劉龍

(鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南鄭州 450044)

有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)雄性SD大鼠精子質(zhì)量參數(shù)的影響

劉龍

(鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南鄭州 450044)

目的:分析不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)雄性大鼠精子質(zhì)量參數(shù)的影響，為提高精子質(zhì)量提供合理運(yùn)動(dòng)方案。方法選用SPF級(jí)雄性SD大鼠40只，隨機(jī)分為安靜對(duì)照組(10只);低度有氧運(yùn)動(dòng)組(10只);中度有氧運(yùn)動(dòng)組(10只)，重度有氧運(yùn)動(dòng)組(10只)。各有氧運(yùn)動(dòng)組的大鼠分別在跑臺(tái)上進(jìn)行不同強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)，每天運(yùn)動(dòng)1小時(shí)，每周運(yùn)動(dòng)6天，共8周的跑臺(tái)訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定各組大鼠的體重、睪丸和附睪重量及臟器系數(shù);采用精子質(zhì)量分析儀檢測(cè)各組大鼠的精子密度，活動(dòng)率，畸形率及畸形指數(shù)。結(jié)果:經(jīng)過(guò)8周不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)后，與對(duì)照組相比，低度、中度及重度有氧運(yùn)動(dòng)組的大鼠體重明顯降低(P＜0.05或P＜0.01)。有氧運(yùn)動(dòng)組的精子質(zhì)量明顯提高，其中，中度有氧運(yùn)動(dòng)組的精子密度及活動(dòng)率，與對(duì)照組相比，明顯升高(均P＜0.01)。重度有氧運(yùn)動(dòng)組的精子密度，與對(duì)照組相比，明顯提高(P＜0.01)。結(jié)論有氧運(yùn)動(dòng)能顯著改善雄性SD大鼠的精子質(zhì)量，尤其是中度有氧運(yùn)動(dòng)，為合理選擇提高精子質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方案提供理論依據(jù)。

有氧運(yùn)動(dòng);精子活動(dòng)率;精子畸形率;SD大鼠

近些年，不孕不育發(fā)生率逐年增加，已成為我國(guó)重要的醫(yī)學(xué)問(wèn)題及社會(huì)問(wèn)題，除了人們較為關(guān)注的女性因素，男性因素也不容忽視［1-2］。影響男性生殖的環(huán)節(jié)中，除了生殖系統(tǒng)激素的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)外，精子的活力和數(shù)量是決定生育的首要條件［3］。關(guān)于精子質(zhì)量下降的報(bào)道有很多，有研究指出，缺乏體育活動(dòng)及靜坐的生活方式是其重要的原因之一，而精子數(shù)量的增加與體育鍛煉的強(qiáng)度與時(shí)間有關(guān)［4］。因此，本研究建立雄性大鼠有氧運(yùn)動(dòng)模型，觀察不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠精子質(zhì)量參數(shù)的影響，為合理選擇提高精子質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方案提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

選4周齡雄性清潔級(jí)(10只)Sprague-Dawley (SD)大鼠40只(由河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)，體重在60-70g之間。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物經(jīng)檢疫1周，無(wú)異常后標(biāo)記并稱重，根據(jù)體重將SD大鼠隨機(jī)分為四組:安靜對(duì)照組(C組，10只);低度有氧運(yùn)動(dòng)組(L組，10只);中度有氧運(yùn)動(dòng)組(M組，10只);重度有氧運(yùn)動(dòng)組(H組，10只)。各有氧運(yùn)動(dòng)組的大鼠分別在跑臺(tái)上進(jìn)行不同強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)，根據(jù)Bedford［5］等研究報(bào)道:L組進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為30%VO2max，速度為10 m/min的低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng);M組進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為50%VO2max，速度為15 m/min的中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng);H組進(jìn)行70%VO2max，速度為20 m/min的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，每天運(yùn)動(dòng)1小時(shí)，每周運(yùn)動(dòng)6天，共8周的跑臺(tái)訓(xùn)練。安靜對(duì)照組不運(yùn)動(dòng)常規(guī)飼養(yǎng)8周。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理

實(shí)驗(yàn)8周結(jié)束后，稱重，麻醉脫臼處死(動(dòng)物巴比妥鈉)。打開腹腔，剪斷睪丸和附睪，擦凈血跡，并剔除表面的脂肪和血管，眼科剪剝離出一側(cè)睪丸和附睪，立即稱重。(睪丸/附睪)臟器系數(shù)(%)=(睪丸/附睪)臟器濕重/動(dòng)物體重(%)。

1.2.2 精子質(zhì)量參數(shù)分析

①制備精子濾液:打開腹腔后，用眼科剪剝離出一側(cè)附睪尾，并剔除表面的脂肪和血管，擦凈血跡，將其放入預(yù)溫生理鹽水(2 ml)中，再用眼科剪盡量剪碎，并用吸管吹打數(shù)次，使附睪中的精子充分洗出，再加生理鹽水吹打混勻，并用四層擦鏡紙過(guò)濾其中的大組織，再加適量生理鹽水沖洗、過(guò)濾。將過(guò)濾后的懸液輕輕混勻。保證以上操作在37℃環(huán)境中進(jìn)行。

②精子密度檢測(cè):取1滴新鮮精子濾液滴于載玻片上，并蓋上蓋玻片，采用精子分析系統(tǒng)直接計(jì)數(shù)單側(cè)附睪每毫升懸液中精子數(shù)。

③精子活動(dòng)率檢測(cè):取1滴新鮮精子濾液滴于載玻片上，并蓋上蓋玻片，立即用精子分析系統(tǒng)進(jìn)行觀察。將精子分為有活動(dòng)和無(wú)活動(dòng)的兩種，計(jì)算精子活動(dòng)率。精子活動(dòng)率(%)=活動(dòng)精子數(shù)/(活動(dòng)精子數(shù)+無(wú)活動(dòng)精子數(shù))×100%。保證整個(gè)操作在室溫24℃下進(jìn)行，并在10 min內(nèi)完成。

④精子畸形率及畸形指數(shù)分析:取新鮮精子濾液1滴滴于載玻片上，再加一滴生理鹽水稀釋并搖勻，室溫下自然晾干后用甲醇固定，然后用伊紅染色3 h，在光鏡(400×)下觀察精子形態(tài)。精子畸形表現(xiàn)為無(wú)鉤、卷尾、雙頭、大頭、雙尾及香蕉形。每個(gè)樣本檢測(cè)精子數(shù)500個(gè)，計(jì)算出精子畸形率。精子畸形率(%)=畸形精子數(shù)/(檢測(cè)精子總數(shù))×100%。畸形指數(shù)(TZI)=缺陷總數(shù)/畸形精子數(shù)目。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

軟件SPSS15.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。描述資料用(ˉx± s)表示。χ2檢驗(yàn)進(jìn)行精子活動(dòng)率及畸形率的比較;組間比較采用單因素的方差分析(one-way ANOVA)。取檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 光鏡下正常和畸形精子形態(tài)

取制備的精子濾液一滴滴于載玻片上，甲醇干燥固定，用伊紅染色后，在光鏡(400×)下觀察正常和畸形精子的形態(tài)，如圖(1～4)。

圖(1～4)正常和畸形精子形態(tài)(400×)

圖2 卷尾精子形態(tài)

圖3 香蕉精子形態(tài)

圖4 無(wú)鉤精子形態(tài)

2.2 各有氧運(yùn)動(dòng)組SD大鼠體重、睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)

經(jīng)過(guò)8周不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)后，與安靜對(duì)照組相比，各有氧運(yùn)動(dòng)組的大鼠體重，隨著有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的加大而增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05或P＜0.01)。各運(yùn)動(dòng)組的大鼠睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表1。

2.3 各有氧運(yùn)動(dòng)組SD大鼠精子質(zhì)量參數(shù)分析

經(jīng)過(guò)8周不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)后，與安靜對(duì)照組相比，中度有氧運(yùn)動(dòng)組的精子密度和活動(dòng)率顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);高度有氧運(yùn)動(dòng)組的精子活動(dòng)率顯著增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);各運(yùn)動(dòng)組的精子畸形率和畸形指數(shù)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)(見(jiàn)表2)。

表1 各運(yùn)動(dòng)組的大鼠體重、睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)(n=10，ˉx±s)

表2 各運(yùn)動(dòng)組的大鼠精子質(zhì)量參數(shù)

3 討論

關(guān)于精子質(zhì)量下降的研究有很多，在西方國(guó)家主要表現(xiàn)為男性精子密度的降低，探討其原因可能與不良的生活方式有關(guān)，比如經(jīng)常靜坐或缺乏體育鍛煉等［6］。美國(guó)生殖學(xué)會(huì)主席提出“運(yùn)動(dòng)是健康生活方式的一個(gè)綜合體，對(duì)生殖、性愛(ài)健康也有貢獻(xiàn)”。Jorgensen［7］等進(jìn)行了4 867名男性的橫斷面研究，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)方式的男性精子進(jìn)行分析，以研究運(yùn)動(dòng)與精子質(zhì)量之間的關(guān)系，結(jié)果顯示，經(jīng)常鍛煉身體的男性精子質(zhì)量較好。Gaskins［8］等指出，少靜坐看電視并積極參加體育活動(dòng)與男性精子密度和精子總數(shù)的增加密切相關(guān)，健康的生活方式對(duì)提高生育期男生精子質(zhì)量是有顯著效果的。目前在國(guó)內(nèi)，男性精子質(zhì)量下降造成的不育已不容忽視，而國(guó)內(nèi)關(guān)于體育運(yùn)動(dòng)與精子質(zhì)量的關(guān)系研究較少。因此，本研究建立了雄性大鼠有氧運(yùn)動(dòng)模型，觀察不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)精子質(zhì)量參數(shù)的影響，為選擇適宜有氧運(yùn)動(dòng)方案提供理論依據(jù)。

經(jīng)過(guò)8周不同強(qiáng)度的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各運(yùn)動(dòng)組的大鼠體重隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加而降低，而睪丸和附睪重量及其臟器系數(shù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示有氧運(yùn)動(dòng)能顯著減輕體重，而對(duì)生殖器官發(fā)育的水平影響不大。本實(shí)驗(yàn)制備大鼠精子濾液涂片后，在精子質(zhì)量分析以下檢測(cè)各質(zhì)量參數(shù)，結(jié)果顯示，有氧運(yùn)動(dòng)能顯著改善大鼠精子質(zhì)量，其中，中度有氧運(yùn)動(dòng)的精子密度及活動(dòng)率明顯高于對(duì)照組，高度有氧運(yùn)動(dòng)組精子密度顯著高于對(duì)照組;有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠精子的畸形率及畸形指數(shù)沒(méi)有影響。有日本學(xué)者對(duì)215名男性進(jìn)行抽樣測(cè)試，隨機(jī)分為3組分別做高強(qiáng)度、中等強(qiáng)度和低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)鍛煉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的男性精子能動(dòng)性最強(qiáng)。在本研究結(jié)果中，同樣發(fā)現(xiàn)中度有氧運(yùn)動(dòng)組的大鼠精子密度及活性明顯優(yōu)于低度及高度有氧運(yùn)動(dòng)組。Nicole［9］等建立了肥胖小鼠模型，觀察運(yùn)動(dòng)和飲食干預(yù)對(duì)小鼠謝陳代謝及精子機(jī)能的影響，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，精子活力下降及畸形精子的形成與肥胖有關(guān)，而運(yùn)動(dòng)及飲食干預(yù)能逆轉(zhuǎn)精子機(jī)能的損傷。此結(jié)論在印證運(yùn)動(dòng)能提高精子質(zhì)量的同時(shí)，提示飲食同運(yùn)動(dòng)聯(lián)合干預(yù)，可加強(qiáng)對(duì)機(jī)體新陳代謝及免疫力的提高。

大量研究報(bào)道指出，參加體育鍛煉與人體健康之間有著密切關(guān)系，其可顯著降低肥胖、糖尿病及心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)［10］。肥胖被認(rèn)為是影響精子功能的重要危險(xiǎn)因素之一［11］，體育鍛煉可在控制體重的同時(shí)，可提高身體素質(zhì)，增強(qiáng)免疫力，從而在身體機(jī)能上調(diào)控內(nèi)在變化。本研究結(jié)果證實(shí)，中度以上有氧運(yùn)動(dòng)可改善睪丸生精環(huán)境，刺激精子更健康生成。因此，我們應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)良好的生活方式，積極參加體育鍛煉，提高身體各項(xiàng)機(jī)能，以確保精子的質(zhì)量。

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Effects of aerobic exercise on semen quality in male Sprague-Daw ley rats

LIU Long
(School of Physical Education，Zhengzhou University，Zhengzhou 450044，Henan，China)

Objective:To analyze the effect of different types of aerobic exercise on semen quality in male Sprague-Dawley(SD)rats，and thereby provide rational movement scheme to improve sperm quality.Methods:A total of 40 male SD rats were enrolled in the study.The study consisted of control group(n=10)，light aerobic exercise group(n=10)，moderate aerobic exercise group(n=10)and highly aerobic exercise group(n=10).The aerobic exercise group exercised for 8 weeks，6 times per week and the control group maintained their daily eating habits.Testis and epididymis and its organ coefficient were measured after the 8 weeks experiment.The sperm quality analyzer was used to test the sperm density，activity ratio，deformity rate and index of rats.Results:After 8 weeks＇aerobic exercise intervention，compared with the control group，the weight level was lighter in the aerobic exercise groups (P＜0.01).The level of sperm density and activity ratio was significantly enhanced in moderate aerobic exercise group(P＜0.01)，moreover，the level of sperm activity ratio was significantly enhanced in highly aerobic exercise group(P＜0.01).Conclusion:The aerobic exercise was effective in improving sperm quality of rats，particularly in moderate aerobic exercise group，which can provide scientific basis for improving sperm quality.

aerobic exercise;sperm activity;sperm malformation rate;SD rat

G804.7

:A

:1009-9840(2015)02-0094-04

2014-10-12

劉龍(1976- )，男，在讀博士，講師，研究方向運(yùn)動(dòng)科學(xué)與體育教學(xué)。