ABD活性因子在氧化应激和不育症中作用的研究进展

作者：Oywope Adeoye,Johnson Olawwmi,Adeleke  Opeyemi,Oyewopo  Christiania

1. 尼日利亚，Kwara州，ILroin大学，健康科学学院解剖科。

2. 尼日利亚Osogbo,  OSUN州大学，健康科学学院解剖科。

3. 尼日利亚，Kwara州，Ilorin专科医院解剖科。

摘要

不孕症是一个影响全球的健康问题，是已婚夫妇最大的压力之一。虽然不会致命，但会带来心理创伤。不孕症可能由各种原因引起，有时不知原因。氧化应激源于活性氧（ROS）和保护性抗氧化剂之间的不平衡，影响着男性和女性的整个生殖寿命。ROS可调节细胞功能，氧化应激可干扰细胞内环境，导致病变细胞或危及细胞存活。在正常条件下，抗氧化剂的作用是阻止自由基的产生，清除已存在的自由基，帮助修复受自由基损害的细胞。在可控的状态下，氧化应激促进某些生理生殖功能，但在高水平后，它参与了生殖道的病理过程，导致不孕和不良妊娠结局。高水平的自由基和低水平的抗氧化剂会导致不孕，治疗主要是用增加抗氧化剂直接提高生殖系统的抵抗能力。谷胱甘肽（GSH）是天然的抗氧化剂，它可以帮助其他抗氧化剂工作，GSH可以出现在男性和女性的结合体，而且程度相差很大。而ABD活性因子作为一种谷胱甘肽前体物，半胱氨酸的天然来源，可有效促进细胞内谷胱甘肽合成。这个研究主要是研究氧化应激在男性不孕和女性不孕中的作用，以及GSH在不孕症的作用。

关键词：不孕、氧化应激、谷胱甘肽、自由基。

介绍

不孕症是个大问题，也是已婚夫妇最严重压力问题之一。虽然它不会致命，但会带来严重的心理创伤。不孕症是由不同原因引起。它可能是单方原因或双方都有原因导致不孕。大约20%是双方都有问题，15%是任何一个伴侣都没有发现不孕的原因，这被称为不明原因的不孕。男女因素共同作用的因素占20~30%，如果标准检查的结果是正常的，那么诊断就是不明原因式特发性不孕症。许多妇女被诊断不孕的原因是：不规则排卵，子宫内膜异位和输卵管堵塞，而许多男性普遍不孕的原因的是精子缺少症。氧化应激在这里起了很大的作用，占15%的伴侣受到影响。

氧化应激，引发自由基与抗氧化剂之间的不平衡，影响了男女的生殖系统。自由基在生理过程中扮演了一个重要的角色，过度的不可受控制的自由基水平可能导致生殖系统的病理过程。自由基可以调节细胞功能，氧化应激打乱细胞内环境，导致细胞受损，威胁细胞生存的环境。在正常状况下，抗氧化剂可以阻止氧化自由基的生存，消除已存在的自由基和修复细胞。

GSH是抗氧化剂之父，最强解毒剂和免疫系统平衡剂。它是内源性的抗氧化剂，直接参与中和自由基和氧自由剂，保护外源性抗氧化剂如维生素C和维生素E，不让他们减少。ABD活性因子作为一种谷胱甘肽（glutathi-one，GSH）前体物，半胱氨酸的天然来源，可有效促进细胞内谷胱甘肽合成，提升细胞GSH 含量。另外ABD 活性因子是采用低温萃取技术从牛乳中获得保留了生物活性的乳清蛋白，它还是一种能有效改善患者营养状态的优质蛋白质。ABD活性因子作为胱甘肽前体物可能是不孕不育辅助治疗的一种安全有效的方式。

本文综述了氧化应激在男性和女性不孕不育症中的作用，以及GSH在不孕不育症中的抗氧化作用。

氧化应激与不孕症

不孕症是指一年未采取任何避孕措施，性生活正常而没有成功妊娠，它也包括流产。世界卫生组织估计全球生育年龄夫妇中有8-12%不能怀孕，差不多影响了5千万~8千万夫妇，其中3千万在非洲。据推断尼日利亚有3百万~4百万的夫妇受到影响。虽然不孕不育不会危害生命，它被描述为一个可以激进改变生活的问题，因为它会带来严重的心理创伤。不孕症在非洲撒哈拉地区发生率有20~40%。虽然非洲社会文化认为是女性造成，其实是男性和女性都有问题。

氧化应激影响了受精体的质量和它们互相作用的方式。氧化应激是由于有氧代谢产生的自由基和抗氧化剂之间的不平衡。自由基如活性氧能影响卵泡、精子，胚胎以及它们的生存的环境。与卵泡液，精子、腹膜液有关的微环境直接影响着卵泡的质量、精子卵子相互作用和精子激活卵子，着床和早期胚胎的发育，氧化应激影响早期胚胎的发育，从而影响怀孕率，不孕症是一个大问题，氧化应激被认为是一个致病因素。

氧化应激与男性不育

六对夫妇里至少有一对夫妻患有不孕不育，男性因素不育占30%。在尼日利亚，虽然地区不同，但男性因素占所有不孕不育比例的40%-50%。男性因素不育症最常见的因素定义为精子功能障碍。在25~40%男性不孕症的精子中检测出高水平的活性氧生物标志物，这可能意味着活性氧要对此负责，也可能是个人原因，来自异常或不正常的精子和白细胞中的活性氧过量。

精子易受活性氧攻击，因为精子的细胞质含有大量的多不饱和脂肪酸，导致精子活力下降，可能是细胞内能量快速下降，引起轴丝损伤，精子活力下降，中段形成缺陷增加，使得精子的能力和个体反应下降。精子膜的脂质过氧化使活性氧诱导精子损伤的关键机制，导致了不育。

 精液中活性氧的过多产生，可以导致不育。过氧化氢是人类精子中主要的活性氧产物。中等浓度的过氧化氢不会影响精子的活力，但会使精子不流动，主要是通过细胞内能量下降，以及后来的精子轴丝蛋白中磷酸比下降。高浓度的过氧化氢诱导脂质过氧化，导致细胞死亡。

一项研究报告表明，不育男性精液中的抗氧化物水平与精液中精子的质量呈负相关。然而，不育男性精液中检测到的ROS水平更可能是ROS生成增加的结果，而不是精浆抗氧化能力降低的结果。几乎每个人的精液都会有潜在的活性氧，如白细胞和异常精子受到污染。因此一些精子会产生氧化损伤和部分功能丧失。因此，活性氧对男性不育的影响是程度问题而不是病理的存在或缺失。

氧化应激与女性不孕

女性不孕估计影响着4800万妇女，患病率最高是南亚妇女，非洲撒哈拉以南的地区，北非/中东，欧洲中部和中亚。女性不孕症影响着世界各地的妇女，其周围的文化以及带来的耻辱也各不相同。根据研究，女性不孕的患病率从7%到28%不等，这取决于妇女的年龄。虽然频率和不孕不育的起源不同，40~50%不孕是由女性引起的。

在可控的状态下，自由基能发挥生理作用和调解过程，例如调节组织重建、激素信号、卵子的成熟、卵泡、输卵管功能、卵巢激素、子宫内膜的同期性变化，生殖细胞功能、怀孕、正常分娩和早产的开始。然而，当活性氧增加到病理水平时，它就对细胞的构成造成严重损害。

其病理效应是由脂质损伤、阻止蛋白质合成和能量下降消耗等多种机制共同作用。氧化应激在子宫内膜异位、多囊性卵巢疾病、葡萄胎、输卵管堵塞和不明原因不孕中起了作用。越来越多一些文献也阐述了氧化应激与子痫前期、出生缺陷和堕胎有关。

氧化应激通过不同机制诱导女性不孕，卵泡中过量的活性氧可能破坏卵泡液抗氧化防御能力，直接损害卵子。卵子和精子中的DNA可能被破坏，导致不育。即使可以受孕，氧化应激也可以诱导胚胎分裂，无法着床、流产、胎盘受损及先天性异常。过度的活性氧可能阻碍正常发育的子宫内膜，子宫内膜是支持胚胎发育的。氧化应激可导致黄体退化，黄体激素不足不能维持妊娠。

氧化应激在一些导致不孕症中的作用

多囊卵巢综合征（Pcos）

Pcos是6-10%的绝经前妇女无排卵导致不孕。Pcos可能有过多雄性激素、多毛、月经稀少或停经等症状。新陈代谢、内分泌和心血管疾病同时都有。氧化应激参与了这些患者的胰岛素抵抗和雄激素的增加。

最近Kuşçu & Var (2009)的一项研究显示增加患者MDA（丙二醛）水平和上调SOD。MDA水平高的患者表现出胰岛素抵抗，胰岛素抵抗和高血糖增加了氧化应激。Ulghesu等人评价了使用NAC（乙酰半胱氨酸），它是已知的补充抗氧化剂GSH的物质。对Pcos患者的胰岛素分泌和外围胰岛素抵抗起到作用。

子宫内膜异位症

与子宫膜异位症相关的不孕症是妇科医生最头疼的临床病症之一。虽然子宫内膜异位症是不孕夫妇常见的诊断，但这些患者的发病机制和治疗存在很大的不确定性。子宫内膜异位症严重案列是周围粘连影响精子和卵子，造成子宫内膜异位囊肿和盆腔畸形。在子宫内膜异位症中，月经活性氧的增强是由于月经倒流，腹膜腔促使炎症性血红蛋白，抑制红细胞碎片释放的血红素分子。活性氧被认为能促进腹膜腔中子宫内膜细胞的生长和粘附，导致子宫内膜的变形，导致子宫内膜异位症，不孕氧化应激可能通过增加血管内皮生长因子的生成而在异位内膜植入物中的促进血管生成。

改变分子基因路径也可能导致氧化应激在子宫内膜异位症相关不孕发病机制中的作用。在异位和正常子宫内膜组织中的差异表达基因已经被确定，包括谷胱甘肽-S-转移酶差异的不同表达，这个转移酶是强有力的参与抗氧化剂代谢的酶，这提示了分子遗传途径的改变可能决定了在子宫内膜异位患者氧化应激的发展共诱导细胞增殖和血管生成的能力。

不明原因的不孕

不明原因不孕的病理仍然是一个科学挑战，提升活性氧的含量会打乱人体内自由基和抗氧化剂的平衡，这是导致妇女不孕症的根源。卵巢受精或胚胎释放的卵子和精子易受到氧化应激的攻击。Wang 等人在1997年比较了接受腹腔镜不孕症妇女腹腔液和做输卵管结扎育龄妇女的腹腔液，证明不孕妇女腹腔液中的活性氧含量高。Polak分析腹腔镜下获得的腹膜液样本，发现不明原因不孕症患者的MDA浓度和TAS浓度都增加，证实氧化还原不平衡。不明原因不孕症中氧自由基的增加是意味着抗氧化反应增加，导致不能清除氧自由基和中和毒素。

GSH:抗氧化剂之王

GSH,三肽硫基是主要的非蛋白硫基，存在于哺乳动物细胞中，已知有许多生化功能。这个硫基在解毒、内源性和外源性的抗氧化作用中扮演着举足轻重的作用，以及维持细胞内的氧化还原状态。

GSH由三种简单氨基酸的组成：甘氨酸、谷氨酸和半胱氨酸。

GSH是一种天然的还原剂，它可以迅速地被细胞用来抵御氧化应激。它的硫基（SH）对氧化损伤有保护作用。GSH有二种形式存在，一种是还原GSH,另一种是氧化型GSH（GSSG），GSH对活性氧的抵御作用是与酶有关。如谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶，在动物组织中，谷胱甘肽过氧化物酶，一种含硒的抗氧化酶，在还原型GSH之中进行转化，反过来，氧化型GSH与还原型GSH在GSH还原酶中互相转化，公式如下：

           2GSH+H2O2→GSSG+2H2O

           GSSG+NADH+H+→2GSH+NADP+

GSH是生物体内广泛分布的硫醇，不仅存在于身体细胞内，同时也存在于精子卵子结合体。在体内，抗氧化防御能力包括酶和非酶系统，后者主要是由GSH组成。人体生殖系统由它自己的GSH，GSH可以消除由饮食、污染、毒素、药物、压力、创伤、老化、感染和辐射所造成的污染，GSH在体内可以正常循环。

GSH在生殖系统中基本功能与它与其他系统的相互作用有关，作为防御ROS的机制，GSH可以通过下列方法提升：吃含硫基丰富的食物如大蒜、洋葱、包菜、花菜、百加利等；服用未经巴氏消毒活性乳清蛋白，它富含半胱氨酸，可以用来合成GSH；运动和服用维他命C和维他命E（混合生育酚的形成），来循环GSH。

GSH和男性不育

GSH的缺乏会导致精子中段的不稳定，从而导致运动障碍。GSH保护细胞膜脂质氧化，消除超级过氧化物和阻止氧化。在一项由单侧精索静脉曲张或生殖道炎症的不育男性组成的研究中，GSH能显著改善精子质量。GSH还原酶系统形成一个极好的保护精子膜脂质过氧化的作用。GSH可以清除脂质过氧化物，从而抑制过氧化连锁反应。GSH也可以清除H2O2，它是造成脂质过氧化的开始。GSH还原酶刺激GSH硫基的减少，GSH循环，然后再吸收。

GSH和女性不孕症

GSH保护卵泡形成的过程中保护卵子免受氧化应激的损伤，卵子的质量主要依靠GSH，研究已经证明卵子内GSH含量高，卵子和精子的结合体更健康，更强壮。其他的研究也显示年轻的妇女，卵巢含GSH含量更高。

据报道，GSH缺乏症与卵巢早衰和卵巢癌有关。另一项研究发现接受试管授精的妇女，卵泡里的GSH 更高，增加受孕概率。在其他的研究中，GSH是一种抗衰老的抗氧化剂，对卵子的健康有影响。其中对细胞的衰老过程影响最大。刺激胚胎发育的激素是来自于GSH系统。

GSH可以通过抑制生殖系统中有害的自由基形成来减轻氧化应激反应。GSH是细胞的主要抗氧化剂。总的来说，低水平的GSH是疾病和过早死亡的标志，其中一个就是在生育领域，GSH可以影响自身免疫系统。GSH参与调节引起慢性炎症的基因。这对那些经历免疫缺陷造成流产或身体排斥配偶精子的人很有帮助。

结论

当活性氧产生氧化应激和其他自由基的形成起到了抗氧化剂的清除能力，这就是因为ROS过度而抗氧化剂不足。在可控的水平下，氧化应激促进某些生理生殖功能，但一旦水平上升，氧化应激就会参与生殖道的病理过程，导致不孕和流产的结局。因为高水平的活性氧和低抗氧化剂导致不孕，治疗是以提高抗氧化剂为目标。

GSH是人体的主要抗氧化剂，有助于保存其他的抗氧化剂，它是一种天然的抗氧化剂存在于男性和女性的结合体，其GSH含量相差很大。GSH已证实它在维持细胞的生物学方面扮演了很重要的角色，它与受精过程和早期胚胎发育密切相关。好的方面是GSH在体内可以循环利用，但它也可以被摧毁。

活性乳清蛋白（active whey protein）--ABD 活性因子，采用低温萃取技术从牛乳中获得保留了生物活性的乳清蛋白，它是一种能有效改善患者营养状态的优质蛋白质。ABD 活性因子作为谷胱甘肽（glutathi-one，GSH）前体，提升细胞GSH 含量，其在抗肿瘤作用也在临床试验中得到证实，但在不孕不育相关方面的研究尚少见。ABD活性因子不仅能够改善营养状况，还可不断生成和补充活性GSH，发挥抗氧化、增强免疫、细胞排毒功能等作用，可作为临床不孕不育患者治疗过程中良好的营养补充剂。