什么是精液?精液分析是如何帮助了解男性生殖状况的?

出处：按学科分类—医药、卫生 上海医科大学出版社《男科学手册》第43页（5186字）

动物 人类精液成分及有关的分析方法

什么是精液?

精液由精细胞(精子)和精浆组成，精子由睾丸的生精上皮细胞产生，而精浆是由流出管系统和附属性腺分泌的。当一个精子从生精上皮释放时，大多数精子仍留在原位，随后的变化是滞留在附睾提供的环境中，在射精时与附属性腺的分泌液混合。典型的鼠、种马和人的精子细胞见图9-1，其重要组成部分见图9-2(A、B，见书末)，对生育所必需的精子的基本参数列于表9-1。总的来说，这些参数取决于以下成分的正常发育和功能：基因组、线粒体、致密纤维、顶体的微管成分、顶体及其酶与分隔各部分的浆膜。

图9-1 扫描电子显微镜观察到的鼠、人和马的典型精子

表9-1 具有生殖能力的精液的部分参数

射精时的液体成分是精浆，精子仅仅是精浆中的一部分。精细胞离开生精上皮后，进入液体环境，这些液体内的溶质在输出管和附睾中被除去和替代。最终，在射精时，精子在附睾尾部液体中被运送到输精管，并与来自附属性腺的液体混合。这些附属性腺包括：前列腺、精囊、尿道球腺。在一些物种中具有完整排列的附属性腺，包括上述3种。而另一些物种，则缺乏尿道球腺或精囊腺，一种或多种附属性腺分泌的某些蛋白质或分子，与附睾尾部的液体成分是完全相同的，甚至与血浆中的成分相同，而其他一些成分为这些腺体所独有。因此，精液包括来自附睾和性腺分泌的不同的化学成分。

射精时，附睾及不同性腺排到精液中的成分，取决于许多因素，包括节制性交的间期、调情的时间、雄性病理生理过程，以及种族的差异。因为精液中包括精子和来自附睾及附属性腺的混合液，精子与液体的比率变化很大，重要的指标是一次射精所包含正常精子的总数，而不是单位体积内精子的浓度，同样道理，在分析精浆的成分时，应考虑总量与浓度。人类一次射精为4000万到3亿个精子。与兔子(1～3亿个)相比差别不大，但比狗(2～20亿个)或马(5～25亿个)则少得多。

精液分析的目的

对临床医生来说，评价精液的质量是为了预测潜在的生育能力，鉴别不育的原因或发现其变化。临床医生关心的是导致生育或怀孕的最少精子量。对流行病学或毒理学家来说，精液分析是评价某工作场所、环境，或有关的药物、化学品影响生育的风险。在人群中发现某一明显原因导致不育的可能性，比精确预测某一个体的生育能力要重要得多。对兽医和饲养员来说，主要目的是确定雄性动物是否在遗传学上具有优越的生殖力。评价精子的质量及潜在的生育能力是决定成千上万后代质量的关键。对每个病人来说，可精确预测每个精液标本的生育能力。

遗憾的是此目的不易达到，由于精子特征、受精过程，以及在体外评价精液质量的方法繁琐，从而限制了此目的的顺利完成。精子要达到使卵子受精的目的必须依赖所有的方法学，例如：性交受精或体外受精，还要考虑精子的情况，是新鲜精液还是冷冻精子。此外，尚取决于女性因素，如年龄或子宫及输卵管环境。

有时，精液分析的结果很明确，如精液分析结果为无精子、无向前运动的精子，或大量形态异常的精子，该病人的生育潜在可能极差或无生育能力。但对多数病例却无法如此容易地明确诊断。临床工作者或兽医的目的是，根据所给的精液标本精确地判断某一个体的生育能力或可能的生育能力，或某一种族或种属的生育能力，或评价同一个体现在的标本与以前的标本是否具有相同的生育能力。相对来说，评价上述情况比评价缺乏生育能力要困难得多，甚至不可能，因为每个精子的各项指标正常才具有使卵子受精的能力。若一个标本中大量精子不能使一个卵子受精，每个精子均有不同的原因。精确评价精液质量，在一定程度上，为患者生育的可能性提供证据。

如何评价精液质量

不论种族，传统上评价精液质量的方法包括：测定一次射精时精液的量、精子的浓度、精子的总数(浓度×容积)。这些参数说明了间隔一定时间射精时精液量的情况，结合检查睾丸体积，以评价睾丸的生精功能。射精时无精子可能是逆行射精、输精管堵塞及睾丸功能衰竭所致。目前尚无统一界线，若每次射精的精子总数低于此界线，受精能力则下降或消失。多数种族的雄性，至少人类如此，每次射精储存在女性(雌性)阴道或子宫内的精子数量，远远超过受精所需的最大量。对于多数种族来说，用作人工受精的精子质量良好时，精子数量即使小于一次标准射精量的1%，也可导致最大的受精能力。

传统认为，精子质量主要包括：精子向前运动、精子数目的百分比及与形态正常精子数目的百分比。直到最近，这两个百分比仍具有主观性，受观察者偏差的影响。尽管存在上述问题，肉眼观察精子的形态及活动，仍是大多数男性学实验室常用的评价精子质量的指标。现在，自动化图像分析系统，已应用于检测精子活动的百分比、每个精子活动的速率分布曲线，或其他动力参数曲线。相对简单的图像系统可以客观评价精子的形态，虽现已被应用，但尚未被广泛接受。

功能检查可进一步评价精液标本的质量，它们包括：精细胞顶体反应的能力(自然或刺激时)，对同源卵子的穿透及结合能力，对同源卵子透明带的穿透能力，对宫颈粘液的穿透能力，快速或一般速度地离开不动精子及精子群的能力。通过免疫学实验，检测精细胞或精液中是否有降低生育力的自身抗体。分析存在于精子中正常的酶，或检测一些存在其表面与受精有关的脂蛋白。通过对精子的形态、精子细胞膜通透性、线粒体的功能、细胞膜表面特性及核蛋白变性等因素的分析后，可更好地预测精子的质量。另外，精子细胞膜及顶体膜的脂质过氧化可降低受精能力，这一点已愈来愈受关注。脂质过氧化的程度可数量化。多数实验的检测仅仅提供所有精子的平均值，而不是每个精子的状况。遗憾的是，尚不能计算出有多少个精子能在上述全套评价标准中“及格”。

精液分析的应用

不育症的发生率大约占所有夫妇的15%。一般来讲，30%的不育原因为男性，30%为女性，其余的为双方均有问题或原因未明。诊断男子不育症的第一步是作精液分析。对于某个个体，精液质量每天之间有很大差异，至少要测2次，最好测3次，且2次之间至少要间隔1周。一般来讲，人类精液若达如下标准，可认为正常：

(1)每次射精量≥2ml

(2)精子浓度≥2000万／ml

(3)≥50%的精子是向前运动的

(4)≥30%的精子在形态上正常(WHO，1992年)

这些检查均可以在男科学实验室中，用光学显微镜进行检查。不育的诊断主要依赖精液分析，并结合体格检查及病史。如果一个病人患无精子症，或严重的少精子症(每毫升少于500万)，要检测血清中FSH、LH及血清睾酮的浓度，以助病因诊断和判断预后。

研究表明：连续2～3次精液分析不正常，而未发现特异性睾丸异常，这类病人占70%以上。对此应进行特异性检查(表9-2)，如精子表面蛋白、抗精子抗体、顶体反应、无透明带仓鼠卵子穿透实验、人透明带实验，或进一步进行其他实验，以检测精子功能。通过对上述实验的综合分析，大部分引起精子异常的原因可发现，以便指导临床进行相应的治疗。例如：检查发现精子无法穿透透明带与卵子结合，对这对夫妇的治疗措施是进行体外受精，即将精子注射在透明带下或直接注射到卵子胞质内。对男子严重的精子异常可以通过一些新技术，从而使患者的妻子受精、怀孕。

表9-2 人类精液的临床实验检查

对于兽医及动物饲养员来讲，有两种情况需要对精液进行检查，一种是由医师先对雄性动物进行健康状况及潜在生育能力的评价，测量睾丸体积和常规的精液分析。对睾丸体积小于同龄雄性动物，和(或)正常形态的精子<80%，或向前运动的精子<50%的动物，均不能作为育种动物。不够上述标准的动物，并不是没有生育能力，而是不具备高的生育能力。

第二种情况是对有经济效益的雄性家畜，如公牛进行生育能力的检测，以及一些宠物，如狗、公马等，以便将检测合格的动物精子收集起来，低温保存，进行人工授精。准备低温保存的精子，首先与保存液混合。保存液含有蛋黄或牛奶蛋白、糖、4%-12%的甘油，后者是一种必需的低温保护剂。检测每次射精时精子的总数，以决定每次授精时所需的精子量，这也与精子的质量有关。收集的精子用塑料容器封好，这种容器像一个吸管，容量约0．25ml、0．5ml、4．0ml不等，每一容器内盛有一次授精所需的剂量。最具有代表性的低温冻存管是Thawed管。冻存的精子置于37℃水浴复温后，检测向前运动的精子百分比及其速率、具有正常顶体的精子的百分比。上述方法同样适用于人类精子的低温保存和稀有动物的精液保存，如斑马、羚羊。

图9-2

A．哺乳动物精子的主要构成

B．横截面观察精子的中段(顶)，主段(中)和末端(底)

前景

在临床工作中，目前所用精液分析的方法与以前一样，因为人工计算精子的数量，观察精子的形态、运动，正常精子百分比，具有良好的可靠性。特殊检查包括，结合或酶联方法检测一种或多种精子细胞膜酶或精液酶。可喜的是，在美国，一些二级和三级实验室已开展对数千个有代表性精子特性的检查。流式细胞仪就具有这种功能，新的图像分析仪及有关技术的发展将能检测单个精子的运动及形态，同时还可以与多探针技术一起，评价精子的生物化学特性。这些检测可使传统的评价精子运动的2～3个指标增加到3～5个，这些新的检查方法能够代替目前常用的生物实验，如费时、繁琐、价格昂贵、不精确的去透明带大田鼠卵子穿透实验和人透明带穿透实验。运用对预测精子受精能力的一些独立参数更精确的预测生育能力在不久将成为可能。

【参考文献】：

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