部分不育男性的精子活力“极”差,“试管婴儿”过程中,胚胎师很难挑选到运动型“健美”精子,使得受精率大打折扣。有什么办法让这种“极”低活力的弱精子先生“激动”起来呢?
亲,可否来点“伟哥”?
部分男性由于勃起功能障碍(ED)的问题,需要借助药物如万艾可/西地那芬(伟哥)来获得美好的爱爱过程。在部分不育男性当中,可能本人不存在ED问题,可精子活力“极”差,甚至于连“原地踏步”的精子都寥若晨星;体外受精(IVF)时这种精子要完成受精,比“渡劫”还难;即使卵胞浆内单精子显微注射技术(ICSI)时,也由于很难挑选到运动型“健美”精子,使得受精率大打折扣。在体外,有什么办法让这种“极”低活力的弱精子先生“激动”起来呢?
一、精子的运动
精子活力是指精液中呈运动精子所占的百分率。其中只有具有前向运动的精子才可能具有正常的受精能力。根据精子的活力,临床上将精子分为3个等级:
1、前向运动(PR)
精子主动地呈直线或沿一大圆周运动,不管其速度如何。
2、非前向运动(NP)
所有其他非前向运动的形式,如以小圆周泳动,尾部动力几乎不能驱使头部移动,或者只能观察到尾部摆动。
3、不活动(IM)
没有运动。
精子运动的推动力主要来自于精子尾部的运动。正常精子完成运动过程至少需要3个要素:
1、具有正常的鞭毛
精子鞭毛(纤毛)是精子的运动器,以一种协调顺序反复传播正弦波。鞭毛中的微管为9+2结构,即由9个二联微管和2个中央微管构成。鞭毛的运动是依靠动力蛋白水解ATP,使相邻的二联鞭毛结构微管相互滑动。
2、良好的能量供应
精子线粒体为精子运动提供能量,将糖等代谢过程中产生的能量转变成ATP的形式传递给鞭毛,鞭毛进一步将这种化学能转变为机械能。
3、鞭毛运动的启动
光有鞭毛和ATP,精子是运动不起来的,还需要通过一种特殊的信使(生物学家称之为第二信使)环一磷酸腺苷(cAMP)来启动。然后,在一连串反应后,由钙离子激活的蛋白质复合体来启动鞭毛运动。
那么,对于那种极低活力、鞭毛正常的精子,只需要在培养基中加入激活剂即可以启动精子快速动起来。
精子激活剂就是精子的“伟哥”。
二、激活的方法
国内外对这一问题作了许多研究,包括体外应用不同物理方法进行优质精子的分离及筛选,应用不同化学药物(如咖啡因、茶碱、磷酸二脂酶、己酮可可碱、前列腺素E、ATP、肌苷、硫氮卓酮等)体外提高精子活动能力的研究。
许多研究报道认为,精液中ATP的浓度与精子的授精能力有相关性,ATP浓度高的精液其人工授精受孕成功率高。有生育能力的男性精子内的ATP浓度含量高于不育男性。
刺五加系五加科五加属植物的干燥根及根茎,有研究报道,刺五加能提高腺苷酸含量,推测刺五加对人精子运动的促进作用很可能是通过增强精子代谢来进行的。
茶碱和咖啡因是磷酸二酯酶抑制剂,可减少cAMP的降解从而增强精子活力。
其中咖啡因是研究最多、应用最广泛的精子激活剂。
三、咖啡因与精子激活
咖啡因是从咖啡豆、茶叶、可可树、巴拉圭冬青、瓜拿拉树等植物中提炼出来的一种生物碱。咖啡、茶叶及能量饮料等中起提神、兴奋作用的主要成分就是咖啡因。咖啡因别称咖啡碱、茶毒、马黛因、瓜拿拉因子、三甲基黄嘌呤、甲基可可碱,化学分子式是C8H10N4O2,化学名称是1,3,7-三甲基黄嘌呤。
咖啡因及其盐类作为环核苷酸磷酸二酯酶的抑制剂通过抑制该酶的活性来提高精子内cAMP的水平,进而显著提高体外保存精子的活力。咖啡因并不改变精子的运动特性,而是激发精子的活力。
在常温或较低温度体外保存的山羊、牛、水牛、犬、猪等动物的精液时,向保存液、解冻液或获能液中添加咖啡因,都在一定程度上或提高精子活力,或延长精子寿命,或提高动物人工授精时的妊娠率和体外受精时的受精率。
但在人类,很多研究者指出,尽管咖啡因对人类精子活力具有快速的刺激作用,显著提高了精子的各种活力参数,并呈剂量依赖性;但在IVF治疗过程中并未导致受精率的提高,也并未提高人工授精的妊娠率。只是在ICSI时,明显有助于胚胎师挑选出活动精子,从而间接提高了受精率。