亮点

- 肥胖通过多种机制损害精子发生，如造成氧化性DNA损伤。

- 富氢水（HRW）对多种疾病具有抗炎和抗氧化作用。

- 氢气对肥胖引发的生殖功能障碍具有保护作用。

Rigi, Mohammad Hossein, et al. "Protective effect of hydrogen-rich water on spermatogenesis in high-fat diet obese rats." Toxicology and Applied Pharmacology (2025): 117334.

摘要

肥胖可通过多种机制损害精子发生，比如导致精子浓度降低以及氧化性DNA损伤增加。富氢水（HRW）具有治疗性的抗氧化特性，可能有助于对精子起到保护作用。本研究旨在探究富氢水对高脂饮食（HFD）诱导的肥胖大鼠精子发生功能障碍的治疗潜力。在本实验中，30只雄性Wistar白化大鼠被分为三组。1）对照组：喂食正常饮食；2）肥胖组：喂食高脂饮食（脂肪含量45%）；3）高脂饮食+富氢水组：喂食高脂饮食并给予富氢水。富氢水（浓度1.5毫摩尔）每天口服给药。16周后，采集血液和组织样本（睾丸和附睾）进行生化和组织病理学分析。检测了血清中的黄体生成素（LH）、卵泡刺激素（FSH）和睾酮水平，以及睾丸和附睾组织中的氧化和抗氧化指标，包括丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）和总巯基水平。结果显示，高脂饮食显著增加了大鼠的食物摄入量、体重和李指数（Lee index），而这些指标在接受富氢水治疗的肥胖组中均有所降低。肥胖组的睾丸重量、精子数量、血清LH水平以及睾丸的组织学评估指标（包括支持细胞和精原细胞数量）均显著降低，但富氢水治疗改善了这些情况。此外，富氢水治疗增加了生精小管的管腔直径、附睾上皮高度、组织中的SOD水平和总巯基水平，同时降低了睾丸中的MDA水平。本研究表明，给予富氢水可通过减轻氧化应激和改善睾丸与附睾的组织学变化，改善肥胖动物的精子发生，这表明富氢水在对抗高脂饮食诱导的生殖功能障碍方面具有潜在益处。

引言

近几十年来，由于众多因素，全球肥胖率显著上升。据预测，到2025年，全球超重和肥胖的人数将达到40亿。肥胖是一种多因素导致的慢性疾病，与众多健康风险相关，包括高血糖、心血管疾病、继发性性腺功能减退和癌症（Smolińska等人，2024；Apovian，2016；El-Sawy等人，2023）。在美国，相当一部分处于生育年龄（20至59岁）的男性患有肥胖症，这对生育能力产生了不利影响。由于内分泌和代谢变化，肥胖会损害精液质量，导致精液中精子数量减少、活力下降以及形态异常（Pini等人，2020；Mu等人，2021）。

肥胖可通过多种机制扰乱精子发生，其中激素失衡起着重要作用。例如，瘦素水平升高会抑制睾丸中睾丸间质细胞（Leydig cell）的功能和雄激素的产生，最终导致睾酮水平下降。此外，肥胖与雌激素水平升高有关，这可能会导致睾丸体积减小和精子参数变差。而且，过多的脂肪组织会使睾丸温度升高，由于氧化应激和/或细胞核的异常浓缩，可能会导致发育中的精子细胞死亡增加和DNA损伤（Komninos等人，2022）。

细胞中不同分子的氧化产生的氧化应激可导致活性氧（ROS）的生成（Pryor等人，2006）。在病理状态下，各种细胞类型都可能大量产生ROS。ROS会通过与不同生物分子形成共价交联，对细胞内部造成损害。氧化损伤会损害多种类型的分子，包括在像睾丸这样代谢速率较高的组织中的DNA、RNA、结构蛋白和细胞质蛋白（Turner和Lysiak，2008）。ROS可导致睾丸萎缩、生精上皮破坏、生殖细胞丢失、支持细胞和睾丸间质细胞凋亡、类固醇生成减少，以及精子产量和活力下降。这些不良影响与睾丸功能障碍密切相关，而睾丸功能障碍在男性不育中起着重要作用（Yi等人，2020；Asadi等人，2017）。

主要由氧化应激引起的DNA损伤是导致精子功能受损的一个主要因素。精子细胞由于其有限的抗氧化防御能力以及低效的DNA损伤检测和修复机制，特别容易受到氧化应激的影响。抗氧化治疗和生活方式改变等治疗策略，可能有助于解决氧化应激诱导的男性不育问题。鉴于氧化应激受多种因素影响，实施简单的干预措施可以降低氧化应激水平，从而减少不育率以及后代的遗传并发症（Bisht等人，2017）。

饮用富氢水（HRW），也就是溶解了氢气（H2）的水，可增加各种器官和组织中氢分子的浓度（LeBaron等人，2019）。氢气（H2）作为一种安全的治疗剂，能够凭借其高扩散能力轻松穿过消化道并分布到组织中（Todorovic等人，2023）。氢气作为一种选择性抗氧化剂的治疗特性已被报道。氢气能迅速穿过各种细胞膜，并与细胞内的活性氧（ROS）等氧化物质发生反应，从而对其产生保护作用（Ohsawa等人，2007）。氢气（H2）对多种疾病可能具有重要的治疗和预防潜力（Ohta，2015）。研究表明，氢气在多种情况下具有抗炎特性，如神经系统疾病、心肌纤维化、糖尿病、肝损伤以及许多其他情况（Liu等人，2022；Ming等人，2020；Fukuda等人，2007；Varga等人，2018）。在过去几十年中，各种针对动物和人类的研究也显示出富氢水在预防氧化应激诱导的组织损伤方面具有有益的抗氧化、抗炎和抗凋亡作用（Nazari等人，2023；Sim等人，2020；Nishimaki等人，2018）。本研究旨在探究富氢水对高脂饮食（HFD）诱导的肥胖大鼠精子发生功能障碍的治疗潜力。