影响精子发生的各种因素

　　影响精子发生的因素颇多，虽然不少只是从动物实验得到的，有些也只是间接的证据，但这些资料对于了解人类精子发生不无重要的意义。
　　1、精于发生的核控制  哺乳类雌性细胞中的性染色体组型为XX；雄性为XY，因此有人假想两性之间所有的遗传差异都可归因于这种染色体的不同。事实上，当一个个体只有X染色体而无Y染色体，将成为一个不成熟的女性（即患有了Turner''s综合征）。因此也就使人想象Y染色体是与男性分化有关的，因而也就直接或间接地与精子发生有关。当然这并不是说有关性分化的遗传信息仅仅局限于性染色体上。事实上大多数必需的遗传功能乃决定于其它染色体，即常染色体(aufosomes)。那么有什么证据表明Y染色体上的基因与精子发生有联系呢？目前最有力的证据来自对果蝇(Drosophila)的研究。在它们配子发生的双线期，染色体的组构十分特殊，即形成了所谓的灯刷染色体(lampbruch chromosomes)。此时染色质袢从染色体主体的侧面伸展出来，每个袢都含有活跃转录的DNA片段。在果蝇，于初级精母细胞阶段Y染色体形成6个巨袢。如果任何一个巨袢有缺陷，则最终将导致形成无生育能力的异常精子。这样便提供了明确的证据，说明在Y染色体上至少有6个基因对于正常配子的发生是必须的。
　　然而，当第二次减数分裂之后，一半的染色单体不再具有Y染色体了，又如何说明Y染色体上的基因对于精子发生是必需的呢？这可从下述现象得到说明。即mRNAs是十分稳定的。在精子发生期间，蛋白质的合成是由mRNA模板所指导的，而模板是由初级精母细胞产生的，此时X和Y染色体并未分开。有关这种在精子发生期间翻译水平控制的研究，以蝾螈精子的鱼精蛋白(protamines)合成最为透彻；已证明与这些蛋白有关的mRNAs是在减数分裂前合成的，然后以一种非激活状态储存于小的核蛋白颗粒内，时间可长达一个月，如此当然可以为以后的精子所转译了。
　　2．精子发生的激素控制  睾丸中的间质细胞(Leydig cells)与精子发生也有着重要的关系。
　　间质细胞位于生精小管之间的疏松结缔组织中(即间质)，它们常成群分布。胞体呈圆形或不规则的多边形，胞体较大，长径约20μm。细胞核圆形，染色淡，核膜局部下陷形成若干不规则的凹窝，有1—2个核仁。细胞质嗜酸性，有丰富的滑面内质网和发达的高尔基复合体、线粒体。
　　间质细胞能够合成和分泌雄性激素，其中主要为睾酮(testosterone)。有证据表明，部分睾酮有选挥性地被输送至睾丸中的生精小管内，并被细胞内受体(intracellular receptors)和细胞外结合蛋白(extracellular bindion protein)摄入，从而促使精子的发生。如果从睾丸中分离出一段生精小管，将它与有放射活性的睾酮一起温育，便可在一系列其它甾类化合物中检测出放射活性，这表明有一些睾酮已被小精小管所代谢，其中大量的逃跑酮已被代谢放为雌酮。这在青春期的睾丸尤为明显。雌酮被释放到血液中也可被检测出来。目前对产生雌酮的意义尚未阐明。有人认为
　　生精小管把睾酮转变成5-α—双氢睾酮更为重要，因为双气睾酮比睾酮为更强的雄激素，而且不会以较大的量逸出小精小管。
　　生精小管转运与结合雄激素，表明雄激素在生精过程中起着某种作用。许多年前人们就己知道。如果将成年大鼠的垂体切除，睾丸体积将会缩小，精子输出减少，精子发生停止于初级精母细胞阶段；此外睾酮输出下降，睾酮依赖性的第二性腺，诸如前列腺、精囊都会退化。如果在切除垂体后给予大剂量的睾酮，间质细胞仍旧退化萎缩，但对精子发生及第二性征并无作用。以上实验指出两点：第一、睾酮是与精子发生的维持有关的，它起着生精小管的管内作用。第二、间质细胞分泌睾酮是受垂体控制的。
　　如果在切除垂体后，不是注射睾酮，而是注射垂体前叶提取物。那么，不仅第二性征和精子发生得到维持，而且间质细胞并不退化萎缩，睾酮的产生也得到维持。对垂体前叶的分级分离与分析表明，一种称之为促何质细胞激素或促黄体生成激素的糖蛋白激素与间质细胞功能有关。用免疫学方法可以进一步证实LH的作用。若对成年雄性动物注射抗LH的抗血清，则LH的血液水平下降，血浆中睾酮水平也下降，精子发生停止，接着雄激素依赖性的第二性征退化。这一实验有力地表明垂体来源的LH刺激了间质细胞产生睾酮。
　　现亦已证明，LH特异性地与间质细胞结合，而且是通过间质细胞表面的高亲和性受体起作用的，在结合后的60秒钟之内细胞内环腺苷酸(cAMP)水平增高，20—30分钟内睾酮水平也随之增高。因此有人提出LH刺激了腺苷酸环化酶的活性，后者引起cAMP升高，继之通过激活蛋白激酶导致细胞内蛋白质的磷酸化，因此动员了甾类前体物，尤其是胆固醇合成了孕烯醇酮。然后这些激素被转运至生精小管，于此又转变成DHT，并与支持细胞内的雄激素受体结合，维持精子的发生。
　　上述虽然强调了睾酮在生精过程中的作用，然而，只有睾酮本身并不能起始精子的发生。如果将成年雄性大鼠的垂体切除，而且在开始注射LH之前使间质细胞功能及精子发生退化，之后虽然可用LH恢复睾酮水平，但并不能恢复精子发生。此时生精过程只能进展到减数分裂，有些虽可到达精细胞阶段，但最终不能成为精于而消亡。后来人们发现，为了完成整个生精过程，还需要第二种垂体前叶糖蛋白激素，这就是促卵泡激素FSH
　　FSH对支持细胞细胞膜上的特异性受体有高度亲和性，它有如LH对间质细胞的作用那样，也可刺激产生cAMF，因而激活蛋白激酶活性，引起数种细胞内蛋白质的磷酸化。30—60分钟以后mRNA和rRNA合成增加，细胞的蛋白质合成也增加，其中包括雄激素结合蛋白合成增加。由于合成活性增加，支持细胞体积增大，睾掖分泌也增加。正由于支持细胞的活性增加，精子发生才有可能完全进行下去。然而奇怪的是，在大鼠一旦FSH刺激作用告成，精子发生得到恢复，也就不再需要FSH了。但睾酮仍能维持活跃的精子发生。在这种情况下，支持细胞可与F5H结合，但这种结合不再伴有cAMP水平的升高。此时支持细胞成为激素不敏感性细胞了。似乎只有三种情况F5H才是需要的，第一、垂体切除后十天左右；第二、正在成熟过程中的雄性，并且开始有了精子的发生；第三、在某些有季节性繁殖的动物。相反地，LH是通过睾酮分泌而起作用的，无论是启始精子的发生，或是维持精于的发生都需要LH。当然，须指出的是，人类精子发生是否受这些激素的影响，尚须进行更多的实验或观察。
　　3．其它理化因素对精子发生的影响  在诸多的理化因素中，温度对生精作用最为明显。阴囊内要比腹腔内的温度低2℃左右，这种温度是精子发生的合适温度。相反，如在胚胎发育期间，由于某种原因睾丸不降入阴囊内(详见隐睾症)，则生精小管不能正常发育，也无精子产生。另一方面，如果对发育成熟的动物睾丸进行加温处理，或进行实验性隐睾症，则可观察到生精细胞的退化萎缩，精母细胞及精细胞核内出现空泡化，精细胞不能完成变态过程而发育成为成熟的精子。
　　除了温度之外，放射对精子发生也有不良的影响，而且其作用与剂量呈正相关。此外如微波、营养不良、维生素A、E的缺乏、酗酒、某些药物，尤其是抗癌药物对生精过程也都有不良作用。近年来，我国对男用节育药棉酚进行了深入的研究，发现它能特异地抑制生精过程。
　　最后，须提及的是，生精过程呈现明显的年龄变化。幼儿时期生精小管内只有精原细胞和支持细胞，而且生精小管并无管腔，也就没有生精过程。自青春期开始，垂体分泌促性腺激素增加，使得睾丸中间质细胞增多，并且成群簇聚，功能活跃；生精小管增粗并出现管腔，支持细胞体积也增大。精原细胞开始分裂增殖，发育形成各级生精细胞以及有成熟精子的形成。一般到了55岁之后，生精过程明显减弱，中畸形精子和死精子显著增多。有报道称人至古稀之年仍有一定数量精子形成，保持一定的生育能力。当然这种情况是有个体差异的，不能一概而论。