李歡歡，張玉齊，呂海宏

(1.蘭州大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 內(nèi)分泌科， 甘肅 蘭州 730000)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome，PCOS) 以高雄激素血癥、多毛、月經(jīng)稀發(fā)或閉經(jīng)及無(wú)排卵為特征，是絕經(jīng)前婦女最常見的內(nèi)分泌疾病之一，PCOS影響世界5%～10%的育齡期女性[1]。有報(bào)道PCOS與某些心血管危險(xiǎn)因素，如肥胖、高胰島素血癥、糖耐量受損、高雄激素血癥、血脂異常和高血壓相關(guān)，這些因素導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙和動(dòng)脈粥樣硬化，從而增加心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[2]。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激水平的增加與內(nèi)皮功能障礙及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的后續(xù)形成和進(jìn)展密切相關(guān)。

1 氧化應(yīng)激及其與多囊卵巢綜合征的關(guān)系

氧化應(yīng)激(oxidative stress, OS)為病理狀態(tài)下活性氧(reactive oxygen species, ROS)/活性氮(reactive nitrogen species, RNS)生成過(guò)多和/或抗氧化防御功能下降導(dǎo)致的失衡[3]。ROS是包括過(guò)氧化氫(H2O2)、羥自由基(OH-)、超氧陰離子(O2-)和一氧化氮(NO)在內(nèi)的含氧自由基，具有不成對(duì)的電子，這使它們不穩(wěn)定且具有高活性。ROS產(chǎn)生的主要部位包括線粒體、過(guò)氧化物酶體和其他含有NADPH氧化酶(NOXs)、黃嘌呤氧化酶(XO)和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)的膜性結(jié)構(gòu)[4]。細(xì)胞抗氧化防御系統(tǒng)包括H2O2酶、過(guò)氧化物酶(Prxs)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPx)、NADPH泛醌氧化還原酶(NQO1)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)以及非酶類，如谷胱甘肽(GSH)、抗壞血酸(維生素C)及α-生育酚(維生素E)等[5]。低至中等水平的ROS和/或RNS參與生理過(guò)程，包括防御感染、細(xì)胞信號(hào)系統(tǒng)及細(xì)胞增殖和分化，過(guò)量的ROS和RNS可損傷固有的抗氧化防御系統(tǒng)[6]。當(dāng)抗氧化防御系統(tǒng)不能適當(dāng)中和ROS時(shí)，ROS在體內(nèi)停留的時(shí)間更長(zhǎng)，并氧化敏感的生物分子，損傷細(xì)胞蛋白質(zhì)、膜脂質(zhì)和核酸，導(dǎo)致正常細(xì)胞功能的受損[7]。

PCOS與體內(nèi)高氧化應(yīng)激狀態(tài)密切相關(guān)。與健康對(duì)照組相比，PCOS患者血清中8-羥基2′-脫氧鳥苷(8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, 8-OHdG)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、脂質(zhì)過(guò)氧化標(biāo)志物和SOD活性改變水平更高[4]，提示OS可能是PCOS發(fā)病的潛在誘因之一。PCOS組分胰島素抵抗、糖脂代謝異常、慢性炎性反應(yīng)、肥胖通過(guò)系列病理生理過(guò)程導(dǎo)致自由基生成增加，超過(guò)機(jī)體自身抗氧化能力，ROS及氧化脂質(zhì)在體內(nèi)堆積，引起細(xì)胞、組織和器官的結(jié)構(gòu)和功能異常，導(dǎo)致機(jī)體損傷。OS還可干擾胰島素信號(hào)傳導(dǎo)途徑中蛋白激酶的表達(dá)、激活氧化還原敏感性轉(zhuǎn)錄因子、增強(qiáng)卵巢類固醇合成酶的活性等參與PCOS的發(fā)病，導(dǎo)致PCOS代謝異常的惡性循環(huán)。

1.1 胰島素抵抗與氧化應(yīng)激相互作用的分子機(jī)制

胰島素抵抗(insulin resistance，IR)是PCOS最主要的病理生理學(xué)特征，表現(xiàn)為外周組織對(duì)胰島素的反應(yīng)降低，并抑制多種胰島素刺激的代謝途徑，如葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)和糖原合成，50%～70%的PCOS女性存在IR[8]。IR與OS相關(guān)，OS與PCOS患者IR相互作用的機(jī)制尚不清楚。IR可導(dǎo)致OS發(fā)生，當(dāng)過(guò)量的葡萄糖或游離脂肪酸在細(xì)胞內(nèi)被吸收時(shí)，可產(chǎn)生大量還原代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到線粒體中進(jìn)行氧化，導(dǎo)致電子傳遞鏈的活性增強(qiáng)和單電子轉(zhuǎn)移，最終ROS產(chǎn)生增加。如果細(xì)胞內(nèi)的還原酶(包括SOD、Prxs和H2O2酶等)不能清除過(guò)量的ROS，ROS又是觸發(fā)IR的關(guān)鍵因素，隨著OS的發(fā)生，細(xì)胞內(nèi)多種氧化應(yīng)激通路被激活，導(dǎo)致胰島β細(xì)胞功能障礙，甚至凋亡，機(jī)體血糖調(diào)節(jié)受損。ROS可直接或間接激活JNK/ SAPK通路，誘導(dǎo)胰島素受體底物(insulin receptor substrate, IRS)絲氨酸/蘇氨酸磷酸化，抑制IRS正常酪氨酸磷酸化，降低IRS與胰島素受體(insulin receptor, InsR)結(jié)合的能力，從而抑制IRS激活下游磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)，最后通過(guò)InsR/IRS/PI3K通路干擾胰島素向效應(yīng)物的信號(hào)傳遞，進(jìn)一步誘導(dǎo)IR[9]。當(dāng)肝細(xì)胞暴露于積累的自由基后，對(duì)胰島素的敏感性降低，進(jìn)而導(dǎo)致IR的發(fā)生?？寡趸瘎┲委?如維生素E、硫辛酸和N-乙酰半胱氨酸)可改善IR患者的胰島素敏感性，表明IR與OS密切相關(guān)，二者相互作用，共同參與PCOS的發(fā)生發(fā)展。但是在PCOS中，有關(guān)于OS程度與IR之間關(guān)系的數(shù)據(jù)有限，用于流行病學(xué)研究的可靠氧化應(yīng)激生物標(biāo)志物的局限性阻礙了進(jìn)一步研究，有待大量臨床及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

1.2 慢性炎性反應(yīng)與胰島素抵抗相互作用

慢性低度炎性綜合征是以炎性標(biāo)志物輕微升高為特征的全身性慢性病理狀態(tài)，是PCOS的重要特征[10]。PCOS女性炎性標(biāo)志物，如C反應(yīng)蛋白(CRP)、腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-18(IL-18)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)及急性期血清淀粉樣蛋白a(APSAA)等均較正常女性升高[11]。OS和炎性反應(yīng)之間存在惡性循環(huán)，炎性反應(yīng)誘導(dǎo)ROS的產(chǎn)生，OS促進(jìn)炎性反應(yīng)[12]。低度炎性反應(yīng)可誘導(dǎo)PCOS患者炎性因子的產(chǎn)生，并直接刺激卵巢中過(guò)量的雄激素的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致OS增加[10, 12]。研究發(fā)現(xiàn)PCOS患者顆粒細(xì)胞(GC)的線粒體形態(tài)破碎，而破碎的線粒體產(chǎn)生更多的ROS[13]。ROS又可通過(guò)激活核因子-κB(NF-κB)、活化蛋白-1(AP-1)和低氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)的相關(guān)信號(hào)通路，誘導(dǎo)炎性因子的釋放和炎性反應(yīng)[14]。PCOS組和對(duì)照組卵泡液中抗氧化、氧化應(yīng)激標(biāo)志物以及炎性標(biāo)志物濃度的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，MDA和TOS濃度與TNF-α呈正相關(guān)，TAC與TNF-α呈顯著負(fù)相關(guān)，IL-6與MDA、IL-8與TAC、IL-10與TOS水平及IL-10與TAC水平呈顯著相關(guān)[12]，提示PCOS中OS的增加與炎性反應(yīng)密切相關(guān)。PCOS中炎性反應(yīng)涉及胰腺β細(xì)胞功能障礙、IR、動(dòng)脈粥樣硬化形成和卵巢功能紊亂，這些可因抗氧化失衡而加速，而OS和炎性狀態(tài)的糾正可改善高雄激素血癥，降低動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生率[9]。

1.3 氧化應(yīng)激影響高雄激素血癥的機(jī)制

高雄激素血癥(hyperandrogenemia，HA)是PCOS的典型特征，70%～80%的HA女性被診斷為PCOS，它被認(rèn)為是PCOS的核心發(fā)病機(jī)制，高濃度雄激素可以建立PCOS動(dòng)物模型[1]。OS可能促進(jìn)PCOS患者發(fā)生HA，其相互作用機(jī)制仍不清楚。體外研究表明，OS可增強(qiáng)卵巢類固醇生成酶的活性，而類固醇生成酶可刺激雄激素生成，他汀類藥物可抑制這些酶的活性[15]。PCOS患者高糖或飽和脂肪攝入誘導(dǎo)的OS可能直接刺激HA，LH和雄激素的基礎(chǔ)水平以及HCG刺激的雄激素分泌與各種脂質(zhì)刺激的氧化應(yīng)激標(biāo)志物呈正相關(guān)[16]。HA也能夠誘導(dǎo)女性和雌性動(dòng)物OS發(fā)生，與對(duì)照組相比，雄激素過(guò)多誘導(dǎo)的PCOS氧化應(yīng)激標(biāo)志物水平升高，如MDA、GSH和SOD。此外，高雄激素分泌可上調(diào)p66shc誘導(dǎo)的PCOS大鼠ROS的產(chǎn)生，ROS的增強(qiáng)反過(guò)來(lái)導(dǎo)致線粒體功能障礙，進(jìn)一步增強(qiáng)OS[17]。

總之，PCOS患者的OS明顯增加，導(dǎo)致了該疾病特有的許多代謝和心血管功能障礙，對(duì)這些患者心血管風(fēng)險(xiǎn)的防治應(yīng)涉及減輕OS。

2 氧化應(yīng)激對(duì)多囊卵巢綜合征患者心血管風(fēng)險(xiǎn)的影響

世界衛(wèi)生組織最新報(bào)告，非傳染性疾病導(dǎo)致的死亡占比約為74%，主要是CVD[17]。與無(wú)PCOS的人群相比，PCOS患者發(fā)生CVD的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，ROS生成過(guò)多可能是PCOS患者CVD發(fā)生和發(fā)展的重要因素。

2.1 氧化應(yīng)激介導(dǎo)PCOS血管內(nèi)皮功能障礙

PCOS患者OS增強(qiáng)，ROS生成過(guò)多，NO活性降低。NO是一種旁分泌因子，可控制血管張力，抑制血小板功能，防止白細(xì)胞黏附，減少內(nèi)膜增生。NO的失活增多和/或合成減少與CVD的危險(xiǎn)因素有關(guān)，被稱為內(nèi)皮功能障礙，其可促進(jìn)血管痙攣、血栓形成、血管炎性反應(yīng)和血管平滑肌細(xì)胞增殖。血管氧化應(yīng)激與ROS產(chǎn)生增加、血管功能障礙密切相關(guān)[18]。ROS濃度的增加可減少生物活性NO的水平，形成有毒的過(guò)亞硝酸根，后者可以“解偶聯(lián)”內(nèi)皮NO合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)，成為一種功能失調(diào)的產(chǎn)生超氧化物的酶，導(dǎo)致血管氧化應(yīng)激，促進(jìn)內(nèi)皮功能障礙，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的形成[19]。臨床使用的ACE抑制劑、AT1受體阻滯劑和他汀類等藥物具有多效作用，可改善內(nèi)皮功能[18]。也有研究表明，與正常對(duì)照組相比，PCOS患者的內(nèi)皮功能正常。近期通過(guò)新型血管超聲系統(tǒng)對(duì)血管內(nèi)皮功能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)PCOS患者NO、SOD與血管內(nèi)皮功能呈正相關(guān)，而ROS與其呈負(fù)相關(guān)，揭示OS可能影響血管內(nèi)皮功能。

2.2 氧化應(yīng)激導(dǎo)致PCOS動(dòng)脈粥樣硬化

PCOS患者低密度脂蛋白明顯升高，是動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)的危險(xiǎn)因素，是AS潛在病因之一[14]。OS通過(guò)何種機(jī)制影響AS發(fā)生尚無(wú)統(tǒng)一定論。AS重要環(huán)節(jié)之一為血管內(nèi)膜的低密度脂蛋白被超氧化物氧化， 氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)可通過(guò)多種途徑參與AS的發(fā)生發(fā)展。ox-LDL可誘導(dǎo)炎性調(diào)節(jié)劑的表達(dá)和釋放，導(dǎo)致單核細(xì)胞遷移，增加巨噬細(xì)胞清道夫受體的密度，并在泡沫細(xì)胞形成過(guò)程中增加ox-LDL的攝取，從而增加AS病變的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[20]。另外，對(duì)載脂蛋白E敲除(apoE-/-)小鼠進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)ox-LDL的致AS效應(yīng)是由TLR4途徑介導(dǎo)的，抑制TLR4表達(dá)下調(diào)NF-κB活性，降低單核細(xì)胞對(duì)ox-LDL的反應(yīng)中MCP-1和IL-8的表達(dá)，并減緩AS的進(jìn)展[21-22]。

2.3 高血壓與氧化應(yīng)激的相互作用

PCOS與高血壓相關(guān)，其機(jī)制與OS也密不可分。血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，Ang Ⅱ)通過(guò)刺激小鼠AT1受體導(dǎo)致血管壁NOXs上調(diào)和活化，從而導(dǎo)致OS。Ang Ⅱ還可誘導(dǎo)小GTP酶rac1快速易位至細(xì)胞膜或磷酸化，以及NOXs亞基p47phox易位至細(xì)胞膜，增加NOXs活性。血管張力增加可誘導(dǎo)p47phox膜易位和NOXs活化，在p47phox缺陷細(xì)胞中不存在張力增加誘導(dǎo)的NOXs活化[18]。在高血壓大鼠模型中也證實(shí)了OS的關(guān)鍵作用，表明用他汀類藥物治療這些大鼠減少了O2-生成并降低了血壓[23]。

3 多囊卵巢綜合征患者心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防

OS在PCOS患者CVD的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。近年來(lái)針對(duì)阻斷ROS信號(hào)通路的抗氧化治療成為研究熱點(diǎn)。PCOS婦女的抗氧化劑和維生素補(bǔ)充劑在PCOS及其并發(fā)癥的治療中具有積極作用，有可能改善內(nèi)皮功能障礙，預(yù)防CVD發(fā)生[24]。對(duì)68例PCOS患者進(jìn)行的一項(xiàng)隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照試驗(yàn)表明，聯(lián)合補(bǔ)充ω-3脂肪酸和維生素E 12周可顯著改善Lp(a)和ox-LDL的基因表達(dá)、血脂水平和氧化應(yīng)激生物標(biāo)志物[25]，從而預(yù)防PCOS女性CVD的發(fā)生。維生素C是一種抗氧化劑和抗動(dòng)脈粥樣硬化分子，與維生素E協(xié)同作用可淬滅自由基。內(nèi)源性抗氧化劑如L-精氨酸、輔酶Q-10和褪黑素可用為防治特定慢性和退行性疾病的補(bǔ)充劑[24]。

4 問(wèn)題與展望

近幾年雖然對(duì)PCOS組分IR、慢性炎性反應(yīng)和HA影響OS的途徑進(jìn)行了多項(xiàng)基礎(chǔ)與臨床研究，但是其導(dǎo)致OS的具體信號(hào)途徑仍不完全清楚，進(jìn)一步揭示PCOS組分影響氧化應(yīng)激的致病機(jī)制及作用靶點(diǎn)，為臨床應(yīng)用阻斷ROS路徑的靶點(diǎn)藥物、防治PCOS患者CVD風(fēng)險(xiǎn)開辟新思路。