大量的病理研究结果证明精索静脉曲张不育者的睾丸存在着明显的生殖病理变化。主要表现在曲细精管管径缩小；生精细胞广泛脱落、坏死，造成生精功能低下和生精阻滞；曲细精管界膜增厚、纤维化和透明变性；睾丸间质水肿、间质中小动脉管径缩小。这些损害均造成精子形态、数量及功能异常，甚至无精子。
问题还不单如此，在非曲张侧宰九，也存在着与曲张侧相似的病理变化，其病变程度、病变类型和范围与曲张侧无显著差异。此中机制尚未明了，可能与左右精索静脉可互相交通有关。左侧精索静脉曲张，静脉内压力增高到一定程度，就会影响到右侧精索静脉，某些毒性物质从左侧静脉流到右侧静脉，从而影响右侧睾丸。
精索静脉曲张还可造成附睾中小血管特别是静脉普遍扩张淤血，并有轻度水肿，附睾上皮轻度萎缩。
有资料显示，即使在小儿，精索静脉曲张也影响睾的发育，患侧睾丸体积明显小于健侧。
精索静脉曲张导致不育的机制至今未完全清楚，目前有以下几种学说：①温度增高影响精于发生。已经证实，阴囊睾丸温度升高可影响精于的发生，导致不育。精索静脉曲张时，由于曲张静脉内血液滞留，造成阴囊和睾丸局部温度增高。Zongniotti等报告50例精索静脉曲张不育患者，阴囊温度较对照组高o．6℃；文海涛等人所作精索静脉曲张患者97例比对照组(100例)阴囊温度升高更多，达3YL5j；其他人也有一些相似的报告。这是导致精液质量下降的原因之一。②某些体内物质的毒性作用。精索静脉曲张者反流的静脉血液中含有高浓度的儿茶酚胺、肾上腺体甾物质等，这些物质反流到睾丸后，对睾丸产生一定的毒性影响，干扰精子的发生。②精子发生的营养障碍。精索静脉曲张时，影响了睾丸的血液循环，使睾丸缺少必要的营养和氧，造成精子发生出现障碍。④生殖内分泌因素。有人发现精索静脉曲张不育患者睾丸在体内睾酮的合成，明显低于无此病者。息金波等曾作人工诱导大鼠精索静脉曲张病理模型(部分结扎左肾静脉、完全结扎左精索内静脉左髂总静脉之间的交通支)，结果结扎组精索静脉血清睾酮水平明显低于假手术对照组L63。还有人认为精索静脉曲张并不影响精子质量与生育能力。国外有人分别在1989年及8年后，对46位男子进行纵向研究，以他们的精液标本(24例为精索静脉曲张者，22例为对照组)进行比较，结果两组精液的技术计数和活动率指标没有明显差异；生育能力方面：精索静脉曲张组已婚的14例有lO例生育，对照组16例有14例生育。故作者认为精索静脉曲张患者精液中精子密度没有下降，精索静结扎术并没有好处。
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