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氧化应激对生育力的影响

时间: 2019-11-27 16:39:22 作者:海外文献整理

什么是氧化应激

当活性氧物质(ROS)和其他自由基物质的产生超过了抗氧化剂的清除能力时,会由于ROS的过量生产和抗氧化剂的不足/利用率降低而发生氧化应激反应。大多数ROS是由于人体内的线粒体呼吸而形成的(内因),也可以是由于酒精、烟草烟雾和环境污染物等外源性环境形成的(外因)。抗氧化剂(包括维生素C和E)和抗氧化剂辅助因子(例如硒,锌和铜)能够处理、清除或抑制ROS的形成。有研究表明氧化应激在男性不育症中的作用,包括降低精子活力,精子数量和精卵融合;而在女性中,一些动物和体外研究表明,氧化应激可能会影响女性的生育能力,但这种关系尚未在得到直接证明。这篇综述的目的是总结有关女性和氧化应激的最新文献,包括饮食中抗氧化剂对女性妊娠时间的影响。

抗氧化态和维生素补充

抗氧化剂的营养素会影响动物模型和人体内的ROS表达,比如维生素E的摄入量充足,可防止大鼠产生自由基,并使得大鼠尿液中的过氧化产物水平降低;在成年女性中,食用富含抗氧化剂的水果和蔬菜与氧化应激呈负相关。此外,抗氧化剂在女性生殖系统中具有重要作用,人们对活性氧和超氧化物歧化酶(SOD)的共同作用展开研究,发现SOD可破坏O2-自由基的平衡,并可作为调节子宫内膜功能的第二信使。众所周知,取卵过程中卵泡液的抗氧化能力也与试管婴儿(IVF)成功率有关,这包括卵泡液ROS与胚胎质量之间呈现负相关性,以及ROS对II级/III级卵母细胞和胚胎的形成呈现正相关性。此外,褪黑素(一种季节性变化的激素,可影响女性排卵周期)及其代谢产物可以直接清除自由基,并调节抗氧化酶的基因转录。对于在进行IVF和胚胎移植的女性中,卵母细胞液中的8-OHdG浓度(DNA氧化的一种测量数据)越高,卵母细胞发生变异的几率越高。而如果对这些女性进行褪黑素(3mg/天)+维生素E(600mg/天)治疗,与没有接受过治疗的女性相比,接受治疗的女性的8-OHdG显著降低(>30%)。这些结果说明,氧化应激会对卵母细胞的成熟产生负面影响,补充褪黑素和维生素E可以保护卵母细胞免受氧化应激的影响。

复合维生素可用于日常饮食中,根据美国推荐日摄入量(RDA)的调查显示,如果女性在受孕前服用复合维生素并且日均摄入量达到RDA要求的100%,这些女性的受孕率明显更高,而且月经周期更加规律。与未服用复合维生素的女性相比,服用维生素的女性排卵困难的风险显著降低。

妊娠并发症

多项研究证明了氧化应激对于妊娠并发症的影响,比如降低抗氧化剂用量会增加自然流产的风险,临床研究表明,反复自然流产的女性体内的血浆抗坏血酸(维生素C)和α-生育酚(维生素E)水平显著降低。此外,ROS与胎儿的胎膜提前破裂有关,氧化应激可能与子痫前期有关。这些研究的复杂性在于,怀孕本身和氧化应激的来源息息相关,但在受孕前和受孕早期,很少有关于女性氧化应激的数据。有一项为期16周的研究,对大约500名女性进行持续跟踪,以最终妊娠为实验终点,对这些女性的尿中异前列腺素(一种对脂质的氧化损伤的测定数据)和8-OHdG进行持续测量,最终观察到平均出生体重随着8-OHdG的增加而降低,而且异前列腺素水平的升高与先兆子痫的风险有关,并提示会增加早产的风险。

另一项为期20周的研究表明,血浆中的TBARS(硫代巴比妥酸反应性物,是一种脂质过氧化产物)、蛋白质羰基产物(蛋白质氧化产物)以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和IL-6(一种炎症产物)水平高的女性,他们患先兆子痫的几率更高;而在先兆子痫个体中,IL-6和蛋白羰基高度相关,这表明氧化应激会增强炎症反应,进而产生更多的氧化应激。而如果在妊娠14至22周时提供1000mg维生素C和400mg维生素E的营养补充,结果表明高剂量营养素并不能预防先兆子痫的发生。此外,补充营养素可能会增加低体重婴儿的出生,这可能会引起人们对维生素E可能具有的非抗氧化多效性的担忧。

体重

众所周知,女性肥胖和体重不足会改变激素水平,并影响月经周期,从而对生育能力产生不利影响。有一项研究,评估了女性BMI升高与对硝化应激/氧化应激的影响关系,研究表明,胎盘硝化应激会随着孕产妇体重的增加而增加,而氧化应激和硝化应激呈竞争关系。例如,ROS可能会因与活性氮物质的反应而被消耗,从而导致硝化应激效应增加而蛋白质羰基化合物的含量降低。肥胖症影响30%-75%的多囊卵巢综合征(PCOS)女性,并且许多研究表明,体重减轻可改善这些女性的生育能力,但仍旧缺乏关于控制体重和氧化应激之间关联,以及这两者是如何影响女性生育的研究。

烟酒

烟酒对生育的不利影响早已得到充分的证实,越来越多的证据说明,长期暴露于烟酒环境中的女性都会增加氧化应激而推迟受孕时间,香烟的烟雾中含有大量活性氧,酒精的代谢也会通过电子传递链产生活性氧。一项关于女性吸烟者与非烟者的研究发现,其不孕率的优势比(OR)为1.60 (95% CI 1.34-1.91),并有证据表明吸烟的数量与生育能力下降直接相关,此外吸烟者的生育能力下降也会影响其做试管婴儿的成功率优势比(OR =0.66, 95% CI 0.49-0.88)。研究表明,接触二手烟会对怀孕产生不利影响,225例女性患者接受试管婴儿(n=97)或胞浆内精子注射(ICSI)(n=128),被动吸烟的女性移植成功率与主动吸烟者相似(分别为12.6%和12.0%),但显著低于不吸烟的女性(25.0%,P <0.01);主动吸烟者和被动吸烟者的妊娠率也低于非吸烟者(主动吸烟者12.0%,被动吸烟者12.6%,非吸烟者25.0%,P<0.001),而受精率和胚胎质量相似。吸烟者的卵泡液中β-胡萝卜素浓度较低,IVF成功率也低,但血浆中维生素E或番茄红素的浓度未见差异,这表明与吸烟相关的氧化应激,会造成β-胡萝卜素减少,这是造成卵泡损失的主要因素,说明无论主动还是被动吸烟者都需要增加抗氧化剂的摄入。

除了酒精对怀孕的不良影响外,饮酒还可能延迟怀孕时间,经常饮酒的女性更容易诱发绝经提前,造成血浆抗氧化剂浓度降低和异前列腺素浓度升高,并可能出现类似氧化应激的现象,包括脂质过氧化,蛋白质过氧化和DNA损伤的增加。一项针对7393名瑞典妇女的研究表明,每天喝酒两次以上的女性不孕风险显着增加(RR = 1.58,95%CI 1.07–2.34),而每天喝酒一次的女性的风险降低[RR = 0.64,95%CI为0.46-0.90]。此外,丹麦的一项研究发现,每周喝酒次数大于7次的女性,仅对30岁以上的女性,才会增加她们的不孕风险,说明饮酒对于生育的影响,还和年龄变化有关。

咖啡

高剂量的咖啡因摄入(每天>500毫克,约为每天>5杯的量)会延迟怀孕时间,根据《欧洲不孕与生育能力研究》的报道,在首次怀孕中(怀孕前≥9.5个月)的次生育风险增加了45%。2008年的一项研究报告表明,咖啡因的高摄入人群的流产风险会增加,这吸引了一些媒体的注意,但这项研究也受到了批评,因为报告称流产后的女性在自述摄入的咖啡因数量时,超过50%的女性存在记忆偏差。而另一项调查则表明,未能发现女性摄入咖啡因和流产之间的联系。

总结

女性体内环境中的氧化应激可能是影响受孕的中间产物,但目前仍需要更多的证据来证实这一假设,活性氧的产生是细胞代谢活动的结果,可能存在影响受孕的氧化应激阈值水平。现有的证据表明,饮食多样化、经常服用复合维生素、限制咖啡和酒精的摄入、保持健康的体重,都将有助于生育。为了充分评估氧化应激、饮食因素和女性生育能力之间的关系,需要进行更多的研究,包括怀孕前的饮食评估和更多的临床案例。