科学家摸清空气污染减少精子数量原因

本报讯 研究人员之前就发现,空气污染会增加人们患肥胖症、糖尿病和生育类疾病等的风险,但空气污染导致出现这些健康状况的确切机制尚不明确。

如今,美国马里兰大学医学院(UMSOM)的研究人员至少弄清了空气污染是如何通过引发大脑炎症降低小鼠精子数量的。相关研究日前发表于《环境健康展望》。

此前,科学家已经发现,面对压力时,大脑与生殖器官直接相关,可影响生育能力和精子数量,比如,情绪上的压力会导致女性月经周期紊乱。而这项最新研究则将空气污染与生育率降低的问题联系起来。

“我们的研究结果表明,空气污染造成的损害——至少对精子数量造成的损害——可以通过去除小鼠大脑中的一个炎症标记物来补救。这表明,我们或许能够开发出预防或逆转空气污染对生育能力损害的疗法。”该研究论文主要作者、UMSOM医学助理教授Zhekang Ying说。

研究人员指出,该研究结果不仅对生育产生广泛影响,还有许多疾病,如高血压、糖尿病和心脏病,都可能是由空气污染导致的脑部炎症引起的。

约92%的世界人口生活在PM2.5超过世界卫生组织规定的最低安全标准的地区。这些颗粒物可能来自汽车尾气、工厂排放物、野火和烧柴的炉灶等。

过去的研究表明,暴露在污染空气中的睾丸并不总是会发炎,这意味着其精子数量减少的背后,可能还存在其他一些机制。

已知大脑和性器官之间存在直接联系,因此,UMSOM的研究人员测试了空气污染是否会增加大脑炎症的发生。

研究人员对健康小鼠和缺乏大脑炎症标记物——IKappaB激酶2(IKK2)的小鼠进行了测试。他们将健康和缺乏IKK2的小鼠暴露于过滤空气或污染空气中,然后测试其精子数量。结果表明,与健康小鼠不同,暴露于污染空气的IKK2缺乏小鼠,其精子数量没有减少。

由于IKK2存在于神经元中,为了更准确地确定空气污染是如何导致精子数量减少的,研究人员从小鼠特定的神经元中去除IKK2。他们发现,一种与睡眠周期和肥胖相关的特定神经元是空气污染导致精子数量减少的原因。这些神经元通常位于大脑控制饥饿、口渴、性欲的部分——下丘脑。下丘脑与大脑的脑下垂体一起工作,后者能够产生与生殖器官直接沟通的激素。

“由此可见,下丘脑的神经元是导致精子数量减少的炎症反应持续存在的罪魁祸首,因为下丘脑是连接大脑和生殖系统的主要途径。”Ying说。

相关专家指出,探索污染影响身体的机制非常重要,通过相关研究,可以设计预防或治疗相关疾病的方法,以消除不同暴露人群间的健康差异。(徐锐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1289/EHP8868