肉桂醛對雄性哺乳動物生殖系統(tǒng)的影響

游尤金 吳 韋 程俊瑋 吳祥榮 黃志堅 王 磊

（福建農(nóng)林大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院（蜂學(xué)學(xué)院）/福建省動物藥物工程實驗室 福州 350002）

肉桂是我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種之一，主要產(chǎn)地在云南、廣東、廣西和福建等地。在我國，肉桂是一種重要的傳統(tǒng)中藥，近年來，圍繞肉桂的主要成分肉桂醛在調(diào)節(jié)生理活動方面的研究也越來越多。肉桂是集香料、藥材及用材于一身的一種重要經(jīng)濟(jì)作物，在我國南方地區(qū)種植廣泛，產(chǎn)量豐富，深受消費者喜愛。研究發(fā)現(xiàn)，肉桂可以提高雄性動物雄激素的分泌，改善雄性動物的生殖功能。其主要成分-肉桂醛對雄性哺乳動物生殖系統(tǒng)有很多調(diào)節(jié)作用。

中醫(yī)上肉桂常被作為補(bǔ)火助陽、散熱止痛、溫通經(jīng)脈的藥物使用，主要作為君藥或臣藥用以腎病和風(fēng)濕等病的治療。肉桂不僅能夠溫化水濕以利水、促進(jìn)氣血的化生等，與附子合用時還可大補(bǔ)命門之火，與元參、麥冬合用時可治療因虛火炎上、肺氣不行導(dǎo)致的陽強(qiáng)不倒之癥[1]。現(xiàn)代藥理研究表明，肉桂能夠改善小鼠的腎虛，提高腎陽虛小鼠睪丸指數(shù)，同時一定程度地增加體質(zhì)量[2]。對小鼠連續(xù)使用腎上腺皮質(zhì)激素能抑制酶的活性，導(dǎo)致細(xì)胞組織退變，產(chǎn)生一系列竭耗性的似陽虛癥狀，肉桂提取物對該病癥有良好的預(yù)防保護(hù)作用。自2020年“禁抗元年”以來，一些中藥逐漸被人們所認(rèn)可并用作飼料添加劑以增強(qiáng)畜禽抵抗力[3]，肉桂有望研發(fā)成飼料添加劑以代替抗生素，并提高繁殖性能，對我國畜牧生產(chǎn)和生物安全可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

1 肉桂醛對精子生成及激素分泌的影響

繁殖性能是關(guān)系畜牧場經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)之一。安偉捷育種公司和韓楓等[4]的數(shù)據(jù)表明，睪丸重量與受精率之間存在著密切的關(guān)系。有研究表明，肉桂皮油可顯著增加睪丸和附睪重量、附睪精子濃度、生精管直徑和提高精子活力[5]。若嘗試對精子缺乏或活力不足的男性使用肉桂皮油，可能具有一定的治療作用。Khavanin A等[6]的研究也表明，肉桂的提取物通過增強(qiáng)精子參數(shù)（包括計數(shù)、生存能力和形態(tài)）和增加精子發(fā)生的激素分泌量來發(fā)揮保護(hù)睪丸的作用。

在內(nèi)分泌的研究上發(fā)現(xiàn)，以肉桂醛為主要成分的水酒精肉桂提取物可明顯提高大鼠促卵泡素（FSH）、促黃體素（LH）及睪酮水平[6]。其中，F(xiàn)SH和LH的含量及比例與動物的發(fā)情活動具有密切關(guān)系，F(xiàn)SH可刺激曲細(xì)精管上皮和次級精母細(xì)胞發(fā)育，與LH和雄激素協(xié)同促使發(fā)育成熟，與睪酮一起參與維持生精過程的正常進(jìn)行，促使足細(xì)胞釋放精子細(xì)胞；LH在公畜上又稱促間質(zhì)細(xì)胞素（ICSH），刺激睪丸間質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育和睪酮分泌，刺激精子成熟；而睪酮是睪丸產(chǎn)生的最為重要的局部及全身性雄激素，可啟動初情期時雄性第二性征發(fā)育，維持雄性性行為及調(diào)節(jié)精子生成[7]。

2 肉桂醛對雄性家畜生殖功能的保護(hù)作用

在養(yǎng)殖場，噪聲是有害的環(huán)境因素之一，噪聲應(yīng)激可顯著降低成年雄性大鼠性激素（LH、FSH和睪酮）、精子存活率和形態(tài)正常精子的百分比，而以肉桂醛為主要成分的水酒精肉桂提取物，對試驗鼠性激素水平和精子存活率有保護(hù)作用[6]。四氯化碳（CCl4）處理可降低大鼠體重和生殖器官重量，抑制睪丸過氧化氫酶（CAT）活性，降低精子活力和濃度，增加脂質(zhì)過氧化（LPO）水平，導(dǎo)致精子存活率和凋亡指數(shù)異常，并產(chǎn)生一定的組織病理學(xué)損傷。而肉桂皮油（CBO）對CCl4誘導(dǎo)的男性生殖器官及細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用[5]；多西他賽（DTX）、紫杉醇（PTX）及二者混合均可使成年雄性大鼠所有生殖器官重量、睪酮濃度、精子活力及濃度、谷胱甘肽水平、睪丸及附睪組織中過氧化氫酶活力顯著或相對下降，使異常精子率、睪丸和附睪中丙二醛水平、凋亡的生殖細(xì)胞數(shù)量、精子DNA碎片明顯增加，睪丸組織結(jié)構(gòu)明顯受損，而CBO可改善

DTX、PTX或二者混合引起的以上危害，長期食用CBO對雄性大鼠生殖系統(tǒng)有保護(hù)作用[5]；伏馬菌素B-1（FB1）和黃曲霉毒素B-1（AFB（1））是經(jīng)常同時出現(xiàn)在食物中的真菌代謝物，對大鼠具有生殖毒性作用，

且可產(chǎn)生協(xié)同毒性作用，肉桂油乳劑滴（COED）對單一或聯(lián)合暴露于FB1和AFB具有潛在的保護(hù)作用[8]。

肉桂醛除了上述對組織細(xì)胞的直接作用外，還有部分間接作用[9]。人體研究表明，大部分二型糖尿病男性患者及肥胖男性會發(fā)生性功能障礙[10]，主要是由于二型糖尿病患者和肥胖人群常出現(xiàn)胰島素抵抗，而胰島素抵抗導(dǎo)致性激素結(jié)合球蛋白減少，致使游離睪酮水平降低，從而阻礙精子發(fā)生[10]。部分學(xué)者的研究還提示二型糖尿病患者睪丸間質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少，體積變小，合成和分泌雄激素的功能降低[11]。另有研究結(jié)果表明，2型糖尿病大鼠血清睪酮水平也會降低[12]。而組織細(xì)胞中酪氨酸磷酸酶1B（protein tyrosine phosphatase-1B，PTP-1B）表達(dá)過多是引起2型糖尿病的一個重要因素，肉桂醛可以通過抑制PTP-1B的活性治療或預(yù)防2型糖尿病[9]。肉桂醛還有類似胰島素的作用，可以預(yù)防胰島素缺乏[13]，這對胰島細(xì)胞耗竭的二型糖尿病的治療也有重要影響。同時，有研究發(fā)現(xiàn)肉桂醛可以防止脂肪細(xì)胞分化和脂肪的形成[14]，這對肥胖有一定的預(yù)防和治療作用。因此，肉桂醛可能會通過調(diào)節(jié)二型糖尿病和肥胖的方式間接地影響生殖系統(tǒng)功能。有研究表明生姜和肉桂聯(lián)合作用能顯著改善氧化應(yīng)激對生精和發(fā)育的損傷作用，聯(lián)合使用對精子生存能力、運動和血清總睪丸激素、LH、FSH和血清抗氧化劑水平均有顯著的有益影響[15]。

3 肉桂醛的副作用

然而“是藥三分毒”，過量服用肉桂、桂枝容易產(chǎn)生頭暈、眼花、咳嗽、干渴等毒性反應(yīng)。在人腎上腺細(xì)胞H295R的研究上發(fā)現(xiàn)，肉桂醛會抑制人腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞分泌睪酮和脫氫表雄酮[7]，而脫氫表雄酮是主要的腎上腺雄激素之一，腎上腺雄激素對性腺功能正常的男性作用不明顯，但對男童生殖器官的發(fā)育具有一定的作用。因此，脫氫表雄酮分泌減少可能在一定程度上會影響幼齡雄性動物生殖器官的發(fā)育。另外，在研究中發(fā)現(xiàn)高濃度肉桂醛能夠引起小鼠睪丸間質(zhì)細(xì)胞（MLTC-1）凋亡。MLTC-1能夠合成和分泌睪酮，有多條信號通路和多種酶參與這一過程。一般認(rèn)為MLTC-1的數(shù)量與動物繁殖能力成正比，MLTC-1的大量凋亡將嚴(yán)重降低動物的繁殖性能。因此，通過探究肉桂醛對凋亡通路相關(guān)蛋白Caspase-3、P53、BAX和Bcl-2表達(dá)情況的影響，可以揭示肉桂醛調(diào)節(jié)哺乳動物生殖細(xì)胞生長的機(jī)制，從而為肉桂醛的醫(yī)用或作為飼料添加劑使用提供一些試驗依據(jù)。

肉桂在我國年需求量在萬噸以上，是多年生多年收品種，生長采伐期可達(dá)百年以上，具有資源豐富、容易采集、加工簡便的特點。研究顯示5～7年的肉桂中肉桂醛的含量最高[16]，在經(jīng)濟(jì)效益方面，可利用這一特點提高肉桂醛提取率，降低成本。而進(jìn)一步研究肉桂醛對生殖系統(tǒng)的作用以及其安全性，將推動肉桂醛在畜牧生產(chǎn)方面的應(yīng)用進(jìn)程，為哺乳動物健康養(yǎng)殖奠定堅實的理論基礎(chǔ)。