氧化應(yīng)激在不孕癥中的研究進(jìn)展

李小松綜述，秦　永審校（黔江區(qū)中心醫(yī)院婦科，重慶409000）

氧化應(yīng)激在不孕癥中的研究進(jìn)展

李小松綜述，秦永△審校（黔江區(qū)中心醫(yī)院婦科，重慶409000）

應(yīng)激；自由基；不育，女（雌）性/病因?qū)W；活性氧；子宮內(nèi)膜異位癥；綜述

不孕癥是育齡夫婦生殖健康的重大不良事件之一，是一種由多種因素導(dǎo)致的生育障礙狀態(tài)，由生物學(xué)、環(huán)境、社會等各方面因素共同作用所致。不孕癥不同于臨床其他器質(zhì)性疾病，由于生理、心理等因素并存，常給家庭、社會造成嚴(yán)重影響，已成為影響全球育齡夫婦的人口學(xué)問題，受到全世界廣泛關(guān)注。氧化應(yīng)激（oxidation stress，OS）作為機體氧化還原反應(yīng)失衡的直接結(jié)局，在機體炎癥、腫瘤、老化和各種代謝性疾病中發(fā)揮著重要作用，在女性生殖系統(tǒng)健康中也扮演著重要角色［1］?，F(xiàn)將OS在不孕癥發(fā)生的相關(guān)因素中的作用機制綜述如下。

1　OS

氧氣是機體必不可少的生存元素，呼吸、循環(huán)系統(tǒng)均以氧氣供給為中心，然而氧氣在機體內(nèi)的某些代謝產(chǎn)物或衍生物卻可損傷機體。由于氧氣的這些次級產(chǎn)物具有較強活性作用，甚至比氧更為活潑的氧化性，因此，統(tǒng)稱為活性氧（reactive oxygen species，ROS）。機體在正常生理狀態(tài)下有氧代謝可產(chǎn)生高活性促氧化分子基團(tuán)——自由基包括ROS和活性氮（reactive nitrogen species，RNS）。這些基團(tuán)以其強大的氧化作用在機體內(nèi)參與了多種重要的生理生化過程，如代謝、合成與分解、解毒及免疫防御過程等，甚至可作為信使分子參與多種信號傳導(dǎo)通路［2］。生理生化過程中常見的一些活性分子分別屬于不同的自由基團(tuán)，如過氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）、羥自由基和超氧陰離子自由基（superoxide anion，O2-）等均是常見的ROS；而過氧化亞硝酸鹽、一氧化氮和二氧化氮等則屬于RNS。機體內(nèi)有此強大的氧化體系，自然同時存在著與之抗衡的抗氧化體系，二者此消彼長，在平衡狀態(tài)下共同維持機體健康。機體內(nèi)常見抗氧化物包括酶類抗氧化物，如谷胱甘肽過氧化物酶和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD），以及非酶類抗氧化劑包括維生素類（維生素C/E）、亞牛磺酸和胡蘿卜素等［3］。機體在正常狀態(tài)下自由基的產(chǎn)生和消除或自由基與抗氧化劑處于動態(tài)平衡中，一旦平衡被打破，且長時間不能恢復(fù)，如機體自由基產(chǎn)生過多或抗氧化能力降低則可產(chǎn)生OS，進(jìn)而引起細(xì)胞內(nèi)生化過程異常（如糖化、氧化作用），亞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)損傷（如核膜、線粒體膜等脂質(zhì)損傷）、遺傳物質(zhì)（如DNA）折疊與修復(fù)異常，以及蛋白質(zhì)過氧化等反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，甚至壞死，如損傷得不到控制則可導(dǎo)致組織、器官功能異常和疾病的發(fā)生。

2　不孕癥

由于不孕癥病因復(fù)雜，不僅可能與夫婦雙方相關(guān)，且存在相當(dāng)比例的患者為不明原因的原發(fā)性不孕癥，因此，目前關(guān)于不孕癥的定義，在國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。世界衛(wèi)生組織（world health organization，WHO）曾在1975年的相關(guān)規(guī)定中明確：排除男女雙方不愿生育情況下，若其同居2年以上、有正常性生活、且未采取避孕措施仍未能受孕者稱為不孕癥；1994年將時間改為1年。我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷完善中，在2015年最新的第3版《婦產(chǎn)科學(xué)（八年制）》教材中不孕癥定義為凡婚后未避孕、有正常性生活、夫妻同居1年而未受孕者稱為不孕癥［4］。在此情況下不孕癥的流行病學(xué)數(shù)據(jù)國內(nèi)外不同地區(qū)差異較大，其發(fā)生率與多種因素相關(guān)，除臨床標(biāo)準(zhǔn)的差異外，還與當(dāng)?shù)孛褡辶?xí)俗、文化、衛(wèi)生及社會發(fā)展等因素有關(guān)。WHO在20世紀(jì)90年代的數(shù)據(jù)顯示，全球不孕癥發(fā)病率達(dá)10%～15%。目前，在美國15～44歲育齡女性中據(jù)估計約有12%女性曾尋求過不孕相關(guān)服務(wù)［咨詢和（或）治療］，即大約有740萬美國女性及其伴侶正遭受不孕相關(guān)問題的困擾［5］。

3　OS與不孕癥

3.1OS與多囊卵巢綜合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）PCOS是生殖、內(nèi)分泌領(lǐng)域一種常見的內(nèi)分泌及代謝紊亂性疾病，主要以雄性激素過高的臨床或生化表現(xiàn)、稀發(fā)排卵或無排卵、卵巢多囊樣改變?yōu)樘卣鞯牟∽儭Ｄ壳?，PCOS的病因和發(fā)病機制尚未明確，但廣泛認(rèn)為，胰島素抵抗（insulin resistance，IR）和高雄激素血癥是PCOS的重要病理生理變化。IR可直接或間接促使促性腺激素分泌及刺激卵巢卵泡膜細(xì)胞產(chǎn)生過多雄激素，同時，高雄激素水平可抑制胰島素與靶組織的結(jié)合，直接影響肌組織對糖的攝取和利用而加重IR，參與了PCOS的發(fā)生、發(fā)展。眾所周知，糖作為機體重要的能源物質(zhì)之一，在機體內(nèi)發(fā)生氧化過程從而釋放能量，因此，糖的攝取與利用離不開氧的參與，而已有研究發(fā)現(xiàn)，在人類血漿中OS標(biāo)志物與IR損傷程度密切相關(guān)［6］。此外，在PCOS患者常見的高血糖、血脂異常等情況下機體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、糖基化終末產(chǎn)物和脂質(zhì)過氧化等過剩均可導(dǎo)致ROS產(chǎn)生過?；蚪档鸵葝u素生物學(xué)效應(yīng)［7］。表明OS或許通過IR在PCOS中發(fā)揮重要作用。另外，睪酮和雄烯二酮可直接參與調(diào)節(jié)ROS的產(chǎn)生，而雄激素過剩是PCOS的基礎(chǔ)特征之一。OS可刺激產(chǎn)生雄激素的卵巢類固醇合成酶的活性，而抗氧化劑，如他汀類藥物可抑制其活性。在PCOS婦女卵巢組織中可觀察到巨噬細(xì)胞的侵犯，而葡萄糖可激活多囊卵巢組織中單核細(xì)胞并產(chǎn)生OS，導(dǎo)致局部發(fā)生炎性反應(yīng)，進(jìn)一步參與了卵巢組織中雄激素分泌的異常調(diào)節(jié)過程；此外，卵巢組織中卵泡膜細(xì)胞含有胰島素受體，OS在IR過程中可使其產(chǎn)生過量雄激素，參與高雄激素血癥的發(fā)生［8］。

3.2OS與子宮內(nèi)膜異位癥（endometriosis，EM）伴不孕EM是導(dǎo)致女性不孕的常見原因之一，EM與不孕癥均為多因素疾病，發(fā)病機制不明確；EM伴不孕是臨床中讓人棘手的問題。OS在EM伴不孕的發(fā)病機制中具有一定作用。ROS促進(jìn)子宮內(nèi)膜細(xì)胞在腹腔中的生長和黏附，可導(dǎo)致EM及不孕的發(fā)生［9］。Mollace等［10］發(fā)現(xiàn)，EM患者腹腔液中的腹膜間皮細(xì)胞和子宮內(nèi)膜細(xì)胞可產(chǎn)生氧化性低密度脂蛋白與單核細(xì)胞趨化蛋白-1，加上炎性反應(yīng)過程中的生長因子、細(xì)胞因子和趨化因子等的分泌，在腹腔液中形成促氧化環(huán)境，激活巨噬細(xì)胞功能，參與異位內(nèi)膜的生長。另外還發(fā)現(xiàn)，EM患者在位內(nèi)膜與異位內(nèi)膜中抗氧化酶、黃嘌呤氧化酶、NOS、SOD均呈過表達(dá)狀態(tài)［11］；EM患者腹腔液中抗氧化劑含量下降，OS過程活躍。因此，研究EM患者血清、腹腔液及內(nèi)膜組織中OS標(biāo)志物的變化，也許可進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)EM及不孕癥的發(fā)病機制與相互關(guān)系。

3.3OS與生殖道炎癥由于女性生理結(jié)構(gòu)的自身特點，女性生殖道易發(fā)生炎癥。生殖道炎癥導(dǎo)致陰道微環(huán)境異常，發(fā)生炎性反應(yīng)，不僅使女性自覺外陰瘙癢、白帶異常，給生活帶來不便，也會使精子存活力下降，影響受孕。炎癥逆行蔓延，易發(fā)生盆腔炎性疾病，進(jìn)一步導(dǎo)致妊娠率下降?，F(xiàn)國內(nèi)外已有多項研究表明，OS參與了生殖道炎性反應(yīng)過程。郭紅宇［12］研究了陰道炎患者陰道內(nèi)環(huán)境中OS的狀況，結(jié)果表明，陰道炎患者陰道分泌物中丙二醛（malondialdehyde，MDA）和H2O2水平顯著高于健康女性，且陰道分泌物中過氧化氫酶（catalase，CAT）、SOD活性及維生素C水平顯著降低。MDA是脂質(zhì)過氧化物的下游產(chǎn)物，常被用作脂質(zhì)氧化損傷的分子標(biāo)記物；CAT、SOD均為抗氧化酶，可維持細(xì)胞中必要的ROS最低水平，被認(rèn)為是機體組織細(xì)胞維持自穩(wěn)的必要成分［13］。Song等［14］認(rèn)為，陰道炎性損傷的早期過程中抗氧化因子——SOD、CAT、維生素C等參與了脂質(zhì)過氧化物的滅活和降解。而在滴蟲性陰道炎患者中單核巨噬細(xì)胞一氧化氮和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶表達(dá)明顯上調(diào)［15］，二者均為OS的中樞分子。此外，Pabon等［16］進(jìn)行的隨機臨床試驗證實，治療過程中維生素C的添加可提高陰道炎療效，進(jìn)一步表明了OS在生殖道炎癥中的重要作用。因此，OS調(diào)節(jié)紊亂可能通過生殖道炎癥的加重或蔓延，進(jìn)而導(dǎo)致不孕癥的發(fā)生。

3.4OS與精子和卵細(xì)胞動物在受精前精子通過一系列的生化反應(yīng)發(fā)生獲能和頂體反應(yīng)，精子活力產(chǎn)生巨大變化，為受精做充足準(zhǔn)備。這些變化是O2-和H2O2導(dǎo)致的氧化過程的一部分。有研究表明，人精子在獲能時可觀察到質(zhì)膜上的NADPH氧化酶活性增高，O2-相應(yīng)地有所增加，當(dāng)加入SOD去除O2-后則未能觀察到精子獲能［17］；相反如果在精液中加入外源性O(shè)2-，精子獲能率則可明顯增加［18］。表明O2-是精子獲能過程所必需的。雖然ROS可能參與了精子的正常生理過程，但如ROS產(chǎn)生過量，發(fā)生了OS，又會顯著降低精子的運動能力［19］；這一過程可能與ROS影響了精子膜流動性有關(guān)。此外，OS還可能與精子內(nèi)遺傳物質(zhì)損傷有關(guān)。臨床研究發(fā)現(xiàn)，在不育男性中精液ROS水平較高者DNA斷裂的比例更顯著；在體外培養(yǎng)的精子中額外加入ROS可觀察到DNA片段明顯增多，而加入抗氧化劑預(yù)處理后DNA損傷減少［20］。卵巢排出優(yōu)勢卵泡時在卵泡內(nèi)蛋白溶酶、前列腺素等的作用下局部發(fā)生劇烈的OS反應(yīng)，最終成功排出卵細(xì)胞。事實上在卵泡發(fā)育過程中也少不了ROS的作用，然而如果氧化-抗氧化平衡被打破，過量ROS則可導(dǎo)致卵母細(xì)胞減數(shù)分裂異常，出現(xiàn)停滯，甚至降解，發(fā)生凋亡［21］。當(dāng)腹腔因EM或炎癥等發(fā)生嚴(yán)重OS時可損傷卵細(xì)胞和精子DNA，從而使受孕失?。患词钩晒κ茉?，異常的OS也可導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致著床失敗、流產(chǎn)、胎盤受損及先天性發(fā)育異常等［22］。

4　小　結(jié)

不孕癥是一種多因素生育障礙狀態(tài)，對家庭、社會均有重大影響。排卵障礙（如PCOS）、盆腔環(huán)境改變（如EM）、生殖道炎癥及精子/卵細(xì)胞活力降低等均可導(dǎo)致不孕癥的發(fā)生，OS在不孕癥上述各方面均發(fā)揮了重要作用。然而OS是機體正常生理過程的重要環(huán)節(jié)之一，表明不孕癥或有更深入的機制有待于進(jìn)一步研究，在不孕癥治療方面OS的狀態(tài)及水平值得關(guān)注。OS或許是上述各種不同導(dǎo)致不孕癥的因素中的重要共性之一，從OS與不孕癥的關(guān)系出發(fā)或許可獲得全新的視角。

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2016-04-18）