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维生素D是一种类固醇激素,包括维生素D2和维生素D3。维生素D3可由皮肤中的7-脱氢胆固醇经紫外线诱导转化生成,是人体主要的维生素D来源。
维生素D无活性,需在肝脏中经25-羟化酶生成25-羟维生素D[25(OH)D],再在肾脏中经1α-羟化酶转化为活性更强的1,25-二羟维生素D[1,25(OH)2D]。由于25(OH)D的半衰期更长、血清浓度更高,可更好地反映人体的维生素D状态。维生素D缺乏、不足和充足的定义分别为血清25(OH)D<20ng/ml、21-29ng/ml和>30ng/ml。肾脏中的24-羟化酶可催化1,25(OH)2D和25(OH)D分解为无活性的钙化酸。已发现人类卵巢中表达25-羟化酶、1α-羟化酶和少量24-羟化酶,子宫内膜细胞也有1α-羟化酶表达。维生素D受体(VDR)分布在各种组织中,包括卵巢颗粒细胞和子宫内膜。
VDR有核受体和膜受体两种形式。核受体作用于靶基因启动子区的维生素D反应元件(VDRE),导致基因转录,需要数小时至数天;膜受体通过第二信使激活胞内信号通路,只需数秒至数分钟。VDR相关基因多态性(Cdx-2、Bsm-I、Fok-I、Apa-I和Taq-I)与维生素D代谢有关。维生素D通过促进小肠钙磷吸收,抑制肾脏钙磷排泄,动员骨钙入血,提高血钙、磷水平,具有维持钙、磷稳态及促进骨矿化的作用,通过钙或非钙依赖途径调节女性生殖。
卵巢合成的雌激素中雌二醇起主要作用,可协同FSH促进卵泡发育,促进和维持子宫发育,促进子宫内膜腺体和间质增生、修复。雌二醇在颗粒细胞中由睾酮经芳香化酶催化生成。体外培养的正常女性颗粒细胞中维生素D可显著提高芳香化酶活性。在人卵巢颗粒细胞系和维生素D缺陷小鼠中的试验证明,miRNA-196-5p可能介导了维生素D对芳香化酶表达和雌激素分泌的促进作用。一项前瞻性队列研究证实,在正常健康年轻女性中,维生素D缺乏或不足相比维生素D充足的周期平均雌二醇水平和雌二醇峰值均降低。然而在青少年中的研究发现,25(OH)D与黄体中期雌二醇显著负相关,这可能与研究对象的特征有关。
孕激素在排卵后由粒黄体细胞大量合成,与雌激素协同促进女性生殖系统发育,也限制子宫内膜增生,使增生期内膜转化为分泌期。维生素D对孕激素合成也有促进作用。在1α-羟化酶基因敲除雌性小鼠中观察到孕激素水平降低,喂食含高钙、磷酸盐和乳糖饲料后升高。体外培养的人类卵巢细胞经1,25(OH)2D温育后孕酮产生增加。有些研究与上述结果不同,对青少年进行维生素D补充后,25(OH)D与黄体中期孕激素呈负相关。由于动物与人类的生殖周期不同,所得结果参考价值有限,维生素D与孕激素的关系还存在争议。
卵巢分泌的雄激素包括睾酮、雄烯二酮和脱氢表雄酮。雄激素可维持女性性欲,但过量雄激素会减缓子宫内膜的生长和增殖,抑制阴道上皮的增生和角化,同时引起多毛症。25(OH)D可促进卵巢睾酮的产生或外周硫酸脱氢表雄酮(DHEAS)向睾酮的转化,在健康非肥胖女性中,血清25(OH)D水平与游离睾酮(FT)、总睾酮(TT)和游离雄激素指数(FAI)正相关,但与DHEAS无关。然而在培养的人卵巢细胞中的体外研究显示1,25(OH)2D对睾酮产生没有影响,推测维生素D在健康女性中对睾酮的影响是通过DHEAS转化产生的,但尚无进一步证据证实。
AMH是由卵巢初级卵泡、次级卵泡和小窦卵泡(<8mm)的颗粒细胞所分泌的一种糖蛋白,抑制卵泡启动募集和卵泡生长,是反映卵巢储备功能的重要指标。维生素D对AMH的影响尚无定论。一项包含18项横断面研究的系统综述结果显示,人血清维生素D与AMH水平之间的相关性不确定,这种差异可能由AMH检测类型、研究人群年龄、排卵状态差异所致。但基于美国妇女跨机构HIV研究(WHIS)的数据显示,在40岁以上妇女中血清25(OH)D与AMH正相关。对6项干预性研究的Meta分析结果表明,多囊卵巢综合征(PCOS)患者补充维生素D后血清AMH显著降低,而非PCOS女性血清AMH则显著升高。
胰岛素样生长因子-1(IGF-1)可增加大鼠卵巢颗粒细胞中FSH受体(FSHR)的表达并因此增强颗粒细胞FSH应答性。卵巢颗粒细胞可产生胰岛素样生长因子结合蛋白-1(IGFBP-1),与IGFs特异性结合,从而抑制其活性。1,25(OH)2D孵育培养增加了人卵巢细胞IGFBP-1的产生,可能损害对IGF-1的敏感性,从而损害FSH的敏感性。维生素D对IGF信号传导的这些局部效应尚未在更大规模的临床研究中得到证实。
卵巢表达的血管生成因子包括血管内皮生长因子(VEGF)、血管生成素-1(Ang-1)和Ang-2,VEGF是卵巢血管生成的主要调节因子,Ang-1和Ang-2的协同作用可增强新形成的血管的成熟和稳定。1,25(OH)2D对卵巢血管生成因子分泌的影响与血清钙磷有关,在1α-羟化酶基因敲除雌性小鼠中,VEGF、Ang-1和Ang-2以及血管生成素受体(Tie-2)均降低,补充血钙和血磷可恢复表达。
林芳婷,吴清瑜,王茹,等.维生素D信号通路在反复种植失败患者子宫内膜组织中作用的机制研究[J].生殖医学杂志,2023. 32:730-739.
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李凤琼
硕士研究生,硕士研究生导师
“陈建明精准保胎”公众号管理团队成员
云南省曲靖市妇幼保健院 生殖科 主任医师
云南省曲靖市妇幼保健院 “反复流产-精准保胎”特色门诊负责人
中国人体健康科技促进会生殖免疫专业委员会常务委员
云南省优生优育妇幼保健协会助孕与优生专业委员会常务委员
曾至中山大学第一附属医院生殖中心、云南省第一人民医院生殖医学科进修辅助生殖技术
2021年师从“精准保胎”创始人陈建明教授学习反复流产的“精准保胎”治疗
擅长各种原因导致的不孕不育症、多囊卵巢综合征、反复流产、卵巢早衰等疑难疾病的诊治,目前主攻反复自然流产、反复生化妊娠、反复胚胎停育、反复试管婴儿移植失败、绒毛膜下血肿的精准保胎治疗。