枸杞子治療男性不育癥的作用機(jī)制研究進(jìn)展

劉丹 白雪 湯軼波 劉桂敏 樊曉蕾 陳亞飛 馬茹 常征輝 鄭燕飛 劉振權(quán)

全世界有高達(dá)15%的育齡夫婦受不孕不育的影響，患病率也在逐年遞增，而男性不育是最常見(jiàn)的單一因素[1]。男性不育癥是指結(jié)婚一年的夫婦在性生活正常，同時(shí)女性身體無(wú)異常的情況下，單純由男性因素造成女性無(wú)法自然受孕，其原因包括精液異常、生精障礙以及其他全身性因素等?，F(xiàn)階段男性不育癥已經(jīng)影響了全球12%以上男性的生活[2]，在臨床上愈發(fā)得到重視。

枸杞子為茄科植物寧夏枸杞(LyciumbarbarumL.)的干燥成熟果實(shí)，《本草綱目》載有：“枸杞子甘平而潤(rùn)，性滋而補(bǔ)，能補(bǔ)腎、生精、益氣，此乃平補(bǔ)之藥?！辫坭阶泳哂袕V泛的藥理活性，研究發(fā)現(xiàn)，枸杞子可有效治療肝臟[3]、腎臟[4]和其他臟器相關(guān)的疾病，具有抗氧化[5]、免疫調(diào)節(jié)、抗炎等藥理作用[6-7]，常用于治療或者輔助治療男性不育。隨著國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)枸杞子的不斷探索，發(fā)現(xiàn)其有效成分主要包括枸杞多糖、枸杞多酚類(lèi)化合物、枸杞色素、微量元素、維生素C等[8]?；阼坭阶釉谀行圆挥Y治療中的良好效果[9]，本文對(duì)近年來(lái)枸杞子治療男性不育癥作用機(jī)制的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，為進(jìn)一步研究枸杞子的藥理作用提供依據(jù)。后文將從藥效物質(zhì)基礎(chǔ)著手對(duì)枸杞子治療男性不育癥的作用機(jī)制進(jìn)行闡述。

1 作用機(jī)制

枸杞子對(duì)男性生殖系統(tǒng)的保護(hù)作用是一個(gè)研究熱點(diǎn)，其相關(guān)作用機(jī)制包括：抗氧化應(yīng)激和清除自由基、抑制生精細(xì)胞的凋亡、增強(qiáng)細(xì)胞免疫、調(diào)節(jié)性激素平衡、促進(jìn)精子形成過(guò)程中相關(guān)功能的表達(dá)、保護(hù)生殖系統(tǒng)相關(guān)神經(jīng)。

1.1 抗氧化應(yīng)激和清除自由基

活性氧(reactive oxygen species，ROS)是具有高度活性的氧化劑，主要由精細(xì)胞和白細(xì)胞產(chǎn)生，包括超氧陰離子、羥基自由基等。在正常精細(xì)胞中，ROS處于較低水平，有利于刺激精子獲能，促進(jìn)精子頂體反應(yīng)[10-11]。相反，ROS過(guò)量會(huì)對(duì)精子造成損害，導(dǎo)致精子質(zhì)膜脂質(zhì)過(guò)氧化，并且破壞DNA的完整性[10]。

1.1.1 枸杞多糖抗氧化 枸杞多糖是一種具有多種生物活性的植物多糖，不僅對(duì)男性生殖功能具有保護(hù)作用，還能提高精子的質(zhì)量[12]。枸杞多糖通過(guò)清除體內(nèi)多余的脂質(zhì)過(guò)氧化物，如丙二醛(malondialdehyde，MDA)等；提高細(xì)胞中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的含量及谷胱甘肽(glutathione，GSH)的抗氧化水平以緩解細(xì)胞氧化損傷[13]。Varoni等[14]在進(jìn)行鎘誘導(dǎo)大鼠睪丸損傷的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將雄性大鼠分為對(duì)照組、枸杞多糖組、鎘組及枸杞多糖+鎘組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與鎘組比較，枸杞多糖組和枸杞多糖+鎘組的MDA含量略微下降；GSH及SOD含量則呈上升趨勢(shì)，表明枸杞多糖減輕鎘所致大鼠睪丸損傷的作用機(jī)制與抗氧化應(yīng)激有關(guān)。另外，Shi等[15]發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，口服枸杞多糖后小鼠睪丸中MDA、ROS含量顯著降低；SOD、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)及過(guò)氧化氫酶(catalase，CAT)含量升高。

1.1.2 枸杞多酚類(lèi)化合物抗氧化 枸杞多酚類(lèi)化合物別名枸杞子鞣質(zhì)，是枸杞子中多酚類(lèi)物質(zhì)的總稱(chēng)。按基本母核主要分為類(lèi)黃酮和非黃酮兩大類(lèi)，類(lèi)黃酮主要包括花色苷、黃酮等；非黃酮主要有羥基肉桂酸等[16]。據(jù)報(bào)道，枸杞子的抗氧化功能還與其所含的黃酮等多酚類(lèi)成分有關(guān)，這可能是由于植物中的多酚類(lèi)化合物具有清除自由基、過(guò)氧化分解和酶抑制劑的功能[17]。研究發(fā)現(xiàn)，枸杞多酚類(lèi)化合物具有較高的抗氧化和抗糖尿病能力，可用于治療與自由基代謝有關(guān)的糖尿病[18]，從而改善由糖尿病所致性功能障礙并發(fā)癥。

Zhou等[19]對(duì)枸杞子中多酚類(lèi)化合物的活性進(jìn)行系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)這些成分都表現(xiàn)出抗氧化能力，部分化合物還表現(xiàn)出對(duì)1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH)的清除活性。Ahn等[20]對(duì)大鼠肝臟實(shí)施部分切除術(shù)后，按照枸杞多酚類(lèi)化合物濃度梯度給藥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)枸杞多酚類(lèi)物質(zhì)的濃度越高，清除DPPH的能力越強(qiáng)。黃元慶等[21]通過(guò)Fe2+-Cys-His體系建立大鼠肝線粒體脂質(zhì)過(guò)氧化模型，用于研究枸杞總黃酮類(lèi)的抗氧化作用，結(jié)果表明枸杞總黃酮類(lèi)可抑制脂質(zhì)過(guò)氧化，降低MDA含量，從而維持線粒體流動(dòng)的穩(wěn)定性。以上結(jié)果證實(shí)，枸杞多酚類(lèi)化合物可通過(guò)抗氧化作用來(lái)調(diào)節(jié)生殖系統(tǒng)功能。

1.1.3 枸杞色素抗氧化和抗衰老 在男性不育癥的治療中，年齡同樣是影響治療措施和效果的一大因素，所以枸杞子的抗衰老作用為治療男性不育提供了更多機(jī)會(huì)，為其進(jìn)一步研究提供了思路[22]。枸杞色素作為枸杞子的另一種活性成分，Li等[23]在小鼠酒精性脂肪肝(alcohol-induced fatty liver disease，AFLD)模型上設(shè)計(jì)治療和預(yù)防實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)枸杞色素能在一定程度上控制小鼠肝臟指數(shù)的升高，還可以減輕酒精造成的肝臟炎癥，從而緩解肝臟的氧化應(yīng)激損傷。另外，陶大勇等[24]建立D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老小鼠模型，并灌胃低、高劑量黑果枸杞色素，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與模型組相比，給藥組小鼠體內(nèi)SOD活性顯著提高，MDA含量明顯降低，從而防止機(jī)體的損傷和衰老，這可能與黑果枸杞色素清除小鼠體內(nèi)自由基有關(guān)。綜上，枸杞色素可能通過(guò)抗氧化和抗衰老作用來(lái)提高男性性功能。

1.1.4 微量元素抗氧化 微量元素是人體的重要組成部分，枸杞子中含有鋅、硒、鐵、鈣、錳、銅等多種微量元素[25]。國(guó)內(nèi)外研究表明，大多數(shù)男性不育癥與其功能密切相關(guān)。Nenkova等[26]發(fā)現(xiàn)人體精漿中鐵、銅含量升高會(huì)造成精子損傷，這是由于鐵、銅作為促氧化劑會(huì)誘導(dǎo)精子氧化損傷，而鐵、銅又分別是CAT、SOD的輔助因子，因此維持微量元素的平衡至關(guān)重要。Narasimhaiah等[27]給正常雄性山羊額外補(bǔ)充有機(jī)銅，會(huì)使山羊精漿SOD、CAT和GPx活性升高，精子過(guò)氧化脂降低，其機(jī)制與抗氧化作用相關(guān)。

Mistry等[28]發(fā)現(xiàn)性腺可以吸收并儲(chǔ)存硒，其中大部分是用于合成GSH-Px，而睪丸中也含有高濃度的硒，主要參與GPx4的形成，GPx4是精子中段結(jié)構(gòu)的基本決定因素，可以保護(hù)發(fā)育中的精細(xì)胞DNA抗氧化損傷，該研究為聯(lián)系硒、精子質(zhì)量和男性生育能力提供了思路。

此外，Tajaddini等[29]證實(shí)了錳對(duì)甲醛致小鼠睪丸及精子損傷的保護(hù)作用與錳的抗氧化應(yīng)激有關(guān)。

1.1.5 維生素C抗氧化 枸杞子中還含有維生素C，Akorede等[30]以卡馬西平誘導(dǎo)雄性大鼠產(chǎn)生生殖毒性，再給予維生素C治療15周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，給藥后大鼠精子數(shù)目增加，睪丸中GSH-Px活性、促黃體生成素(luteinizing hormone, LH)及促卵泡激素(follicle-stimulating hormone, FSH)的含量也相對(duì)增加，這可能與維生素C的抗氧化活性有關(guān)[31]。維生素C通過(guò)降低睪丸中的自由基負(fù)荷和MDA含量[32]，來(lái)促進(jìn)睪丸激素及促性腺激素的產(chǎn)生[33]，改善睪丸組織的損傷[34]，從而為生精細(xì)胞發(fā)育提供環(huán)境。

1.2 抑制生精細(xì)胞的凋亡

枸杞多糖抑制細(xì)胞凋亡的機(jī)制可能與調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)蛋白和基因的水平有關(guān)。在生殖細(xì)胞的凋亡過(guò)程中，促凋亡蛋白Bax(Bcl-2 assotioated x)主要起加速凋亡的作用，抗凋亡蛋白B淋巴細(xì)胞瘤-2(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)具有抗氧化作用，枸杞多糖則是通過(guò)抑制促凋亡蛋白的產(chǎn)生來(lái)阻止細(xì)胞凋亡并維持細(xì)胞的穩(wěn)定性[35]。

向春燕等[36]采用原位末端標(biāo)記法檢測(cè)體外人前列腺癌DU-145細(xì)胞的凋亡情況，發(fā)現(xiàn)DU-145細(xì)胞表達(dá)Bcl-2/Bax蛋白比值明顯下降，說(shuō)明枸杞多糖對(duì)DU-145細(xì)胞的抑制作用是通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡實(shí)現(xiàn)的。由此推測(cè)，枸杞子治療男性不育可能與枸杞多糖調(diào)控生精細(xì)胞凋亡中Bcl-2、Bax基因的表達(dá)有關(guān)。另外，Liu等[37]建立雄性Immp2l突變小鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)給予枸杞多糖(10 mg/kg)可對(duì)乙醇誘導(dǎo)Immp2l+/_小鼠產(chǎn)生的精子毒性和睪丸變性提供保護(hù)，其機(jī)制可能是枸杞多糖通過(guò)降低膠原表達(dá)水平影響生精上皮的形態(tài)，導(dǎo)致生精過(guò)程中蛋白質(zhì)合成發(fā)生變化。

1.3 增強(qiáng)細(xì)胞免疫

大量研究表明植物多糖可通過(guò)激活相關(guān)細(xì)胞和促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌來(lái)改善細(xì)胞免疫功能。Zhu等[38]通過(guò)測(cè)定枸杞多糖對(duì)小鼠內(nèi)臟器官及嗜酸乳桿菌、長(zhǎng)雙歧桿菌生長(zhǎng)速度的影響，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，治療組小鼠脾臟指數(shù)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，表明枸杞多糖可以增強(qiáng)先天免疫。此外，治療組的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β, TGF-β)、血清白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)及結(jié)腸中分泌型免疫球蛋白A的濃度顯著性增加，提示枸杞多糖給藥后可以在一定程度上刺激潛在益生菌的產(chǎn)生和生長(zhǎng)，進(jìn)而提高宿主免疫應(yīng)答能力。劉宏婧等[39]對(duì)糖尿病雄性大鼠睪丸組織的病變部位進(jìn)行染色觀察，發(fā)現(xiàn)使用枸杞多糖后，大鼠的精子數(shù)量及存活率明顯上升，說(shuō)明枸杞多糖可以改善糖尿病所致雄性大鼠睪丸組織病理?yè)p傷。因此，可推測(cè)枸杞多糖通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫，促進(jìn)睪丸病變組織和功能的恢復(fù)，對(duì)男性不育癥的治療起到一定作用。

1.4 調(diào)節(jié)性激素平衡

1.4.1 枸杞多糖調(diào)節(jié)性激素 在調(diào)節(jié)脊椎動(dòng)物的生殖過(guò)程中，下丘腦分泌促性腺激素釋放激素(gonadotrophin release hormone, GnRH)通過(guò)垂體門(mén)靜脈系統(tǒng)作用于垂體，促進(jìn)腺垂體分泌FSH和LH[40]。另外，下丘腦—垂體—性腺軸(hypothalamic-pituitary-gonadal axis，HPG)通過(guò)調(diào)控睪酮、FSH、LH等性激素的合成與分泌，影響男性生殖活動(dòng)的不同階段[35,40]。

Shi等[41]研究發(fā)現(xiàn)，與糖尿病組相比，枸杞多糖組小鼠血清中睪酮、FSH和LH水平、LH/FSH比值均有不同程度的增加，小鼠性行為和生育水平也有所提高。因此，可認(rèn)為枸杞多糖通過(guò)調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-睪丸軸，維持體內(nèi)促性激素的平衡，避免血清中睪酮含量下降，從而有助于雄性小鼠生育能力的恢復(fù)。此外，Shi等[42]發(fā)現(xiàn)，與模型組相比，枸杞多糖組小鼠血清中睪酮含量升高，從而緩解了鏈脲佐菌素誘導(dǎo)雄鼠產(chǎn)生的睪丸損傷。

1.4.2 微量元素調(diào)節(jié)性激素 睪酮分泌還受到硒的影響，硒缺乏會(huì)導(dǎo)致睪丸間質(zhì)細(xì)胞LH受體的改變。鎘含量過(guò)高引發(fā)的前列腺癌也會(huì)造成男性不育，而硒在無(wú)毒條件下可抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)[43]。銅是所有生物必需的微量元素，其動(dòng)態(tài)平衡對(duì)維持男性生育和精子產(chǎn)生發(fā)揮重要作用[44]。然而，實(shí)驗(yàn)證明精漿中銅含量過(guò)高也會(huì)造成精子數(shù)量、活力和形態(tài)降低，不利于男性生殖健康[45]，這可能是由于過(guò)量銅會(huì)破壞睪丸組織并且改變HPG中相關(guān)基因的表達(dá)[46]，從而導(dǎo)致性激素分泌失調(diào)。

1.4.3 枸杞多酚類(lèi)化合物調(diào)節(jié)性激素 楊麗等[47]將50只雄性SD大鼠隨機(jī)分為空白組，睪酮+低、中、高劑量黃酮組及模型組，連續(xù)給藥30天后發(fā)現(xiàn)睪酮+高劑量(240 mg/kg)黃酮組能夠明顯降低前列腺增生大鼠的性激素水平，從而維持大鼠體內(nèi)性激素的動(dòng)態(tài)平衡。

1.5 促進(jìn)精子形成過(guò)程中相關(guān)功能的表達(dá)

1.5.1 枸杞多糖促進(jìn)精子相關(guān)功能表達(dá) 青春期后哺乳動(dòng)物持續(xù)的精子形成依賴(lài)于精原干細(xì)胞(spermatogonial stem cells, SSCs)，SSCs是一種成體干細(xì)胞，能夠有效平衡干細(xì)胞池的自我更新分裂并且維持精子持續(xù)增殖的分裂分化[48-49]，是男性具有生育能力的關(guān)鍵。馬良宏等[50]對(duì)體外培養(yǎng)1周后的精原干細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞增殖周期檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)加入枸杞多糖后精原干細(xì)胞的數(shù)量明顯增加，可見(jiàn)枸杞多糖有利于促進(jìn)生精細(xì)胞的形成。這可能與枸杞多糖在體外微環(huán)境中參與了塞爾托利氏(Sertoli)細(xì)胞的調(diào)控作用有關(guān)，Sertoli細(xì)胞能為精子的形成過(guò)程提供營(yíng)養(yǎng)。此外，Yang等[51]在順鉑誘導(dǎo)的小鼠睪丸間質(zhì)瘤細(xì)胞培養(yǎng)基中，驗(yàn)證了枸杞多糖能有效穩(wěn)定睪酮水平，從而改善生精功能。

1.5.2 微量元素促進(jìn)精子相關(guān)功能表達(dá) Chia等[52]報(bào)道稱(chēng)缺鋅會(huì)導(dǎo)致性功能障礙和曲細(xì)精管收縮，并且降低精子質(zhì)量。鋅金屬酶是參與生殖腺核酸及蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵酶，鋅還能加速精子運(yùn)動(dòng)，其作用機(jī)制包括：(1)參與精子的生長(zhǎng)、成熟和凋亡，延緩精子細(xì)胞膜的脂質(zhì)氧化；(2)調(diào)節(jié)HPG，促進(jìn)性激素的分泌，從而增加精子數(shù)量。精液在射出體外15分鐘左右開(kāi)始液化，這與前列腺特異性抗原(prostate specific antigen，PSA)有關(guān)，而精液鋅離子可雙向調(diào)節(jié)PSA的活性[53]。在糖尿病誘導(dǎo)的大鼠睪丸及附睪損傷的實(shí)驗(yàn)中，Sahu等[54]發(fā)現(xiàn)糖尿病組的精子數(shù)量及精子活力顯著下降，通過(guò)鋅和硒聯(lián)合治療后異常精子數(shù)減少，精子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)。硒是人體性腺發(fā)育、配子形成和受精的核心元素，影響精子的最終形成。許多研究表明，缺乏硒元素會(huì)導(dǎo)致多種生殖問(wèn)題，還會(huì)降低男性DNA水平和精子質(zhì)量，使精子細(xì)胞膜受損，進(jìn)而影響RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)及酶的合成[55-56]。除此以外，還有報(bào)道稱(chēng)缺鈣會(huì)影響精子運(yùn)動(dòng)[57]、趨化性應(yīng)答[58]及精子獲能[59]，從而導(dǎo)致男性不育。

1.6 保護(hù)生殖系統(tǒng)相關(guān)神經(jīng)

神經(jīng)藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大鼠的射精行為主要受到下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)和室旁核控制，包括性行為的發(fā)生和非接觸性陰莖勃起都由軀體神經(jīng)支配，許多具有抑制或興奮作用的神經(jīng)遞質(zhì)，如多巴胺、一氧化氮等也與射精的中樞調(diào)節(jié)有關(guān)[60]。對(duì)大鼠海綿體神經(jīng)造成擠壓傷后，Zhao等[61]使用甲苯胺藍(lán)對(duì)大鼠海綿體進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)枸杞多糖組的海綿狀神經(jīng)中有髓神經(jīng)軸突數(shù)量比受傷組多，比假手術(shù)組少。此外，枸杞多糖還不同程度地增加了一氧化氮合酶陽(yáng)性神經(jīng)纖維的數(shù)量。由此推斷，枸杞多糖可通過(guò)保護(hù)海綿體神經(jīng)來(lái)改善男性性功能。

2 展望

綜上所述，大量研究證明枸杞子治療男性不育效果顯著，充分顯示其在治療男性不育癥方面具有較好的發(fā)展前景。筆者對(duì)枸杞子藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及相關(guān)作用機(jī)制進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)枸杞子中的枸杞多糖、枸杞多酚類(lèi)化合物以及微量元素等活性成分均可改善男性生殖能力，其作用機(jī)制主要為抗氧化應(yīng)激及清除自由基、抑制生精細(xì)胞凋亡、增強(qiáng)細(xì)胞免疫，調(diào)節(jié)性激素平衡等。筆者還發(fā)現(xiàn)枸杞色素的抗衰老作用對(duì)提高男性生殖功能有一定幫助，而當(dāng)前關(guān)于枸杞色素的藥理研究較少，有待進(jìn)一步探索。另外，由于枸杞子化學(xué)成分種類(lèi)繁多，對(duì)男性不育的治療并非是靠枸杞多糖等單一成分發(fā)揮療效，可能是多成分多靶點(diǎn)相互協(xié)調(diào)共同作用，所以有待進(jìn)一步研究。