑，富有弹性，前缘游离，后面附有系膜，分别悬垂于两侧的阴囊中。成人的睾丸约重20～40g，体积平均为17cm3，睾丸表面有两层光滑的膜——鞘膜和白膜，膜之间有少量液体，可减少睾丸在阴囊内移动的阻力，有一定的保护作用。睾丸的血液供应是由精索内动脉、输精管动脉、精索外动脉进行的。其中精索内动脉是睾丸的主要供血者。它起源于腹主动脉的前壁，经在腹后壁的移行，由腹股沟管而进入精索，到达阴囊，供应睾丸的血液。睾丸有丰富的静脉丛，睾丸的静脉与睾丸的动脉伴行于精索中，静脉形成的蔓状静脉丛紧密环绕动脉，形成精索的一部分，从而发挥其睾丸自动降温的生理功能。蔓状静脉丛由3部分静脉组成，其中精索内静脉的左侧回流到左肾静脉，而右侧直接回流到下腔静脉。由于左侧精索内静脉长，无瓣膜，而进入肾静脉时又成直角，所以血液回流不如右侧通畅，左侧精索内静脉也可以能受乙状结肠的压迫，影响血液回流。这些介剖特点导致精索静脉曲张95%以上发生在左侧，两侧或右侧精索静脉曲张则少见(见图2－1－1)。
睾丸是由形态与功能不同而又紧密相关的两个功能单位组成，即曲细精管和间质细胞。这两大功能集团之间和每一功能集团内的各种细胞之间，通过极其复杂的相互调节，从而行使睾丸的两种主要功能：精子生成和睾丸内分泌功能。
图2－5－1 睾丸的一般形态结构模式图
1．曲细精管及睾丸网 每个睾丸内有几百条至一千条直径为200～250μ(微米)，长约30～80cm的曲细精管构成。这些曲细精管被伸进睾丸实质的白膜分成小隔，从而形成约300多个小叶。每个小叶内约含有1～4条曲细精管，每条小管回旋折叠于小叶内。小管壁由外向内依次是一层扁平型类肌细胞基底膜、Sertoli细胞(是细胞、支持细胞)和被其包围的各级生殖细胞(见图2－5－2)。
图2－5－2 人类生精小管
曲细精管延伸并吻合成精直小管，最后汇合成输出小管，形成睾丸网，并进而与睾丸后表面的附睾头相连。睾丸网内的液体称睾丸网液，用插管的方法可以获取不同动物的睾丸网液，测定不同条件下睾丸网液的各种成分。睾丸网液中含有多种离子，K+浓度较高，而Na+、
则浓度较低。葡萄糖、乳酸、肌醇等物质也存在于睾丸网液中。同时睾丸网液中还有较高浓度的睾酮。
2．管周细胞(类肌细胞) 管周细胞是由类肌细胞和一层胶原纤维网共同构成曲细精管的基底膜。人的曲细精管有3～4层类肌细胞。细胞呈扁平形，细胞质中含有丰富的肌动蛋白微丝。这种细胞可以有节律地收缩，从而使曲细精管中的液体和精子流向睾丸网，在一些男性不育患者的睾丸活检中，可以看到这类细胞组成的基底膜增厚(图2－5－3)。
图2－5－3 支持细胞模式图
3．Serfo1i细胞及其特性 支持细胞是一种较大的外形极不规则的高柱状细胞，基底面位于基底膜，顶端可直达管腔。细胞的侧壁形成许多凹窝，各级生精细胞相嵌在其中。支持细胞核为圆形，染色线、核红明显突出。细胞质中有大量的杆状线粒体，滑面内质网及粗面内质网都极其丰富，这与支持细胞的分泌功能有密切关系。胞质中的溶体酶也比较多，这对分解精子形成过程中的残余小体有关。人类的支持细胞胞质中还有一些脂肪膜颗粒和结晶体。支持细胞除对生精细胞有支持和营养作用外，也具有吞噬能力，能吞噬精子细胞的残体和变性的生精细胞，在某些动物，特别是大鼠中，支持细胞还可以产生雄激素结合蛋白(ABP，人至今尚未肯定有ABP)、分泌抑制素等功能(见图2－5－3)。
4．血睾屏障 支持细胞之间存在的紧密连接构成了血睾屏障，这种屏障将生精上皮分为两大室，基底室和近腔室。精原细胞和新产生的初级精母细胞分布在基底室。近腔室紧密连接于管腔之间，初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞和精子均在近腔室。
血睾屏障对形成与维持精子的分化、成熟过程中必须的小管内环境是极端重要的。近腔室内的内环境的成分、理化性质与基底室的细胞外液和周边血液截然不同，这是因为血睾屏障对于来自毛细血管和毛细淋巴管的各种物质的通透性有极强的选择性。血中的物质可以通过弥散作用透过曲细精管的基底膜，到达曲细精管的基底室，所以只有精原细胞和支持细胞才能与血中弥散来的物质直接接触，而其他各级生精细胞均被屏障隔绝。一些大分子物质，如清蛋白、铁蛋白和球蛋白等都不能通过，而营养物质氨基酸、碳水化合物、脂肪酸及类固醇激素等则较易通过。促性腺激素(LH、FSH)有人认为能通过这个屏障，但速度较慢。由于血屏屏障的作用，使近腔室的内环境中含蛋白质少，K+和Cl-较多，谷氨酸、谷胺酰氨含量高，还有较多的α巨球蛋白及一些多肽类，这些成分有利用各级细胞的分化，提供代谢底物，有的抑制精子的顶体反应，为次极精母细胞及精子细胞的分化和成熟为精子构成了一个良好的生理微环境。血睾屏障还能阻止精子的表面抗原进入循环，避免不良的免疫反应，同时也阻止了具有免疫活性的球蛋白进入曲细精管内，排除生精细胞和免疫系统的相互反应。屏障还可以避免各种有害物质的通透，维持生精过程的正常进行。睾酮是容易通过血睾屏障的，从而提供了高浓度的睾酮，这对精子生成是必须的。
血睾屏障是一个有较高稳定性的结构，对于高温、辐射及各种毒性物质具有较强的抵抗力，大鼠服用棉酚后，未能发现血睾屏障通透性的损伤。任何破坏或损伤血睾屏障的组织结构或功能必然引起精子发生障碍。
5．各级生殖细胞 曲细精管壁上有处于不同发育阶段的生殖细胞，包括精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞、精子。
精原细胞是生精上皮中最幼稚的细胞，其胞体为圆形，位在曲细精管基底膜上。人类精原细胞分3种类型——Ad型、Ap型、B型(见图2－5－4)。
图2－5－4 精子发生示意图
Ad、A型暗核精原细胞；Ap、A型亮核精原细胞；B、B型精原细胞
精细胞位于曲细精管的近管腔部，在切片上可以看到不同发育阶段的精子细胞，精细胞不再分裂，而经过复杂的形态变化而形成精子。
6．间质细胞 在曲细精管之间有一群群的间质细胞，包括莱迪希氏(Leydig)细胞，并且还有大量的毛细血管、淋巴管和神经纤维。Leydig细胞是一种多角形或圆形的间质细胞，胞浆内富含脂肪和滑面内质网。
Leydig细胞的主要功能是生产雄激素——睾丸酮，通过渗透进入周围的毛细血管，循环于血流之中，对全身雄激素的靶器官和靶细胞起着激素的调节作用；也可以通过淋巴管到达曲细精管、附睾等部位，对这些组织的功能起着雄激素的特异与非特异的调节作用，从而诱发维持了男性第二性征和性功能，刺激和维持精子生成。
凡外界因素能影响Leydig细胞功能者，均导致睾丸酮水平下降。许多物理因素如X线、温度等，均可使间质细胞减少，滑面内质网也变稀少，从而使睾丸酮的生成减少。影响睾丸间质细胞功能的药物很多，已发现服棉酚的大鼠的间质细胞减少，细胞体积缩小，滑面内质网也减少，这种结果可能是棉酚直接作用于间质细胞而致血清睾酮降低，而棉酚不损害人的间质细胞，故不影响睾酮的分泌。雷公藤总甙在实验动物的研究中，引起各级生精细胞的退化性变，最终曲细精管萎缩，在一定剂量内，停药后可完全恢复正常功能。
近年来，许多科学家利用激素调控精子发生的原理，来寻找和发展各种安全、有效，且可逆的干扰男性精子生成的激素类药物，而且还能维持正常的性功能的男性避孕方法。
直接作用于垂体或间接地抑制下丘脑的促黄体生成激素释放激素(LHRH)或促性腺激素释放激素(GnRH)都可以抑制LH和FSH(促卵泡激素)的产生，从而干扰精子发生。目前国内外完成了许多GnRH拮抗性类似物的合成，它能与垂体细胞膜上的GnRH受体结合，使内源性GnRH的活性降低，因而抑制了FSH和LH的分泌，导致精子发生受到抑制，这些目前尚在实验阶段。
利用外源性睾酮来降低LH和FSH的产生，也可抑制精子的发生。由WHO组织的世界多中心研究，应用肌肉注射庚酸睾酮，从而导致无精症，达到良好的避孕效果，且安全、可复。这项研究工作为发展男性避孕药物开辟了新的里程碑。
影响精子发生的因素很多，如温度、放射线、超声波、微波、药物等都不同程度地干扰精子发生过程。这些理化因素，可用以探讨新的男性避孕措施。
二、精子形成、排放、周期
精子发生是精子在曲细精管内逐渐形成的一个复杂的过程。精子发生的过程是很有规律的，这便是生精周期。
1．生殖干细胞的增殖 精原细胞是精子发生的干细胞，它也是精子发生中最幼稚、最原始的生精细胞，按形态可分成Ad、Ap和B型3种。在生精周期中Ad型精原细胞可以进行分裂，产生新的Ad型和Ap型精母细胞，继而分化为初级精母细胞、次极精母细胞和精子细胞，直到完成生精过程。而一部分Ad型精母细胞不进行分裂和分化，而保持静止状态，从而保留下来成为新的生精周期的原始干细胞，从而维持生精过程中的生殖干细胞的一定数量，并使干细胞不断更新。所有的精原细胞的染色体均为46XY。
2．精母细胞的成熟分裂(减数分裂 精母细胞的减数分裂方式是生殖细胞发生过程中所特有的，一个初级精母细胞经过两次连续分裂生成4个精子细胞，但染色体只进行一次复制，完成同源染色体配对，从而由二倍体细胞变成单倍体细胞，因而次级精母细胞的染色体数目比初级精母细胞染色体减少一半，由46对变成23条。其中两个精子带有X染色体，另两个精子带有Y染色体，带Y染色体的精子与卵子受精产生男婴，而带有X染色体的精子与卵子受精则产生女婴。
细胞的第一次减数分裂共分前、中、后、末4个期。只是在分裂前期染色体发生规律性的变化，这种变化共分5期，其中有含有两个染色体单位，且染色体呈网状的细线期；染色体配对相连的合线期；形成染色体复合螺旋结构的粗线期；除基因交换外，染色体其余部分开始分离的双线期；同源染色体基因交换最终完成的终变期。通过这5期的变化，核膜消失，进入分裂中期，此时形成纺锤体。分裂后期开始各对同源染色体的分离，并趋向细胞的两极，23条双链染色体分别进入两个子细胞。分裂末期时，核膜重新形成，胞体分开，形成两个单倍体细胞，这样第一次减数分裂完成，形成了次极精母细胞。
第二次减数分裂与有丝分裂过程相似，主要为丝点分裂，两个姊妹染色体分离。与一般有丝分裂的不同之处是次级精母细胞的染色体是第一次减数分裂前复制的，仍然形成单倍体细胞(见图2－5－5)。
图2－5－5 初级精母细胞成熟分裂过程中染色体变化示意图
3．精子形成 精子细胞形成后，不再进行分裂，而是要经过复杂的形态变化后，最后形成精子，这一过程便称之为精子形成，其中包括顶体形成、核的改变、鞭毛及精子尾的发育及细胞质的改组。这一过程分为4期。
①高尔基期：在精子细胞的高尔基复合体区出现PAS染色阳性的前顶体颗粒和顶体泡，前顶体颗粒融合成一个大颗粒的顶体颗粒，顶体泡和顶体颗粒共同移向细胞核的前极，与核膜相连。高尔基氏复合体和滑面内质网紧靠顶体泡，并不断产生小泡，且进入顶泡体，此时顶泡体也不断扩大，泡质中的线粒体转移，形成两个中心粒，远端的中心粒长出辐丝，形成鞭毛的中轴。
②顶体帽期：顶体泡发生逐步扩大，最终把细胞核包绕住，这时的顶体泡就形成了顶体帽。与此同时胞质中的核外染色质颗粒向远端中心粒四周集聚，形成了核蛋白集聚而成的终环原基。
③顶体期：由于顶体帽进一步扩大，顶体内的各种物质弥散于顶体帽中，顶体帽也即变成了顶体，完成了顶体的形成。继之发生核的变化，胞质中的微管集聚成束，形成尾管，细胞变长，轴丝增长，中心粒周围有9条短致密纤维构成节柱，精子的尾部劲段形成。由于胞质中心粒的变化，又形成线粒体鞘，从而形成了精子的尾部中段。继而尾管消失，终环尾侧的轴丝周围出现了纤维鞘，最终形成了精子尾部主段。
④成熟期：胞质浓缩成不规则的胞质块，借胞质带连于尾部中段，这个部分称多余胞质，继而脱落，称之为残余小体，最后形成的精子便脱落于曲细精管的管腔中，此过程称为精子排放(见图2－5－6)。
图2－5－6 豚鼠精子细胞变态过程模式图
4．精子的排放 精子脱落于曲细精管管腔后，随着管腔的内容物一并进入直细小管，继而汇集于睾丸网，所以直细精管和睾丸网是输送精子的管道，睾丸网的另一端与输出小管相连，从而形成了附睾的头、体、尾三部分，精子自睾丸至附睾的排放是靠管腔内睾丸网液的单向流动实现的，由于曲细精管基底膜的类肌细胞和输出小管的平滑肌细胞的收缩，并且输出小管上皮纤毛的摆动，以及输出小管和附睾上皮细胞的回吸收作用造成的负压，从而使曲细精管产生的睾丸网液连同精子一起被输送至附睾，贮存在附睾尾部的精子可存活1～2个月。输精管的管壁有3层平滑肌，能进行节律性收缩，射精时由于肌肉的强力收缩，可将来自附睾的精子迅速排出。输精管的膨大部分称输精管壶腹，在前列腺的后上方与精囊腺汇合形成射精管，贯穿前列腺体，于精阜处开口于尿道前列腺部，精液中混合了精囊腺液、前列腺液和尿道球腺液。当射精时，输精管和各种腺体及外生殖器的有节律性的收缩，从而完成了最后的排精过程。
5．人精子发生的周期——生精周期 精子发生的过程，在曲细精管的形态学观察中是有一定的规律的，每个细胞群都经过一个共同的发育过程，所以曲细精管上的各级生精细胞的数目和分布是有一定规律的，构成一定的细胞组合图象，人类的曲细精管有6个细胞组成图象，两次相同的细胞组成图象重复出现的间期，称为生精上皮周期。人的生精上皮周期经历时16天。精子发生的整个过程需要4个生精上皮周期，约64天完成。
图2－5－7 人类生精上皮周期
Ser．支持细胞；Ad．A型暗核精原细胞；Ap．A型亮核精原细胞；B．B型精原细胞；R．间期初级精母细胞；L．细线期精母细胞；Z．合线期精母细胞；p．粗线期精母细胞；Di．双线期精母细胞；Sptc-Im．分裂期初级精母细胞；Sptc－Ⅱ．间期的次级精母细胞；Sa、Sb、Sc、Sd．不同分化时期的精子细胞；RB．残余小体
生精上皮的周期性变化并不在曲细精管的长轴上同步进行，而这种周期性变化是呈波浪状，周而复始地发生。在曲细精管的长轴上，某一细胞组合图象的再次出现所占有的那段曲细精管，叫一个生精上皮波。但人类并不存在规律性的生精上皮波现象，因为人的生精上皮细胞图象的每一个时期不占据曲细精管的完整的一段，而是只占据侧壁的一个很小的片状区域，相邻区段之间有不规则的边缘相连。所以，在观察人的曲细精管的某一横断面时，研究精子发生的曲细精管的形态结构的变化，这对研究分析睾丸内环境的各种调节因素；某些男性抗生育药物的作用环节；分析药物作用的机制，都是重要的研究手段。
三、精子的成熟与贮存
在睾丸曲细精管内产生的精子，形态上虽已成熟，但缺乏运动能力，也不能使卵子受精。成熟的精子最显着的标志是运动能力的获得，这个成熟过程是在附睾管发生的。
1．附睾的解剖 附睾是附在睾丸后上方、睾丸后缘外侧部扁平的器官。附睾可粗略分为头、体、尾3部分。头部接受从睾丸输出管流出的精子和液体，窄长的体部把头部连接到球状的尾部，尾部贮存射精之前的精子，整个附睾管约6米长，附睾尾部的末端与输精管的起始部相接。
附睾的血液供应是双重的，附睾的头和体部的血液供应由精索内动脉，附睾尾部的血供来自输精管动脉。
2．附睾管的细胞成分 人的附睾管上皮主要由两类细胞组成：一类是主细胞；另一类是基细胞。
附睾管中主细胞数目较多。附睾头部的主细胞为管柱状细胞，细胞高度约为120μm，体部的主细胞的高度就逐渐降，高度约80μm，而尾部的主细胞的呈低柱状或立方状，其高度约为5μm。主细胞是维持附睾分泌和吸收功能的组织基础，故也称主细胞是主要的转运细胞，是分泌和吸收物能透过上皮的媒介。主细胞有丰富的粗面内质网、滑面内质网和高尔基氏体，这也说明主细胞具有分泌功能。有的学者发现主细胞底部近血管处有颗粒状物质，这些是类固醇的内分泌作用。大部分主细胞的颈部有静纤毛，这种纤毛缺乏运动能力，静纤毛顶端呈现膨大，为大量的吞饮小泡和多泡体，这可能是分泌功能的标志。
基细胞的数目较少，分散在附睾管的基底部呈锥形体，高度为25μm，在附睾管的各部分，其形态没有差异，细胞器数量少，结构也简单，胞质带有脂肪小滴。基细胞缺乏真正的静纤毛，其细胞膜和主细胞也不同，基细胞主要具备吸收功能。
除上皮两种细胞外，附睾管腔的外壁有一层规律性变化的收缩细胞，附睾管的起始段平滑肌有自发的节律性收缩，而尾部平滑肌就无此特征，仅在射精一瞬间出现强烈地节律性收缩，这恰与附睾尾部贮存精子和射精时排出精子的功能相适应。
3．附睾功能 附睾具有吸收、分泌、收缩的功能。
①吸收功能：睾丸的支撑细胞产生大量的睾丸网液，如一只公羊每天约能分泌40ml睾丸网液，而从附睾排出的仅有几百μ1，这说明99%的睾丸网液被重新吸收，使人精子浓度明显增加。附睾的吸收功能使正常离子的转运得以实现，附睾远端的Na+浓度下降，K+的浓度升高，这与水的排泄有关。附睾头、体部主细胞分布较多。与此相应，附睾液比血浆的渗透压高，这与附睾的回吸收功能有关，这种高渗环境适宜精子的成熟。
②分泌功能：附睾液的成分不仅反映吸收功能，同时反映附睾分泌特异的物质进入管腔。
肉毒硷在附睾内的浓度非常高，附睾肉毒硷的浓度是血浆的500倍，从附睾头到附睾尾腔液里的肉毒硷浓度是递增的，附睾体和尾部的乙酰肉毒硷的浓度比附睾头要高。在输精管切除术后人精浆的肉毒硷浓度下降，暗示了附睾是肉毒硷的来源。把附睾腔液水分吸收的作用计算在内，可以推断肉毒硷的分泌是在近侧进行的，而浓度在附睾管远侧的继续增加有可能由水吸收造成。肉毒硷对精子的代谢和成熟是十分重要的，现在临床和动物实验中已将测室肉毒硷的浓度数值，作为反映附睾的功能之一。
甘油磷酸胆硷以低浓度流入附睾，以高浓度流出附睾，这种浓度的变化，不只是水吸收的结果，目前未有附睾从血中摄取甘油磷酸胆硷的证据，而证实从附睾头分离的上皮细胞可将卵磷脂转变为甘油磷酸胆硷。甘油磷酸胆硷对维持附睾液的渗透压有重要作用。另外在女性生殖道中含二酯酶，可使甘油磷酸胆硷生成甘油和甘油磷酸酯，两者均可供精子代谢中能量的储备。已证实人精浆的甘油磷酸胆硷来自附睾。
附睾上皮还分泌唾液酸。附睾尾部唾液酸的浓度高于附睾头，精子和睾丸液在腔内出现之前附睾上皮已有唾液酸出现，而且结扎输出管未能使附睾唾液酸下降。
附睾对离子、肌醇、类固醇、蛋白质的分泌，有不少实验性研究的结果，都说明附睾的分泌功能是十分复杂的，这些物质都对维持附睾内环境，以及促进精子的成熟起着重要的作用。
③收缩功能：精子从睾丸曲细精管输送到尾部所需的时间平均为2～3周，由于睾丸曲细精管和附睾管的平滑肌自发性有节律性收缩，从而使未成熟的精子逐步由附睾头行驶到附睾尾。另外，在附睾头部实现了水分的回收，使睾丸网液浓缩后而逐步流向附睾管内，这些因素都为精子在附睾管道的输送提供了条件。
4．精子在附睾里的成熟 附睾在精子成熟上起着重要的作用。睾丸所产生的精子，在未经过附睾之前是没有受精能力的。采用分段结扎附睾管的方法，将精子阻断在一定的部位，结果发现滞留在附睾头的精子不能使卵受精，在附睾体的精子即有受精能力，而附睾尾部的精子受精能力最强。一些实验证明，精子在逗留附睾期间，精子表面产生多方面的变化，包括电荷、凝集特性和抗原性的变化，这些都标志着精子成熟的过程，可能与精子对卵的识别有关。有些男子射出的精子表面电荷不正常，他们不育的可能是精卵结合有困难。
精子受精能力的成熟，其中一个重要的标志是精子尾的高活性运动。精子在附睾内增龄后未能发展高活性运动的能力，表示这种功能的发展是靠附睾内环境所决定的。有实验证明附睾液内含有“精子活动因子”(SMF)，而且还发现附睾液内还有合成SMF的两种硫氨基酸，这个因子可能在精子内起作用。
附睾液的肉毒硷浓度和精子活动力的增强，是相平行的，用肉毒硷培养精子能使其活动力增加。肉毒硷能刺激成熟精子的内源性呼吸，并证实肉毒硷和乙酰肉毒硷能维持人射精精子的活动力，精子的肉毒硷含量及其肉毒硷的乙酰基状态，均与精子的活动力有密切关系。
精子成熟的标志除受精能力和精子直线快速前进运动外，还有精子头部胞浆小体从背上的脱落和染色体核的进一步浓缩，以及精子顶体形态的改变，都标志着精子的成熟。所以，临床的精液分析中，判断精子运动的形式，受精能力及精子形态，都是十分重要的。
综上所述，精子的成熟是在附睾中进行的，所以改变附睾的正常生理功能，干扰精子在附睾内成熟的过程，是一种可行的男性避孕方法。
四、精液
精液是由精子和精浆组成，其中精子仅占全部精液成分的5%左右，而95%为精浆。
人的精子呈蝌蚪状，长约60μm。精子分头、尾两部分。精子头是由核构成的一种扁圆体，侧面观察呈梨状，细胞核位于头部的中央，细胞核的前端是帽状的顶体，精子头部的2／3都被顶体覆盖，顶体含有多种小介酶，其中与受精有直接关系的透明脂酸酶和顶体素便是其中重要的成分。精子头的后部分是核后帽，这是一个环状带，在受精过程中，精子的细胞膜最先在这一部位与卵膜相融合。
精子的尾部分为4段——颈段、中段、主段、尾段。精子尾部与精子运动有关：其结构的中央为轴丝，其外环绕着9对较大的外周致密纤维，这些纤维的收缩，致使精子形成各种形式运动的基础。
人精子有不同形态的特点，有正常梨状头、大头、小头、锥状头、不定型头、双头、缺尾、及含有胞质残余的不成熟精子，临床检查精子形态，对不育和其他疾病的诊断有一定的价值，精子形态的异常，可由感染、外伤、激素失调、遗传因素有关，其中不育患者的精液，有一种病因是由于异常精子的百分率比正常数值高所致。并且精子的尾部的电镜检查中，发现有些是外部髓鞘的变异或者轴丝及外周致密纤维的异常而导致的不育。
精浆是由附睾、精囊腺、前列腺、尿道球腺等附性腺的分泌物共同组成，由于精浆内有复杂的生物化学成分，这些成分对精子的去能和获能、顶体反应、精子膜功能和精子受精能力都有重要作用。有些精浆的成分还可以指示一些附原性腺器官的分泌功能。
肉毒硷主要来自附睾和精囊，人精浆中肉毒硷含量比血浆中高10倍左右，许多实验证明肉毒硷与精子在附睾成熟中所需能源的利用有密切关系，并且对精子运动方式的变化起重要作用，从而使精子具备较完整的受精能力。目前测定精浆肉毒硷的含量，对评价附睾和精囊腺的功能有较好的参考价值。
α－糖苷酶在附睾中的活性很高，是精子在附睾中成熟的主要能量来源。而且此酶是附睾的特异性酶，测定糖苷酶的活性，也成为评价附睾功能的主要指标。
精浆果糖是精子利用糖类物质的主要来源，而且是精囊腺分泌物的特异成分，临床测定精浆果糖来评价精囊腺的功能，特别对无精症的病因诊断有重要参考价值。
精浆中的酸性磷酸酶和硷性磷酸酶的浓度都比较高，其主要来自前列腺，所以，测定精浆酸性磷酸酶可以比较清楚地揭示前列腺的分泌功能。
精浆中含有许多微量元素的，如锌、铜、硒、铬等元素对精子的活力是有一定影响的，与精液的质量密切相关。另外钙离子对精子运动、获能、顶体反应和受精能力均有影响，钙离子主要与钙依赖蛋白或cAMP协调作用，能维持精子的一些正常功能，有些钙制剂可促进精子的顶体反应，加速精子的获能。
精浆的生化成分中还有许多需要研究的物质，如氨基酸、胆固醇、甘油三脂、蛋白类物质等等。临床上对精浆有关成分的分析，对研究精子功能及男性不育症的诊断治疗都有重要的意义，对于一些具有特殊意义的精浆生化物质的研究，将有益于开辟新的避孕药物的探索。