體重綜合管理對肥胖型PCOS患者褪黑素和氧化應激的影響

王景娜，趙欣，蔣姍姍，包莉莉，楊波

(中國人民解放軍聯勤保障部隊第980醫院生殖醫學中心,石家莊 050082)

多囊卵巢綜合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是以高雄激素、卵巢多囊樣改變和持續性無排卵為主要特征的女性內分泌代謝紊亂疾病,30%以上的患者存在不同程度肥胖[1]。肥胖加重了患者內分泌紊亂和代謝異常,不僅影響助孕結局,還增加了代謝綜合征和心血管疾病等遠期并發癥的發病風險[2]。PCOS發病機制尚不明確,PCOS患者常表現為抗氧化水平降低和氧化應激狀態增加[3-4],肥胖會加重患者的氧化應激反應[5-6],而過氧化損傷可能是卵母細胞凋亡和排卵障礙的一個重要原因[7]。褪黑素(Melatonin,MT)是一種吲哚胺類神經內分泌激素,作為內源性強效抗氧化劑,在維持氧化應激平衡方面起著重要作用。卵泡液內富集著高濃度的褪黑素,可有效保護卵母細胞免受氧化損傷,對卵母細胞成熟、卵泡發育和改善黃體功能方面具有重要調節作用[8-9]。研究表明PCOS患者卵泡液中褪黑素顯著減少,可能是導致PCOS患者卵泡氧化應激增加、卵泡損傷閉鎖和卵母細胞質量差的一個重要原因[10-11]。

醫學體重管理采取營養飲食指導聯合運動的方式,是解決肥胖PCOS患者生育需求和預防遠期并發癥的首要治療手段,在降低患者體重和改善內分泌代謝等方面作用已明確[12],但是否影響卵巢局部氧化應激水平和褪黑素分泌尚未見報道。本研究擬從肥胖PCOS患者卵泡氧化應激和褪黑素水平的角度,探討體重綜合管理在調節PCOS患者卵泡發育中的作用,并為PCOS肥胖患者有效體重管理方案的制定提供實驗依據。

資料和方法

一、研究對象

選取2019年8月至2021年5月在我院生殖醫學中心體重管理門診收治的88例肥胖PCOS不孕患者為研究對象,年齡23～37歲。根據部分患者自愿和部分隨機數字表法分為對照組(n=44)和實驗組(n=44)。肥胖PCOS患者納入標準:(1)患者符合鹿特丹PCOS診斷標準[13];(2)體質量指數(BMI)范圍:25～37 kg/m2;(3)就診前3個月未使用性激素和糖脂代謝類藥物。排除標準:(1)其它代謝或基礎疾病引起的肥胖型患者;(2)生殖器官有器質性病變或者內分泌疾病者;(3)伴有肝腎功能不全以及糖尿病患者;(4)對減重方案依從性差或失訪者以及連續停止運動超過3 d以上者。本研究經醫院倫理委員會審核批準,倫理批號:2021-KY-78,所有患者簽署知情同意書。

二、方法

1.治療方法:兩組均接受基礎藥物治療。對照組口服鹽酸二甲雙胍緩釋片(規格0.5 g/片,上海施貴寶制藥公司),500 mg/次,3次/d,服用12周。實驗組在對照組基礎上采用營養指導和有氧運動治療12周。營養指導:實行間歇性能量限制策略,采用“5+2”模式,即1周中5 d相對正常進食,剩余2 d(非連續)能量攝取為平常1/4(比例為40%蛋白質、35%碳水化合物、25%脂肪)的膳食模式,自行在家烹煮,持續12周,患者每周至少保存2 d的飲食記錄,以便于隨訪調整。有氧運動:非月經期40～50 min/d,頻率為3～4 d/周,中等強度,持續12周;選擇強度易控制、能持續長時間的運動方式如快走、慢跑、健身操、游泳、球類等運動;中度肥胖患者采取游泳、健身操、八段錦等運動形式以避免膝關節的損傷;每次運動準備和整理活動各10 min(關節拉伸、有氧操);患者佩戴電子設備監測心率作為運動強度評價指標,運動強度為中等,運動過程循序漸進,每周逐漸增加運動強度,直至達到目標運動強度(運動時,心率達到最大心率的60%～70%[14],最大心率=220-年齡),運動中進行飲水和飲食補給,不得飲用其他飲料;運動過程充分利用網絡健康管理軟件進行自我監督管理。

2.治療效果評估和數據收集:由生殖內分泌醫生、臨床營養師、體重管理門診醫生和護士共同負責患者體重管理,根據患者飲食運動習慣和體成分結果,制定個體化減重計劃并監督鼓勵。建立醫患互動群推送疾病相關宣講資料,1～2周、4周、8周和12周時對治療效果進行回訪和評估反饋,記錄體重、腰圍和臀圍,了解患者計劃履行情況以及治療期間的心理變化和個人感受,評估方案的有效性和安全性,適時調整方案。

3.促排卵和卵泡液收集:治療后,兩組患者均采用拮抗劑方案,給予注射用重組人促卵泡激素(Gn)(默克雪蘭諾,意大利)75～225 U/d啟動促排卵,監測卵泡發育和血清性激素變化,調整Gn用量;Gn使用6 d后,開始每天給予醋酸加尼瑞克(歐加隆,美國)0.25 mg至HCG日。當超聲提示出現3個及以上直徑≥18 mm的卵泡時,當天進行醋酸曲普瑞林(輝凌,德國)0.2 mg皮下注射,35～38 h后超聲引導下取卵,收集卵泡液,去除血污染的樣品,3 000 r/min,10 min離心后取上清,-80℃冰箱內保存備用。后續進行常規的IVF-ET助孕治療。

4.觀察指標:患者分別于治療前后進行指標測定。性激素水平檢測在治療前后月經的第2～5天采空腹肘靜脈血(月經不規律者在超聲未見優勢卵泡時采血),其他指標檢測的采血時間為治療前后72 h內。包括BMI、腰臀比(WHR)、血脂四項[總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)]、胰島素抵抗指數(HOMA-IR)、性激素[FSH、LH和睪酮(T)]水平。采用分光光度計法測定卵泡總抗氧化能力(Total antioxidant capacity,TAC),硫代巴比妥酸法測定丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量;采用ELISA法測定卵泡液中褪黑素含量。記錄各組IVF-ET助孕結局:2PN受精率、優質胎胚率和累計妊娠率。2PN受精率=2PN受精卵數/MⅡ卵數×100%;優質胚胎率=優質胚胎數/2PN受精卵數×100%;累計妊娠率=妊娠周期數/啟動周期數×100%,妊娠周期數為鮮胚妊娠周期數和凍胚妊娠周期數總和。臨床妊娠診斷標準:移植14 d后檢測血清HCG水平,如HCG≥25 U/L,在移植后4～5周陰道超聲見宮內或宮外妊娠囊或流產物見絨毛。

三、統計學處理

結 果

一、兩組患者基本情況

88例PCOS患者完成了12周的干預治療,對照組和實驗組各44例。對照組平均年齡為(31.87±4.54)歲,實驗組平均年齡為(30.65±4.88)歲,兩組間比較無顯著性差異(P>0.05)。治療前兩組患者各項指標無顯著性差異(P>0.05)(表1)。

表1 兩組治療前基本資料比較(-±s)

二、治療后兩組BMI、WHR、脂代謝及胰島素功能指標的比較

治療后,兩組HDL-C無顯著性差異(P>0.05);實驗組BMI、WHR、TC、TG、LDL-C及HOMA-IR顯著低于對照組(P<0.05)(表2)。

表2 治療后兩組BMI、WHR、脂代謝及胰島素功能指標比較(-±s)

三、治療后兩組性激素水平比較

治療后,實驗組T、LH、FSH水平和LH/FSH顯著低于對照組(P<0.05)(表3)。

表3 治療后兩組性激素水平變化(-±s)

四、治療后兩組卵泡液中褪黑素和氧化應激水平的比較

治療后,實驗組卵泡液中MDA含量顯著低于對照組(P<0.05),褪黑素和TAC水平則顯著高于對照組(P<0.05)(表4)。

表4 治療后兩組卵泡液中褪黑素和氧化應激水平變化(-±s)

五、治療后兩組助孕結局比較

兩組間2PN受精率無顯著性差異(P>0.05);實驗組優質胚胎率和累計妊娠率顯著高于對照組(P<0.05)(表5)。

表5 兩組助孕結局比較(%)

討 論

隨著社會環境和人們生活方式的改變,肥胖型PCOS的發病率呈逐年上升趨勢[15]。對于接受助孕治療的肥胖PCOS患者,減重是治療的關鍵,單純通過藥物治療是遠遠不夠的,營養和運動是最有效的非藥物減重手段。間歇性能量限制包括嚴格的能量限制和習慣性飲食,既能限制能量攝入又能保證基本營養需求的平衡,還增加了營養管理的靈活性和受試者的依從性,并且Gray等[16]發現該飲食控制方法可產生減重和促進新陳代謝的益處。中等強度的有氧運動是運動處方中的關鍵所在[17],適合肥胖型患者,由于全身肌肉長時間參與,所以能充分消耗體內過多的糖和脂肪。本研究發現以營養運動為基礎的體重管理方案聯合二甲雙胍治療的肥胖PCOS患者,在減輕體重、糾正代謝紊亂、改善胰島素抵抗和激素分泌等方面的療效優于單純采用了二甲雙胍治療的患者,與以往的研究結果[18]一致,為IVF-ET助孕奠定了良好基礎。

大量文獻表明,氧化應激參與了PCOS的發生與發展[3-4]。與非腹型肥胖患者相比,PCOS腹型肥胖患者的血清和卵泡液中過氧化物濃度都較高[5],提示腹型肥胖加重了脂質過氧化。PCOS患者卵泡液中重要的抗氧化劑褪黑素水平下降[10],導致卵泡微環境氧化/抗氧化系統失衡,氧化應激增加,影響卵母細胞減數分裂紡錘體形成,造成卵母細胞DNA損傷和卵泡閉鎖凋亡[19]。因此本研究在體重管理提高患者體質的基礎上,進一步深入研究,分析卵泡液氧化應激和褪黑素水平變化,創新性探討醫學體重管理在調節卵泡發育中的作用。

既往研究證實,營養和有氧運動均能夠提高肥胖患者的抗氧化系統活性,削弱氧化應激壓力[20-21]。本研究發現與單純二甲雙胍組相比,在二甲雙胍基礎上實施體重管理12周后,肥胖PCOS患者卵泡液中過氧化標志物MDA含量顯著降低,而總抗氧化能力TAC顯著升高,與既往研究一致。營養與運動干預在調節機體氧化應激中的作用機制不同。Szczuko等[20]認為飲食中魚類、堅果富含的精氨酸和果蔬中豐富的抗氧化劑可拮抗體內氧化應激反應。Stoner等[22]研究認為有氧運動可通過細胞信號傳導途徑強化抗氧化系統活性,有效清除機體脂質過氧化產物,提升機體抗氧化能力。

褪黑素是強大的自由基清除劑和抗氧化劑,廣泛分布于機體內,例如卵母細胞、卵泡細胞。卵泡成熟時卵泡液中褪黑素水平升高[23],可以強有力地保護卵泡免受氧化應激侵害,維持卵泡正常發育直至完成受孕。而PCOS患者卵泡液中褪黑素缺乏,最終可能會發生氧化應激介導的卵泡閉鎖凋亡[10-11]。

Kim等[24]研究表明運動可以影響血清褪黑素表達,超重女性經12周循環運動后,血清褪黑素顯著升高。本研究結果顯示,體重管理聯合二甲雙胍治療12周后,與單純二甲雙胍組相比,患者卵泡液中褪黑素水平顯著上升,推測有氧運動可能在促進卵泡液褪黑素表達中起著主要作用;IVF優胚率和累計妊娠率顯著高于二甲雙胍組,佐證了體重管理可能通過調節褪黑素水平,抵抗卵泡氧化應激,從而改善肥胖PCOS患者促排卵結局。褪黑素在PCOS中的具體作用機制尚不清楚,可能是通過不同通路發揮抗氧化作用,比如:通過直接螯合活性氧、清除自由基或者與受體結合提高抗氧化物質表達,從而保護卵巢;通過MT1/AMPK途徑維持線粒體膜電位,減少自噬相關基因的表達來控制自噬水平,從而減少氧化應激損傷[25]。

綜上所述,以營養指導和運動療法為基礎的體重管理能夠促進肥胖PCOS患者卵泡液中褪黑素表達,降低卵巢局部氧化應激水平,改善IVF-ET助孕結局,提示其在調控卵泡發育中具有積極作用。本研究豐富和深化了PCOS減重治療的內容和臨床效果,為PCOS的臨床治療開拓了新的思路。但營養或運動作為獨立因素對PCOS患者治療結局的具體影響以及體重管理的長期管理和評估指標尚需進一步研究。