氢分子对人受损精子活力的刺激作用

精子活力是男性生育能力的关键因素。低能动性可由多种因素引起，包括精子发生异常、氧化损伤或细胞内ATP耗竭。

Nakata等人采用体外实验研究了氢对人类精子活力的影响。使用室温放置5天以上或射精后立即冷冻的患者的实验性受损精子悬浮液。暴露于氢后，用计数室测量其向前运动。记录一个延时电影来分析精子的游动速度。线粒体用膜电位敏感染料染色。氢治疗显著提高了前向运动率，而氮气治疗没有。虽然30分钟的治疗足以提高精子的运动能力，但并不影响精子的游动速度。24小时后，氢再处理再次增加了运动能力。氢处理也增加了线粒体膜电位。使用含有氢的卵裂培养基，来自患者的低运动冷冻解冻精子的正向运动能力显著提高。结果表明，氢治疗刺激精子活力低下。氢是治疗男性不育的一种有前途的新工具。

弱精子症导致精子功能缺陷的不育男性存在多种因素。基因缺陷，包括DNMT3B和MTHFR，已被充分证明与该表型相关。线粒体和DNA单倍体可能影响精子活力。多囊肾病等系统性疾病也会影响生育能力，并导致弱精子症。精子极易受到氧化应激，因为它们含有高浓度的游离不饱和脂肪酸，缺乏细胞内抗氧化酶，DNA修复能力有限。精子中运动能力丧失的确切机制、该细胞在氧化应激下与卵母细胞融合的能力以及随后脂质过氧化的启动尚不清楚；然而，轴丝的氧化损伤和细胞内ATP的耗竭似乎都与此有关。虽然线粒体对ATP的产生至关重要，但它们也是活性氧的主要来源，尤其是通过在电子传递链中形成超氧化物。然而，低水平的活性氧是必不可少的，并充当精子功能调节的第二信使。

先前的研究已经检查了精浆水平或口服锌、天冬氨酸或辅酶Q10对精液质量的影响，以及它们在体外的影响。尤其是肌醇和黄嘌呤衍生物已被证明是刺激精子活力的有效工具。Nakata等人之前报道过，氢分子在体外剂量依赖性地减少羟基（OH），而氢太弱，无法减少生理上重要的活性氧，如NO和超氧物。氢是宇宙中最小的分子，具有跨膜快速扩散的独特能力；它可以在所有细胞器（包括线粒体和细胞核）中与细胞毒性OH反应，从而有效保护细胞免受氧化损伤。事实上，氢阻止了线粒体中合成的ATP细胞水平的降低。许多研究先前报道，氢抑制多个器官的氧化应激诱导损伤，减少脑、心脏、肝脏和视网膜的缺血再灌注损伤，防止肾毒性，并抑制肺辐射诱导的急性损伤。在这项研究中，Nakata等人使用了实验性受损的精子悬浮液，并研究了氢处理是否对人类精子具有保护作用。Nakata等人进一步证明了氢治疗患者冻融精子的实际应用。这项研究的结果强烈表明，氢处理激活低活力精子。重要的是，最近的研究表明，氢作为一种新型、安全、有效的抗氧化剂，具有广泛的医疗应用潜力，且副作用最小。Nakata等人提出氢是一种新的有前途的男性不育治疗剂。然而，为了实际使用氢治疗，还需要在未来的研究中进一步研究氢治疗的精子对受精能力、胚胎发育以及IVF和ICSI安全性的影响。

Nakata K, Yamashita N, Noda Y, and Ohsawa I. Stimulation of human damaged sperm motility with hydrogen molecule. Med Gas Res. 2015;5(1):2.