驚！科學家揭示壓力對男性精子的別樣作用

最近發表在《自然通訊》上的一項研究表明，壓力可能會提升小鼠和男性精子的呼吸（能量產生）能力及活力（運動能力），在壓力事件發生幾個月後會出現這種影響。這一發現指出了環境壓力與男性生殖健康之間可能存在的聯繫。

這項研究是因近幾十年來全球生育率和精液質量下降這一情況而引發的擔憂。科羅拉多大學安舒茨醫學校區的研究人員旨在探索壓力如何在細胞水平上影響精子功能，重點關注與能量產生和活力相關的過程，這些過程對精子性能至關重要。

特別是，該團隊想要探究壓力是否會致使精子產生長期變化，且這種變化在壓力期結束後依然存在。通過揭示這些機制，他們希望對男性生殖細胞如何適應環境挑戰獲得新的見解，有可能揭示壓力對生育能力和生殖成功的更廣泛影響。

“作爲一名神經科學家，瞭解受孕前的環境對受孕後的胚胎和大腦發育所產生的影響，對於明確干預和預防的要點以及對於神經發育障礙而言重要的因果機制，是至關重要的，”特雷西·貝爾說，她是主要作者，也是科羅拉多大學安舒茨分校盧德曼中心婦女綜合身心健康研究的安舒茨基金會捐贈主席。

這項研究包含兩個主要部分：測試壓力對人類精子的影響，以及在小鼠中研究壓力的影響以更密切地檢查生物學機制。

在人類這一部分，來自丹佛地區的 34 名健康男性參與了一項研究，在幾個月內多次前來，提供精液樣本並報告他們感知到的壓力水平。研究人員使用先進的精子分析軟件，在每次訪問時測量精子活力，分析諸如平均速度、直線速度和前向運動等因素如何隨三個月前報告的壓力而變化。

研究人員發現，在健康男性參與者中，精子採集前兩到三個月所經歷的壓力與較高的精子活力有關聯。活力的改善包括曲線（圓形）和直線速度的增加，以及整體的前向運動，已知這在成功受精中起着關鍵作用。

爲了搞清楚精子功能這種意外提升背後的機制，研究人員把目光轉向了有小鼠的受控實驗室環境。通過模擬壓力條件，他們觀察到壓力激素如何影響附睾上皮細胞，這些細胞對於精子成熟和活力至關重要。

在受到應激激素影響時，這些細胞在線粒體能量動態方面表現出顯著變化，這是細胞呼吸的重要組成部分。作爲對壓力的迴應，細胞釋放出攜帶應激相關分子的細胞外囊泡，這些囊泡會影響附近的精子細胞。當這些囊泡和精子發生相互作用時，它們增加了精子的呼吸和能量輸出，最終提高了精子的活力。這一觀點爲人類精子在應激後活力增強提供了一種可能的生物學解釋。

對受到應激的細胞展開的進一步分析表明，應激導致細胞染色質（容納遺傳物質的結構）發生分子變化，尤其影響了與基因抑制相關的修飾。基因表達的這些變化對負責能量代謝和線粒體組織的途徑產生了影響，即便在應激結束之後，也改變了細胞的基線能量需求。

研究人員發現，這些由應激引起的能量和線粒體過程的變化是持久的，這表明細胞或許會重新校準自身的基本能量設置，以適應新的狀況。這些重新編程的細胞所釋放的細胞外囊泡作爲一種細胞通訊的形式，把應激相關的能量調整傳遞給精子。這種在一種細胞類型裡的應激經歷致使另一種細胞功能發生改變的途徑，指向了一個繁雜的信號系統，該系統可能對生殖功能產生連鎖反應。

“想象一下，你有一輛汽車正在努力爬上陡峭的山坡。當發動機受到壓力時，汽車的效率會降低。然而，多加點油，你就可以提高整體性能，讓駕駛更順暢。就像你的汽車在壓力下變得更有效率一樣，通過適當的調整，當存在應激誘導因素時，細胞會提高其能量產生和運動，”該論文的第一作者、來自科羅拉多大學安舒茨分校的學生尼克勒·穆恩（Nickole Moon）表示，她是研究團隊的一員。

這些研究結果表明，壓力是如何通過複雜的分子和細胞途徑影響男性生殖健康、改善特定精子特徵，並暗示一種此前未知的適應機制的。

“長期的壓力經歷會對生殖及後代發育產生重大影響，”貝爾告訴 PsyPost。“如果打算懷孕，瞭解減輕壓力的方法以及其產生影響的時間是非常重要的。”

但和所有研究一樣，存在一些侷限性。例如，他們無法評估改善後的活力是否能直接轉化爲人類生育能力的提升，也無法確認這些變化是否會影響長期的生殖結果。此外，該研究側重於精子活力和線粒體功能，但沒有評估這些變化是否影響胚胎或胎兒發育。未來的研究或許會探索這些影響在個體之間是如何變化的，並確定類似的結果是否適用於不同類型的壓力或者其他哺乳動物模型。

“我們還沒有檢查人類精子生育結果或者後代發育的變化（僅在小鼠中），”貝爾說。

研究人員計劃研究細胞外囊泡內各種信號分子和蛋白質所起的作用，這些囊泡在細胞之間傳遞重要信息，可能是解開壓力對生殖健康影響更多細節的關鍵。

“我們假設，壓力作用於精子會致使胚胎髮育速度發生變化，從而對大腦產生影響，並增加神經發育障礙的風險，”貝爾解釋說。“我們的長期目標是在小鼠身上開展胚胎研究，以確定所涉及的特定分子及時間。我們需要了解大腦發育的速度對出生後大腦功能的影響，以及我們可以在哪些方面改善結果以降低風險。”

“壓力對於生殖細胞、生育能力以及父母壓力經歷在代際間傳遞的潛在機制，目前還不清楚，”科羅拉多大學精神病學系教授兼系主任、貝爾研究的合作伙伴尼爾·埃珀森補充道。“通過繼續爲這些試驗招募參與者，並進行全面的壓力評估以及實驗室正在進行的工作，我們旨在更深入地瞭解過去的壓力源如何影響未來的後代。”

這項名爲“壓力增加小鼠和男性精子的呼吸與活力”的研究，由尼克勒·穆恩、克里斯托弗·P·摩根、露絲·馬克思-拉特納、阿麗莎·詹、雷切爾·L·約翰遜、伊傑瑪·奇克齊、卡門·曼內拉、瑪麗·D·薩梅爾、C·尼爾·埃珀森以及特雷西·L·貝爾共同完成。