維生素D及氧化應(yīng)激在多囊卵巢綜合征中的作用研究進(jìn)展

周婷婷，談 勇

(1.秦淮區(qū)中醫(yī)醫(yī)院婦科，江蘇 南京 210000；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210000)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS)是育齡期女性最常見(jiàn)的具有高度臨床異質(zhì)性的內(nèi)分泌疾病，發(fā)病率為5%～10%。目前研究認(rèn)為，PCOS是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果[1]，氧化應(yīng)激在PCOS的發(fā)病過(guò)程中扮演重要角色[2]。動(dòng)物研究已經(jīng)證實(shí)，維生素D具有抗氧化作用[3]，而目前臨床關(guān)于維生素D水平與氧化應(yīng)激標(biāo)志物關(guān)系的研究主要集中在糖尿病及心血管疾病方面[4-5]。本文就維生素D及氧化應(yīng)激標(biāo)志物水平與PCOS發(fā)病的關(guān)系進(jìn)行綜述，探討PCOS患者維生素D缺乏對(duì)氧化應(yīng)激狀態(tài)的影響以及可能的作用機(jī)制，為PCOS的臨床治療提供新思路。

1 PCOS與氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激是機(jī)體氧化活性分子生成與抗氧化防御功能之間的平衡失調(diào)狀態(tài)。活性氧(reactive oxygen species，ROS)、活性氮及氧化脂質(zhì)分子等在體內(nèi)堆積，超過(guò)了體內(nèi)抗氧化酶如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、過(guò)氧化氫酶(catalase，CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase，GPx)以及維生素C、維生素E、鋅等非酶類抗氧化物質(zhì)的清除能力，造成氧化應(yīng)激損傷，如脂質(zhì)過(guò)氧化、蛋白質(zhì)失活、DNA羥基化等，使細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)功能損傷甚至死亡[6]。

氧化應(yīng)激不僅在慢性炎癥、腫瘤、老化和各種代謝性疾病中發(fā)揮著重要作用，也與PCOS的發(fā)生、進(jìn)展密切相關(guān)。多項(xiàng)研究提示，PCOS患者血清總氧化態(tài)和氧化損傷指數(shù)以及同型半胱氨酸、丙二醛(malondialdehyde，MDA)、脂質(zhì)過(guò)氧化物(lipid peroxide，LPO)、二甲基精氨酸、蛋白羰基水平均顯著高于健康對(duì)照組，一氧化氮水平略有升高，抗氧化物包括SOD、GPx、CAT、維生素A、對(duì)氧磷酶-1及總抗氧化能力(total antioxidant capacity，TAC)均低于健康對(duì)照組[7-10]。也有研究提出，PCOS患者的SOD表達(dá)水平升高[11]。SOD在竇狀卵泡內(nèi)膜細(xì)胞中發(fā)揮抗氧化作用，PCOS患者因竇狀卵泡數(shù)量較多而使SOD增加，但此結(jié)論仍需要進(jìn)一步研究驗(yàn)證[12]?？傊?，PCOS患者體內(nèi)氧化活性分子增多，抗氧化防御功能相對(duì)不足，產(chǎn)生氧化應(yīng)激。

氧化應(yīng)激可以發(fā)生于正常卵巢周期中各個(gè)階段，卵泡發(fā)育、卵母細(xì)胞成熟、排卵以及卵子受精、著床等均存在氧化與抗氧化的表達(dá)和調(diào)控[13]。PCOS患者氧化與抗氧化失調(diào)打破了卵巢微環(huán)境的生理動(dòng)態(tài)平衡，從而導(dǎo)致排卵障礙、不孕及早期妊娠丟失。從小鼠排卵前卵泡中獲取的卵母細(xì)胞與過(guò)氧化氫培養(yǎng)12 h，成熟卵母細(xì)胞所占百分比顯著減少[14]。在產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)胚胎的卵母細(xì)胞卵泡液和產(chǎn)生劣質(zhì)胚胎的卵母細(xì)胞卵泡液中，ROS和LPO的水平顯著不同[15]。體外受精-胚胎移植成功妊娠的卵母細(xì)胞，其卵冠丘細(xì)胞的SOD活性顯著高于體外受精失敗患者[16]。另外，氧化應(yīng)激還參與胰島素抵抗及高雄激素癥形成過(guò)程。氧化應(yīng)激可激活絲氨酸激酶和還原型輔酶Ⅱ氧化酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)以及通過(guò)激酶/核轉(zhuǎn)錄因子、氨基末端激酶/應(yīng)激活化蛋白激酶、磷脂酰肌醇-3-羥激酶干擾胰島素受體細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路及傳導(dǎo)，抑制肌組織和脂肪細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和氧化，降低胰腺β細(xì)胞敏感性，誘發(fā)胰島素抵抗[17]。而糖脂代謝異常如高血糖、糖基化終末產(chǎn)物又可加速線粒體的自由轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致ROS的產(chǎn)生過(guò)剩[18]。PCOS患者氧化應(yīng)激標(biāo)志物與循環(huán)系統(tǒng)中雄激素水平呈顯著正相關(guān)。過(guò)量雄激素誘導(dǎo)的PCOS大鼠模型以及高雄激素血癥臨床表型的PCOS患者的血清MDA水平均增高[19]。氧化應(yīng)激刺激生成雄激素合成酶的活性，協(xié)同促黃體生成素直接刺激卵巢卵泡膜間質(zhì)細(xì)胞的增殖與雄激素的分泌，形成高雄激素血癥[20]。睪酮?jiǎng)t可通過(guò)活化細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2/核轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路，促進(jìn)小鼠脂肪細(xì)胞炎性因子的分泌和氧化應(yīng)激的發(fā)生[21]。

2 維生素D與PCOS

維生素D作為一種類固醇激素，因其具有調(diào)節(jié)鈣磷代謝、維持骨骼健康的功能而被大眾熟知。維生素D缺乏不僅可引起骨骼疾病，更與許多代謝疾病如血脂異常、高血壓病、糖尿病、抑郁癥以及自身免疫性疾病甚至惡性腫瘤密切相關(guān)。維生素D在人體內(nèi)有2種形式，包括維生素D3(膽鈣化醇)和維生素D2(麥角鈣化醇)，二者在肝臟中通過(guò)25-羥化酶作用轉(zhuǎn)化成25-羥維生素D3，再經(jīng)甲狀旁腺激素促進(jìn)作用，于腎臟近端小管由1-α-羥化酶作用轉(zhuǎn)換為具有活性的維生素D3[1，25-(OH)2D3]。25-羥維生素D3是維生素D在體內(nèi)的主要存在形式，半衰期長(zhǎng)，且不受鈣劑攝入的影響，其水平可以反映人體維生素D的儲(chǔ)存水平，并與維生素D缺乏的臨床癥狀相關(guān)。

約84.3%的PCOS患者體內(nèi)維生素D水平降低，其中67%～85%患者的維生素D處于缺乏狀態(tài)，即血清25-羥維生素D3<20 μg·L-1[22]。維生素D與靶組織上的維生素D受體(vitamin D receptor，VDR)結(jié)合，增加靶細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，促進(jìn)受體底物磷酸化，從而啟動(dòng)胰島素信號(hào)傳導(dǎo)，并可抑制巨噬細(xì)胞釋放促炎因子如腫瘤壞死因子-α(tumour necrosis factor-α，TNF-α)，減少胰島β細(xì)胞凋亡[23]。同時(shí)，維生素D可抑制過(guò)氧化物酶增殖物活化受體γ表達(dá)及部分前脂肪細(xì)胞向脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化而減少脂肪生成，減輕外周胰島素抵抗[24]。因此，維生素D缺乏或不足會(huì)增加胰島素抵抗的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，維生素D缺乏在PCOS患者高雄激素血癥及肥胖的形成過(guò)程中也發(fā)揮作用。PCOS患者中25-羥維生素D3水平與性激素結(jié)合球蛋白呈正相關(guān)，與多毛癥狀評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。對(duì)PCOS伴維生素D缺乏患者補(bǔ)充維生素D治療12周后，總睪酮及雄烯二酮均較治療前明顯降低[25]。肥胖也是PCOS的重要體征之一。肥胖可導(dǎo)致生長(zhǎng)激素分泌減少而抑制1-α-羥化酶的表達(dá)，進(jìn)而引起活性維生素D生成減少[26]。PCOS患者在低熱量飲食調(diào)整后，維生素D水平升高的觀察組體質(zhì)量下降速度快于維生素D水平低的對(duì)照組[27]。另外，維生素D缺乏獨(dú)立于種族差別、肥胖、胰島素抵抗、促排卵方案等因素與生育力、流產(chǎn)相關(guān)[28]。在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中，維生素D缺乏的雌性小鼠80%出現(xiàn)生育能力下降。臨床妊娠者與未妊娠者相比，25-羥維生素D3水平較高[29]。將維生素D應(yīng)用于PCOS不孕癥的治療，可以通過(guò)影響顆粒細(xì)胞的抗苗勒氏管激素信號(hào)及類固醇激素的生成，提高顆粒細(xì)胞對(duì)抗苗勒氏管激素的敏感性，促其分化、發(fā)育，從而有利于卵母細(xì)胞的成熟和排卵，并調(diào)節(jié)與子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)的靶向基因同框源基因HOAX10的表達(dá)而利于胚胎著床[30]。

3 維生素D與氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激與肥胖、胰島素抵抗、高雄激素血癥以及月經(jīng)異常、不孕等生殖、代謝紊亂存在聯(lián)系。而維生素D的缺乏同時(shí)參與了這一系列癥狀的病理過(guò)程。維生素D可以通過(guò)修飾一些抗氧化酶而具有抗氧化性。SAEDISOMEOLIA等[31]首次評(píng)估了糖尿病患者血清維生素D與抗氧化應(yīng)激標(biāo)志物之間的關(guān)系,在糖尿病患者中維生素D可以通過(guò)提高SOD含量減少氧化應(yīng)激而控制血糖。而目前有關(guān)PCOS患者的臨床研究數(shù)據(jù)比較有限。維生素D嚴(yán)重缺乏的PCOS患者的氧化應(yīng)激標(biāo)志物均值高于維生素D不足患者[32]。PCOS患者在補(bǔ)充維生素D和維生素E后血清MDA水平顯著降低，血清TAC水平顯著升高[33]。維生素D聯(lián)合鈣劑輔助干預(yù)PCOS患者，結(jié)果顯示，治療后患者的CAT、GPx、SOD水平明顯高于治療前，LPO、MDA水平明顯低于治療前，且加用維生素D組比單純鈣劑更有效[34]。

維生素D缺乏與氧化應(yīng)激的相互作用機(jī)制目前尚不完全清楚，考慮可能與以下2個(gè)方面相關(guān)：(1)維生素D受體基因的多態(tài)性。1,25-(OH)2D3通過(guò)與VDR特異性結(jié)合作用于靶組織而發(fā)揮生物效應(yīng)，VDR基因的變異可能影響維生素D3生物效應(yīng)的發(fā)揮。人VDR基因位于12q13，由9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子組成，存在多個(gè)限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)，其中Bsm I、Apal I、Taq I和Fok I為4個(gè)常見(jiàn)的位點(diǎn)，位于第8內(nèi)含子的第9外顯子的轉(zhuǎn)錄起始位。一般用b、a、t、f表示存在這4種內(nèi)切酶的多態(tài)位點(diǎn)，B、A、T、F表示缺乏。VDR基因調(diào)控著200多個(gè)基因，并通過(guò)與類視黃醇X受體形成異二聚體介導(dǎo)維生素D對(duì)基因表達(dá)的影響。1,25(OH)2D3與VDR結(jié)合以發(fā)揮其生物學(xué)功能。更高的VDR水平會(huì)導(dǎo)致維生素D依賴的轉(zhuǎn)錄激活增加。近年來(lái),關(guān)于VDR基因與PCOS之間關(guān)系的研究已經(jīng)取得一定進(jìn)展。VDR基因Bsm I、Apa I與PCOS發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，其中Bb和 Aa基因型是PCOS敏感性降低的標(biāo)志物，AA和BB基因型患者血糖水平低于對(duì)照組[35]。FF基因型患者比Ff或ff基因型患者具有更高的胰島素水平及胰島素抵抗。攜帶bb或TT基因型患者比BB/Bb或Tt/tt患者具有更高的25-羥維生素D3水平[36]。一項(xiàng)關(guān)于VDR基因Apa I多態(tài)性與PCOS代謝綜合征的橫斷面研究指出，CC基因型與PCOS的代謝紊亂以及單純血壓、膽固醇、低密度脂蛋白相關(guān)。另外，與無(wú)代謝綜合征的PCOS患者相比，合并代謝綜合征的PCOS患者維生素D水平更低[37]。VDR基因多態(tài)性可能通過(guò)影響胰島素信號(hào)通路而在PCOS發(fā)病機(jī)制中起一定作用[38]。綜上所述，Bsm I、Apa I與PCOS相關(guān)，其等位基因的多態(tài)性影響維生素D的水平，與高血糖、胰島素抵抗、血脂異常等相關(guān)。而這些代謝紊亂均會(huì)增加氧化應(yīng)激。動(dòng)物研究證實(shí)，維生素D通過(guò)激動(dòng)VDR抑制高糖環(huán)境下Pin1蛋白表達(dá)和活性增加及p66Shc的線粒體轉(zhuǎn)位，減少ROS生成[39]。也有研究提出，1,25-(OH)2D3可能通過(guò)VDR介導(dǎo)的途徑來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)線粒體解偶聯(lián)蛋白的表達(dá)并抑制高糖誘導(dǎo)下的氧化應(yīng)激反應(yīng)[40]。(2)慢性炎癥反應(yīng)。維生素D與炎癥反應(yīng)息息相關(guān)。維生素D促進(jìn)單核細(xì)胞分化為巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，是非特異性免疫系統(tǒng)的第1道防線，在免疫激活和炎癥中發(fā)揮作用。維生素D還可以通過(guò)增加抑制蛋白的表達(dá)而抑制核轉(zhuǎn)錄因子的活性，減少TNF-α、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-6的產(chǎn)生，并通過(guò)作用于核轉(zhuǎn)錄因子信號(hào)通路抑制促炎癥趨化因子如單核細(xì)胞趨化蛋白-1、IL-8的產(chǎn)生。維生素D缺乏患者的血清促炎細(xì)胞因子水平較高[41]。而ROS是炎癥反應(yīng)的效應(yīng)器，添加炎性因子IL-1、IL-6、TNF-α后體外培養(yǎng)顆粒細(xì)胞，結(jié)果顯示，炎性因子處理組顆粒細(xì)胞中 ROS水平均顯著高于對(duì)照組[42]。炎性因子通過(guò)影響脂肪合成、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致過(guò)剩的糖類物質(zhì)和游離脂肪酸氧化產(chǎn)生ROS，引發(fā)氧化應(yīng)激。同時(shí)高炎癥狀態(tài)影響線粒體正常呼吸功能，導(dǎo)致 ROS 累積[43]。ROS在體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多，上調(diào)與炎性反應(yīng)相關(guān)的多種基因，增加炎性因子如黏附分子、IL-8及TNF-α的表達(dá)，加重炎癥反應(yīng)。炎性因子與氧化應(yīng)激相互影響，形成惡性循環(huán)。

4 結(jié)語(yǔ)

PCOS作為一種臨床常見(jiàn)的內(nèi)分泌代謝疾病，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，目前其病因尚不明確，臨床尚無(wú)有效的治愈方案[44]，以對(duì)癥治療為主。PCOS的臨床管理不僅需要關(guān)注月經(jīng)異常、生殖障礙，也需要隨訪觀察與糖尿病、代謝綜合征、心血管疾病等發(fā)病密切相關(guān)的生理指標(biāo)，建立長(zhǎng)期的健康管理策略，做到疾病治療與并發(fā)癥預(yù)防相結(jié)合。PCOS患者具有較高水平的氧化應(yīng)激狀態(tài)，維生素 D 不足也是導(dǎo)致PCOS的危險(xiǎn)因素之一。補(bǔ)充維生素D治療PCOS受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。維生素D不僅可以改善胰島素抵抗、高雄激素血癥及肥胖，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，更可能通過(guò)激動(dòng)維生素D受體減輕炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)氧化與抗氧化的生理動(dòng)態(tài)平衡，對(duì)卵巢功能和生育力乃至糖尿病、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病、高血壓等遠(yuǎn)期并發(fā)癥的防治產(chǎn)生影響，而且相比其他藥物具有更高的依從性。既往的研究多關(guān)注于維生素D與PCOS或者氧化應(yīng)激與PCOS之間的關(guān)系，對(duì)三者之間相互關(guān)系的研究尚少，要具體了解三者間相互作用的機(jī)制，有賴于在今后的前瞻性臨床及實(shí)驗(yàn)研究中加以完善，為PCOS的防治提供新途徑。