男性精子数量越来越少,是PM2.5的锅!大脑炎症是帮凶...

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众所周知,空气污染是众多疾病的罪魁祸首,因为它会直接影响呼吸系统并导致全身性炎症。科学家们曾在新冠疫情暴发前就警告称,空气污染正在全球引发一场“无声的大流行”,它除了导致呼吸系统疾病外,还增加了肥胖、高血压、糖尿病、心血管疾病以及痴呆症的风险。

不仅如此,近日,发表在《Frontiers in Public Health》上的一项研究发现:空气污染与女性痛经发生率增加有关:居住在空气质量最差地区的女性与空气质量最好地区的女性相比,患痛经的风险增加了33倍。

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对于男性而言,情况更加严重。因为空气污染直接影响精子数量,导致生育率降低。

在过去的几十年里,全球男性的精子数量一直在减少。更有学者大胆提出到2045年时,男性精子将“归零”。该研究发现,从1973年到2011年,西方国家男性的平均精子浓度下降了59.3%,并且没有停止的迹象。

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无论这一说法是否耸人听闻,但几乎所有关于精子数量减少的研究都给出了一致的观点:环境污染物导致。

目前,全球大约92%的人口生活在PM2.5超过世界卫生组织规定最低安全标准的地区。

大量流行病学研究表明,暴露于PM2.5的水平与精子数量减少有关。所有这些研究结果都表明,PM2.5污染可能是导致全球精子数量下降的罪魁祸首之一,因此需要进行针对性的科学研究来揭开其背后的生物学机制。

近日,发表在《Environmental Health Perspectives》上的一项研究中,来自美国马里兰大学医学院(UMSOM)、南通大学和郑州大学的华人研究团队将暴露于空气污染中如何导致精子数量减少联系了起来,揭示了空气污染通过引起大脑炎症的同时损害精子发生。

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在过去的研究中,研究人员发现了大脑与生殖系统之间的直接联系,即精子发生受到下丘脑-垂体-性腺 (HPG)轴的复杂调节,抑制HPG轴会导致精子发生减少。其中一些结果表明,暴露于PM2.5中对精子发生的破坏伴随着明显的睾丸炎症和/或其相关的氧化应激以及血睾屏障的损害。这表明PM2.5暴露导致的睾丸炎症影响了精子发生。然而,相当多的研究显示,PM2.5暴露破坏了精子发生,但并没有引起睾丸炎症。这意味着,PM2.5暴露对精子发生的损害以及精子数量的影响还存在其他机制。

在这项新研究中,研究人员测试了健康小鼠和大脑中缺乏神经特异性炎症标志物的小鼠,这种标志物被称为IKK2抑制剂。他们将健康和IKK2突变小鼠暴露在过滤过的空气或空气污染中,然后测试它们的精子数量。

研究人员发现,与健康小鼠不同,没有IKK2炎症标志物的小鼠在暴露于污染的空气后,精子数量没有减少。

随后,他们从特定的神经元中删除IKK2,以更精确地确定空气污染是如何导致精子数量下降的。

研究人员发现,PM2.5暴露导致下丘脑促炎细胞因子的表达显著增加。重要的是,通过删除IKK2阻断PM2.5暴露诱导的下丘脑促炎细胞因子表达,可以阻止PM2.5暴露诱导的精子发生受损。

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研究人员表示,这一发现是目前最有力的证据,证明下丘脑炎症在暴露于PM2.5对精子发生的损害起着至关重要的作用,以及下丘脑炎症在暴露于PM2.5对精子发生障碍中的因果作用。

研究人员还发现,在与PM2.5暴露相关的病理生理学中,下丘脑炎症也与HPG轴的破坏协同发生,揭示了可能将下丘脑炎症与精子发生障碍联系起来的级联反应。

研究通讯作者、UMSOM医学系心脏病学中心助理教授应哲康说:“回过头来看,下丘脑中的神经元炎症反应是导致精子数量减少的罪魁祸首,这是非常合理的,因为我们知道下丘脑是大脑和生殖系统之间的一个主要通路。”

论文链接:

https://ehp.niehs.nih.gov/doi/pdf/10.1289/EHP8868

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