人體中氧化和抗氧化系統(tǒng)的淺談存在,引起了人們對(duì)氧化應(yīng)激及其在生殖中所起作用的氧化應(yīng)激影響興趣,氧化應(yīng)激的對(duì)試簡(jiǎn)單定義是,人體內(nèi)各種活性氧(ROS)超過(guò)本身的管嬰抗氧化系統(tǒng)。放在生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,兒治氧化應(yīng)激引起的或?qū)?strong>DNA損傷可能和子宮內(nèi)膜異位癥、輸卵管阻塞液體、致胚植失無(wú)精癥、胎移弱精癥等有關(guān),淺談此外氧化應(yīng)激與了胚胎發(fā)育缺陷有關(guān),氧化應(yīng)激影響所以也有人認(rèn)為氧化應(yīng)激在試管嬰兒胚胎移植前后也會(huì)產(chǎn)生影響。對(duì)試
試管嬰兒技術(shù)已成為許多家庭治療不孕不育例的管嬰首選方法,盡管取得了許多進(jìn)展,兒治但目前手術(shù)的或?qū)С晒β嗜杂写岣撸趸瘧?yīng)激是致胚植失影響手術(shù)成功率的重要因素之一。
氧化應(yīng)激是如何發(fā)生的?
氧化應(yīng)激對(duì)試管嬰兒治療的影響
活性氧(ROS)是一種氧源性分子,起著強(qiáng)氧化劑的作用,如超氧化物陰離子(O2·−)、過(guò)氧化氫(H2O2),和氫氧自由基(OH−)。如果這些ROS覆蓋在男性和女性的生殖器官上,則有可能會(huì)導(dǎo)致相關(guān)生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變。當(dāng)然,人體本身也有抗氧化系統(tǒng),如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶,以及許多非酶抗氧化劑,如維生素C、維生素E、維生素A、**酸、谷胱甘肽、牛磺酸等。在正常情況下,活性氧和抗氧化劑的比例保持穩(wěn)定,如果活性氧(ROS)超過(guò)抗氧化系統(tǒng),則會(huì)引發(fā)氧化應(yīng)激。
為什么在IVF過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)氧化應(yīng)激?由于缺乏有效的抗氧化機(jī)制和體外環(huán)境中ROS的大量存在,在ART環(huán)境中氧化應(yīng)激對(duì)胚胎造成的影響會(huì)進(jìn)一步放大。氧化應(yīng)激與不孕癥的病因有關(guān),比如氧化應(yīng)激在男性中,會(huì)引起精子細(xì)胞膜和DNA損傷,從而導(dǎo)致死精癥、弱精癥和無(wú)精癥。對(duì)于女性,氧化應(yīng)激可能會(huì)影響輸精管上皮細(xì)胞的成熟,可能會(huì)引起卵母細(xì)胞和胚胎發(fā)育異常;卵泡液中ROS水平和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性與妊娠率呈正相關(guān);卵泡液中氧化應(yīng)激的其他標(biāo)志物如脂質(zhì)過(guò)氧化、總抗氧化能力和超氧化物歧化酶活性也與卵母細(xì)胞受精和IVF后的妊娠率密切相關(guān)。
人類配子能抵抗氧化應(yīng)激嗎?人類配子具有天然的抗氧化能力,但總抗氧化能力(TAC)的降低可能導(dǎo)致氧化應(yīng)激。卵母細(xì)胞和胚胎周?chē)ǔ:蟹敲缚寡趸瘎缇S生素C、谷胱甘肽、次牛磺酸和牛磺酸,它們保護(hù)胚胎免受ROS影響,當(dāng)然這些抗氧化劑的水平也側(cè)面反映了氧化應(yīng)激的程度。盡管在卵泡液中TAC水平與卵泡是否含有卵母細(xì)胞無(wú)關(guān),但在卵母細(xì)胞成功受精的卵泡中,TAC的水平明顯較高。
另一方面,精子的抗氧化能力有限,因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞質(zhì)中只含有低濃度的抗氧化酶。此外,由于精子的細(xì)胞膜中不飽和脂肪酸含量高,它們特別容易受到ROS影響造成損傷。當(dāng)然,精子中段本身也包含超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物還原酶,這些可以防止氧化過(guò)激。
ROS是如何在IVF過(guò)程中產(chǎn)生的?活性氧(ROS)可以由配子產(chǎn)生于細(xì)胞內(nèi),也可以由環(huán)境因素產(chǎn)生于細(xì)胞外。IVF流程中ROS的一個(gè)主要來(lái)源是在胚胎制備過(guò)程中從環(huán)境中產(chǎn)生的ROS,此外精子在受精前本身也可能已經(jīng)存在DNA受損情況。當(dāng)然,卵母細(xì)胞和受精卵本身也有抗氧化機(jī)制,但暴露于空氣中仍然可能受到ROS影響而產(chǎn)生異變。綜合來(lái)看,IVF過(guò)程中的外部環(huán)境是氧化應(yīng)激的主要來(lái)源。
氧化應(yīng)激對(duì)于卵母細(xì)胞的發(fā)育有影響嗎?卵母細(xì)胞的發(fā)育是極其復(fù)雜的,控制這一過(guò)程的因素非常多,最早可以追溯到卵泡發(fā)育。有證據(jù)表明,氧化應(yīng)激可能會(huì)影響卵泡發(fā)育、卵泡成熟情況、甚至排卵等情況。在動(dòng)物模型試驗(yàn)中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)奶牛的成熟卵泡中,含有更完善的抗氧化機(jī)制,而在其他未成熟卵泡中則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,說(shuō)明抗氧化系統(tǒng)的完整性對(duì)于卵母細(xì)胞的發(fā)育成熟至關(guān)重要。
此外,吸煙會(huì)顯著加強(qiáng)體內(nèi)氧化應(yīng)激水平,同時(shí)會(huì)大量消耗體內(nèi)β-胡蘿卜素,造成女性卵泡發(fā)育受損,所以在女性吸煙者中,她們的卵泡β-胡蘿卜素水平普遍較低。
精子是如何導(dǎo)致氧化應(yīng)激的?形態(tài)異常的精子和白細(xì)胞是高ROS水平的主要來(lái)源。異常的精子細(xì)胞可能在質(zhì)膜和線粒體上產(chǎn)生ROS,尤其是異常精子(死精)會(huì)自發(fā)酶解產(chǎn)生O2−和H2O2,白細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生OH-,這些都會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激的發(fā)生,尤其是在炎癥和感染期間,活化的白細(xì)胞能夠產(chǎn)生比非活化的白細(xì)胞高100倍的ROS。
不過(guò)這一情況,可以通過(guò)進(jìn)行胞漿內(nèi)精子注射(ICSI)來(lái)解決,精子和卵母細(xì)胞的接觸時(shí)間減少了,間接減少了由其他異常精子引起的ROS所造成的損傷。
冷凍保存是否會(huì)進(jìn)一步加劇氧化過(guò)激?冷凍保存會(huì)提高脂質(zhì)過(guò)氧化現(xiàn)象,因此對(duì)于冷凍的精子損傷非常大。所以一般在進(jìn)行ICSI之前,必須注意避免長(zhǎng)時(shí)間冷凍保存精子。所以在IVF過(guò)程中,更傾向于凍卵和冷凍胚胎,很少有冷凍精子。
氧化應(yīng)激如何導(dǎo)致胚胎移植失敗?活性氧水平升高會(huì)影響細(xì)胞膜、DNA和線粒體,ROS濃度的增加與胚胎凋亡之間存在直接關(guān)系,這表明ROS可能是體外培養(yǎng)囊胚失敗的原因之一(至少部分原因),并可能是導(dǎo)致植入后胚胎死亡的原因之一。
哪些方法可以阻止ROS水平升高?最常用的方法,就是在卵泡液的培養(yǎng)皿里添加一些抗氧化劑,如如抗壞血酸,尿酸鹽,異黃酮,牛磺酸等,用來(lái)減少卵母細(xì)胞/受精卵的DNA受損風(fēng)險(xiǎn);另外可以通過(guò)洗精,來(lái)解決精液中白細(xì)胞含量過(guò)多或已經(jīng)破損的精子,從而降低活性氧水平。而減少手術(shù)時(shí)間,加快手術(shù)進(jìn)程,也可以相對(duì)縮短ROS水平的升高。
Tips:氧化應(yīng)激在試管嬰兒流程中起著重要的作用,許多因素都會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激,而試管嬰兒的體外環(huán)境會(huì)直接產(chǎn)生大量ROS,影響精子和卵子的治療,所以應(yīng)該盡最大努力避免過(guò)多ROS的產(chǎn)生。盡管目前情況下,仍然很難證明氧化應(yīng)激對(duì)于試管嬰兒治療的影響,但負(fù)責(zé)IVF流程的相關(guān)工作人員仍應(yīng)盡力于避免ROS對(duì)于精子/卵子/胚胎的影響。









