综述：热应激与人类生殖：影响与发病机制

《Journal of Thermal Biology》：Heat stress and human reproduction: effects and pathogenesis

热应激通过影响生殖激素分泌、精子生成及卵子质量，损害男女生育能力，且与全球变暖导致的热浪频发密切相关，需加强机制研究与防护措施开发。

　　

R.E. Akhigbe|A.I. Omole|P.A. Oyedokun|A.F. Odetayo|E.A. Ashamu|T.M. Akhigbe

尼日利亚奥约州奥格博莫索拉多克·阿金托拉科技大学生理学系

摘要

热应激已被证实会以多种方式对人类健康产生负面影响，包括生殖功能。男性和女性的生殖器官，尤其是性腺，对高温特别敏感。在男性中，长时间暴露在极端高温下会抑制睾丸类固醇的生成和精子的生成，导致血液中睾酮水平下降以及精液质量降低。女性则会出现月经周期不规律、激素失衡和卵巢功能下降的问题。此外，热应激还可能降低卵子质量，并对妊娠结果产生不利影响。随着全球变暖导致热浪的频率和强度增加，热应激的影响也会加剧。因此，了解热应激与人类生殖之间的机制对于制定有效的预防措施至关重要。这可能包括改变生活方式、改善冷却设备的普及程度、增加水分摄入以及减少过度暴露在高温环境中的时间。鼓励进一步研究热应激与人类生殖之间的关联，以寻找合适的靶向治疗方法。

引言

热应激是指由高环境温度引起的生理压力，可能会干扰个体的生理过程（Collier等人，2017年）。人类长时间暴露在高温环境中会损害体温调节能力，导致脱水、中暑甚至热射病。此外，热应激还会对人类生殖产生不利影响，降低生育能力和生殖结果（Boni，2019年；Swelum等人，2020年）。

睾丸对高温特别敏感，高温会损害精子的生成过程。因此，在男性中，尤其是阴囊区域长时间处于高温环境下，会抑制精子的生成和精子功能（Gao等人，2022年），从而增加男性不育的风险。同样，在女性中，热应激可能改变月经周期（Meendering等人，2005年），引发激素失衡（Rahman等人，2016年），并对妊娠结果产生负面影响（Rekha等人，2024年）。长时间暴露在高温环境中还可能影响卵巢类固醇的生成和卵子的生成，降低卵子质量，并干扰受精过程（Li等人，2016年）。

经历极端温度的地区，包括因气候变化而造成的高温地区，可能会面临热应激对生殖的影响。因此，理解热应激与生殖功能之间的关系并制定相应的缓解策略至关重要，尤其是在高风险群体中。

热应激的来源

热应激的主要来源包括辐射热源、高空气温度和湿度、与热物体的密切接触以及剧烈的体力活动（Kenny等人，2018年）。根据世界卫生组织（WHO）的数据，人类接触高温的情况正在增加，这一趋势将持续下去。2006年至2016年间，有超过1.25亿人经历了热浪（WHO，2018年），这种高温暴露的增加与工业化进程有关。

热应激的生理反应

动物在所谓的“热中性区”这一温度范围内表现出最佳的生命活动效率（表1）。当动物暴露在超出这一中性范围的环境中时，例如面临热应激时，它们需要消耗能量来维持自身的体温（Collier等人，2018年）。当动物暴露在高于临界温度的环境中时，会启动基础代谢的调整以适应这种压力。

男性和女性对热应激的反应差异

女性在面对热应激时的体温调节反应可能与男性不同。Williams及其同事（2021年）发现，尽管在热环境下进行运动时，女性的核心温度、心率和出汗率都高于男性，但主观感受到的热痛程度相同。女性的身体组成可能使她们比男性储存更多的热量。Schlader及其同事（2019年）发现，女性的体脂百分比较高，这使她们在高温下能够储存更多的热量。

热应激与生殖生物学

热应激通过多种机制影响男性和女性的生殖。在男性中，高温会抑制精子的生成并降低精子质量（Hamerezaee等人，2018年），还会增加生殖细胞的凋亡（Lin等人，2021年），从而导致生育能力下降。热应激还会干扰对男性生殖功能至关重要的激素的产生。在女性中，热应激会改变发情周期/月经周期，并抑制生殖激素水平（LH、FSH、孕酮、雌二醇）。

热应激下的葡萄糖代谢和胰岛素信号传导

热应激会引起葡萄糖代谢和胰岛素信号传导的显著变化，从而影响哺乳动物的急性和慢性生理状态。分子层面的变化包括胰岛素敏感性的改变、葡萄糖摄取的变化、葡萄糖转运蛋白的表达和活性以及关键的细胞内信号传导途径（图2）。

急性热应激可能导致暂时性的高血糖，这是由于葡萄糖摄取受损和肝脏葡萄糖输出增加所致。

热应激与表观遗传学

某些关键发育时期是生物体（包括人类）对环境刺激特别敏感的窗口期，这些时期会对生理和发育产生持久影响，包括生物系统的重新编程（Ashonibare和Akhigbe，2025年）。这些时期的可塑性和成熟速度较高，因此此时的暴露影响尤为显著。这些时期包括产前（子宫内）、出生后早期（新生儿期和幼儿期）。

结论与未来展望

总之，热应激对人类生殖具有负面影响。在男性中，它会抑制睾丸类固醇的生成和精子的生成，降低精液质量，从而导致男性不育。在女性中，它会扰乱月经周期，引起激素失衡，影响卵巢类固醇的生成和卵子的生成，降低卵子质量，并对妊娠结果产生不利影响。随着气候变化导致全球温度上升，热应激的频率和强度也会增加。

作者贡献声明

R.E. Akhigbe：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、验证、项目管理、方法论设计、研究实施、概念构思。A.I. Omole：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、项目管理。P.A. Oyedokun：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、项目管理。A.F. Odetayo：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、项目管理。E.A. Ashamu：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿

资金说明

本研究为自筹资金完成。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的研究结果。

致谢

无。