辅酶Q10对卵巢储备功能下降患者的防治作用*

赵梦璐，李静，梁琦，潘程程，崔薇

(1.山东中医药大学中医学院，济南 250001；2.山东中医药大学第二附属医院生殖医学科，济南 250001)

辅酶Q10于1957年被发现。1958年，美国德克萨斯大学的Karufulukas博士发现了它的化学结构。人体内的辅酶Q10含量随着年龄的增长而降低，辅酶Q10水平降低会影响线粒体的氧化磷酸化，减少细胞能量物质三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的生成，影响卵子质量和卵子受精[1]。近年来，随着二孩政策的实施，女性的备孕年龄上升，以及环境污染、社会压力等外在因素的影响，导致卵巢储备功能下降(decreased ovarian reserve，DOR)的患者逐渐增多。辅酶Q10作为线粒体内膜内的质子和电子载体，具有生物能量作用，同时也是一种内源性亲脂性抗氧化剂，广泛存在于生物膜中，主要参与线粒体呼吸链中的电子转运和氧化磷酸化，可以抗氧化、清除自由基，提高卵巢储备功能，增加卵泡数量，改善卵泡质量[2]。笔者概述辅酶Q10对DOR患者的防治作用及其机制。

1 DOR

美国疾病预防控制中心辅助生育协会(SART-CDC)提出：由于年龄、遗传因素、医源性或手术原因导致的卵巢内存留卵子的质量和数量下降，被定义为DOR。DOR的检测指标：卵泡刺激素(follicle stimulating homone，FSH)由垂体前叶的促性腺激素分泌，促进卵泡发育。血清FSH水平随年龄增加而增加，早卵泡期血清FSH水平>10 U·L-1是DOR的预测指标[3]。此外，抗苗勒激素(anti-mulerian hormone，AMH)、窦卵泡计数(antral follicle count，AFC)、抑制素B(inhibin B，INHB)、卵巢体积也用于预测卵巢储备[4]。AMH是卵巢储备的重要标志，在卵泡发育和卵泡选择中起着重要作用[5]。一般认为血清基础AMH水平0.5～1.0 ng·mL-1，预示着DOR。INHB是小窦卵泡生长的标志物，可在血清基础FSH第3天升高前预测DOR[6-8]。

DOR病理上主要表现为卵巢皮质内原始卵泡数量过早耗竭，卵母细胞质量进行性下降，临床上表现为激素分泌异常及生育力的持续下降，如雌激素降低、AMH降低、FSH升高等[9-10]。关于DOR病因尚无统一定论，主要包括年龄、遗传因素(某些性染色体缺陷和常染色体基因缺陷)、代谢免疫因素、心理环境因素及医源性因素等。近几十年来，辅助生殖技术飞速发展，为治疗不孕、不育提供了非常有效的方法，但DOR患者在接受辅助生殖技术助孕过程中，常常出现卵巢低反应、促排卵药物用量增加、高周期取消率、低临床妊娠率、低抱婴率等情况。因此，如何提高DOR患者辅助生殖妊娠结局成为困扰临床医疗工作的难题。

2 线粒体对卵巢储备功能的影响

线粒体是存在于大多数细胞中的细胞器，被两层膜包被，是细胞进行氧化磷酸化和产生能量的主要场所。线粒体根据不同的生物种类及生理状态而在细胞中呈现不同形状。线粒体主要影响细胞的能量转化，其次亦参与其他的生理功能：如调控细胞增殖与代谢，调节细胞凋亡过程，调节钙离子浓度，合成胆固醇及某些血红素等[11]。DOR除了表现为卵泡数量减少外，主要还表现为卵子质量下降[12-13]，而卵子质量与线粒体功能密切相关，线粒体阻止卵子的凋亡[14]，促进胚胎的形成[15]，其数量影响ATP的生成[16]。线粒体产生的ATP是触发卵子受精必不可少的条件[17]。有文献报道[18]，在卵母细胞、胚胎形成及发育过程中，线粒体参与钙离子的储存与转运，线粒体损伤导致卵子异常受精；线粒体功能异常会驱动凋亡途径发生，细胞过度氧化应激(oxidative stress，OS)，影响优质胚胎的形成。

线粒体为卵母细胞成熟、受精和卵裂提供能量。早期卵泡衰竭及细胞凋亡是DOR发生的机制。线粒体基因异常(数量变化、mtDNA片段缺失、突变)会降低细胞内的能量生成。有学者认为，低ATP水平可以激活卵子中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路，导致原始卵泡的异常活化、丢失增多，卵泡过早衰竭，逐渐发展为DOR[19]。线粒体参与细胞的各项生物代谢过程，研究表明，线粒体可以作为评估卵母细胞发育潜能的指标[20-22]，线粒体异常是导致高龄不孕患者卵母细胞发育潜能低下的关键因素[23]。

人类的所有细胞中都含有线粒体，而卵母细胞被认为是最需要线粒体的细胞，mtDNA拷贝数是评估卵母细胞活性的重要参考指标[24-26]。在颗粒细胞、卵母细胞或外周血均能发现mtDNA拷贝数与卵巢储备功能的关系。TSAI等[27]发现卵子颗粒细胞mtDNA拷贝数影响辅助生殖治疗周期的结果。研究表明，线粒体数量异常可导致卵子胞浆成熟障碍及卵细胞受精异常。卵细胞及胚胎发育过程中，线粒体存在一个“阈值”，当线粒体数量高于阈值时，卵细胞和胚胎发育良好[28]。线粒体数量的减少，直接导致能量合成障碍，影响颗粒细胞功能。辅助生殖促排卵过程中退化的卵母细胞中线粒体数量较少[29]。与正常卵巢储备比较，DOR组卵母细胞线粒体数量明显减少[30]。对接受胚胎植入前基因诊断患者的极体和卵裂球进行分析，发现高龄女性卵母细胞极体含mtDNA拷贝数少于年轻女性[31]。国内学者采用实时荧光定量聚合酶链反应(PCR)技术检测不同受精结局的卵母细胞，证实受精能力与mtDNA拷贝数有关[32-33]。DIOGUARDI等[34]在卵巢储备功能下降的小鼠中，也发现颗粒细胞及卵母细胞mtDNA拷贝数降低。此外，有研究表明，对卵巢储备功能不同的患者进行外周血mtDNA拷贝数检测，发现DOR患者mtDNA含量低于卵巢储备正常者[35]。

线粒体阈值数量可以保障卵母细胞成熟及功能，线粒体数量不足导致卵母细胞发育和成熟异常，这可能是DOR患者卵泡数量减少及质量下降的病因之一。

卵巢储备功能表现了女性的生育能力，卵子质量的优劣决定了胚胎的质量[36]。随着空气污染及盆腔附件侵入性操作增多等，由于DOR而不孕的女性数量逐年上升。目前对DOR病因探索研究仍是一个热点。氧化磷酸化离不开线粒体，由于线粒体缺乏保护及严格的修复机制，线粒体数量不足、mtDNA片段缺失、突变都可以引起功能发生变化，最终导致能量产生减少。

3 辅酶Q10、线粒体与卵巢储备功能

辅酶Q10 具有清除自由基、抗凋亡、稳定细胞膜、减少OS、提高机体免疫力等优点，是重要的抗氧化剂和免疫增强剂，是线粒体电子传递链的重要组成部分，起到能量转换剂和明显的抗脂质过氧化作用。在临床上，它具有抗衰老、抗疲劳、抗高血压和保护心脏等作用[37]，具有无毒、无致畸和无明显不良反应的优点，越来越多受到基础研究者和临床工作者的关注。

辅酶Q10主要参与线粒体呼吸链中的电子转运和氧化磷酸化，产生ATP[38]，通过抑制脂质过氧化和DNA氧化作用，增强细胞内的内源性抗氧化系统。补充辅酶Q10已被证明可以改善心血管功能和男性生育能力[39-41]。血浆中辅酶Q10浓度降低与性腺机能减退和其他类固醇激素[42]水平改变有关。辅酶Q10水平的下降在35岁以上的人群中很常见，似乎与年龄相关的生育能力下降和胚胎非整倍体率的增加同时发生，这表明辅酶Q10表达的减少与卵巢老化有关[43]。多项动物实验研究表明，辅酶Q10可以保护卵巢储备，通过恢复线粒体功能来抵消卵巢生理衰老，提高胚胎卵裂率和囊胚形成率[44-46]。临床上，在35～ 43岁的妇女中，辅酶Q10预治疗可增强促排卵效果，降低胎儿非整倍性的概率[47-48]。

辅酶Q10也通过调节细胞内部的氧化还原状态来影响基因表达[49]。在生殖生物学中，辅酶Q10已被证明在男性和女性的生育能力中发挥作用[50]。在特发性弱精子症不育症患者的精浆和精子细胞中，辅酶Q10水平降低和氧化增加[51]。这些患者服用辅酶Q10可增加辅酶Q10含量，改善其氧化状态和精子运动特性[52-53]。在雌性生殖系统中，外源性补充辅酶Q10的早期报告显示，在各种大鼠组织中，肾上腺和卵巢对辅酶Q10的摄取显著。这些器官的辅酶Q10总含量增加了1倍以上，而其他器官的辅酶Q10含量仅略有增加[54]。STOIKOVIC等[55]研究调查了辅酶Q10作为牛胚胎体外培养补充物质的作用，发现早期胚胎卵裂率、囊胚形成率、孵化率、囊胚扩张率显著提高，内质细胞体积增大。STOIKOVIC等还观察到辅酶Q10培养的胚胎中ATP含量增加。所有这些参数都表明胚胎质量有所提高。与此观察相符，BEN-MEIR等[44]报道，辅酶Q10在生殖衰老过程中，可以恢复卵母细胞线粒体功能和生育能力，通过使用缺乏辅酶Q10合成的动物模型，强调了辅酶Q10在生殖衰老中的关键作用，并通过补充辅酶Q10可以挽救卵巢储备的减少。

辅酶Q10具有清除自由基作用。自由基是细胞正常的代谢产物，正常情况下，自由基的产生和清除处于动态平衡状态，一旦平衡被打破，体内自由基积聚可引起OS，导致DNA、蛋白质和脂质的过氧化，引起线粒体功能障碍和细胞凋亡。OS和线粒体功能障碍相互作用，形成恶性循环。OS可积聚大量自由基，破坏线粒体复合物Ⅰ，与此同时，线粒体复合物Ⅰ的缺陷会产生更多的自由基。辅酶Q10是人体内唯一天然可再生的脂溶性抗氧化剂。辅酶Q10通过氧化还原型结构的转换，可以清除自由基，减少OS，改善线粒体功能障碍[56]。

辅酶Q10具有抑制细胞凋亡的作用。辅酶Q10可以保护线粒体 DNA，消除氧自由基，减少OS，防止过氧化损伤引起的线粒体DNA突变，维持线粒体呼吸链的完整性，减少细胞凋亡；辅酶Q10可以提高线粒体ATP生产效率，促进细胞生长和代谢，延缓细胞凋亡；辅酶Q10可以通过抑制线粒体渗透转化通路的打开来阻止线粒体去极化，抑制线粒体依赖性凋亡通路的激活，起到抗凋亡的作用；辅酶Q10可以抑制活性氧相关的凋亡通路[57]，在肾近曲小管细胞中，辅酶Q10通过磷酸化p66shc机制，显著抑制尼古丁诱导的活性氧生成和细胞凋亡，进而激活抗氧化反应元件(antioxidant response element，ARE)及锰超氧化物歧化酶(manganese superoxide dismutase，MnSOD)的启动子，促使MnSOD清除活性氧，从而抑制凋亡[58]。

辅酶Q10还可以改善线粒体功能，恢复线粒体的能量生产[59]。卵母细胞的线粒体功能障碍导致氧化磷酸化减少和线粒体产生的ATP非最佳水平，这与生殖性能差密切相关，包括卵巢储备减少、卵母细胞质量差、受精异常和移植前胚胎发育紊乱。线粒体产生的能量对类固醇激素的生物合成、卵母细胞成熟、受精和早期胚胎发育都很重要。

4 辅酶Q10预治疗对卵巢功能的影响

成熟卵母细胞中辅酶Q10水平明显高于其在畸形卵母细胞中，其水平导致I～II级与III～IV级胚胎的比值明显提高[60]。这一结论被AKARSU等[61]证实，并可能突出辅酶Q10在保护卵泡脂蛋白免受氧化作用，保持其功能。此外，不同研究[59，62]也指出补充辅酶Q10(600 mg·d-1)，持续60 d，能改善卵巢储备下降女性的卵巢反应，在体外受精过程中，通过降低其对促性腺激素的需求，提高卵泡预刺激的反应能力。

ÖZCAN等[63]认为，卵巢衰老和OS之间存在密切联系，而辅酶Q10可能有效地保护卵巢不受铂化物作用中的活性氧形成成分的影响。因此，虽然OS在女性不孕中的作用尚不清楚，但补充辅酶Q10可以通过改善线粒体功能，对抗线粒体卵巢衰老和生理程序性卵巢衰老来保护卵巢储备。

BURSTEIN等[64]在衰老小鼠模型中比较了辅酶Q10、白藜芦醇和R-ALA蛋白在促排卵前18周内对排卵卵母细胞数量及卵母细胞线粒体功能的影响。结果表明，辅酶Q10预治疗显著增加排卵卵母细胞的数量，改善卵母细胞线粒体功能，并将老年小鼠体内的活性氧水平降低到与幼龄小鼠类似的水平。BEN-MEIR等[44]研究了补充辅酶Q10、α硫辛酸和白藜芦醇对受损卵母细胞线粒体功能和卵巢储备的影响，这些线粒体生物能量的刺激物质被皮下注射到9个月大的小鼠体内，结果表明，补充辅酶Q10可保护卵巢储备，改善卵母细胞质量和排卵率，以及提高线粒体性能。此外，还能够使正常发育的配子比例增加。

XU等[59]发现辅酶Q10预治疗后获得的卵母细胞数明显多于对照组。辅酶Q10组受精卵数和受精率数显著多于对照组，每例患者第3天优质胚胎数多于对照组。辅酶Q10组冷冻胚胎数和复苏移植胚胎周期数显著增加。在接受辅酶Q10治疗的女性中，每次新鲜胚胎移植周期的临床妊娠率和活产率分别为34.85%和31.82%，对照组分别为25.00%和21.88%。结果表明，辅酶Q10预治疗导致卵巢反应所需的促性腺激素总量显著减少，刺激持续时间缩短，雌激素峰值升高，卵母细胞数量增多。辅酶Q10预治疗可显著提高受精率和优质胚胎数。与对照组比较，辅酶Q10治疗组因未对刺激作出反应而取消的周期数明显较低，因胚胎发育失败而取消的周期数较少，冷冻胚胎的周期较多。

5 结束语

综上所述，辅酶Q10预治疗可以增强卵巢对刺激的反应，改善卵巢储备下降的患者的卵母细胞和胚胎质量。对于DOR患者，给予一段时间的辅酶Q10预治疗对其卵巢功能恢复和未来妊娠有明显效果。已经证明，每天摄入高达900 mg的辅酶Q10对健康成年人是安全的[65]。辅酶Q10的治疗将延迟辅助生殖技术周期，预治疗时长要根据患者情况而定，长期的预治疗患者依从性可能较差。由于年龄问题，有些患者不具备长期辅酶Q10预治疗的条件。需要进一步的实验研究来确定补充辅酶Q10最佳剂量和最佳持续时间以改善DOR。