综述:还原应激与抗氧化剂在男性不育中的作用:一篇叙述性综述

【字体: 时间:2025年09月18日 来源:Archives of Gynecology and Obstetrics 2.5

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  本综述深入探讨了抗氧化剂治疗男性不育中的“双刃剑”效应。作者系统阐述了过度抗氧化剂使用可诱导还原应激(RS),破坏精子发生关键信号通路、线粒体功能及蛋白质稳态,强调维持氧化还原平衡(Redox homeostasis)的重要性,并呼吁建立基于生物标志物的个体化治疗策略。

  

还原应激与抗氧化剂在男性不育中的作用:一篇叙述性综述

在全球范围内,约有15%的夫妇受到不孕症的困扰,其中男性因素占据了近50%的病例。氧化应激(OS)已被确定为影响精子功能和男性生育能力的关键因素之一。当内源性抗氧化防御系统与活性氧(ROS)生成之间失去平衡时,会导致精子细胞发生脂质过氧化、DNA损伤和蛋白质氧化,进而损害精子的形态、运动能力和受精能力。

针对OS,抗氧化剂治疗成为一种广泛应用的干预措施,旨在中和过量的ROS并恢复氧化还原平衡。常见的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、辅酶Q10、左旋肉碱和N-乙酰半胱氨酸(NAC)等,它们在临床和实验研究中均显示出改善精子参数的潜力。然而,近年来越来越多的证据表明,过量或长期使用抗氧化剂可能导致氧化还原平衡过度偏向还原状态,即引发还原应激(RS)。RS是一种以还原等价物(如谷胱甘肽和NADPH)过度积累为特征的病理状态,可能干扰细胞信号传导、损害线粒体功能,并对男性生殖健康产生负面影响。

抗氧化剂的U型曲线:过犹不及

抗氧化剂治疗的有效性遵循一种U型剂量反应关系。在曲线的一端,抗氧化剂防御不足会导致OS,引发精子膜脂质过氧化、DNA碎片化和精子运动能力下降。此时,适量补充抗氧化剂有助于清除自由基,保护细胞免受损伤。然而,在曲线的另一端,过量的抗氧化剂可能导致RS,破坏生理性ROS信号通路,影响精子获能、顶体反应和正常成熟过程。此外,RS还可能抑制线粒体活性,减少ATP合成,并增加细胞凋亡风险。

这一U型曲线强调了氧化还原稳态的重要性,提醒临床医生和患者避免盲目使用高剂量抗氧化剂。目前,缺乏明确的临床指南和生物标志物来监测氧化还原状态,使得治疗决策往往基于经验而非客观数据。

RS在男性生殖中的机制

精子细胞由于其结构特性(如高比例的多不饱和脂肪酸膜、较弱的抗氧化防御能力和快速代谢活性),对氧化和还原失衡特别敏感。RS通过多种机制影响精子功能:

  1. 1.

    破坏氧化还原信号传导:RS过度修饰蛋白质中的半胱氨酸残基,干扰精子获能和顶体反应所需的信号通路。

  2. 2.

    线粒体功能障碍:RS影响线粒体电子传递链和ROS信号传导,导致ATP生成减少、凋亡风险增加和精子运动能力下降。

  3. 3.

    损害精子发生:RS改变睾丸中的氧化还原环境,影响生殖细胞增殖和分化,抑制减数分裂和精子形成过程。

  4. 4.

    改变蛋白质折叠和降解:过度还原环境可能破坏二硫键形成,导致蛋白质错误折叠和结构完整性丧失,同时抑制蛋白酶体降解途径,造成损伤蛋白积累。

抗氧化疗法的炒作与证据

尽管抗氧化剂在男性不育治疗中广泛应用,但其临床证据仍存在不一致性和局限性。许多研究样本量小、设计异质性大,且缺乏标准化治疗方案。更复杂的是,过度使用抗氧化剂可能通过诱导RS产生负面影响,这挑战了“抗氧化剂总是有益”的传统观点。

未来需要更多设计严谨的临床试验,结合个体化氧化还原状态评估,以确定最佳治疗窗口。同时,应重视天然食物来源的抗氧化剂(如地中海饮食中的多酚和类黄酮),它们可能以更安全、协同的方式帮助维持氧化还原平衡。

生活方式干预的作用

除了抗氧化剂补充外,生活方式因素如体力活动(PA)和饮食模式也在调节氧化还原状态中发挥重要作用。适度的运动可以增强线粒体功能、降低系统性炎症并强化内源性抗氧化防御机制,但过度运动可能增加ROS生成并对精子造成氧化损伤。地中海饮食(MD)富含多酚和类黄酮等天然抗氧化剂,初步研究表明其与精子氧化损伤减少和精液质量改善相关。

氧化还原稳态与生物标志物:诊断挑战

准确测量氧化还原状态是优化治疗的关键,但目前临床实践中缺乏可靠、标准化的生物标志物。常用的OS评估方法包括ROS测定、总抗氧化能力(TAC)、脂质过氧化产物(如MDA和4-HNE)和精子DNA碎片化分析等,但这些方法往往只能反映氧化还原平衡的某一方面,且难以检测RS。

未来研究应致力于开发综合生物标志物面板,能够同时评估氧化和还原失衡,并为个体化治疗提供指导。理想情况下,这些工具应具备高灵敏度、特异性和临床可行性。

临床意义与未来方向

认识到RS作为抗氧化剂治疗的潜在副作用,对男性不育的临床管理具有重要意义。治疗目标应从单纯降低ROS转向恢复氧化还原平衡,并根据患者的基线状态、生育档案和治疗反应制定个体化方案。临床医生应谨慎对待长期或高剂量抗氧化剂使用,特别是在缺乏明确OS证据的情况下。

未来的研究方向包括:

  • 开展前瞻性纵向试验,明确抗氧化剂的剂量反应关系和安全窗口。

  • 开发实时、动态的氧化还原监测技术。

  • 探索遗传和表观遗传因素对个体治疗反应的影响。

  • 加强多学科合作,整合泌尿科、生殖医学、药理学和系统生物学的研究成果。

  • 通过公共卫生策略和教育倡议,提高公众和专业人员对抗氧化剂风险的认识。

结论

抗氧化剂治疗在男性不育管理中具有重要地位,但过度使用可能诱发RS,反而损害精子功能和生育结局。实现氧化还原平衡而非盲目抗氧化,是优化治疗效果的关键。未来需要基于生物标志物的个体化策略,结合生活方式干预和天然膳食抗氧化剂,为患者提供更安全、有效的治疗方案。同时,临床医生应加强患者教育,避免盲目自我用药,确保治疗在专业监督下进行。

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