公马睾丸超声测量指标的年度变化及其与激素谱和精液品质的关联

《Reproduction in Domestic Animals》：Annual Variation in Stallion Testicular Measurements and Its Association With Hormonal Profiles and Semen Quality

　　

在公马繁殖力评估(Breeding-Soundness Examination, BSE)中，睾丸体积(Testicular Volume, TV)可通过总阴囊宽度(Total Scrotal Width)估算，或通过测量两侧睾丸的长(Length, L)、宽(Width, W)、高(Height, H)计算获得。本研究旨在明确南半球低纬度地区公马经超声获取的睾丸形态学参数是否存在年度波动，以及这些波动是否影响精液品质与激素分泌。研究人员对8匹健康轻挽马(Mangalarga Marchador)进行为期1年(每15天评估1次)的跟踪，涵盖繁殖季(Breeding Season, 10月–4月)与非繁殖季(Non-breeding Season, 5月–9月)，检测项目包括睾丸超声测量、精液品质、激素谱及红外热成像(Thermography)评估阴囊表面温度(Scrotal Surface Temperature, SST)。结果显示，睾丸形态学参数特别是总睾丸体积(Total Testicular Volume, TTV)与睾丸宽度(Testicular Width)呈季节性变化，繁殖季数值更大；总睾丸宽度(Total Testicular Width, TTW)与TTV呈中度相关(R=0.58, p<0.05)，表明宽度变化对体积变化有贡献。尽管繁殖季睾丸体积增大，但每次射精的总精子数(Total Sperm Number)全年保持稳定，精液与激素参数仅见细微季节性改变。次要缺陷(Minor Defects)与总缺陷(Total Defects)在繁殖季升高，与较高的环境温度、温湿指数(Temperature-Humidity Index, THI)及阴囊表面温度升高相吻合。皮质醇(Cortisol)浓度在非繁殖季较高，提示对环境的生理性适应。研究表明，低纬度饲养的公马繁殖季节性有限，睾丸形态学的季节变化更可能与温热调节适应(Thermoregulatory Adaptation)相关，而非生精活性(Spermatogenic Activity)的显著改变。

《公马睾丸形态学参数的季节性变化及其与激素和精液品质关联的1年前瞻研究》论文解读

一、研究背景与立题依据

马属动物为长日照繁殖动物(Long-day breeder)，高纬度地区公马受光周期影响，下丘脑-垂体-性腺轴(Hypothalamic-Pituitary-Gonadal Axis, HPG Axis)活性随季节波动，可致睾丸体积、睾酮及精子产量出现明显季节性差异。然而低纬度地区（如巴西南部15°S的巴西利亚）年日照时长差不足2小时，既往研究表明该地区公马繁殖季节性极弱。目前在低纬度环境中，公马睾丸经超声测量的形态学参数（长、宽、高及据此计算的椭圆体体积）是否存在季节性波动，以及这种波动是否伴随生精功能与内分泌改变尚不清楚。此外，睾丸体积常被用作生精能力的替代指标，若低纬度公马睾丸体积的季节变化不伴随精子产量改变，则提示体积变化可能源于温热调节机制而非生精活性改变。为此，研究人员开展本项为期1年的纵向研究，探究低纬度公马睾丸超声形态学参数的季节性变异及其对精液品质与激素谱的影响，论文发表于Reproduction in Domestic Animals。

二、主要关键技术方法

研究人员选取8匹4–10岁健康Mangalarga Marchador轻挽马（n=8），于巴西利亚(15°45′42.5″S, 47°52′10.5″W)进行为期1年每15天1次的重复测量。使用7 MHz线阵探头B型超声获取左右睾丸长(L)、宽(W)、高(H)，以Lambert椭球公式[TV=π/6×L×W×H]计算单侧及总睾丸体积(Total Testicular Volume, TTV)，总睾丸宽度(Total Testicular Width, TTW)为双侧宽度之和。每2周用假阴道采集精液，按巴西动物繁殖学会(Colégio Brasileiro de Reprodu??o Animal, CBRA)标准评估精液体积、浓度、总精子数(Total Sperm Number)、总活力(Total Motility, TM)、前向运动活力(Progressive Motility, PM)及精子形态学（主缺陷Major Defects/次缺陷Minor Defects/总缺陷Total Defects），部分标本行计算机辅助精子分析(Computer-Assisted Sperm Analysis, CASA)与流式细胞术(Flow Cytometry)检测顶体完整性(Acrosome Integrity, AAI)、质膜完整性(Plasma Membrane Integrity, PMI)、质膜稳定性(Plasma Membrane Stability, PMS)及线粒体高膜电位(High Mitochondrial Potential, HMP)。每2周颈静脉采血测血清睾酮(Testosterone)与皮质醇(Cortisol)（放射免疫法RIA）。用红外热像仪测阴囊表面温度(Scrotal Surface Temperature, SST)。气象数据取自邻近国家气象局站点，计算温湿指数(Temperature-Humidity Index, THI)。数据按繁殖季(10月–4月)与非繁殖季(5月–9月)分组，采用线性混合效应模型(Linear Mixed-Effects Model)，个体为随机效应，季节为固定效应，p<0.05为差异显著，Pearson相关分析变量关联。

三、研究结果

3 Results——睾丸形态学季节差异

繁殖季左侧睾丸宽度(Left Testicular Width: 4.65±0.08 cm vs. 4.41±0.08 cm, p<0.001)、右侧睾丸宽度(Right Testicular Width: 4.54±0.05 cm vs. 4.37±0.05 cm, p=0.002)、总睾丸宽度TTW(9.19±0.11 cm vs. 8.79±0.11 cm, p<0.001)及总睾丸体积TTV(173±4.83 cm³vs. 164±4.83 cm³, p=0.002)均显著高于非繁殖季；睾丸长(Length)与高(Height)无显著差异(p>0.05)。TTW与TTV呈中度正相关(R=0.58, p<0.05)。结论：低纬度公马睾丸宽度与体积在繁殖季增大，长度稳定，提示形态变化主要通过宽度维度实现。

3 Results——精液品质与激素季节差异

每次射精总精子数(5.44±0.03×10⁹vs. 5.76±0.03×10⁹, p=0.395)、总活力TM(80.8% vs. 80.6%, p=0.898)、前向运动活力PM(34.4% vs. 36.1%, p=0.193)、顶体完整活精子率AAI(55.8% vs. 55.4%, p=0.633)、质膜完整性PMI(53.6% vs. 52.5%, p=0.301)、质膜稳定性PMS(52.9% vs. 51.5%, p=0.208)、线粒体高电位HMP(68.6% vs. 68.8%, p=0.759)、主缺陷Major Defects(20.7% vs. 19.4%, p=0.234)及血清睾酮(0.54±0.04 ng/mL vs. 0.51±0.04 ng/mL, p=0.580)繁殖季与非繁殖季均无显著差异；次要缺陷Minor Defects繁殖季高于非繁殖季(19.9±1.15% vs. 16.9±1.15%, p=0.002)，总缺陷Total Defects亦升高(40.9±2.89% vs. 35.0±2.89%, p<0.001)；血清皮质醇Cortisol非繁殖季高于繁殖季(4.60±0.22 mg/dL vs. 3.98±0.22 mg/dL, p=0.003)。结论：生精产出量、主要精液功能参数及睾酮无明显季节性波动；精子次要与总形态缺陷轻微升高与繁殖季高温相关；皮质醇升高反映对非繁殖季干季环境的生理适应。

3 Results——环境温湿度与体温季节差异

繁殖季环境均温(23.9±0.20℃ vs. 22.2±0.20℃, p<0.001)、温湿指数THI(65.0±0.41 vs. 57.7±0.41, p<0.001)、直肠温Rectal Temperature, RT(37.6±0.04℃ vs. 37.4±0.04℃, p<0.001)及阴囊表面温度SST(32.7±0.09℃ vs. 32.5±0.09℃, p=0.009)均显著高于非繁殖季。结论：繁殖季高温高湿环境与略高的阴囊表面温度吻合，同期精子次要缺陷增加。

四、讨论与结论总结

讨论指出：①睾丸长宽高三维中仅宽度与体积呈季节性变化，与公马睾丸水平位解剖朝向及阴囊腹侧扩张空间有关，TTW可作为TTV的简便临床筛查指标；②尽管TTV繁殖季增大，但总精子数与睾酮无季节差异，提示此形态变化非生精组织增生所致，而更可能与温热调节适应有关——高温期阴囊肉膜(Tunica Dartos)与提睾肌(Cremaster Muscle)松弛致阴囊展开、睾丸间距增宽(即TTW增大)、散热面积增加，以维持睾丸内适宜温度；③繁殖季次要/总精子缺陷轻度升高与高温、THI及SST升高同步，但未影响主要活力与质膜功能，符合温热对生精上皮与附睾成熟的可逆轻微影响；④非繁殖季（干季、昼夜温差大）皮质醇略升而繁殖参数正常，属对低湿环境的生理性HPA轴激活而非病理性应激。

结论(Conclusion)翻译：低纬度地区的公马表现出睾丸形态学参数（尤其是总睾丸体积与睾丸宽度）的季节性变化，繁殖季数值较大。然而精液与激素参数仅见细微季节性改变，每次射精总精子数全年保持稳定。综上，低纬度条件下公马繁殖季节性表现有限，睾丸形态学的季节变化更可能与温热调节适应相关，而非生精活性的显著改变。