- 男性生殖道疾病與生育調節技術
- 雙衛兵 章慧平 葉章群主編
- 4456字
- 2021-04-16 17:08:12
第二節 男性生殖道梗阻性疾病的病理生理學機制
男性生殖道梗阻性疾病主要見于輸精管道梗阻。輸精管道不僅是精子的通道,而且具有促進精子成熟和獲得活動力的功能。輸精管道梗阻不僅使精子無法正常排入女性生殖道而引起不孕,而且引起患者局部和(或)全身的內分泌和免疫學變化。現將男性生殖道梗阻性疾病病理生理變化綜述如下:
一、 男性生殖道梗阻性疾病的病因
男性生殖道梗阻有先天性和后天獲得性兩大類病因,可以發生在輸精管道的各個部位,大多數梗阻位于附睪頭部和附睪尾部。
(一) 先天性因素
當男性生殖腺分化為睪丸時,睪丸內的支持細胞分泌抗苗勒管激素,使中腎旁管退化,同時睪丸中的間質細胞分泌睪酮,使尾部與睪丸相鄰的15~20條中腎小管發育為附睪的輸出小管,其余的中腎小管退化。與輸出小管相連的中腎管頭段增長彎曲成為附睪管,中段變直形成輸精管,尾段形成射精管和精囊腺,其余的中腎管亦退化。在此過程中由于激素、染色體及各種理化因素影響。可造成男性生殖管道發育異常。臨床上和人類生殖有關的主要有附睪發育異常和輸精管發育異常。
1. 附睪發育異常
附睪發育異常臨床上較為常見。主要表現為附睪發育障礙和與睪丸附著異常,包括附睪囊腫/憩室、附睪近端輸出管呈盲端、附睪體部纖維性變、體部分離、完全性或部分性附睪缺如以及長袢型附睪等。
2. 輸精管發育異常
臨床上常見的輸精管發育異常是輸精管缺如或閉鎖。輸精管由中腎管衍變而來,胚胎發育過程中,任何因素的干擾致睪酮水平下降,都有可能使中腎管退化不發育或發育不良,導致輸精管發育異常(輸精管缺如、節段性閉鎖)。先天性輸精管缺如常合并腎發育缺陷或囊性纖維化病(CF)。近年來研究證實,先天性輸精管缺如的分子遺傳學基礎是囊性纖維化病跨膜轉運調節物(CFTR)基因編碼區突變所致, CFTR基因位于7號染色體長臂3區1帶(7q31),一個CFTR基因編碼區的突變和另一個CFTR基因非編碼區的5T突變是導致先天性輸精管缺如的最常見原因。先天性輸精管缺如可合并精囊和射精管缺如或發育不全,單側輸精管缺如的患者80%合并有同側精囊缺如。20%可合并對側精囊缺如;合并同側射精管缺如的比例為37.5%~100%,對側射精管缺如者7%~30%。雙側輸精管缺如的患者合并精囊缺如的比例較低,而其合并雙側射精管缺如的比例則至少為50%。
3. 其他先天性異常
可以引起男性生殖道梗阻的先天性疾患,還有精囊先天性異常、射精管先天異常等。精囊與中腎管的發育異常有關,異常類型有精囊缺如或發育不良(一側或雙側)、重復精囊、輸尿管開口于精囊內等。射精管發育亦和中腎管與睪酮分泌有關,射精管先天異常的類型有射精管缺如或發育不良(一側或雙側)、射精管口先天狹窄或閉鎖以及Prune-BelIy綜合征等。
(二) 后天性因素 1. 感染
感染是造成男性生殖道梗阻的最常見因素。生殖道感染可導致睪丸、附睪、輸精管等部位發生炎性細胞浸潤,結締組織增生,瘢痕形成,可導致多處和(或)長段管腔狹窄、梗阻。感染的常見細菌和病毒有淋病奈瑟菌、結核分枝桿菌、流行性腮腺炎病毒、柯薩奇病毒等。此外,衣原體、支原體等病原微生物感染也是造成精道梗阻的一個不可忽視的原因。
2. 手術或外傷
陰囊、會陰部、尿道的損傷均有可能造成泌尿生殖道的梗阻。斜疝修補術、精索靜脈曲張結扎術、隱睪固定術及鞘膜積液手術時操作不當可造成醫源性附睪或射精管損傷,導致完全性或部分梗阻。在輸精管道造影術后,也可能引起部分精道阻塞。
3. 腫瘤
男性生殖道腫瘤常見睪丸腫瘤和前列腺腫瘤,輸精管、射精管部位的腫瘤鮮有報道。腫瘤可以侵及或壓迫男性生殖道引起阻塞,影響精液的排出。
二、 男性生殖道梗阻的病理生理學改變
男性生殖道梗阻本身就是一種病理損害,由于男性生殖道梗阻使得精子的輸出受阻,直接導致不孕,此外生殖道梗阻還會對生殖系統、內分泌系統、免疫系統等方面造成一定的影響。
(一) 相應部位精道的擴張
男性生殖道梗阻可造成阻塞部位與生精小管之間的精道擴張。梗阻部位以上由于腔內壓力增加而膨脹。最敏感的結構是睪丸輸出小管,它可能擴張成為很大的腔,其內充滿精子。盡管梗阻部位以上擴張的輸精管道管壁上皮將變薄,但細胞間的特殊連接仍然完好。在梗阻部位以上的精道管腔中,尤其是在附睪管管腔中及睪丸輸出小管管腔中可以發現很多精子及巨噬細胞吞噬精子的現象。在附睪上皮細胞胞質的溶酶體空泡中還可以見到很多網球拍樣晶體,這提示附睪細胞吸收功能明顯增強。
(二) 精液肉芽腫
由于阻塞后造成阻塞處上游精道內壓力增強而破裂,使精液外溢,從而誘發慢性炎性損害,形成精液肉芽腫。肉芽腫大小不等,組織學表現隨肉芽腫時間長短而異。在開始階段,精子散布到導管破裂處組織中,然后破碎,繼而這些部位成為一壞死區,周圍為白細胞、上皮樣細胞及一些巨噬細胞,附近的組織細胞吞噬被釋放出來的脂肪酸;然后這些物質氧化,在胞質中出現黃色顆粒。在精子消失后,可以看到很多組織細胞中有這樣的色素。在最后階段,肉芽腫轉化為纖維區,有時還會鈣化表現。
(三) 精液囊腫
精液囊腫(seminal cyst)是有囊壁包裹著尚未吸收或不能被吸收附睪液的纖維化瘢痕組織。其形成原因可能與生殖道梗阻導致輸精管道脹裂等引起附睪液進入其周鄰組織間隙,且間隙內引流及吸收功能不良有關。
(四) 對睪丸的影響
男性生殖道梗阻對睪丸組織學的影響變化與梗阻時期和梗阻時間等均有相關。Tadashi Matsuda對少年時因行疝修補術致輸精管梗阻者與成年后行輸精管結扎者進行比較后發現,前者睪丸體積小,生精數目也少。提示青春期生殖道梗阻有可能影響到睪丸組織對促性腺激素或性激素的反應,從而使其生精上皮發育不全,精子成熟障礙。
大鼠輸精管結扎造成梗阻后生精小管周圍可見大量膠原纖維聚集,且生精細胞凋亡增加,睪丸 Bcl- 2基因表達減少, Bax基因表達增強。此外,生殖道梗阻對睪丸損傷還可能伴隨有復雜的免疫過程。具體實驗依據是,結扎大鼠輸精管后其睪丸生精小管周圍有IgG沉積,且沉積多的組織中小管周圍肌樣細胞減少,黏膜固有層硬化。
輸精管結扎后睪丸將發生無菌性炎癥改變,表現為生精上皮變性,睪丸間質增生,但是睪酮水平在早期無明顯異常,但隨著梗阻時間延長睪酮水平呈現降低趨勢。李虹等研究輸精管阻斷輸和阻斷解除后大鼠睪丸內TGFβ1(轉化生長因子β)的表達情況后發現,輸精管阻斷造成的TGFβ1增加。其原因可能是一方面保護睪丸不受急性免疫損害;另一方面則通過干擾管周肌細胞的功能及促使細胞外基質沉積和纖維化,破壞血-睪屏障,逐步損害睪丸。
男性生殖道梗阻與睪丸癌的發生無必然聯系。Moller等開展的大樣本調查隨訪發現行輸精管結扎者其睪丸癌發病率與普通人群無差異。
(五) 對輸精管和附睪的影響
生殖道梗阻使附睪和輸精管近端由于精液阻塞而產生淤積、擴張。在動物實驗中觀察發現輸精管結扎引起的梗阻導致輸精管僵直,但運動功能卻無明顯影響,梗阻后輸精管近端管徑增粗,管腔擴張,腔內充滿精子,柱狀上皮細胞頂部胞膜內陷增多,胞質內含豐富有衣小泡、小泡體、溶酶體及線粒體。神經支配方面表現為遠端肌層中去甲腎上腺素能神經及上皮下分泌動力神經明顯減少,而尿道端則無變化。
生殖道梗阻可改變附睪上皮轉運機制、血-附睪屏障通透性及附睪管內液體流動速度而影響精子成熟期賴以生存的微環境。管腔內壓力增高是輸精管結扎引起梗阻后對附睪直接影響,表現為對精子抗原的細胞介導免疫反應。
Hohlbrugger等證實雙側輸精管切除2周后大鼠附睪起始段對水的重吸收受損,損害的原因估計可能與管內壓增高導致上皮功能和毛細血管血流的改變有關。當輸精管梗阻時還可以導致進入管腔的起始段所依賴的重要物質(雄激素結合蛋白或生長因子)減少以及改變。此外,輸精管梗阻還會影響管腔內的pH。Caflisch等用微電極測定了大鼠曲精小管和附睪起始段、近頭段、中體段及近尾段管腔原位pH,發現輸精管切除術后4周大鼠附睪頭起始段管腔pH明顯下降,近尾段管腔pH升高,8周時pH的變化更加明顯。
血-附睪屏障的完整對于維持精子生成和成熟的微環境至關重要。附睪上皮對許多物質通透性的限制往往與該物質的分子量無關,而是利用不同的轉運機制如主動、被動或易化等。支持細胞和附睪上皮細胞基底和(或)腔面膜轉運系統可維護解剖學屏障的作用。生殖道梗阻后附睪屏障通透性改變可能是梗阻后管內壓增高的直接后果或受血-睪屏障損害所致,表現為附睪尾液中肉毒堿含量明顯降低,提示尾段附睪管分子轉運特征改變。Tuner等發現輸精管切除術后30天,頭段附睪管的腔內液流速度明顯下降,液體經頭段附睪運行的時間延長。吻合術后30天,盡管通道重建后吻合部位液流速度正常,可是頭段管腔液流速度仍為對照動物的3倍。顯然,被流速度的改變對附睪微環境具有明顯影響。
(六) 對前列腺的影響
生殖道梗阻對于前列腺也有影響。一些研究者對結扎輸精管造成梗阻后前后前列腺形態學變化做了研究,研究顯示結扎輸精管造成的梗阻可以使前列腺的上皮和間質減少,前列腺組織細胞出現萎縮、細胞增殖下降、細胞凋亡增加,推測可能的原因是輸精管結扎阻斷了雄激素轉運的局部通道,以及通過改變腺體細胞中 Bcl- 2與 Bax基因的表達而實現。此外,結扎輸精管造成梗阻后睪丸的變化使其產生的影響前列腺的某些物質發生變化;并且生殖道梗阻使附睪發生相應改變也可對前列腺產生影響。但是Turner TT的動物實驗卻提示不論輸精管梗阻時期在青春期之前還是青春期之后,對于大鼠的前列腺的質量、蛋白和DNA含量都沒有影響。生殖道梗阻對前列腺分泌功能的影響,目前研究結論不一致,莫增南對輸精管結扎后前列腺液鋅、鎘、銅的檢測未發現與對照組有差別。Naik報道輸精管切除導致生殖道梗阻后前列腺液中酸性磷酸酶、麥芽糖酶、枸櫞酸、泌乳素、鋅和鎂與正常對照組比較,除了酸性磷酸酶沒有變化外,其余均明顯降低。Jimenez等發現精漿中來自前列腺的生化指標GGT和LDH在輸精管結扎導致生殖道梗阻患者中明顯升高。而Naik研究發現甘油磷酰膽堿(GPC)在輸精管結扎導致生殖道梗阻者中明顯減低,而行輸精管再吻合術的與正常對照組無差異。
男性生殖道梗阻對前列腺癌發病危險度目前尚無定論,其研究主要集中在輸精管結扎術后前列腺癌發病率的研究。有研究認為:輸精管結扎術增加了前列腺癌發病危險,并且隨著手術時間的延長危險性增高。也有研究認為:輸精管結扎術不會增加前列腺癌的發病風險,并且輸精管結扎后前列腺癌的發病率顯著低于未結扎組。
(七) 其他方面的影響
生殖道梗阻還有其他方面的影響,目前主要研究較多的是輸精管結扎后梗阻帶來的影響。
多數學者認為輸精管結扎術后男性勃起功能障礙多數與心理素質有關,結扎后勃起功能障礙的發生主要是由心理因素造成。但李付彪發現,輸精管結扎后3個月的大鼠陰莖組織一氧化氮合成酶mRNA表達明顯降低,陰莖組織中一氧化氮合成降低。
國外動物實驗發現鼠結扎后腎乳頭磷、鈣、鎂明顯積聚,腎皮質和髓質區磷酸鹽積聚增加,輸精管復通后腎組織內礦物質聚積消失,提示結扎者泌尿系結石發病危險度顯著升高。
男性生殖道梗阻可以增加抗精子抗體的形成,其原因可能為梗阻造成血-睪屏障受損,或巨噬細胞進入生殖道吞噬消化精子,進而激活免疫系統產生抗精子抗體。
縱觀國內外文獻,男性生殖道梗阻的病理生理學研究,多局限于輸精管結扎的動物實驗,相關臨床研究仍較匱乏,還有許多機制有待進一步深入研究。