褪黑素作为卵泡中的自由基清除剂

褪黑素作为卵泡中的自由基清除剂，褪黑素的作用合成，褪黑素作为一种抗氧化剂，排卵期和氧化应激期，褪黑素抗氧化作用，褪黑激素治疗不孕症少女。

褪黑素作为卵泡中的自由基清除剂

• 褪黑素
  • 作用
    • 褪黑激素在生物体中具有许多功能，即帮助同步昼夜节律、睡眠促进、免疫刺激、血压调节、季节性生殖调节、强迫生育功能和抗抑郁功能。
    • 调节与昼夜节律和生殖相关的各种重要的中枢和周围活动
    • 褪黑激素最近被发现可以刺激促性腺激素抑制激素(GnIH)，这是一种抑制鸟类下丘脑促性腺激素合成、释放和产生的神经肽
    • 作为抗氧化剂
      • 在排卵过程中局部产生的活性氧(ROS)似乎对卵泡破裂有至关重要的作用。然而，过量的ROS也会导致氧化应激；它们会破坏卵泡内的卵母细胞和颗粒细胞。我们着重研究了褪黑激素对卵母细胞成熟和颗粒细胞黄体化的直接作用，作为一种抗氧化剂，以减少ROS诱导的氧化应激。
    • 褪黑素是一种强大而广泛的抗氧化剂，因为它已经被证明可以清除不同类型的自由基，包括O2•-,•O，单线态氧（1O2),H2O2，次氯酸（次氯酸），一氧化氮（NO•)，和过氧亚硝酸盐阴离子(ONOO-)
  • 合成
    • 松果体的产生的激素
    • 周期变化
      • 昼夜节律由位于下丘脑丘上核（硫氰酸盐）的昼夜节律起搏器产生，主要通过硫氰酸盐作用的浅暗周期同步到24小时。
    • 褪黑激素受光照条件的严格控制，控制褪黑激素的合成。光感信息通过从视网膜开始的多神经元途径到达松果体，包括视网膜下丘脑束、硫氰酸盐、室旁核、脊髓中侧细胞柱和颈上神经节
  • 生物转化途径
    • 褪黑素的生物合成是由氨基酸色氨酸从血液循环摄取到腺体中引起的。在松果体细胞内，它被催化为5-羟色氨酸，然后脱羧为血清素。下一步，由AA-NAT完成n-乙酰羟色素化为n-乙酰羟色素。该途径的最后一步是通过羟乙-甲基转移酶(HIOMT)将N-乙酰血清素的O-甲基化转化为褪黑素
  • 在血液中起作用的位置
    • 褪黑激素一旦合成，就不会储存在松果体细胞中，而是会迅速释放到血液中，然后进入其他体液中，如胆汁、脑脊液、唾液、精液、羊水和卵巢卵泡液。
  • 介导
    • 由两个广泛分布在全身的G蛋白耦联的MT1和MT2受体介导的
      • 激活二级结构P2左下
  • 通过观察环仓鼠发情周期中光暗时候卵巢褪黑素浓度，了解到了褪黑激素很可能在卵泡生长过程中从卵巢的循环中吸收
    • 并且接受体外受精和胚胎移植（IVF-ET）项目的患者的人类卵泡液中的褪黑激素浓度
  • 为了研究氧化应激与性类固醇产生之间的关系，我们分析了接受IVF-ET计划的患者成熟卵泡中的抗氧化压力标记物（8盎司)、抗氧化剂(铜、锌、谷胱甘肽、褪黑激素)和性类固醇(孕激素、睾丸醇、雌二醇）的浓度，
    • 褪黑激素是卵泡中一种重要的抗氧化剂，并有助于通过黄体酸化的颗粒细胞产生黄体酮。
• 褪黑素作为一种抗氧化剂
  • 活性氧ROS
    • 作用
      • ROS不仅可以促进生理水平上的细胞存活、增殖和分化，还可以促进更高水平的细胞凋亡或坏死导致的细胞死亡
    • 进入细胞的氧气中有一小部分（估计为1-4%）被代谢为衍生物，通常被称为自由基或ROS
    • ROS通过抑制甾体生成酶和涉及胆固醇运输到线粒体的细胞内载体蛋白来抑制黄体细胞产生。由于脂质过氧化作用，ROS也会破坏黄体细胞的质膜，
  • 研究发现，褪黑素是一种强大的自由基清除剂和一种广谱抗氧化剂。由于褪黑素体积小，具有高度亲脂性，褪黑素穿过所有细胞膜，很容易到达亚细胞隔间，包括线粒体和细胞核，在那里它似乎以高浓度积累。褪黑激素可以防止脂质过氧化作用、蛋白质和DNA损伤。
• 排卵期和氧化应激期
  • 排卵期
    • 排卵是由LH（促黄体生成素）激增引起的，并伴随着排卵卵泡的各种变化
    • 在排卵期中发现的炎症成分包括前列腺素合成和细胞因子产生的增加、蛋白水解酶的作用以及血管通透性的增加
  • 氧化应激期
    • 氧化应激是一种以促氧化分子，包括活性氧和氮之间的不平衡以及抗氧化防御为特征的状态，已被认为在男性和女性低生育能力的发病机制中起着关键作用
    • 抗氧化剂是解毒过量ROS的清除剂，从而帮助保持身体微妙的氧化剂/抗氧化剂平衡。抗氧化剂有两种类型：酶的和非酶的。
    • 氧化应激可以被定义为细胞氧化剂ROS和抗氧化剂等细胞氧化剂之间的不平衡，并且具有直接的毒性对细胞的影响，从而导致脂质过氧化、蛋白质氧化或DNA损伤。
  • 插图P17
  • 不孕的雌性似乎有一种不平衡状态，包括氧化应激增加和抗氧化剂减少，尽管潜在的机制尚不清楚。
    • 卵泡内ROS和卵泡内抗氧化剂之间的平衡似乎对排卵卵细胞成熟和颗粒细胞功能至关重要。因此，平衡很可能涉及卵母细胞质量差和黄体相缺陷，这可能是女性不孕的一个重要因素
  • 昼夜节律是由生物振荡器（昼夜节律钟）驱动的，它进入光：黑暗周期。褪黑激素是一种著名的光信息传感器，定义了光的长度。褪黑激素在生殖节律中发挥着重要作用，通过作用于垂体的下丘脑和结核部分，其中褪黑素受体高度表达。
• 褪黑素抗氧化作用
  • 卵母细胞
    • 由ROS引起的卵母细胞中的氧化应力必须加以限制，才能产生一个良好的胚胎。
      • ROS可诱导卵母细胞内膜的脂质过氧化和DNA损伤，并预计会对细胞分裂、代谢物转运和线粒体功能产生有害影响
      • 例一
        • ROS和褪黑激素对卵母细胞成熟的直接影响。来研究的影响H2O2在卵母细胞成熟时，用PMSG处理的未成熟小鼠的变性卵母细胞在培养基中培养出不同浓度的H2O2
          • 褪黑激素确实依赖地阻断了其抑制作用H2O2对10ng/mL褪黑激素的浓度有显著影响
      • 例二
        • 研究了褪黑激素对猪卵母细胞成熟的影响。窦状卵泡的卵母细胞在有补充或不补充褪黑素的培养基中培养。在体外成熟期间补充褪黑素(10ng/mL)导致卵母细胞挤压极体的比例更大，而经褪黑素治疗的卵母细胞的ROS水平明显低于对照组（无褪黑激素治疗）卵母细胞。
      • 例三
        • 证明了褪黑激素对体外猪胚胎发育的影响。补充褪黑素（10）-9M)对培养的受精猪胚胎的受精率有积极的影响。虽然褪黑激素没有增加囊胚泡率，但褪黑素补充组的胚泡细胞数量明显高于对照组。当从猪卵泡中恢复的卵母细胞在含有褪黑素的培养基中孵化时-7M)、受精率、囊胚率和囊胚细胞数量明显高于对照组（无褪黑激素）
      • 例四
        • 如Papis等人。证明了褪黑激素对牛胚胎发育的有益影响不是在一个低氧环境中观察到的，而是在一个很容易产生自由基的高氧环境中观察到的。
      • 例五
        • 近证实了褪黑激素治疗对接受试管受精-ET计划的不孕妇女的好处。当妇女从上一个月经周期第5天到提取卵母细胞之日起，每天接受3毫克褪黑激素治疗时，良好胚胎（授精后第2天）明显高于对照组（无褪黑激素治疗）周期123]。这些数据表明，褪黑激素可能参与了卵母细胞的成熟和胚胎发育。
  • 颗粒细胞
    • ROS可以抑制黄体细胞的产生，通过抑制甾体生成酶和细胞内甾体载体蛋白介导
      • 例一
        • 为了检查褪黑激素对孕酮产生的影响，获得了体外受精妇女提取卵母细胞时的黄体化颗粒细胞。黄体化颗粒细胞是否孵育H2O2（30、50或100μM）在有无褪黑激素（1、10、100μg/mL）的无血清培养基中培养12小时。培养后，测量培养基中的孕酮浓度。
          • ROS降低了黄体化颗粒细胞对黄体酮的产生，然而，褪黑激素消除了的抑制作用H2O2关于孕酮的产生。因此，研究表明，褪黑激素在排卵期间保护颗粒细胞免受卵泡中ROS的影响，并有助于颗粒细胞的黄体化。
    • 由于脂质过氧化，ROS还会破坏黄体细胞的质膜
• 褪黑激素治疗不孕症少女
  • 卵母细胞质量
    • 褪黑激素和/褪黑激素的治疗可能对卵母细胞的成熟和胚胎发育有有益的影响。
      • 为了记录褪黑激素和卵巢氧化应激之间的关系，在卵母细胞提取过程中取样人类卵泡液，进行IVF-ET，并测量了褪黑激素和8-OHdG的浓度。研究显示卵泡内褪黑素浓度和8-OHdG之间的反相关，表明卵泡中的褪黑素扩散到积云和卵母细胞中，以保护它们免受自由基损伤。当患者在从上一个月经周期的第五天到卵母细胞回收日的22：00小时口服3毫克褪黑激素时，卵泡内褪黑素浓度从控制周期的112pg/mL（无褪黑激素治疗）上升到432pg/每日褪黑激素治疗后的毫升。经褪黑激素治疗后，8-OHdG和己酰赖氨酸外加物(HEL)的HEL浓度降低。
        • 褪黑激素治疗可减少卵泡内的氧化损伤
        • 服用褪黑激素会增加卵泡内褪黑素的浓度，减少卵泡内的氧化损伤，并提高受精和妊娠率。
  • 润滑脂功能
    • 黄体相缺陷
      • 导致不孕和自发性流产
      • 血清脂质过氧化物水平明显提高
      • 需要补充抗坏血酸改善黄体相缺陷患者的血清黄体酮水平
    • 例一
      • 14名女性在整个黄体阶段在hCG注射后22：00小时口服3mg/day褪黑激素(5000IU，im)，11名女性在hCG注射后没有接受药物治疗。在黄体中期（排卵后6-8天）采集静脉血样进行黄体酮测定。当14名黄体期缺陷女性在随后月经周期黄体期服用褪黑激素时，9名患者（64.3%）血清孕酮浓度超过10ng/mL，平均黄孕酮浓度为11.0±2.6ng/mL。在无褪黑激素治疗的对照组，11例（18.2%）患者血清孕酮浓度正常，平均孕酮浓度为8.9±2.2ng/mL。两组的改善率显著不同（p<0.05）。结果强烈表明，氧化应激是黄体相缺陷的原因之一，褪黑激素保护黄体化颗粒细胞，通过减少氧化应激增加黄体的产生。补充褪黑素可以是与氧化应激相关的黄体相缺陷的有效治疗方法。
  • 对不孕妇女的褪黑激素治疗可以增加卵泡内褪黑激素的浓度，减少卵泡内的氧化损伤，并提高受精和怀孕率。褪黑激素治疗也能改善黄体期缺陷不孕妇女黄体酮的产生
  • 外源性褪黑激素对人类的安全性。也有报道称，褪黑激素在体内和体内毒性试验中对小鼠和大鼠胚胎发育没有有害影响。应该注意的是，褪黑激素治疗可以成为改善不孕妇女卵母细胞质量的一种新的治疗方法。