精胺对精子获能和受精的影响
王慧玲 奚耕思
摘 要 精胺广泛存在于动物组织和体液中，它在生殖过程中的作用还存在着很大的争议，作者综述了这些研究成果，并对其今后的发展动态作了展望.
关键词：精胺,获能,顶体反应
0 引言 多胺化合物，包括腐胺、亚精胺、精胺，存在于所有动物组织和体液中，精胺是最常见的一种多胺. 在人精浆中，人精胺浓度为(2 mmol/L～15 mmol/L)[1]，然而精胺在生殖过程中的功能还不清楚. 有关精胺对动物精子活力、代谢和受精作用的报道，也存在诸多矛盾. 一些人认为精胺可提高精子运动能力，提高受精率，缩短受精时间；而另一些作者则认为精胺对获能和受精有抑制作用，这种抑制作用可被dbcAMP和咖啡因所拮抗. 不管是抑制还是促进，精胺对精子获能和受精的作用都是可逆的. 精胺对精子获能和受精的作用机制有待于进一步深入探讨.
, 百拇医药
1 什么叫精胺 精胺是由鸟氨酸经过一系列代谢过程产生的. 精胺、亚精胺、腐胺分子中有许多氨基，故又称为多胺，而精胺又是多胺中最常见的一类. 精胺名称来源是因为最先发现于人的精浆. 多胺的发现已是3个多世纪以前的事情了[2]. 只是到了近20 a才弄清楚多胺广泛存在于各种组织和体液内，它们总是与核酸并存，可能在转录和细胞分裂的调节中起作用. 在哺乳动物组织的各种体液里发现有极高浓度的多胺.
2 精胺对精子获能和受精的影响 获能是精子受精前必须经历的一个成熟过程，它所需时间因种而异，并具有非均一性和可逆性. 获能涉及精子质膜去获能因子的去除和膜组分的重新分布，包括膜脂成分的改变、蛋白迁移、受体暴露、钙通道激活、胞内cAMP产生和蛋白酪氨酸磷酸化等. 获能的终点是发生顶体反应(AR)并呈超激活运动，故可通过顶体反应来判断是否发生了获能. 所以虽然精子获能期间没有明显的形态变化，但可通过金霉素染色法，HAM，AR和穿卵率测定等方法检测.
, 百拇医药 1957年，张明觉先生提出了“去获能”和“去获能因子(DF)”的概念，并逐渐被公认. 多少年来，不少研究人员致力于对DF进行定性，试图找出某种特殊的因子，现在看来，DF并非某种特殊的物质，而是一系列对精子有抑制作用因素的综合效应. 早在3个世纪以前，人们就发现精胺大量存在于精浆里，尤其在人精浆里浓度甚高. 那么精胺对精子获能和受精又有什么作用呢？1960年，就有了关于精胺与精子活力、不育之间关系等多方面的研究. 现公认精胺参与精子获能和受精，且其影响是可逆的. 但精胺对精子获能和受精的作用机制，尚未完全阐明，有关精胺对哺乳动物精子活力、代谢和受精作用的报道，也存在诸多矛盾.
据一些作者报道，精胺可增加小鼠精子活力[3]，提高精子cAMP水平[4],其含量与精子活力成正相关变化[5]. 而一些作者指出，精胺可抑制豚鼠和家兔精子活力[6]. Tash等[7]报道，提高精子cAMP水平可促进精子获能和顶体反应，从而增加受精率. 目前一些作者认为Ca2+和cAMP在精子顶体反应中扮演第一信使的角色. Peterson等证明dbcAMP可增加Ca2+转运，使膜储存的Ca2+得以释放，并可参加精子对Ca2+的摄取，从而诱发精子顶体反应.
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Pulkinnen等[8]指出精胺通过提高果糖分解率、抑制三羧酸循环，从而改变大鼠附睾精子的代谢. 相反，Shah等[9]报道精胺可降低人精子对果糖的利用，从而增加乳酸盐的氧化. 一些作者证明精胺也可抑制顶体酶原的转化[10]，从而抑制顶体反应. 这是因为顶体酶原可转化为有活性的顶体酶，是蛋白酪氨酸化加剧[11]，从而引起顶体反应，有助于精子与卵子的识别、结合和穿透. 目前一些科学家正在探索精子顶体酶原活力与男性生育力之间的关系，并不断改进和简化该酶的测定方法，以适用于临床诊断使用.
此外，精胺还可增加人精子cAMP水平[4]. Stranger等[12，13]观察到精胺不仅可提高小鼠体外受精率而且还可缩短受精时间. 这些结果都表明，精胺可能参与精子获能和受精过程.
石其贤等研究证明，精胺是精浆中的一种抑制获能因子，它可抑制仓鼠[14]、豚鼠[15]以及人[16]精子体外获能、顶体反应和受精能力，精胺对人和豚鼠精子的获能都有可逆性的抑制作用，其抑制程度与精胺浓度成正相关，并可被咖啡因和双丁酰cAMP所拮抗. 钙离子载体A23187或胰蛋白酶均可拮抗精胺抑制人精子穿卵率. 高压液相色谱分析结果表明，获能前精子所结合的精胺高达7.05 μg/107细胞，获能后全部脱离精子，而对获能后精子再次引入精胺，则获能再度受到抑制. C14标记实验证实，精胺对精子的结合与释放均比对体细胞容易，且不需耗能. 雌性生殖道内的肝素可加速精胺从精子表面清除. 已知肝素能诱导AR，故精胺的作用可能是防止AR过早发生[17]. 另外，有人认为，精胺的去获能作用可能与其对SOD的调节有关[18].
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关于精胺对精子获能和受精作用存在争议的原因，目前还很不清楚，可能是由于动物种类和精胺来源不同所致. 因为精胺在各种动物精浆中的含量不尽相同. 如人精浆的精胺含量颇高，而牛几乎很少. 即使同一种类的动物，其体内精胺含量在不同的时期也不尽相同. 例如从正常男性搜集来的精浆分析表明，其精浆含量波动范围为56 mg/L～1 418 mg/L，而且没有一个绝对的精胺含量波动范围可以作为判断正常有生育力和无生育力精子的标准[5]. 对精胺含量波动周期的探讨，也可为我们探讨精胺的作用机制提供一定的理论依据.
目前，关于精胺对精子获能和受精作用的知识，主要是从体外获能实验中得到的. 在人体内情况下，精胺事实上不参与受精过程. 精浆首先沉积在阴道内，精子经过宫颈上行进入宫腔，宫颈及其粘液是第一道天然屏障，它具有阻止精浆进入宫颈的作用. 精子从阴道穿过宫颈，进入宫腔，最后抵达输卵管壶腹部. 精子即从精浆中解脱出来. 精子在雌性生殖道运行过程中，将结合于来自精浆中的获能抑制物质(如精胺等)逐步丢失，从而有利于精子获能和受精. 这与HPLC实验测得顶体反应后精子中几乎不能检出精胺相吻合[2]. 但问题是精胺消失后变成了什么物质，迄今为止尚未见有报道. 精胺在体内是到达哪个部位时解除对精子的作用的，又是如何解除的，解除后其代谢痕迹是什么，都是需要解决的问题. 尽管精浆里有极高含量的精胺，但其来源于哪里，作用于受精过程的哪一个步骤，还未见有人报道. 只有把这些问题搞清楚了，才有可能弄清楚精胺对精子获能和受精作用的机制，从而为生殖生理学增添新的内容.
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作者简介：王慧玲，女，1974-02-26生，山东省青岛市人，汉族. 现就读于陕西师范大学，硕士. 电话：(029)5302589
作者单位：陕西师范大学生命科学学院动物所，陕西 西安 710062
参考文献
1 Willams Ashman HG et al. Persp BioMed,1979;22(2):421-453
2 Mann T. The Biology of semen and of the male reproductive tract. London:Methuen,1964:1-493
3 Willams Ashman HG et al. Ann N Y Acad Sci,1970;171(4):882-892
, 百拇医药
4 Shah GV et al. Experi,1975;33(3):631-632
5 Fair WR et al. Fertil Steril,1972;23(1):38-42
6 Tabor CW et al. J Pharmacol Exp Ther,1956;116(1):139-155
7 Tash JS et al. Biol Reprod,1983;28(1):75-104
8 Pulkinen P et al. Biochem Biophys Res Commun,1975;67(3):714-722
9 Shah GV et al. Experi,1978;34(9):950-951
, 百拇医药
10 Parrish PF et al. J Reprod Fertil,1979;57(2):239-243
11 Emiliozzi CF et al. J Reprod Fertil,1993;97(2):287-299
12 Stranger JD et al. J Experi,1982;34(3):950-951
13 Quinn P. Am J Reprod Immun Microbiol,1988;16(1):105-106
14 石其贤et al. 科学通报，1989;5(3)：383-386
15 Shi QX. Arch Androl,1992;177(1):420-426
16 石其贤et al. 生理学报，1991;43(5)：480-488
17 Rubinstein S et al. J Biochem,1991;278(Pt1):25-28
18 Singh A. Biochem Biophys Commun,1991;177(1):420-426, 百拇医药
摘 要 精胺广泛存在于动物组织和体液中，它在生殖过程中的作用还存在着很大的争议，作者综述了这些研究成果，并对其今后的发展动态作了展望.
关键词：精胺,获能,顶体反应
0 引言 多胺化合物，包括腐胺、亚精胺、精胺，存在于所有动物组织和体液中，精胺是最常见的一种多胺. 在人精浆中，人精胺浓度为(2 mmol/L～15 mmol/L)[1]，然而精胺在生殖过程中的功能还不清楚. 有关精胺对动物精子活力、代谢和受精作用的报道，也存在诸多矛盾. 一些人认为精胺可提高精子运动能力，提高受精率，缩短受精时间；而另一些作者则认为精胺对获能和受精有抑制作用，这种抑制作用可被dbcAMP和咖啡因所拮抗. 不管是抑制还是促进，精胺对精子获能和受精的作用都是可逆的. 精胺对精子获能和受精的作用机制有待于进一步深入探讨.
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1 什么叫精胺 精胺是由鸟氨酸经过一系列代谢过程产生的. 精胺、亚精胺、腐胺分子中有许多氨基，故又称为多胺，而精胺又是多胺中最常见的一类. 精胺名称来源是因为最先发现于人的精浆. 多胺的发现已是3个多世纪以前的事情了[2]. 只是到了近20 a才弄清楚多胺广泛存在于各种组织和体液内，它们总是与核酸并存，可能在转录和细胞分裂的调节中起作用. 在哺乳动物组织的各种体液里发现有极高浓度的多胺.
2 精胺对精子获能和受精的影响 获能是精子受精前必须经历的一个成熟过程，它所需时间因种而异，并具有非均一性和可逆性. 获能涉及精子质膜去获能因子的去除和膜组分的重新分布，包括膜脂成分的改变、蛋白迁移、受体暴露、钙通道激活、胞内cAMP产生和蛋白酪氨酸磷酸化等. 获能的终点是发生顶体反应(AR)并呈超激活运动，故可通过顶体反应来判断是否发生了获能. 所以虽然精子获能期间没有明显的形态变化，但可通过金霉素染色法，HAM，AR和穿卵率测定等方法检测.
, 百拇医药 1957年，张明觉先生提出了“去获能”和“去获能因子(DF)”的概念，并逐渐被公认. 多少年来，不少研究人员致力于对DF进行定性，试图找出某种特殊的因子，现在看来，DF并非某种特殊的物质，而是一系列对精子有抑制作用因素的综合效应. 早在3个世纪以前，人们就发现精胺大量存在于精浆里，尤其在人精浆里浓度甚高. 那么精胺对精子获能和受精又有什么作用呢？1960年，就有了关于精胺与精子活力、不育之间关系等多方面的研究. 现公认精胺参与精子获能和受精，且其影响是可逆的. 但精胺对精子获能和受精的作用机制，尚未完全阐明，有关精胺对哺乳动物精子活力、代谢和受精作用的报道，也存在诸多矛盾.
据一些作者报道，精胺可增加小鼠精子活力[3]，提高精子cAMP水平[4],其含量与精子活力成正相关变化[5]. 而一些作者指出，精胺可抑制豚鼠和家兔精子活力[6]. Tash等[7]报道，提高精子cAMP水平可促进精子获能和顶体反应，从而增加受精率. 目前一些作者认为Ca2+和cAMP在精子顶体反应中扮演第一信使的角色. Peterson等证明dbcAMP可增加Ca2+转运，使膜储存的Ca2+得以释放，并可参加精子对Ca2+的摄取，从而诱发精子顶体反应.
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Pulkinnen等[8]指出精胺通过提高果糖分解率、抑制三羧酸循环，从而改变大鼠附睾精子的代谢. 相反，Shah等[9]报道精胺可降低人精子对果糖的利用，从而增加乳酸盐的氧化. 一些作者证明精胺也可抑制顶体酶原的转化[10]，从而抑制顶体反应. 这是因为顶体酶原可转化为有活性的顶体酶，是蛋白酪氨酸化加剧[11]，从而引起顶体反应，有助于精子与卵子的识别、结合和穿透. 目前一些科学家正在探索精子顶体酶原活力与男性生育力之间的关系，并不断改进和简化该酶的测定方法，以适用于临床诊断使用.
此外，精胺还可增加人精子cAMP水平[4]. Stranger等[12，13]观察到精胺不仅可提高小鼠体外受精率而且还可缩短受精时间. 这些结果都表明，精胺可能参与精子获能和受精过程.
石其贤等研究证明，精胺是精浆中的一种抑制获能因子，它可抑制仓鼠[14]、豚鼠[15]以及人[16]精子体外获能、顶体反应和受精能力，精胺对人和豚鼠精子的获能都有可逆性的抑制作用，其抑制程度与精胺浓度成正相关，并可被咖啡因和双丁酰cAMP所拮抗. 钙离子载体A23187或胰蛋白酶均可拮抗精胺抑制人精子穿卵率. 高压液相色谱分析结果表明，获能前精子所结合的精胺高达7.05 μg/107细胞，获能后全部脱离精子，而对获能后精子再次引入精胺，则获能再度受到抑制. C14标记实验证实，精胺对精子的结合与释放均比对体细胞容易，且不需耗能. 雌性生殖道内的肝素可加速精胺从精子表面清除. 已知肝素能诱导AR，故精胺的作用可能是防止AR过早发生[17]. 另外，有人认为，精胺的去获能作用可能与其对SOD的调节有关[18].
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关于精胺对精子获能和受精作用存在争议的原因，目前还很不清楚，可能是由于动物种类和精胺来源不同所致. 因为精胺在各种动物精浆中的含量不尽相同. 如人精浆的精胺含量颇高，而牛几乎很少. 即使同一种类的动物，其体内精胺含量在不同的时期也不尽相同. 例如从正常男性搜集来的精浆分析表明，其精浆含量波动范围为56 mg/L～1 418 mg/L，而且没有一个绝对的精胺含量波动范围可以作为判断正常有生育力和无生育力精子的标准[5]. 对精胺含量波动周期的探讨，也可为我们探讨精胺的作用机制提供一定的理论依据.
目前，关于精胺对精子获能和受精作用的知识，主要是从体外获能实验中得到的. 在人体内情况下，精胺事实上不参与受精过程. 精浆首先沉积在阴道内，精子经过宫颈上行进入宫腔，宫颈及其粘液是第一道天然屏障，它具有阻止精浆进入宫颈的作用. 精子从阴道穿过宫颈，进入宫腔，最后抵达输卵管壶腹部. 精子即从精浆中解脱出来. 精子在雌性生殖道运行过程中，将结合于来自精浆中的获能抑制物质(如精胺等)逐步丢失，从而有利于精子获能和受精. 这与HPLC实验测得顶体反应后精子中几乎不能检出精胺相吻合[2]. 但问题是精胺消失后变成了什么物质，迄今为止尚未见有报道. 精胺在体内是到达哪个部位时解除对精子的作用的，又是如何解除的，解除后其代谢痕迹是什么，都是需要解决的问题. 尽管精浆里有极高含量的精胺，但其来源于哪里，作用于受精过程的哪一个步骤，还未见有人报道. 只有把这些问题搞清楚了，才有可能弄清楚精胺对精子获能和受精作用的机制，从而为生殖生理学增添新的内容.
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作者简介：王慧玲，女，1974-02-26生，山东省青岛市人，汉族. 现就读于陕西师范大学，硕士. 电话：(029)5302589
作者单位：陕西师范大学生命科学学院动物所，陕西 西安 710062
参考文献
1 Willams Ashman HG et al. Persp BioMed,1979;22(2):421-453
2 Mann T. The Biology of semen and of the male reproductive tract. London:Methuen,1964:1-493
3 Willams Ashman HG et al. Ann N Y Acad Sci,1970;171(4):882-892
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4 Shah GV et al. Experi,1975;33(3):631-632
5 Fair WR et al. Fertil Steril,1972;23(1):38-42
6 Tabor CW et al. J Pharmacol Exp Ther,1956;116(1):139-155
7 Tash JS et al. Biol Reprod,1983;28(1):75-104
8 Pulkinen P et al. Biochem Biophys Res Commun,1975;67(3):714-722
9 Shah GV et al. Experi,1978;34(9):950-951
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10 Parrish PF et al. J Reprod Fertil,1979;57(2):239-243
11 Emiliozzi CF et al. J Reprod Fertil,1993;97(2):287-299
12 Stranger JD et al. J Experi,1982;34(3):950-951
13 Quinn P. Am J Reprod Immun Microbiol,1988;16(1):105-106
14 石其贤et al. 科学通报，1989;5(3)：383-386
15 Shi QX. Arch Androl,1992;177(1):420-426
16 石其贤et al. 生理学报，1991;43(5)：480-488
17 Rubinstein S et al. J Biochem,1991;278(Pt1):25-28
18 Singh A. Biochem Biophys Commun,1991;177(1):420-426, 百拇医药