李小松综述，秦　永审校（黔江区中心医院妇科，重庆409000）

氧化应激在不孕症中的研究进展

李小松综述，秦永△审校（黔江区中心医院妇科，重庆409000）

应激；自由基；不育，女（雌）性/病因学；活性氧；子宫内膜异位症；综述

不孕症是育龄夫妇生殖健康的重大不良事件之一，是一种由多种因素导致的生育障碍状态，由生物学、环境、社会等各方面因素共同作用所致。不孕症不同于临床其他器质性疾病，由于生理、心理等因素并存，常给家庭、社会造成严重影响，已成为影响全球育龄夫妇的人口学问题，受到全世界广泛关注。氧化应激（oxidation stress，OS）作为机体氧化还原反应失衡的直接结局，在机体炎症、肿瘤、老化和各种代谢性疾病中发挥着重要作用，在女性生殖系统健康中也扮演着重要角色［1］。现将OS在不孕症发生的相关因素中的作用机制综述如下。

1　OS

氧气是机体必不可少的生存元素，呼吸、循环系统均以氧气供给为中心，然而氧气在机体内的某些代谢产物或衍生物却可损伤机体。由于氧气的这些次级产物具有较强活性作用，甚至比氧更为活泼的氧化性，因此，统称为活性氧（reactive oxygen species，ROS）。机体在正常生理状态下有氧代谢可产生高活性促氧化分子基团——自由基包括ROS和活性氮（reactive nitrogen species，RNS）。这些基团以其强大的氧化作用在机体内参与了多种重要的生理生化过程，如代谢、合成与分解、解毒及免疫防御过程等，甚至可作为信使分子参与多种信号传导通路［2］。生理生化过程中常见的一些活性分子分别属于不同的自由基团，如过氧化氢（hydrogen peroxide，H2O2）、羟自由基和超氧阴离子自由基（superoxide anion，O2-）等均是常见的ROS；而过氧化亚硝酸盐、一氧化氮和二氧化氮等则属于RNS。机体内有此强大的氧化体系，自然同时存在着与之抗衡的抗氧化体系，二者此消彼长，在平衡状态下共同维持机体健康。机体内常见抗氧化物包括酶类抗氧化物，如谷胱甘肽过氧化物酶和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD），以及非酶类抗氧化剂包括维生素类（维生素C/E）、亚牛磺酸和胡萝卜素等［3］。机体在正常状态下自由基的产生和消除或自由基与抗氧化剂处于动态平衡中，一旦平衡被打破，且长时间不能恢复，如机体自由基产生过多或抗氧化能力降低则可产生OS，进而引起细胞内生化过程异常（如糖化、氧化作用），亚细胞器结构损伤（如核膜、线粒体膜等脂质损伤）、遗传物质（如DNA）折叠与修复异常，以及蛋白质过氧化等反应，从而导致细胞凋亡，甚至坏死，如损伤得不到控制则可导致组织、器官功能异常和疾病的发生。

2　不孕症

由于不孕症病因复杂，不仅可能与夫妇双方相关，且存在相当比例的患者为不明原因的原发性不孕症，因此，目前关于不孕症的定义，在国内外尚无统一的标准。世界卫生组织（world health organization，WHO）曾在1975年的相关规定中明确：排除男女双方不愿生育情况下，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称为不孕症；1994年将时间改为1年。我国相关标准也在不断完善中，在2015年最新的第3版《妇产科学（八年制）》教材中不孕症定义为凡婚后未避孕、有正常性生活、夫妻同居1年而未受孕者称为不孕症［4］。在此情况下不孕症的流行病学数据国内外不同地区差异较大，其发生率与多种因素相关，除临床标准的差异外，还与当地民族习俗、文化、卫生及社会发展等因素有关。WHO在20世纪90年代的数据显示，全球不孕症发病率达10%～15%。目前，在美国15～44岁育龄女性中据估计约有12%女性曾寻求过不孕相关服务［咨询和（或）治疗］，即大约有740万美国女性及其伴侣正遭受不孕相关问题的困扰［5］。

3　OS与不孕症

3.1OS与多囊卵巢综合征（polycystic ovary syndrome，PCOS）PCOS是生殖、内分泌领域一种常见的内分泌及代谢紊乱性疾病，主要以雄性激素过高的临床或生化表现、稀发排卵或无排卵、卵巢多囊样改变为特征的病变。目前，PCOS的病因和发病机制尚未明确，但广泛认为，胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）和高雄激素血症是PCOS的重要病理生理变化。IR可直接或间接促使促性腺激素分泌及刺激卵巢卵泡膜细胞产生过多雄激素，同时，高雄激素水平可抑制胰岛素与靶组织的结合，直接影响肌组织对糖的摄取和利用而加重IR，参与了PCOS的发生、发展。众所周知，糖作为机体重要的能源物质之一，在机体内发生氧化过程从而释放能量，因此，糖的摄取与利用离不开氧的参与，而已有研究发现，在人类血浆中OS标志物与IR损伤程度密切相关［6］。此外，在PCOS患者常见的高血糖、血脂异常等情况下机体内质网应激、糖基化终末产物和脂质过氧化等过剩均可导致ROS产生过剩或降低胰岛素生物学效应［7］。表明OS或许通过IR在PCOS中发挥重要作用。另外，睾酮和雄烯二酮可直接参与调节ROS的产生，而雄激素过剩是PCOS的基础特征之一。OS可刺激产生雄激素的卵巢类固醇合成酶的活性，而抗氧化剂，如他汀类药物可抑制其活性。在PCOS妇女卵巢组织中可观察到巨噬细胞的侵犯，而葡萄糖可激活多囊卵巢组织中单核细胞并产生OS，导致局部发生炎性反应，进一步参与了卵巢组织中雄激素分泌的异常调节过程；此外，卵巢组织中卵泡膜细胞含有胰岛素受体，OS在IR过程中可使其产生过量雄激素，参与高雄激素血症的发生［8］。

3.2OS与子宫内膜异位症（endometriosis，EM）伴不孕EM是导致女性不孕的常见原因之一，EM与不孕症均为多因素疾病，发病机制不明确；EM伴不孕是临床中让人棘手的问题。OS在EM伴不孕的发病机制中具有一定作用。ROS促进子宫内膜细胞在腹腔中的生长和黏附，可导致EM及不孕的发生［9］。Mollace等［10］发现，EM患者腹腔液中的腹膜间皮细胞和子宫内膜细胞可产生氧化性低密度脂蛋白与单核细胞趋化蛋白-1，加上炎性反应过程中的生长因子、细胞因子和趋化因子等的分泌，在腹腔液中形成促氧化环境，激活巨噬细胞功能，参与异位内膜的生长。另外还发现，EM患者在位内膜与异位内膜中抗氧化酶、黄嘌呤氧化酶、NOS、SOD均呈过表达状态［11］；EM患者腹腔液中抗氧化剂含量下降，OS过程活跃。因此，研究EM患者血清、腹腔液及内膜组织中OS标志物的变化，也许可进一步发现EM及不孕症的发病机制与相互关系。

3.3OS与生殖道炎症由于女性生理结构的自身特点，女性生殖道易发生炎症。生殖道炎症导致阴道微环境异常，发生炎性反应，不仅使女性自觉外阴瘙痒、白带异常，给生活带来不便，也会使精子存活力下降，影响受孕。炎症逆行蔓延，易发生盆腔炎性疾病，进一步导致妊娠率下降。现国内外已有多项研究表明，OS参与了生殖道炎性反应过程。郭红宇［12］研究了阴道炎患者阴道内环境中OS的状况，结果表明，阴道炎患者阴道分泌物中丙二醛（malondialdehyde，MDA）和H2O2水平显著高于健康女性，且阴道分泌物中过氧化氢酶（catalase，CAT）、SOD活性及维生素C水平显著降低。MDA是脂质过氧化物的下游产物，常被用作脂质氧化损伤的分子标记物；CAT、SOD均为抗氧化酶，可维持细胞中必要的ROS最低水平，被认为是机体组织细胞维持自稳的必要成分［13］。Song等［14］认为，阴道炎性损伤的早期过程中抗氧化因子——SOD、CAT、维生素C等参与了脂质过氧化物的灭活和降解。而在滴虫性阴道炎患者中单核巨噬细胞一氧化氮和诱导型一氧化氮合酶表达明显上调［15］，二者均为OS的中枢分子。此外，Pabon等［16］进行的随机临床试验证实，治疗过程中维生素C的添加可提高阴道炎疗效，进一步表明了OS在生殖道炎症中的重要作用。因此，OS调节紊乱可能通过生殖道炎症的加重或蔓延，进而导致不孕症的发生。

3.4OS与精子和卵细胞动物在受精前精子通过一系列的生化反应发生获能和顶体反应，精子活力产生巨大变化，为受精做充足准备。这些变化是O2-和H2O2导致的氧化过程的一部分。有研究表明，人精子在获能时可观察到质膜上的NADPH氧化酶活性增高，O2-相应地有所增加，当加入SOD去除O2-后则未能观察到精子获能［17］；相反如果在精液中加入外源性O2-，精子获能率则可明显增加［18］。表明O2-是精子获能过程所必需的。虽然ROS可能参与了精子的正常生理过程，但如ROS产生过量，发生了OS，又会显著降低精子的运动能力［19］；这一过程可能与ROS影响了精子膜流动性有关。此外，OS还可能与精子内遗传物质损伤有关。临床研究发现，在不育男性中精液ROS水平较高者DNA断裂的比例更显著；在体外培养的精子中额外加入ROS可观察到DNA片段明显增多，而加入抗氧化剂预处理后DNA损伤减少［20］。卵巢排出优势卵泡时在卵泡内蛋白溶酶、前列腺素等的作用下局部发生剧烈的OS反应，最终成功排出卵细胞。事实上在卵泡发育过程中也少不了ROS的作用，然而如果氧化-抗氧化平衡被打破，过量ROS则可导致卵母细胞减数分裂异常，出现停滞，甚至降解，发生凋亡［21］。当腹腔因EM或炎症等发生严重OS时可损伤卵细胞和精子DNA，从而使受孕失败；即使成功受孕，异常的OS也可导致细胞凋亡，导致着床失败、流产、胎盘受损及先天性发育异常等［22］。

4　小　结

不孕症是一种多因素生育障碍状态，对家庭、社会均有重大影响。排卵障碍（如PCOS）、盆腔环境改变（如EM）、生殖道炎症及精子/卵细胞活力降低等均可导致不孕症的发生，OS在不孕症上述各方面均发挥了重要作用。然而OS是机体正常生理过程的重要环节之一，表明不孕症或有更深入的机制有待于进一步研究，在不孕症治疗方面OS的状态及水平值得关注。OS或许是上述各种不同导致不孕症的因素中的重要共性之一，从OS与不孕症的关系出发或许可获得全新的视角。

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2016-04-18）