肠道菌群会影响男性生育能力吗?
准备迎接新生命的到来应该是人生中最快乐的时光之一。然而,现在不孕不育已经成为一个全球性问题,在许多高收入国家和饮食条件改善的国家,有10-15%的夫妇受到不孕不育的影响。据国家卫健委相关部门统计,中国2016年约有近4500万不孕不育症患者,而且每年以数十万的速度递增。目前,全国有育龄夫妇大约2.4亿人,不孕不育发生率大概在15-20%之间,也就是说,每六对育龄夫妻中可能就有一对不孕不育。
在近50%的案例中,根本原因主要与男性的生育能力有关。的确,现代社会男性的生育率正在惊人地下降。研究发现,在过去40多年里,精子数量下降了60%,精子浓度下降了近45%。为什么会突然下降呢?这在很大程度上可能要归咎于现代生活方式。现代社会中许多常见的生活方式因素对男性生育能力有负面影响,包括压力、高热量的摄入、运动减少、吸烟、饮酒以及化学品、杀虫剂和污染等等。
现代生活对男性生育能力的影响
暴露于各种化学物质、高脂高糖高加工的饮食和不健康的生活方式以及巨大的压力和睡眠不足构成了影响男性生育能力的三大挑战。
1、不健康的饮食和生活方式
我们的饮食和运动量在很大程度上影响了我们肠道菌群的组成。高脂高糖低纤维的高度加工的饮食喂养了我们肠道中的那些有害细菌,并在一定程度上导致了有益细菌的减少甚至消失。事实上,一项研究发现,仅仅饮用含糖饮料就会显著降低精子的活力,即使对那些原本生活方式健康的男性也是如此。
再加上其它不利于肠道健康的生活习惯,比如久坐不动的生活方式以及长时间待在室内,这使得我们的肠道被有害细菌所控制着,从而扰乱我们的消化健康、体重和激素水平。
2、化学物质和污染物
我们在日常生活中接触到的各种化学物质远比我们想象的要普遍得多:我们家里的各种日化用品和家具家居用品,我们喝的水和我们呼吸的空气也被各种化学物质和污染物所污染。我们脆弱的肠道菌群根本不是这些有害物质的对手,即使是低水平的接触也会破坏我们的菌群平衡,让有害细菌大量繁殖,损害有益菌群的健康。
在谈到生育能力方面,杀虫剂和个人护理产品尤其令人担忧,许多产品中含有干扰雄性激素的物质,导致雌激素和睾酮水平发生有害变化,进而可能导致生育问题。
3、压力和睡眠不足
现代人的生活和工作压力都很大,压力在全球范围内处于难以置信的高水平。事实上,压力相关的疾病已经成为影响人们工作能力和日常生活的主要问题之一。压力使我们的身体长期处于“战斗或逃跑”状态。睡眠不足在现代社会也同样普遍存在。压力和睡眠不足同样也会影响我们的肠道健康,研究也发现,长期压力和睡眠不足还会降低精液质量。
肠道菌群会影响男性的生育能力吗?
随着肥胖的流行,脂肪过度积累对男性生殖的负面影响在临床调查中逐渐得到认识。一项涉及1万多名受试者的研究清楚地表明,精子质量,包括精子浓度、体积和活力,与身高体重指数(BMI)的增加呈负相关。在动物模型中,遗传性肥胖和高脂饮食诱导的肥胖都会损害精子形成过程。
无论是人类还是动物,高脂高糖的西式饮食都可能导致肥胖和代谢紊乱,重塑肠道菌群组成。这些肠道微生物参与调节许多宿主生理功能,比如调节能量摄取、维持肠道完整性、调节宿主免疫和抵御病原体。对健康肠道菌群的破坏可能导致各种慢性疾病的发生,比如肥胖、炎症性肠病、糖尿病、癌症以及各种神经精神疾病。最近的一项研究更是发现,高脂饮食诱导的肠道菌群失调还会影响精子的形成和精子活力。
研究人员将高脂饮食饲喂的小鼠的肠道细菌移植到正常饮食的小鼠体内后,小鼠的精子生成和精子活力显著下降,而移植正常饮食小鼠的肠道细菌则没有影响。因此,高脂饮食诱导的肠道菌群失衡与精子发生缺陷存在密切关系,而菌群失衡所导致的内毒素血症以及附睾炎症可能是导致精子质量下降的主要原因。
肠道菌群的破坏可能影响精子质量,从而导致男性不孕不育的发生。前面我们提到的导致精子质量下降的其它环境因素,包括压力、运动、吸烟和饮酒等,也都会破坏肠道菌群的平衡,所以我们相信,肠道菌群失衡可能在这些因素所导致的精子质量下降进而导致不孕不育中也发挥重要作用。
肠道菌群如何影响男性的生育能力呢?
肠道菌群可能通过以下三个方面在维持男性生育能力方面发挥重要作用:
维持激素水平
肠道细菌负责维持许多激素平衡,包括那些对生育至关重要的激素,比如雌激素和睾酮。雌激素过多会降低精子数量,增加生殖系统的氧化应激,而睾酮过少会降低性欲和精子产生。另外,维持肠道菌群的健康平衡可以帮助控制皮质醇的水平,这是一种当我们感到压力时释放的激素,它们会通过下丘脑-垂体-性腺轴影响睾丸功能,从而影响维持生育能力所需的激素的释放。
健康体重管理
肠道菌群的健康也会影响我们控制体重的能力。保持肠道菌群的健康,可以使我们更容易控制和保持理想的体型。因为体重过高会影响生殖激素水平,因此肠道细菌失衡可能对我们的身材进而对我们的生育能力产生影响。
维持消化健康
肠道有益细菌有助于消化系统的正常运行和维持肠壁完整性。健康平衡的肠道菌群既能促进健康的精子形成所需的营养物质的吸收,比如锌、维生素C、磷、叶酸和镁等等,也能防止毒素和其它有害物质通过肠道屏障进入血液循环。当肠道通透性增加时,有害物质进入血液使免疫系统处于高度警戒状态,导致系统性炎症,这也可能对精子造成氧化应激,降低精子的数量和活力。
精液中也拥有自己的菌群
为了让男性拥有最佳的生育机会,他们的身体需要能够产生适量的健康精子,而精液中也拥有自己的微生物群落,对精子形成也具有很大的影响。
与肠道菌群相似,精液菌群也是由有益菌和有害菌组成的。精液菌群以有益细菌(比如乳酸杆菌)为主的男性,其精子数量往往更多,精子也更健康。一项研究表明,补充罗伊氏乳杆菌的小鼠不仅精子数量和睾丸质量增加,而且随着年龄的增长,它们的生殖器官也更健康。
但是,当某些不受欢迎的细菌,比如痤疮丙酸杆菌失去控制时,它们似乎会影响精子的产生,甚至可能改变女性伴侣的生殖道生理机能,使之不利于受孕。
益生菌用于提高男性生育能力的可能性
益生菌抑制有害菌的生长,增加下丘脑-垂体-性腺轴的活性
现代生活方式因素会破坏肠道微生物群落,可能导致肠道屏障通透性增加,也就是肠漏。肠漏与一系列代谢、免疫、炎症和神经系统问题相关,可抑制下丘脑-垂体-性腺轴的活动,进而直接或间接影响男性生育能力。
益生菌具有抑制有害微生物生长和防止肠漏的潜力,进而改善健康,它可以通过以下机制来实现:(1)促进肠道上皮细胞的生长;(2)改善肠道黏膜;(3)竞争性抑制有害菌的生长,减少其粘附;(4)产生抗菌素;(5)调节免疫分子的产生。
健康的肠道以有益微生物占优势,它们可以代谢产生短链脂肪酸等物质与细胞表面受体结合,然后在肠道神经系统的帮助下发送信号,以增强生殖激素的水平,例如睾酮、促黄体生成素,最终帮助恢复男性生育健康。
益生菌可能保护精子免受氧化应激
成熟的精子含有丰富的多不饱和脂肪酸,因此由于脂质过氧化过程,极易受到氧化应激的影响。这可导致细胞膜通透性的破坏,改变了ATP的流出,同时也会影响鞭毛的运动,导致精子运动能力的丧失。因此,氧化应激对精子活力、精子运动和受精潜能的有害影响,在男性不育的治疗中需要关注。
益生菌可以通过以下可能的机制来改善氧化应激:(1)分泌抗氧化的代谢产物;(2)改变抗氧化酶活性;(3)调节负责活性氧产生的酶活性。因此,益生菌可能通过改善氧化应激,减少对精子的伤害,从而改善男性生育健康。
益生菌可能通过改善肥胖而恢复男性的生育能力
当今世界,久坐不动的生活方式和高热量的加工食品,使得肥胖发生率逐年攀升。肥胖发生率的增加导致男性不育的数量增加。与肥胖相关的不孕症的特征是下丘脑-垂体-性腺轴活动受损。肥胖男性中下丘脑-垂体-性腺轴活性的降低似乎会导致芳香化酶活性的增加,这是一类在脂肪组织中合成的酶,负责将睾酮芳香化形成雌二醇。芳香化酶活性的增加可能会导致睾酮的减少,从而导致一些与生育健康相关的问题,包括性欲降低、精子生成受损、肌肉和骨骼质量下降、低能量水平、疲劳、体能下降、情绪低落、体脂增加和认知功能受损等。
一项在老年小鼠中进行的研究发现,在饮用水中添加罗伊氏乳杆菌可以显著降低高脂饮食诱导的体重增加,还可以增加睾丸间质细胞的数量,进而增加睾酮的水平和精子形成,最终使生育健康得以恢复。许多人类和动物研究也表明某些特定的益生菌菌株具有降低体重的潜力。因此,益生菌可能通过改善肥胖而显著降低肥胖对男性生育能力的有害影响。
益生菌可能帮助对抗压力和提高男性生育能力
压力可以指任何对机体内环境稳态的真实的或可感知的威胁,根据严重程度、类型和持续时间产生不同的病理生理变化。慢性和急性压力可导致肠道菌群失调,而肠道菌群的改变与胃肠道通透性、炎症、自身免疫性疾病、抑郁、焦虑和代谢性疾病等密切相关。压力也会激活下丘脑-垂体-肾上腺轴,促进应激激素的释放,比如促肾上腺皮质激素释放激素、皮质醇、肾上腺素、去甲肾上腺素,导致下丘脑-垂体-性腺轴的抑制,减少促黄体生成素的水平,从而降低睾酮水平,增加促炎细胞因子的产生和氧化应激。
在大鼠模型中,慢性束缚应激会导致精子头部畸形的比例增加,睾丸CYP11A1蛋白的表达减少,导致血清睾酮水平和精子产生显著降低。益生菌可以通过降低血清皮质醇水平和调节促炎与抗炎细胞因子的平衡在改善慢性应激导致的焦虑和抑郁中发挥作用。基于这一点,我们认为益生菌对于改善压力导致的男性不育问题和生育健康具有重要意义。
维持肠道健康以提高生育能力的其它方式
暴露于各种化学物质和污染物、不健康的饮食、压力或睡眠不足不仅破坏肠道健康,还会导致男性生育能力出现重大问题,而在现代社会,大多数男性都可能同时经历这些问题的不断冲击。虽然听起来很恐怖,但实际上我们可以做很多事情来保护我们。
首先,对放进我们嘴里的和涂抹在我们身上的任何东西都应该格外谨慎。
注意一下你的饮食,尽量限制高脂高糖高度加工的食品的摄入,另外,即使你吃得很健康,你也可能无意中暴露于许多有害的物质,比如,畜禽类养殖过程中会大量使用抗生素以防病和促进动物生长,它们会残留在肉类产品中,从而可能对生育能力造成影响。
许多水果和蔬菜在种植过程中也会使用各种化学物质以防止病虫害等;同时一些反季节的蔬菜和水果也往往使用一些化学物质使它们在不适宜的季节成熟;水果蔬菜在运输过程中为了保持新鲜也会使用某些化学物质,这些化学物质的残留都可能会我们的健康造成伤害。所以,尽量选择来源可靠的、当地的、应季的、有机的食物,并确保摄入足够的锌、叶酸、镁、维生素C和辅酶Q10,这些都有助于男性生育健康。
同样,看看你的个人护理产品,要特别注意那些含有邻苯二甲酸酯、双酚A、对羟基苯甲酸丁酯和对羟基苯甲酸丙酯等物质的产品,所有这些都可能对身体造成伤害。尽可能选择那些健康、天然的皮肤和头发护理产品。
其次,注意运动。
定期锻炼可以增加肠道菌群的多样性,维持激素平衡,帮助保持最佳体重,所有这些都有利于维持生育健康。此外,运动还可以帮助调节压力水平,保持昼夜节律正常工作,创造一个良性循环,让我们有足够的精力去运动,从而帮助缓解压力和失眠。
不可否认,现代不健康的饮食习惯和生活方式让男性生育能力面临挑战,而这一切似乎都与其对肠道菌群的破坏有关。通过改变我们的饮食习惯和生活习惯,适当补充益生菌,来维持健康的肠道和肠道菌群,我们整个身心健康都将受益,这也包括提高我们的生育能力。更重要的是,健康的肠道和肠道菌群还可能大大提高精子的质量,为孕育一个聪明健康的宝宝打下坚实基础,这不仅是给孩子,也是给自己的一个宝贵礼物,受益终身。
参考文献:
1、The Promise of probiotics for male sexual health
2、How the Western Lifestyle Is Impacting Men's Fertility
3、Ding, N., et al. (2020). "Impairment of spermatogenesis and sperm motility by the high-fat diet-induced dysbiosis of gut microbes." Gut.