王晨曄 丁彩飛 浙江省中西結(jié)合醫(yī)院 杭州310003
多囊卵巢綜合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)是育齡婦女常見(jiàn)的婦科內(nèi)分泌疾病,影響6%~10%的生育期婦女[1],在無(wú)排卵性不孕癥患者中約占70%。PCOS患者經(jīng)促排卵治療后不易受孕或者受孕后容易流產(chǎn),目前認(rèn)為與子宮內(nèi)膜的容受性有很大關(guān)系。而胰島素抵抗是PCOS患者主要的病理生理改變之一,PCOS患者伴有代償性胰島素抵抗者高達(dá)60%之多[2-3]。研究表明,胰島素抵抗(IR)和高胰島素血癥作為PCOS患者主要的病理生理改變,可以通過(guò)很多方面影響到患者的子宮內(nèi)膜容受性,從而導(dǎo)致著床困難或孕后易流產(chǎn)。筆者就IR、高胰島素血癥與PCOS患者子宮內(nèi)膜容受性相關(guān)的研究進(jìn)展綜述如下。
IR是指當(dāng)機(jī)體內(nèi)生理水平的胰島素(Ins)促進(jìn)器官組織和細(xì)胞吸收利用葡萄糖的效能下降時(shí)的代謝狀態(tài),機(jī)體為克服IR產(chǎn)生代償性高胰島素血癥。胰島素刺激組織攝取并利用葡萄糖,主要通過(guò)受體、IRS、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)和GLUT等一系列信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程完成的。胰島素與胰島素受體結(jié)合,通過(guò)胰島素受體的自身磷酸化,使酪氨酸激酶活性增加,激活的酪氨酸激酶進(jìn)一步使IRS-1和IRS-2的多個(gè)酪氨酸殘基磷酸化,磷酸化的IRS-1和IRS-2通過(guò)介導(dǎo)PI3K信號(hào)途徑實(shí)現(xiàn)葡萄糖信號(hào)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。當(dāng)胰島素、胰島素受體和胰島素調(diào)控蛋白間的任何一個(gè)蛋白異常,均可導(dǎo)致胰島素作用的下降,引起IR。
子宮內(nèi)膜是胰島素的靶器官,存在胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝取機(jī)制,在此過(guò)程中胰島素信號(hào)傳導(dǎo)分子發(fā)揮作用。研究顯示,子宮內(nèi)膜存在IRS-1及GLUT4等胰島素信號(hào)傳導(dǎo)分子的表達(dá)[4-5]。有研究[6-7]證實(shí),作為胰島素作用的兩條主要信號(hào)途徑之一的PI3K/AKT通路參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增生和子宮內(nèi)膜細(xì)胞穩(wěn)定性。盛慧等[8]研究發(fā)現(xiàn),PCOS合并IR患者子宮內(nèi)膜組織中IRS-1和2蛋白的表達(dá)及酪氨酸磷酸化程度均低于對(duì)照組,提示PCOS患者子宮內(nèi)膜組織存在受體后胰島素信號(hào)傳導(dǎo)分子的改變,推測(cè)這可能引起下游激酶活性的改變,從而減弱胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),促進(jìn)子宮內(nèi)膜IR發(fā)生。PCOS伴高胰島素血癥患者子宮內(nèi)膜GLUT4表達(dá)下降,pIRS-1Y612和pAS160T642處于低水平,IRS-1的低含量,均提示胰島素抵抗,高胰島素血癥影響了子宮內(nèi)膜胰島素信號(hào)的傳導(dǎo)[8]。另有研究證實(shí),分泌期子宮內(nèi)膜組織中的胰島素受體數(shù)量較增生期顯著增加。PCOS伴有高胰島素血癥和肥胖患者子宮內(nèi)膜增生晚期GLUT4 mRNA和蛋白較正常胰島素水平者顯著降低,提示胰島素抵抗和高胰島素血癥引起PCOS子宮內(nèi)膜GLUT4表達(dá)不足,從而降低了子宮內(nèi)膜細(xì)胞葡萄糖的供應(yīng),導(dǎo)致子宮內(nèi)膜容受性下降[9-10]。Villavicencio等研究發(fā)現(xiàn),PCOS患者子宮內(nèi)膜上皮細(xì)胞Ser473-AKT過(guò)度磷酸化促進(jìn)細(xì)胞周期失控,進(jìn)而呈現(xiàn)異常增生狀態(tài)[11]。
可見(jiàn),PCOS患者胰島素抵抗和高胰島素血癥導(dǎo)致其子宮內(nèi)膜組織內(nèi)存在受體后胰島素信號(hào)傳導(dǎo)分子及其信號(hào)通路的改變,而子宮內(nèi)膜IR導(dǎo)致子宮內(nèi)膜糖代謝障礙,糖原合成降低,影響子宮內(nèi)膜的發(fā)育和胚胎的植入,子宮內(nèi)膜過(guò)度增生,可能是PCOS患者受孕率低、流產(chǎn)率高的原因之一,同時(shí)還增加了子宮內(nèi)膜癌的患病風(fēng)險(xiǎn)。
芳香化酶(P450arom)是雌激素合成的限速酶,高胰島素血癥能促進(jìn)子宮內(nèi)膜局部的P450arom的表達(dá),P450arom的高表達(dá)將有利于子宮內(nèi)膜局部雌激素的合成,使子宮內(nèi)膜長(zhǎng)期暴露于無(wú)對(duì)抗的雌激素作用下,從而導(dǎo)致子宮內(nèi)膜異常增生和子宮內(nèi)膜癌發(fā)生的可能性[12]。Soliman等[13]研究顯示,胰島素抵抗、高胰島素血癥與PCOS患者子宮內(nèi)膜異常增生和癌變關(guān)系密切。張慧英等[14]研究也顯示,伴有胰島素抵抗的PCOS患者中子宮內(nèi)膜異常增生的發(fā)生率明顯高于無(wú)胰島素抵抗者。Palomba等[15]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)二甲雙胍治療后的PCOS患者比沒(méi)有接受過(guò)任何治療的對(duì)照組子宮內(nèi)膜下和子宮動(dòng)脈血流灌注都顯著增加。提示胰島素增敏劑二甲雙胍在改善PCOS患者子宮內(nèi)膜功能上有作用。Shen等[16]給子宮內(nèi)膜復(fù)雜性增生行高效孕激素治療失敗的PCOS患者予胰島素增敏劑治療后,其子宮內(nèi)膜恢復(fù)正常,提示胰島素抵抗可能參與PCOS患者子宮內(nèi)膜病變的形成。
胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factors,IGFs)系統(tǒng)是子宮內(nèi)膜增殖、胚胎發(fā)育和植入的重要參與者,分為IGF-I和IGF-Ⅱ 2個(gè)亞型,結(jié)構(gòu)和功能與胰島素相似。增殖期以IGF-Ⅰ為主,受雌激素調(diào)節(jié);分泌期以IGF-Ⅱ?yàn)橹鳎茉型恼{(diào)節(jié)。IGF-I與其受體結(jié)合后,能使細(xì)胞有絲分裂,促進(jìn)子宮內(nèi)膜增生。吳丹等[17]發(fā)現(xiàn)PCOS患者子宮內(nèi)膜組織中有IGF-I表達(dá),且在IR組明顯高于非IR組,與抑制凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)呈顯著正相關(guān),可致子宮內(nèi)膜增生,與PCOS患者子宮內(nèi)膜癌高風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。Zhang等[18]研究發(fā)現(xiàn),IGF-Ⅰ可通過(guò)對(duì)Akt和MPK酶的磷酸化使細(xì)胞通過(guò)G1~S期轉(zhuǎn)換,進(jìn)入S期,并可依賴ERα使細(xì)胞周期素D1和E2表達(dá)增強(qiáng),促進(jìn)細(xì)胞增殖。Lin等[19]在對(duì)人子宮內(nèi)膜間質(zhì)細(xì)胞的體外實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn),胰島素在子宮內(nèi)膜增生晚期刺激IGF-I分泌,在分泌期抑制IGFBP-I分泌。Pawelczyk等[20]研究認(rèn)為,二甲雙胍通過(guò)增加血清IGFBP-I水平降低了游離的IGF-I水平??梢?jiàn),正常的胰島素水平維持著子宮內(nèi)膜能量代謝的穩(wěn)態(tài),而高胰島素血癥可能刺激細(xì)胞有絲分裂導(dǎo)致子宮內(nèi)膜增生,從而形響子宮內(nèi)膜的容受性。
子宮內(nèi)膜性激素受體含量受性激素的調(diào)節(jié),在種植窗期子宮內(nèi)膜上皮雌激素受體(ER)和孕激素受體(PR)下調(diào)是子宮內(nèi)膜容受性的必要條件,雄激素受體(AR)也在種植窗期下調(diào)。雄激素在體外對(duì)子宮內(nèi)膜細(xì)胞的生長(zhǎng)和活性有抑制作用,在體內(nèi)亦阻止了子宮內(nèi)膜的發(fā)育。體外培養(yǎng)子宮內(nèi)膜細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn),雄烯二酮對(duì)PCOS子宮內(nèi)膜的生長(zhǎng)起抑制作用,并呈劑量依賴性,其機(jī)制可能是雄激素與AR結(jié)合后,直接抑制細(xì)胞DNA合成[21]。AR可降低αvβ3整合素的表達(dá),影響子宮內(nèi)膜容受性。Apparao等[22]在用CC誘導(dǎo)排卵的PCOS患者中發(fā)現(xiàn)子宮內(nèi)膜增生期和分泌期的AR表達(dá)顯著增加。Quezada等[23]研究未經(jīng)治療的PCOS患者的分泌中期子宮內(nèi)膜,發(fā)現(xiàn)ARmRNA過(guò)度表達(dá)。研究表明,AR可放大雄激素對(duì)子宮內(nèi)膜的影響,子宮內(nèi)膜在過(guò)高的雄激素及其受體的聯(lián)合作用下受損,導(dǎo)致子宮內(nèi)膜容受性下降,造成不孕和高流產(chǎn)率??梢?jiàn),胰島素抵抗及高胰島素血癥除直接影響子宮內(nèi)膜外,還可通過(guò)雄激素、高雄激素血癥及雄激素受體,影響PCOS患者子宮內(nèi)膜容受性。且高雄激素條件也會(huì)破壞各種組織中的胰島素信號(hào)通路。
高胰島素血癥能刺激卵巢分泌大量的雄激素而形成高雄激素血癥,發(fā)生機(jī)制與幾個(gè)方面有關(guān):①胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子共同作用于卵泡膜細(xì)胞后,能放大LH誘導(dǎo)的睪酮合成。②胰島素可調(diào)節(jié)肝細(xì)胞性激素結(jié)合球蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)的合成與分泌,PCOS患者由于存在高胰島素血癥,其肝臟合成SHBG減少,而SHBG可結(jié)合血液中游離的雄激素,所以當(dāng)SHBG合成與分泌減少時(shí),發(fā)揮活性的游離睪酮水平升高。③高胰島素血癥增加腎上腺對(duì)促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)的敏感性,使腎上腺產(chǎn)生過(guò)多的DHEA,后者可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為睪酮,同時(shí)胰島素受體后的磷酸化異常,增強(qiáng)腎上腺CYP17mRNA的表達(dá),使腎上腺DHEA的合成進(jìn)一步增加。
瘦素是由肥胖基因(位于人類染色體7q32上的obese gene,ob基因)所編碼的一種由167個(gè)氨基酸組成的分泌型蛋白質(zhì),主要由白色脂肪細(xì)胞合成分泌。瘦素受體是一組較大分子量的跨膜糖蛋白,瘦素長(zhǎng)受體(OB-RL)具有信號(hào)傳導(dǎo)功能。研究顯示,瘦素及瘦素受體參與人類生殖過(guò)程,并可能參與胚胎著床過(guò)程。很多研究已經(jīng)證明,瘦素與胰島素具有雙向調(diào)節(jié)作用,胰島素可促進(jìn)瘦素的分泌,高水平瘦素又可促進(jìn)IR產(chǎn)生。兩者相互伴存,相互作用,形成惡性循環(huán),參與PCOS的發(fā)生發(fā)展,且與肥胖關(guān)系密切[24]。魯海鷗等曾做了不孕癥與瘦素水平的相關(guān)性研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),血清瘦素水平的升高與不孕癥的發(fā)生成正相關(guān)。
子宮內(nèi)膜是循環(huán)瘦素作用的靶器官。OB-RL在分泌期子宮內(nèi)膜高表達(dá),可能參與分泌期螺旋小動(dòng)脈的迂曲形成,為孕卵著床和早期胚胎植入準(zhǔn)備條件。王玉真等[25]研究發(fā)現(xiàn),OB-RL在PCOS者著床期子宮內(nèi)膜腺體表達(dá)降低,多數(shù)呈弱陽(yáng)性和陽(yáng)性表達(dá),在正常婦女,子宮內(nèi)膜多呈陽(yáng)性和強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá),二者有顯著性差異,且PCOS患者的子宮內(nèi)膜大都發(fā)育不良??梢?jiàn),PCOS子宮內(nèi)膜的生長(zhǎng)發(fā)過(guò)程中,瘦素局部的濃度及受體數(shù)量的改變?cè)趯?duì)子宮內(nèi)膜的增生及衍變過(guò)程有作用,而瘦素與胰島素具有雙向調(diào)節(jié)關(guān)系,胰島素抵抗可通過(guò)瘦素及瘦素受體環(huán)節(jié),影響PCOS子宮內(nèi)膜容受性,并與肥胖密切相關(guān)。
綜上所述,PCOS患者體內(nèi)的胰島抵抗及高胰島素血癥可以通過(guò)很多途徑影響患者的子宮內(nèi)膜組織,破壞其子宮內(nèi)膜容受性,干擾胚胎的著床與發(fā)育,使患者不易受孕或者受孕后容易流產(chǎn),從而導(dǎo)致不孕癥的發(fā)生。
PCOS是一種涉及遺傳、環(huán)境等多因素的疾病,臨床表現(xiàn)多樣,發(fā)生機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜,是導(dǎo)致不孕癥的重要因素之一。目前,關(guān)于多囊卵巢綜合征不孕癥患者的研究多將目光關(guān)注于促排卵過(guò)程,而對(duì)著床率低,流產(chǎn)率高的現(xiàn)象往往束手無(wú)策。而子宮內(nèi)膜容受性是影響胚胎著床與發(fā)育的重要因素,也是PCOS不孕癥治療過(guò)程中很重要的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。目前一些研究已發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗及高胰島素血癥是影響患者子宮內(nèi)膜容受性的重要因素,這也為PCOS不孕癥患者的治療提供了思路,相信改善患者的胰島素抵抗與高胰島素血癥也應(yīng)該是治療PCOS不孕癥患者的重要手段,這也需要更多的臨床實(shí)踐來(lái)證明。
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