艾灸治療排卵障礙性疾病的作用機制研究概述

付雅琪 魏偉峰 胡小芳

我國不孕癥的發病率已從2007年的12%升至2020年的18%[1],其中排卵障礙作為不孕癥常見因素占女性不孕的25%～35%。排卵障礙成因機制復雜,與遺傳、內分泌、免疫、環境、炎癥反應等因素相關。臨床治療本病以藥物促排卵為主要手段,艾灸作為傳統的中醫非藥物療法,在治療排卵障礙性疾病上有著確切的臨床療效。隨著近年相關動物實驗及臨床試驗的深入開展,艾灸治療本病的機制已取得一定的研究進展,本文就艾灸治療本病的機制研究進展進行評述。

1 調節內分泌激素水平

1.1 艾灸調節生殖相關激素水平

1.1.1 艾灸調節下丘腦-垂體-卵巢軸 卵泡的生長發育及排出是一個機體內外各因素綜合調控的結果,其中起關鍵調控作用的是下丘腦-垂體-卵巢軸(hypothalamic-pituitary-ovarian axis,HPOA)。HPOA能夠通過調控下丘腦、垂體及卵巢功能,影響促性腺激素釋放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)、黃體生成激素(luteinizing hormone,LH)、卵泡刺激素(follicle stimulating hormone,FSH)及雌、孕激素的分泌釋放,從而形成周期性的規律排卵。若以上激素分泌量、分泌周期失常,或正負反饋機制紊亂,都有可能會造成卵泡發育不良或排出障礙[2]。

李娜等[3]通過觀察逆針灸“關元”對去卵巢大鼠的影響,發現逆針灸關元穴能夠不同程度升高雌二醇、雌激素受體和GnRH水平,并降低FSH和LH水平,提示了艾灸能夠調節去卵巢大鼠HPOA的紊亂,恢復大鼠內分泌水平,對于治療卵巢儲備功能減退(diminished ovarian reserve,DOR)所導致的排卵障礙性疾病有積極的治療作用。

1.1.2 艾灸調節抗繆勒氏管激素水平 由小卵泡顆粒層細胞分泌的抗繆勒氏管激素(anti-mullerian hormone,AMH)能夠抑制始基卵泡的募集,降低原始卵泡的消耗,從而保留卵巢的儲備功能,其水平高低能夠反映卵巢的儲備功能,且不受月經周期的影響[4]。

金洵[5]對DOR模型的大鼠進行了不同時間的艾灸干預,并觀察干預前后大鼠血清激素水平變化,發現艾灸能夠有效提升大鼠的AMH水平,降低FSH、雌二醇、雄激素及脫氫表雄酮含量,改善大鼠動情周期及卵巢指數,說明艾灸預處理對DOR模型大鼠的卵巢儲備功能有一定改善作用,但艾灸介入時間不同,干預效果不同。

1.1.3 艾灸增強前列腺素受體的表達 前列腺素(prostaglandin,PG)作為局部作用的脂質信號,在調節女性生殖,包括卵母細胞發育方面起重要作用。其中PGE2能夠保護卵母細胞免受氧化應激,減少卵丘-卵母細胞復合體中的細胞凋亡,還能夠與PGF2α一起通過影響血管緊張素II水平介導卵母細胞減數分裂成熟,從而促進排卵[6-7]。

章慶慶[8]通過觀察艾灸關元穴對寒凝證痛經大鼠子宮的影響,發現在艾灸早期干預的作用下,痛經大鼠子宮血流微循環增加,子宮組織中前列腺素相關受體表達及PGE2/PGF2α比值狀態得到顯著改善。說明艾灸能夠通過增強前列腺素受體表達,調節PGE2、PGF2α的分泌異常,改善子宮微循環狀態,從而使子宮及卵巢內環境恢復平衡,促進卵泡發育及排出。陳盼碧等[9]對痛經大鼠艾灸后的PG水平觀察結果也間接證實了這一觀點。但對于艾灸調控PG水平對卵巢的直接作用的相關基礎研究文獻暫不充分。

1.2 艾灸調節甲狀腺激素水平

甲狀腺功能與女性生殖健康聯系密切,甲狀腺功能減退會引起卵泡發育不良及卵巢萎縮,影響正常排卵從而導致不孕結局的發生。其機制可能與甲狀腺激素通過影響甲狀腺激素受體干預卵巢內分泌功能,導致生殖性激素水平紊亂有關[10]。

康春嵋等[11]通過ELISA法測定甲減大鼠甲狀腺激素的水平,觀察艾灸對甲狀腺功能及形態的影響。實驗結果示艾灸治療后甲減大鼠的體質量及總三碘甲狀腺原氨酸、總甲狀腺素水平顯著升高,促甲狀腺激素水平及甲狀腺濾泡上皮細胞增殖抑制率和凋亡率顯著下降,說明艾灸能夠有效調節甲狀腺激素水平,促進甲狀腺濾泡上皮細胞增殖,抑制細胞凋亡,恢復原有甲狀腺組織結構與功能,從而矯正HPOA調節失常,恢復排卵及妊娠。

1.3 艾灸調節腎上腺皮質激素水平

多數研究表明,腎上腺皮質功能異常時可以對雌性生殖產生多層次的不利影響。如在應激條件下,下丘腦釋放促皮質激素釋放激素(corticotrophin releasing hormone,CRH),CRH的升高能夠通過激活Fas/FasL系統觸發卵巢細胞凋亡并損害卵母細胞能力[12],并刺激垂體釋放促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH),ACTH再刺激腎上腺皮質釋放皮質激素,升高的腎上腺皮質激素可抑制下丘腦和垂體,抑制促性腺激素的分泌及其對卵巢的刺激作用,導致女性男性化和無排卵[13]。

Wang SJ等[14]發現艾灸可以通過促進糖皮質激素,糖皮質激素受體(glucocorticoid receptors,GR)和GR蛋白表達的結合來調節應激反應,降低CRH和ACTH過表達的反饋抑制。雷菲等[15]通過對亞急性衰老大鼠皮質酮及GR水平的觀察,發現艾灸能夠降低衰老大鼠模型的血清皮質酮水平,并上調胸腺GR含量,減輕因衰老產生的對性腺和免疫功能的抑制,其機制可能與皮質酮通過CORT-Nr3c1-AP1/Creb軸抑制糖皮質激素中的黃體生成素受體表達,誘導無排卵的發生有關[16]。以上研究說明艾灸可以調整腎上腺皮質激素的分泌及釋放,減少CRH、ACTH、皮質酮等相關激素對HPOA的異常反饋,促進下丘腦及垂體生殖激素的分泌,從而促進卵泡的發育及成熟。

2 調控氧化應激及卵巢顆粒細胞凋亡

顆粒細胞凋亡被認為是引起卵泡閉鎖的重要機制[17],其數量能反映卵巢衰老程度,與卵巢儲備功能下降密切相關。氧化應激生成的高水平活性氧能夠影響卵泡顆粒細胞相關轉錄因子的表達和轉錄,誘導凋亡和自噬下游相關基因的表達,引起顆粒細胞凋亡和自噬,最終導致卵泡閉鎖[18]。艾灸可以通過調節相關因子基因蛋白的表達,抑制氧化應激引起的顆粒細胞凋亡,從而改善因卵巢功能衰退導致的排卵障礙。

2.1 艾灸調節BcI-2、Bax表達水平

B淋巴細胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,Bcl-2)和Bcl-2關聯X蛋白(Bel-2 associated,Bax)作為一對正負調節基因,是顆粒細胞凋亡過程中重要的因子。一般認為Bax等主要誘導細胞凋亡,而Bcl-2等則抑制細胞凋亡[19]。

盧巖[20]通過對卵巢早衰模型大鼠的研究,發現了臍灸可能通過上調卵巢早衰模型大鼠卵巢Bcl-2和下調Bax的表達,促進卵巢顆粒細胞分裂、抑制其過度凋亡,修復卵巢功能,最終改善排卵。

2.2 艾灸調節半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶表達水平

半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(Caspase)是執行細胞凋亡的關鍵酶,其活化后可以啟動相關蛋白酶的分子級聯反應,放大凋亡信號,迅速導致細胞死亡[21]。

沈潔等[22]通過觀察艾灸預處理對早發性卵巢功能不全(premature ovarian insufficiency,POI)大鼠生育力的影響,發現艾灸能夠升高POI大鼠卵巢顆粒細胞Caspase-3和Caspase-9蛋白及mRNA表達,有效抑制POI大鼠卵巢顆粒細胞的凋亡,從而改善卵巢功能。

2.3 艾灸調節Nrf2/HO-1/NQO-1 mRNA及蛋白表達

核因子E2相關因子2(nuclearfactor erythroidderived 2-like 2,Nrf2)、血紅素加氧酶1(heme oxygenase 1,HO-1)、醌氧化還原酶1[NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1,NQO-1]是調控機體氧化還原反應的關鍵因子。Nrf2介導的氧化應激在女性生殖系統疾病中具有重要作用,能夠調控細胞內多種抗氧化基因的表達[23]。當細胞內氧化或抗氧化體系失衡時,活化的Nrf2與抗氧化元件結合,激活下游的NQO-1和HO-1等蛋白質的表達,從而維持細胞氧化或抗氧化平衡,對細胞起到保護作用[24]。在對多囊卵巢綜合征(polycystic ovarian syndrome,PCOS)患者的治療中,激活Nrf2信號傳導可通過減輕胰島素抵抗和氧化應激,改善PCOS大鼠卵巢組織的損傷[25]。

Yang X[26]通過觀察艾灸對自然衰老卵巢中的細胞凋亡和抗氧化防御的影響,發現艾灸能夠通過上調抗氧化應激相關基因HO-1和NQO-1的mRNA和蛋白表達水平,下調Bax/Bcl-2的比例來抑制卵巢細胞凋亡,并能緩解卵巢纖維化,降低衰老標志物表達,增加卵巢功能激素分泌,從而有效改善卵巢功能。汪倩[27]通過觀察艾灸對DOR大鼠Nrf2/HO-1信號通路的影響,發現艾灸能夠通過與調控Nrf2/HO-1信號通路來降低DOR大鼠的動情周期紊亂率,改善血清性激素水平和抗氧化應激能力,抑制細胞凋亡,恢復卵巢功能,達到雌激素替代治療的效果。

2.4 增強卵巢顆粒細胞線粒體活性

線粒體作為細胞質中最重要的細胞器之一,除細胞的增殖和代謝提供所需的能量外,還可以調控抗氧化、細胞凋亡及自噬等重要生理過程[28],線粒體活性與顆粒細胞的抗氧化能力有直接關聯[29]。

方育恩等[30]運用針灸聯合補腎中藥輔助治療30例接受輔助生殖技術治療的DOR腎精虧虛證患者,并檢測患者抗氧化應激相關基因及卵巢顆粒細胞線粒體活性。實驗結果示針藥結合療法能有效提高注射HCG日血清雌二醇、孕激素水平,升高卵泡液谷胱甘肽過氧化物酶含量,增強卵巢顆粒細胞線粒體活性,取得更高的優胚率并降低取消移植率。

除此外艾灸還能夠通過調節影響顆粒細胞凋亡的相關激素及細胞因子(如類固醇激素、GnRH、促性腺激素、類胰島素樣生長因子等)抑制顆粒細胞凋亡,從而減緩卵巢衰退進程。

3 調節卵泡液中的細胞因子

卵泡液作為卵母細胞賴以生長和發育的微環境,其中含有豐富的細胞因子,如一氧化氮、瘦素、干擾素、腫瘤壞死因子、白介素等,這些細胞因子能夠直接或間接地影響著顆粒細胞的有絲分裂與卵母細胞的發育成熟,從而影響排卵功能。

3.1 艾灸調節炎性因子的表達

卵泡液中的炎性細胞因子,如干擾素γ、腫瘤壞死因子α和白介素等的異常升高能夠激活體內抗卵巢自身免疫應答,造成卵巢細胞損傷、卵泡過度閉鎖[31]。艾灸的溫通效應能夠抑制炎性細胞因子的表達,緩解機體炎癥反應。其機制大概與灸溫下瞬時受體電位香草酸亞家族的激活,及后續生長因子的促進、炎性調節因子等活性物質生成有關[32]。

張彩榮[33]等使用ELISA法測定經艾灸治療后的卵巢早衰大鼠的血清性激素及炎性因子含量,Western blot法測定卵巢組織中磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)、雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)含量及磷酸化水平,發現予卵巢早衰大鼠艾灸“關元”“三陰交”處理,可以能夠顯著降低血清中LH、FSH、白介素6、白介素1β含量,增加雌二醇含量,降低卵巢組織磷酸化PI3K、Akt、mTOR的表達水平,改善卵巢組織出現的病理損傷,提示艾灸可能通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路磷酸化調節炎性因子的表達,改善大鼠卵巢早衰狀態。

3.2 艾灸調節瘦素及胰島素樣生長因子1在生物體內的含量

瘦素和胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)在卵泡發育和繁殖中起協同調節作用。IGF-1作為生長發育必備的生長因子,能夠協同促性腺激素調節,參與卵泡的生長發育及優勢卵泡的選擇。研究表明瘦素能夠增加IGF-1,IGF-1受體和胰島素樣生長因子結合蛋白-2的mRNA表達,并減弱卵巢中AMH基因表達,從而促進原始卵泡發育,消耗卵泡池儲備,導致卵巢功能的減退[34]。

莫捷[35]對12個月齡的自然絕經期大鼠進行了逆針灸關元穴的研究,發現逆針灸能夠有效提高更年期大鼠的體重質量,減少下丘腦及卵巢中的瘦素含量,通過改善更年期大鼠瘦素抵抗的狀態,在一定程度上延緩更年期卵巢功能的減退。林凈[36]通過觀察艾灸對腎陽虛證PCOS患者血清激素水平及IGF-1的影響,發現隔藥灸及溫灸器均能改善患者LH、FSH以及LH/FSH比值,并能明顯降低患者血清IGF-1水平,緩解腎陽虛臨床癥狀。以上研究證明了艾灸能夠通過調節瘦素及IGF-1水平有效治療卵巢功能減退、PCOS等排卵障礙性疾病。

3.3 艾灸增強一氧化氮的合成

研究證明一氧化氮廣泛存在與哺乳動物的子宮肌、卵巢中,其能夠通過影響下丘腦和垂體水平的作用來調控生殖活動,包括促進卵母細胞的減數分裂和成熟,影響卵泡的生長發育、排卵和閉鎖,甚至影響胚胎著床、發育及分娩,其作用幾乎貫穿整個生殖過程[37]。

李曉泓[38]使用逆灸關元穴治療了56只自然更年期雌性大鼠,發現逆灸能夠通過增強各月齡組大鼠子宮的超氧化物歧化酶活性,促進一氧化氮合成,改善更年期應激狀態引起的卵巢功能減退及其引起的子宮靶器官的結構損傷。

4 改善卵巢血液微循環

卵巢內血管系統的維持和持續生成為卵泡發育和黃體建立提供營養、氧氣和激素支持,并隨著卵泡的募集與排出發生周期性的生成和退化。當卵泡所需供氧不足時,會造成卵泡發育速度減緩,卵子質量下降,從而導致排卵功能障礙[39]。

4.1 艾灸改善卵巢動脈血流參數指標

據相關研究顯示,擁有正常月經周期的女性的卵巢動脈血流呈周期性變化,若血流灌注良好,則可為卵泡生長發育提供有利條件,臨床常使用經陰道彩色多普勒超聲監測卵巢動脈血流參數以評估卵泡發育狀況。血管阻力指數(resistive index,RI)、搏動指數(pulsatility index,PI)、舒張末期流速(end diastolic velocity,EDV)、卵巢血流收縮期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)是超聲評估卵泡發育的4個重要指標,其中排卵障礙患者PSV、EDV呈異常降低趨勢,PI、RI呈顯著升高趨勢[40-41]。

劉穗[42]通過觀察針灸治療后卵巢儲備功能下降患者子宮、卵巢形態及血流動力學參數,發現針灸能夠有效升高卵巢基質動脈和子宮內膜及子宮內膜下螺旋動脈PSV、EDV、子宮動脈收縮期與舒張期流速比,降低卵巢基質動脈RI、子宮內膜及子宮內膜下螺旋動脈RI水平,改善卵巢及子宮動脈血流,提高基礎竇卵泡數目和卵巢體積,緩解局部癥狀,恢復排卵能力。

4.2 艾灸調控血管內皮生長因子的表達

血管內皮生長因子是一類由多個亞型及受體組成的復雜蛋白,血管內皮生長因子系統的成員影響內皮和非內皮細胞的增殖、存活和遷移,參與調節卵泡血管的生成和發育。次級卵泡產生的血管內皮生長因子能夠直接作用于卵泡細胞,促進卵泡血管的生成及下游竇狀突的形成,刺激竇前卵泡發育[43]。

盧巖[44]通過對卵巢早衰模型大鼠的觀察,發現艾灸神闕穴能夠通過上調血清中血管內皮生長因子、AMH及雌激素含量,促進內皮細胞的增殖和游走、增加血管的通透性,促使卵巢周期性血管新生,改善卵巢血供,對卵巢早衰大鼠的卵泡數量及卵巢儲備功能均有明顯的促進作用。

5 改善卵巢組織形態

卵巢功能逐漸減退,體內雌激素水平低下,可影響其效應器官,即子宮和卵巢形態功能發生改變。研究顯示相較于正常卵巢,POI患者卵巢結構模糊且體積變小、存在低回聲、內部出現纖維條狀、卵泡數量減少且體積變小[41]。

解秸萍[45]觀察了逆灸治療后更年期大鼠的生殖內分泌及免疫功能狀態,發現逆針灸能通過對內分泌-免疫網絡雙向調節改善更年期機體狀態,不僅能夠改善大鼠的內分泌激素水平、增強免疫功能,還能夠逆轉更年期卵巢萎縮和纖維樣變、卵巢動靜脈血退行性病變等組織的衰退或下調。

6 討論

艾葉藥性辛溫,能通十二經,入三陰,有溫腎散寒、活血通絡的功效。艾絨燃燒產物所具有的多種有效成分能夠抑制炎性介質的釋放,發揮提高機體免疫力及抗炎功能[46],減少因炎癥損傷帶來的卵巢細胞損傷及卵泡過度閉鎖。而灸法所具有的溫通效應可以促進血液循環,提高機體代謝能力[32],增加卵巢局部血流量,改善卵巢缺血、缺氧狀態;在艾灸燃燒時,其所輻射的近紅外光譜能夠為細胞代謝和免疫功能提供所需能量、傳遞生物信息,還可以激活老化、病態的細胞,抑制細胞凋亡[47]。綜上所述,艾灸治療排卵障礙的作用機制涉及了艾葉的辛溫發散的藥性、光輻射效應、溫通效應、艾絨的燃燒化合物的綜合作用,能夠提高患者卵巢功能,改善卵子質量及子宮內膜容受性。

目前對艾灸治療排卵障礙性疾病的起效機制研究比較完備,但仍存在一些不足:(1)機制研究多集中在艾灸通過對HPOA及AMH等激素的影響以調節卵巢功能,對影響卵泡發育的一些蛋白及代謝物,如同型半胱氨酸、乳鐵蛋白、游離脂肪酸等,缺少直接的實驗研究;(2)臨床研究文獻質量參差不齊,艾灸的種類、施治時間、取穴及療效判定標準尚未統一,文獻真實性存疑。日后研究需要更加注重文獻質量及目前缺少的作用機制的探討,為艾灸治療排卵障礙性疾病的臨床應用提供可靠參考。