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卵巢早衰与微生物群,营养治疗新进展

谷禾健康

卵巢早衰

卵巢早衰(premature ovarian insufficiency,简称POI)在生殖系统疾病中位居首位,这些疾病可能会损害多个功能系统,降低生活质量,最终剥夺女性患者的生育能力

目前的激素替代疗法不能改善受孕或降低全身并发症的发生率,可部分缓解症状。

日常食物中的营养成分包括碳水化合物、脂肪和脂蛋白、蛋白质和多肽、维生素以及含有植物雌激素的蔬菜或水果。这些是功能性营养素,在更年期期间具有增殖、抗炎、抗氧化和线粒体保护潜力。

除此之外,微生物相关营养物质,包括益生菌、益生元和合生元组合,在支持卵巢活力调节其他重要生殖功能方面显示出很高的潜力

本文主要介绍卵巢早衰的症状、发病率、风险因素,发病机制,与肠道菌群及阴道菌群的关联,后面着重介绍现有的关于卵巢早衰的膳食补充研究。

01
什么是卵巢早衰?

卵巢早衰,也称为原发性卵巢功能不全(简称POI)。

/ 卵巢早衰

  • 特点:卵巢功能持续下降
  • 月经比正常情况提前停止(40 岁之前)
  • 通常会导致不孕不育
  • 大约 1% 的 40 岁以下女性受其困扰
  • 病理机制复杂,致病因素多
  • “未病先防,既病防变”

健康女性的卵巢会产生雌激素。这种激素控制月经期并让人拥有生育能力(能够怀孕)。随着年龄的增长,卵巢最终会停止制造雌激素。有时,卵巢在预计绝经前很久就会停止工作。

注:绝经的平均年龄是 51 岁。

如果不到 40 岁,卵巢不再产卵,且经停止,则可能是原发性卵巢功能不全,也就是我们通常所说的“卵巢早衰”。 甚至部分女性在青少年时期就开始了。

卵巢早衰不同于过早绝经。绝经不可逆的;而有些卵巢早衰的女性,这种功能丧失是暂时的,也就是说,月经会在未来的某个阶段恢复

症 状

对于大多数女性来说,最常见的症状是月经停止(或月经稀少)。

其他症状可能包括:

  • 难以怀孕
  • 潮热
  • 盗汗
  • 阴道干涩
  • 眼睛干涩
  • 难以集中注意力
  • 性欲降低
  • 焦虑、抑郁或烦躁等情绪波动
  • 睡眠困难

对于部分卵巢早衰的女性,月经变得不规律,卵巢可能会继续间歇性排卵产生激素;这些女性可能会在卵巢完全关闭之前继续月经周期数月或数年

对于大约十分之一的卵巢功能不全 (POI) 女性,她们的月经还没有开始,在很小的时候就出现了 POI,通常不到 20 岁

什么时候应该怀疑自己可能有 POI?

POI可能在月经期突然停止时突然发生。或者,POI可以在月经停止前随着月经不规律的月份逐渐出现

对一些人来说,怀孕困难可能是卵巢早衰的最早也是唯一的迹象。当症状被注意到时,通常是由于卵巢功能不良或功能不全导致雌激素分泌不足。

POI还会导致哪些问题?

  • 体内雌激素水平低会导致骨骼变弱,变脆,易患骨质疏松症,可能出现骨骼骨折。
  • 年轻时心脏病发作的风险也会增加。较低水平的雌激素会影响动脉内壁的肌肉,并会增加动脉中胆固醇的积聚。
  • POI 引起的激素变化会导致焦虑或抑郁
  • 甲状腺功能低下

发 病 率

在过去的几十年中,伴随着生活方式的快速改变和环境的恶化,POI 发病率的急剧上升。

在 40 岁以下的女性中,大约每 100 名女性中就有 1 名患有卵巢早衰。

在 30 岁以下的女性中,大约每 1000 名女性中就有 1 名会发生卵巢早衰。

02
卵巢早衰的风险因素

在大约 90% 的情况下,POI 的确切原因是未知的。

研究表明,POI 卵泡问题有关。卵泡是卵巢中的小囊,卵子在里面生长成熟。

一种卵泡问题是比正常情况更早地用完了工作卵泡。另一中问题是卵泡不能正常工作

在大多数情况下,卵泡问题的原因是未知的。

某些因素会提高女性POI的风险:

  • 家族史。母亲或妹妹患有POI的女性更有可能患有POI;
  • 遗传疾病。基因和遗传条件的一些变化使女性患POI的风险更高。例如,女性脆性X综合征或特纳综合征的风险较高;
  • 癌症治疗,如化疗和放射治疗,直接或间接损害卵泡成熟或原始卵泡丢失;
  • 年龄,年轻女性虽然可能患上POI,但在35-40岁之间变得更常见;
  • 代谢紊乱;
  • 环境毒素,如香烟烟雾、化学品、杀虫剂等。
  • 空气污染,卵巢功能下降的年轻女性的阴道微生物组往往对环境污染物更敏感,尤其是挥发性有机化合物
  • 某些自身免疫疾病,通过针对卵巢组织的抗体产生介导的,这种抗体会损害卵巢中发育中的卵泡并导致卵巢功能障碍 内分泌疾病包括艾迪生病、桥本甲状腺炎、垂体炎和1型糖尿病;非内分泌疾病包括慢性念珠菌病、类风湿性关节炎、特发性血小板减少性紫癜、自身免疫性溶血性贫血、恶性贫血、乳糜泻、脱发白癜风、系统性红斑狼疮、Sjörgren综合征、慢性活动性肝炎,原发性胆汁性肝硬化和自身免疫性多内分泌综合征I和II

注:

脆性 X 综合征,是常见的遗传性疾病,造成智力低下。

特纳综合征,指先天性卵巢发育不全。

艾迪生病,一般指肾上腺皮质功能减退症。

03
卵巢早衰的发病机理

POI 的发生率逐渐增加,它与已知的致病基因高度异质,并影响多种生物活动,包括激素信号、代谢、发育、DNA 复制、DNA 修复和免疫功能。目前已知的 POI 基因只能解释一小部分患者。

细胞凋亡

细胞凋亡与 POI 密切相关,与卵母细胞在从原始卵泡到窦卵泡的成熟过程中丢失相关。

卵巢颗粒细胞凋亡是影响卵巢储备和功能下降的重要机制。女性一生当中只有0.1%卵泡可以发育成熟并完成排卵,其余卵泡在不同阶段发生闭锁颗粒细胞凋亡卵泡闭锁的重要因素之一。

正常卵巢与POI卵巢的卵泡生成受损

doi: 10.3389/fcell.2021.672890

在卵巢内因子和促性腺激素的调节下,初级卵泡发育成腔前卵泡和早期窦状卵泡,最容易发生闭锁或卵泡死亡。

然后,它们成为排卵前卵泡,导致卵母细胞释放和黄体形成。卵泡发生缺陷(如原始卵泡减少、闭锁增加和卵泡成熟度改变)导致POI。

DNA损伤与修复

涉及 DNA 损伤和修复、同源重组 (HR) 和减数分裂的基因中的大量基因突变。

这些基因包括基质抗原3(STAG3)、联会复合体中心元件1(SYCE1)、参与DNA修复的支架蛋白(SPIDR)、蛋白酶体26S亚基ATP酶3相互作用蛋白(PSMC3IP)、ATP依赖性DNA解旋酶同源物(HFM1)、mutS同源物(MSH)4、MSH5、MCM8、MCM9、cockayne综合征B-piggyBac 3(CSB-PGBD3)、核孔蛋白107(NUP107),以及乳腺癌易感基因(BRCA1和BRCA2).

内源性和外源性因素触发原始卵泡中DNA 双链断裂,由于细胞代谢的变化和氧化应激的升高,作为卵巢衰老的一部分,DNA损伤原始卵泡中积累。在原始卵泡的氧化呼吸过程中,少量氧气首先在线粒体中转化为超氧化物,然后转化为羟基自由基。这些羟基自由基导致DNA单链断裂,如果双链断裂发生在多个相邻病变中,则会导致双链断裂和原始卵泡丢失

线粒体是个多功能的细胞器,其异常与多种人类疾病相关,卵母细胞和颗粒细胞中的线粒体功能对卵巢的发育、功能维持都十分重要。

线粒体功能障碍可通过多种途径,如线粒体DNA 异常或逐渐积累的损伤氧化应激、Ca2+ 对线粒体的直接损伤,导致卵子的发育潜能障碍,诱导卵子的凋亡而引起卵巢储备功能下降,进而发展成卵巢早衰。

相关信号通路

TGF⁃β/ Smad 信号通路

TGF⁃β1/Smad 主要效应分子在卵巢组织中广泛表

达,参与病理性卵巢功能衰退,主要通过下调 TGF⁃β1/Smad3 信号通路因子表达,同时活化卵泡细胞质内 Smad2 表达;在生理性卵巢功能衰退中该信号通路的生物学效应可能与通过 Smad7 代偿性抑制通路的调节有关。

GDF-9 对窦状卵泡阶段的发育主要是通过减弱依赖 FSH的LH受体形成,防止卵泡过早发生黄素化和凋亡,直接决定卵泡池中卵泡数量,反映卵巢储备。

▸PI3-K / AKT 信号通路

磷酸酶和紧张素同系物(PTEN)/磷脂酰肌醇3激酶(PI3-K)/蛋白激酶B(AKT)/叉头转录因子3(FOXO3)信号通路在初级进一步发育卵泡的卵母细胞的募集中起着重要作用

PI3-K 和 AKT 过度激活可使原始卵泡过早发育及卵泡过快凋亡,进而发展成为卵巢早衰。

FOXO3a 是 PI3-K / AKT 信号通路下游的重要靶蛋白之一。FOXO3a的下调未能挽救颗粒细胞的凋亡死亡,导致卵母细胞丢失。卵母细胞特异性PTEN缺失导致全球原始卵泡激活,导致POI.

Wnt/ β⁃catenin 信号通路

合成类固醇激素是卵巢的重要功能之一。 目前现代医学认为卵巢 Wnt 信号通路可能是促性腺激素信号调节类固醇生成的重要信号途径之一。Wnt2 通过影响 β⁃catenin 的细胞定位来调节颗粒细胞增殖;β⁃catenin 参与合成卵巢甾体激素和黄体生成。

▸ SIRT 信号通路

SIRT1 通过调节氧化还原状态参与卵母细胞的成熟,以此减少氧化应激损伤导致的卵母细胞破坏和卵巢功能下降。

免疫细胞及细胞因子

早发性卵巢功能不全患者存在系统性免疫失调,外周血T细胞亚群比例异常Th1细胞占比显著升高,同时Treg细胞占比显著降低,提示细胞免疫参与早发性卵巢早衰发病。

注:Treg细胞是免疫抑制性淋巴细胞亚群,在维持免疫环境的稳定性和控制自身免疫疾病的发生中起重要作用。

免疫性卵巢早衰可能与辅助性Th17细胞过度活跃关系密切,E2水平低下时Th17细胞可过度激活,使机体免疫应答增强

研究显示,卵巢早衰患者 Th17/Treg 水平较健康妇女明显增高,Th17和Treg 细胞表达失衡引发免疫调节紊乱,最终导致卵巢组织破坏和衰竭

04
卵巢早衰 & 肠道菌群

■ 为什么说肠道菌群与POI之间存在关联?

▸ 卵巢的自身免疫损伤

卵巢通过 T 细胞亚群的改变、T 细胞介导的损伤、产生自身抗体的 B 细胞的增加、效应抑制/细胞毒性淋巴细胞的减少以及自然杀伤细胞的减少而受到自身免疫的损害

▸ 肠道菌群在自身免疫过程中发挥关键作用

肠道微生物群产生的肽可能会诱导免疫细胞产生自身反应和交叉激活。肠道微生物群的失调不仅会影响B淋巴细胞的激活和自身抗体的产生,还会诱导先天免疫细胞的异常激活,从而导致促炎细胞因子的上调

▸ 肠道菌群在卵巢早衰中发挥重要作用

肠道微生物组在POI相关症状中发挥重要作用,包括自身免疫功能障碍、骨骼健康、认知、神经健康等。肠道微生物群及其代谢产物还具有调节炎症途径激活、脑肠肽分泌和胰岛β细胞破坏的能力。

我们具体来看相关的研究 ↓↓

2021年,深圳妇幼保健院检测了部分患者的肠道菌群,卵巢早衰女性(n = 35),健康女性( n  = 18).

▸ POI患者中肠道菌群变化

下列菌群在POI女性中较少:

  • 厚壁菌 ↓↓
  • Bulleidia ↓↓
  • Faecalibacterium ↓↓

而下列菌群在POI女性中更丰富:

  • 拟杆菌门 ↑↑
  • Butyricimonas ↑↑
  • Dorea ↑↑
  • Lachnobacterium ↑↑
  • Sutterella ↑↑

▸ 肠道菌群与自身免疫反应的关联

可以看到,拟杆菌属、双歧杆菌属和普氏菌属的相对丰度在该研究的POI组中均有所增加。这些菌群与自身免疫反应有何关联呢?

  • 脆弱拟杆菌产生一些类似于II型胶原的肽,以诱导交叉反应反应并促进Th17反应。类似地,Bacteroides thetaotaomin和Roseburia intestinalis 产生的一些肽与人Ro60和β2-糖蛋白I相似,后者可引发狼疮样症状;
  • 青春双歧杆菌可以诱导和促进肠道中的 Th17 反应;
  • Prevotella copri也可以表达抗原,并促进 Th17 反应。

注:Th17细胞能够分泌产生IL-17A、IL-17F、IL-6以及TNF-α等,其功能主要就体现在它分泌的这些细胞因子集体动员、募集及活化中性粒细胞的能力上。

▸ 肠道菌群代谢产物诱导免疫调节活性

此外,双歧杆菌属、Blautia、Clostridium、Faecalibacterium、RoseburiaRuminococcus可在人体肠道中产生短链脂肪酸,短链脂肪酸可以发挥什么作用呢?

  • 短链脂肪酸通过调节Treg/Th17细胞平衡具有抗炎和免疫调节特性
  • 短链脂肪酸还可以影响心理功能和认知过程
  • 丁酸以自然杀伤T细胞依赖的方式缓解抗体诱导的关节炎

综上,POI组肠道微生物组的所有这些变化可能通过某些细菌菌株及其代谢产物诱导免疫调节活性,这可能与自身免疫有关,进而影响POI的发展。

▸ POI肠道微生物群的改变与性激素有关

在这项研究中,在POI受试者中观察到显著较低的E2水平,通过调整BMIE2水平与拟杆菌属、厚壁菌属和粪杆菌属的比例显著相关FSH、LH和AMH水平也与某些微生物有关。

▸ 肠道菌群影响雌激素水平,雌激素调节的反应与POI相关

肠道微生物组通过分泌β-葡萄糖醛酸酶影响雌激素水平,使雌激素解凝,影响相关生理过程。

越来越多的研究表明,雌激素调节糖脂代谢、骨形成和炎症反应,其减少可损害雌激素依赖性过程,引发心血管疾病、骨质疏松等。这些症状都与POI有关。

肠道微生物群的失调与POI的发展有关,然而在进一步的研究中,还应考虑大样本量和多中心研究,来探索潜在的因果机制。

05
卵巢早衰 & 阴道菌群

■ 为什么说阴道菌群与POI之间存在关联?

研究表明,细菌性阴道病不孕有关。细菌性阴道病也被证明会改变阴道微生物组

先前的一项研究表明,阴道微生物组在卵巢早衰的病理生理学中起着重要作用,卵巢早衰患者中乳杆菌属细菌的相对丰度显著低于健康对照组。因此,阴道微生物组和POI之间可能存在关系。

▸ POI患者中阴道菌群变化

下列菌群相对较少:

  • Lactobacillus ↓↓
  • Brevundimonas ↓↓
  • Odoribacter ↓↓
  • 双歧杆菌 ↓↓

下列菌群显著增加:

  • 链球菌 ↑↑
  • Gardnerella vaginalis ↑↑
  • 放线菌 ↑↑
  • Atopobium ↑↑

我们具体来看相关的研究 ↓↓

2021年,深圳市妇幼保健院检测了部分患者的阴道菌群,卵巢早衰女性(n = 28),健康女性( n  = 12).

▸ 阴道菌群与自身免疫反应的关联

可以看到,POI组中乳杆菌属、OdoribacterBrevundimonas显著减少,链球菌属显著增加。这些菌群变化与自身免疫反应有何关联呢?

  • 乳酸杆菌可通过刺激抗微生物肽的产生促进IL-22的分泌,预防自身免疫性疾病,并可增强单核吞噬反应;
  • Odoribacter可以通过促进IL-1β和IL-6信号传导来诱导Th17细胞和保护性免疫;
  • 链球菌产生毒素,激活先天性和适应性宿主免疫应答。
  • Gardnerella vaginalis可以激活NF-κB,促进肿瘤坏死因子α分泌,该菌诱导的炎症反应可被乳杆菌抑制。

▸ 性激素水平会影响女性生殖道的防御能力和生殖期内的阴道微生物群

激素促进增生并增加糖原生成;糖原可以被阴道中的优势细菌乳酸杆菌转化为乳酸。这有助于保持阴道的酸性环境抑制病原体的生长,并增强免疫系统。

在这项研究中,乳杆菌的比例与雌激素水平呈正相关,但与FSH水平呈负相关。POI患者的乳酸杆菌丰度和雌激素水平显著下降,FSH水平显著增加。

此外,AMH、FSH、LH、PRL、P和睾酮水平也与一些微生物有关,包括 Streptococcus, Odoribacter, Brevundimonas, Anaerococcus, Atopobium, Peptoniphilus, Prevotella, Veillonella,这增加了阴道微生物群改变与性激素相关的证据。

▸ 雌激素可以调节POI相关症状

越来越多的证据表明,雌激素可以调节POI相关症状,包括GLU和脂质代谢、骨形成和炎症反应。

在该研究中,GLU水平与Odoribacter和普雷沃氏菌属呈负相关。此外,PRL可以抑制FSH和促性腺激素释放激素以促进生育,这与厌氧球菌和嗜酸乳杆菌呈正相关。

▸POI患者阴道菌群的失调与卵巢功能密切相关

由于半乳糖和半乳糖代谢产物的积累,卵巢功能容易受损。先前的一项研究发现,半乳糖抑制了卵巢卵泡的数量和类固醇分泌。半乳糖代谢产物,包括1-磷酸半乳糖、半乳糖醇和尿苷二磷酸半乳糖,在干扰卵巢细胞凋亡和促性腺激素信号传导方面发挥重要作用。

患有POI的女性LACTOECAT-PWY通路的活性显著降低。这表明,患有POI的女性体内可能会积聚半乳糖,从而损害卵巢功能。患有POI的女性ARGONPROST-PWY通路显著富集L-精氨酸与卵巢功能的调节相关。这可能对卵巢功能不利

DNA损伤通过激活线粒体凋亡途径导致生殖功能障碍

该研究结果表明,在POI患者中,许多与核糖核苷酸生物合成相关的途径发生了改变。

其他来自同济医院绝经与卵巢衰老专科门诊的研究数据发现:

  • 双歧杆菌的相对丰度在卵巢早衰患者中显着降低。

双歧杆菌主要定殖在人体肠道中,在阴道中仅以低水平存在。作为一种益生菌,它具有抗炎作用、提高免疫功能和抵抗氧化损伤。临床研究发现,双歧杆菌可以改善绝经后妇女的新陈代谢和心血管功能。

  • Gardnerella和Atopobium显示出预测 POI 的能力,可能是区分 POI 患者的潜在微生物标志物

Gardnerella和Atopobium均属于放线菌,在研究中发现 POI 患者显着富集,并且与卵巢储备下降、内分泌紊乱和围绝经期综合征症状显着相关。

阴道微生物组不仅反映了阴道的细菌组成,还反映了宿主的一般状况,包括激素和免疫状态等。阴道微生物群的失调与POI的发展有关,然而在进一步的研究中,还应考虑大样本量和多中心研究,来探索潜在的致病机制。

06
卵巢早衰患者的诊断和治疗

卵巢早衰是如何诊断的?

  • 病史,包括询问是否有卵巢早衰亲属
  • 怀孕测试,以确保没有怀孕
  • 体检,寻找可能导致症状的其他疾病的迹象
  • 盆腔超声,检查卵巢是否增大或有多个卵泡
  • 血液测试,检查某些激素水平。也可以做一次血液测试来做染色体分析。
  • 促卵泡激素 (FSH) 水平测试,测量血液中促卵泡激素(FSH)的水平。FSH 过多或过少都会导致各种问题,包括不孕症(无法怀孕)、女性月经困难、男性性欲低下以及儿童青春期提前或延迟。
  • 促黄体激素 (LH) 水平测试,测量血液中黄体生成素(LH)的水平。LH与促卵泡激素 (FSH) 的激素密切合作,两种测试通常一起进行。

这些测试可能帮助找到不孕的原因,找出排卵发生的时间,找出月经不规律或停止的原因,确认更年期或围绝经期的开始等。

卵巢早衰是如何治疗的?

如果患有与POI相关的疾病,那么也必须对其进行治疗。治疗可能涉及药物和激素。

目前,没有经证实的治疗方法可以恢复女性卵巢的正常功能。但有一些治疗卵巢早衰症状的方法,或者可以降低其风险并解决POI可能导致的疾病:

激素替代疗法(HRT)

HRT是最常见的治疗方法。它给身体提供了卵巢无法产生的雌激素和其他激素。HRT可以改善性健康,降低患心脏病和骨质疏松症的风险。通常需要服用到50岁左右;这大约是更年期开始的年龄。

体外受精(IVF)

如果患有POI并且想怀孕,可以考虑尝试试管婴儿。

有规律的体育锻炼

有规律的体育锻炼,维持健康的体重,可以降低患骨质疏松症和心脏病的风险。

其他相关膳食补充方式,将在下一章节详细介绍。

07
关于卵巢早衰的膳食补充研究

除了那些遗传、免疫或医源性因素之外,日常饮食和生活方式中的营养摄入对于 POI 患者来说是最容易获得改变的。

关于不良饮食习惯影响女性生育力和更年期的营养状况和调节的研究较少,这里初步提出了一些主要饮食因素和营养素:

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

碳水化合物

碳水化合物为所有生物提供了最丰富的生命支持能源,通常分为单糖寡糖多糖

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

半乳糖:毒性作用

半乳糖卵巢早衰和相关不孕疾病中报道的一种常见单糖,它对卵巢产生了毒性作用。

半乳糖还可能抑制卵泡向性腺区域的迁移,并导致卵巢储备和雌二醇合成减少。因此,糖-半乳糖代谢异常与卵巢早衰的发生和发展有关。

铁皮石斛多糖:保护作用

铁皮石斛多糖(DO)对自然老化啮齿动物的卵巢早衰过程产生保护作用。

口服给药剂量为70 mg/kg,有助于这些大鼠恢复正常体重,减轻卵巢的病理变化,如血管增殖减少和卵泡减少。

DO导向的多糖通过调节NF-κBp53/Bcl-2信号通路,提高谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低血清中丙二醛(MDA)浓度,从而发挥抗氧化作用,从而减少卵巢组织的炎症损伤。同时还操纵了线粒体功能,恢复了卵巢细胞的活力

碳水化合物对卵巢早衰发病或进展的重要性应进一步评估。

脂肪和脂蛋白

脂肪和体重高可能与卵巢早衰严重程度的控制有关。

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

一些研究报告称,绝经早期低体重指数相关。具体机制尚不清楚。

脂蛋白是可运输的脂肪形式,积极参与人体内的代谢活动。

研究人员对卵巢早衰患者进行了血脂分析,发现血清中较高的甘油三酯(TG)浓度和较低的高密度脂蛋白(HDL)水平与游离雄激素指数增加和性激素结合球蛋白丢失相关。这些发现表明,TG升高可能导致胰岛素敏感性降低

在另一项回顾性临床研究中同样发现,与具有密切流行病学特征的正常女性相比,出现卵巢早衰综合征且既往无激素摄入史的年轻女性患者血清中胆固醇(TC)和低密度脂蛋白(LDL)浓度更高。结果表明,女性卵巢早衰患者在雌激素缺乏的情况下会引发脂质改变

然而,不同研究中HDL的浓度水平非常不一致,一些研究报告HDL水平升高,另一些研究报告更年期妇女HDL水平降低

至于脂肪摄入对更年期的影响,不同种类的脂肪可能会造成差异,包括多不饱和脂肪总脂肪饱和脂肪

有研究认为,多不饱和脂肪的高消费与绝经较早有关;同时,总脂肪和饱和脂肪摄入量几乎不影响绝经期和年龄。

然而,尚不清楚日常饮食中的不同脂肪类型是否会以某种方式影响卵巢早衰的发病机制。

蛋白质和多肽

高蛋白摄入有助于推迟更年期的提前到来

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

研究发现,海鲜每周约3天)和新鲜鸡蛋(每周超过4天)的消费与绝经晚期发病正相关。其他几项研究也支持类似的结论。研究人员认为,高蛋白摄入有助于推迟绝经延长生殖功能。欧洲癌症与营养前瞻性调查(EPIC)还进行了一项队列研究,其中早期绝经的发生蛋白质摄入量负相关

除了直接摄入蛋白质外,多肽保护卵巢功能和延缓卵巢衰老也很重要。

通过酶解从牡蛎中纯化的牡蛎多肽,由于其DPPH(2,2-二苯基-1-苦酰肼基)自由基清除剂能力,能够保护其免受氧化应激和炎症,从而对卵巢早衰产生治疗作用。

牡蛎多肽可以纠正异常的发情周期,提高血清卵泡刺激素(FSH)和黄体生成素(LH)浓度。此外还增加原始卵泡计数和分布,并通过模拟SOD清除显著减轻了卵巢细胞死亡。牡蛎多肽支持的卵巢细胞保护和存活在调节死亡受体BCL-2依赖性信号通路时被激活。因此,适当的蛋白质和肽摄入可能是影响卵巢早衰进展和严重程度的潜在途径

维生素

维生素是一类仅来自食物的微量有机物质,在人体内维持一些重要的生理活动和功能。它们不提供能量,但调节代谢过程。许多维生素在支持女性健康方面发挥着关键作用,如维生素B、C、D、E和一些辅酶。

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

烟酸:改善卵泡发育,保护卵巢

烟酸属于维生素B家族,代谢细胞能量,并直接影响正常生理。除了许多神经皮炎疾病外,烟酸还通过抑制氧化应激改善卵泡发育,从而减少卵巢细胞死亡

有趣的是,烟酸还能够改变卵巢早衰表型并恢复化疗或辐射刺激诱导的雌性卵巢早衰小鼠。作者进一步证实,添加10 Mmol烟酸可以降低卵泡阻滞标记FOXO3的表达水平,并增加卵母细胞标记DDX4的表达水平以发挥卵巢保护作用。

叶酸:妊娠率更高,提高卵母细胞的质量和成熟度

叶酸是一种水溶性维生素B,对蛋白质合成、红细胞分裂和生长很重要。

一项基于小样本的临床研究报告称,与安慰剂治疗相比,低生育率女性在接受400μg叶酸治疗12周后的妊娠率更高。叶酸的摄入缩短了健康女性的备孕时间,并提高了卵母细胞的质量和成熟度。

MTHFR可以强烈影响叶酸循环,并帮助同时患有非霍奇金淋巴瘤和重复妊娠损失的卵巢早衰患者成功分娩出健康的男婴。

维生素C:显著刺激卵巢标志物的表达

维生素C是一种天然抗氧化剂,并积极参与干细胞调节。

据报道,维生素C修饰人羊膜上皮细胞(hAECs)的生物学特性,并显著刺激移植POI小鼠卵巢组织中卵巢标志物的表达

注:羊膜细胞通俗地说就是包裹羊水的那层透明薄膜上的细胞。

可能的影响机制是维生素C依赖的几种重要生长因子的旁分泌,如肝细胞生长因子表皮生长因子

维生素D:有争议

维生素D属于脂溶性维生素,通过调节磷酸盐代谢对维持生命至关重要。其活性形式1,25-二羟基维生素D3定位于许多器官,如肾脏、肝脏、大脑和卵巢。在女性生殖系统中,维生素D可以调节颗粒细胞中的抗苗勒氏激素(AMH)分泌,从而影响FSH水平。

然而,它在卵巢早衰发病机制中的作用是有争议的,因为一些人声称它不影响卵巢早衰的病理生理过程。

而另一些人则报告维生素D缺乏凝血相关,是由于卵泡发育不良和芳香化酶水平降低而导致卵巢早衰的主要因素。

先前的研究也没有报告任何关于补充维生素D治疗卵巢早衰的证实性发现。研究发现,在约2个月内,每周摄入50000 IU的维生素D与临床上的妊娠改善无关。提高卵子受体患者的血清维生素D水平也不能改善IVF结局。

因此,维生素D对卵巢早衰患者的意义的解释仍然模糊,仍需进一步调查

维生素E:增加卵巢体积并刺激初级卵泡的增殖

维生素E主要由生育酚生育三烯醇组成,它们在生理和病理条件下对清除自由基很重要。维生素E缺乏可能导致雌性啮齿动物模型中的卵巢细胞死亡和发育异常。

在一项临床研究中,在40名患者中,维生素E与卵巢早衰的发病有关。在月经正常的女性中,维生素E-α生育酚的活性形式浓度显著高于卵巢早衰患者。进一步分析表明,这可能与AMH表达水平降低有关,并表明卵巢储备能力在卵巢早衰发病机制中受到损害。

在另一项随机对照试验研究中,向卵巢早衰患者服用400IU的维生素E 3个月,除改善AMH水平外,还显著增加了窦卵泡数和平均卵巢体积。

补充维生素E可能有助于缓解卵巢早衰过程,几乎不会产生副作用。

植物雌激素

植物雌激素确实不是雌激素的一部分,但通过提供高亲和力的雌激素受体β作为激素补充剂,其功能类似。

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

它们通常包括大豆异黄酮芝麻木脂素,这两种都是我们日常饮食中重要和普通的食物类型。几项研究证实了植物雌激素消耗对绝经后女性TC、LDL和血脂的降低作用

大豆异黄酮摄入显著缓解了髂动脉动脉粥样硬化,绝经前后5年内食用大豆食物的女性减少了冠状动脉斑块的大小。对于绝经后开始以大豆食品作为日常饮食的人来说,这种有益效果并不明显。

研究人员指出,大豆异黄酮可以通过卵巢切除术减少更年期啮齿动物的潮热。该效应基于肠道微生物群和雌激素样机制产生的异丙戊酸雌马。

芝麻籽木脂素(芝麻籽油中的一种成分)在小鼠模型中增加了脂肪酸的β-氧化,并抑制了胆固醇的吸收。芝麻酚是一种强抗氧化剂,也是芝麻的主要成分。它可以改善记忆,减轻焦虑情绪,减少中枢神经系统中的氧化剂损伤。同时,与卵巢切除后的绝经大鼠相比,芝麻酚还通过降低血清中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)浓度来调节血清中的脂质成分,并降低炎症效应。

益生菌、益生元和合生元

Han Q, et al., Front Microbiol. 2022

益生菌

益生菌促进营养物质的消化和吸收,提高免疫功能,维持肠道菌群的结构平衡,并增强人体的抗氧化水平。许多益生菌应用于食品补充剂和医疗。对于女性健康,激素水平与肠道或阴道微生物群之间存在密切相关性。

平滑肌瘤乳腺癌患者中,肠道微生物群被视为雌激素的替代代谢供应商,主要富含大肠杆菌、梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌和拟杆菌。

考虑到这些现象,益生菌的调节作用也可以通过改变几种具有雌激素或抗雌激素性质的蔬菜成分(称为植物雌激素,如大豆异黄酮、木脂素等)的代谢活性和效率以间接方式调节肠道微生物群来发挥。

益生菌参与调节经前综合征、泌尿生殖道感染和骨质疏松症。雌激素缺乏是与卵巢早衰后骨炎症和吸收相关的骨质疏松症的主要原因

先前的研究表明,肠道微生物群对骨形成代谢有潜在影响。在接受益生元治疗的小鼠、大鼠和鸟类中发现骨骼增加。

在体外和去卵巢的啮齿类动物研究中,益生菌罗伊氏乳杆菌抑制了骨髓CD4+T淋巴细胞的上调和随后的破骨细胞活化。研究人员假设罗伊氏乳杆菌可以直接使T细胞失活抑制TNF-α的产生,并通过T细胞间接使基质细胞失活以减少破骨细胞因子的形成,从而增加骨代谢活性并减少骨损失

在一项由60名40至60岁绝经后妇女组成的随机对照试验中,益生菌还增强了异黄酮的代谢活性,以缓解泌尿生殖系统问题,如阴道干燥和绝经后的不良性体验,连续治疗16周。该效果与低剂量阴道雌激素相当,后者是治疗更年期泌尿生殖系统综合征的金标准疗法。

研究人员在一项为期12周的随机临床试验中报告,1×1010菌落形成单位(CFU)浓度的多菌益生菌影响肠道通透性心脏代谢参数,如脂多糖水平、胰岛素、葡萄糖、尿酸、脂肪质量、皮下脂肪和胰岛素抵抗指数。

研究人员在一项试点临床研究中发现,乳酸杆菌蔓越莓提取物复合物可以防止女性患者在绝经前或绝经前后连续26周反复发生尿路感染。

益生元

益生元是发酵的膳食纤维,其在肠道微生物群的成分和/或生物活性方面都含有一定的修饰,对人体健康状况产生有益影响。目前,益生元主要包括双歧杆菌、不易消化的低聚糖(尤其是低聚半乳糖菊粉及其水解产物低聚果糖)。

大量的营养益生元可能有助于钙的生物吸收,如酪蛋白磷酸肽(CPP),酪蛋白的蛋白水解产物,与钙一起构建可溶性复合物。此外,一些复杂的有机酸,如苹果酸或柠檬酸,可以增加肠道中生物可吸收钙的可溶性复合物的百分比

益生元依赖性钙代谢的潜在机制包括来自结肠中细菌发酵碳水化合物的酸代谢产物,如乳酸、乙酸和丙酸,降低了pH值,以提高钙离子的管腔水平,并增加钙的被动生物吸收。此外,电荷可以通过Ca2+-H+复合物进行修饰。因此,益生元在女性绝经后骨质疏松症预防和抑制中发挥了保护作用。

研究人员表明,壳聚糖柑橘果胶这两种益生元增强了葡萄糖耐量,降低了血脂异常,并提高了血清精氨酸、丙酸、亮氨酸和丁酸水平。此外,壳聚糖更有助于调节肠道微生物群,从而影响绝经后症状。

合生元

还尝试将益生菌和益生素结合起来生产合生元。研究人员表明,副干酪乳杆菌菊粉增强了异黄酮的生物活性可用性,有助于缓解更年期问题。

使用由发酵乳杆菌和花椰菜蘑菇中的β-葡聚糖组成的合生元作为益生菌和益生元,可以降低啮齿动物尾巴的皮肤温度,并保持血清和子宫指数中的17β-雌二醇水平。合生元依赖性机制进一步得到验证,因为它们激活了肝脏胰岛素信号,随后在雌激素缺乏大鼠中激活了AMPK磷酸化。

这些研究初步反映了益生菌、益生元和合生元在调节更年期综合征及其主要病理生理过程中的有益作用。这些发现对于研究卵巢早衰的发病机制和通过微生物营养策略治疗卵巢早衰至关重要。

08
结 语

营养对女性一生的健康至关重要,膳食营养素可以通过影响各个方面来延缓更年期,从直接提高卵巢活力和功能到抵消氧化应激、炎症、衰老和系统性内分泌失调。

越来越多的证据表明肠道菌群的改变与卵巢早衰相关,可能通过影响一些重要代谢物影响卵巢疾病进展,至于是否会导致血清代谢物失衡,进而导致更年期表现和相关健康问题,仍有待进一步验证。

从目前的研究来看,膳食和微生物营养素对于调节卵巢早衰等女性生殖障碍很重要且很有前途,因此,通过合理饮食、最佳生活方式对菌群进行干预是有希望的,值得更多研究人员的关注,希望为广大女性带来更健康的生活。

主要参考文献:

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Chon SJ, Umair Z, Yoon MS. Premature Ovarian Insufficiency: Past, Present, and Future. Front Cell Dev Biol. 2021 May 10;9:672890. doi: 10.3389/fcell.2021.672890. PMID: 34041247; PMCID: PMC8141617.

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性早熟和微生物群:性激素-肠道菌群轴的作用

谷禾健康

肠道菌群 & 性激素

青春期是生命的一个关键阶段,与性成熟相关的生理变化有关,是一个受多种内分泌和遗传控制调控的复杂过程。

青春期发育可以在适当的时候,早熟延迟

  • 未经治疗的性早熟的孩子通常不会达到成年身高的全部潜力。
  • 性早熟的女孩可能会因为比同龄人早来月经或乳房增大而感到困扰。
  • 女孩会变得喜怒无常和易怒。男孩会变得更有攻击性。
  • ……

青春期发育异常会给患者带来痛苦,也可能是潜在病理的征兆。

青春期是由激素驱动的,它会影响肠道微生物群。性别之间的肠道微生物群差异出现在青春期开始时,证实了微生物群性激素之间的关系。在不同的研究中已经提出了肠道微生物群和性激素之间的双向相互作用

本文介绍了性早熟发育,以及性早熟中肠道微生物群的变化,便于从儿科内分泌学的角度考虑性激素-肠道菌群轴的作用。

肠道菌群的改变可能发生在患有中枢性早熟的女孩身上的证据,为预测预防性早熟提供了一个有趣的发现。

加深对性激素与微生物群变化作用之间联系的理解,可以通过提供儿科内分泌学的视角,在青春期疾病中实施微生物群靶向治疗

在了解性早熟与肠道菌群的关系之前,我们先了解一下青春期发育的相关生理过程,以及关于性早熟的基本知识。

01
青春期发育:性早熟

青春期:发育过程

青春期特征是:

  • 配子发生的成熟(前体细胞经历细胞分裂和分化形成成熟的单倍体配子)
  • 性腺激素的产生
  • 第二性征和生殖功能的发育

正常的青春期是由于下丘脑-垂体-性腺轴(HPG)的长期成熟活动所致。

下丘脑以脉动的方式将促性腺激素释放激素释放到垂体门静脉系统,在那里它刺激LH和FSH分泌(也是脉动的)。

注:

LH(促黄体生成素):主要刺激睾丸中的间质细胞和卵巢中的卵泡膜细胞分泌雄激素。

FSH(卵泡刺激素):主要刺激卵泡或生精小管形成雌激素、抑制素、卵子或精子。

间质、管状和卵泡隔室通过旁分泌过程共同作用,产生雌激素,并调节性类固醇的产生和配子的发育。类固醇激素对促性腺激素释放激素和促性腺素分泌有内分泌负反馈作用。

FSH分泌被抑制素、孕酮和雌二醇的负反馈抑制。在成年女性受试者中,临界雌二醇浓度刺激LH激增,从而启动排卵。

HPG轴出生时短暂激活,青春期完全重新激活

出生时,由于缺乏抑制HPG轴的胎盘类固醇,这一轴会被激活,从而导致类固醇激素的产生增加,这是青春期继续进行的第一步。这种短暂的激活大约在出生后一周开始,几个月(大约6个月)后停止

HPG轴在整个儿童期并不完全休眠,尤其是女性,其FSH浓度略高于男性。有时,也可以用超声波检查卵巢卵泡。在青春期,HPG轴经历完全重新激活

最重要的GnRH抑制系统是γ-氨基丁酸能神经元(产生γ-氨基丁酸的神经元)和阿片受体吻肽、神经激肽B强啡肽A这三种存在于弓状核(ARC)中的神经肽被认为是影响GnRH释放的基本生成物,因为它们对男孩和女孩的青春期生理学有重要贡献。

厌食因子——瘦素:在青春期发挥重要作用

瘦素是一种主要由脂肪细胞产生的细胞因子,它作为一种厌食因子,通过抑制下丘脑神经肽Y(NPY),从而抑制食欲,在控制体重、食物摄入和能量平衡方面发挥重要作用。儿童时期必须达到正常的体重和组成,以避免青春期功能障碍。

除了瘦素与NPY的相互作用外,一些研究表明瘦素通过与KiSS-1基因直接相互作用而影响青春期和生殖功能。GnRH神经元缺乏瘦素受体,但KiSS-1神经元表达瘦素受体。瘦素直接刺激kisspeptin释放并介导GnRH的脉动释放。

性早熟

青春期是一个复杂的过程,具有广泛的生理变化。调节青春期开始的机制涉及遗传、营养和环境相互作用。

胎儿营养异常以及内分泌系统可能导致发育改变,从而永久影响结构、生理和代谢。

生长关键时期激素和营养之间的相互作用对于代谢适应反应控制和青春期发育预期至关重要。

越来越多的证据表明,产前和产后早期是青春期开始规划的重要时期。各种研究表明,产前暴露于不利环境因素,如导致儿童出生SGA(小于胎龄)和/或IUGR(宫内生长受限)的因素,会影响青春期时机。儿童出生的SGA可能会经历几次青春期改变,如性早熟。

➡ 性早熟如何定义?

性早熟(PP)定义为女性青少年在8岁之前男性9岁之前出现变化:

  • 女孩乳房开始发育和出现月经初潮
  • 男孩睾丸和阴茎长大、面部毛发开始生长和声音变粗
  • 长出阴毛或腋毛
  • 生长加速
  • 痤疮
  • 出现成人体味

性早熟患者表现出性和身体生长加快,同时出现生长突增。如果不治疗,骨骺生长加快可能会导致骨骺过早闭合,导致成年后身材矮小。

➡ 性早熟分类

根据潜在的生理病理过程,病理性性早熟分类如下:

• 中枢性性早熟

中枢性性早熟是最常见的性早熟形式,女孩多于男孩。一般异常位于大脑。

由于先天性或后天性中枢神经系统(CNS)损伤或单基因缺陷导致的HPG轴过早成熟,从而导致的中枢性性早熟(CPP)或促性腺激素依赖性性早熟(或真正的性早熟),也可能是特发性的。

• 外周性性早熟

一般异常不在大脑中,而是在睾丸、卵巢或肾上腺中。

外周性性早熟(PPP)或促性腺激素非依赖性性早熟(或假性早熟),由于遗传或肿瘤病因、分泌hCG的生殖细胞肿瘤(仅适用于男孩的人绒毛膜促性腺素)或外源性来源导致的性腺性激素肾上腺激素分泌过多

➡ 中枢性性早熟病例男女有别

据评估,每5000-10000名儿童中就有1名患有中枢性性早熟女性的发病率是男性的10倍

大多数女性中枢性性早熟病例似乎是特发性的,而男性中枢性性早熟患病率较高似乎通常是由病理性脑损伤引起的。特别是,下丘脑错构瘤是引起中枢性性早熟的最常见的脑损伤。

注:下丘脑错构瘤,是临床极为罕见的先天性脑组织发育异常性病变。

➡ 性早熟的临床检查评估

准确的个人和熟悉的病史、完整的体检、荷尔蒙和放射检查对性早熟诊断至关重要。

——青春期体征

临床检查应侧重于发育学数据、根据Marshall和Tanner分类对青春期体征的评估、过去6-12个月的生长模式,青春期体征(女孩的乳腺芽、男孩的睾丸体积、两者的阴毛)和其他青春期体征(痤疮、油性皮肤、勃起、男孩夜间排泄物、女孩阴道分泌物和月经出血)的进展率

——基线LH水平

基线LH水平是诊断中枢性性早熟的有希望的生物标志物;基础晨LH值超过0.2 mUI/ml通常被认为是青春期的标志。在成瘾中,LH与FSH的比值高于0.6中枢性性早熟有关。

——GnRH刺激试验

GnRH刺激试验仍然是鉴别中枢性性早熟的金标准,大于5 IU/L的LH截止峰值水平被广泛用于诊断中枢性性早熟。

——其他激素评估

其他激素评估应包括甲状腺测试、睾酮、雌二醇、17-羟基孕酮(17-OHP)、癌胚抗原(CEA)、癌抗原125(CA125)、甲胎蛋白和β-hCG,具体取决于患者的病史。

——骨龄

为了确定孩子的生物年龄,需要对非优势(左手)手和手腕进行骨龄X光检查。超过2.5标准差(SD)或超过2年的晚期骨龄更可能与病理性性早熟相关。

——盆腔超声

在女孩中,盆腔超声是评估卵巢早熟发育和排除卵巢囊肿或肿瘤的有用工具。

——脑部MRI检查

建议对患有中枢性性早熟的患者进行脑部MRI检查,以排除CNS损伤,应在男孩(<6岁)中进行常规检查。

02
肠道-性激素轴

性激素和肠道菌群之间的关系在最近的研究中得到了广泛的探讨,并且是一个不断扩大的研究领域,可能会为各种与性有关的疾病带来新的治疗选择。

20世纪80年代,最早的研究之一是在细胞水平上进行的,其中发现孕酮促进拟杆菌中间普氏杆菌的生长。

2012年一项研究在对91名女性的粪便样本进行测序时发现,无论健康状况如何,在怀孕期间,尤其是在孕晚期,当雌激素达到峰值时,肠道微生物组明显改变

2015年,一项欧洲研究表明,健康男性普氏拟杆菌丰度高于生育女性,而绝经后女性的微生物群与男性没有差异。

这两项研究都证明了雌激素和相关的雌性激素在调节肠道微生物组的组成方面是至关重要的。

因此,微生物群会影响雌激素水平,反过来,雌激素水平可能会受到微生物群组成和多样性的影响。

➤ 微生物群对雌激素的影响

微生物组能够通过表达B-葡萄糖醛酸酶(一种介导膳食和非膳食雌激素解偶联的酶)代谢雌激素

未结合的雌激素可以通过作用于α和β雌激素受体而进入全身血流并具有代谢活性,这些受体在多种器官和组织中表达;雌激素活性不仅对生殖健康有影响,而且对心血管风险、代谢和骨稳态以及中枢神经系统也有影响。

微生物群多样性与绝经后妇女和男性的尿雌激素水平较高有关,而绝经前妇女的雌激素水平似乎不受微生物群组成的影响,这表明微生物群主要影响非卵巢雌激素水平

►►

补充植物雌激素能够促进特定细菌的肠道定植,富含植物雌激素的饮食可能与亚洲绝经后妇女代谢综合征的风险降低有关。

➤ 反过来,性激素水平也可能影响微生物组的组成

雄激素过量,如多囊卵巢综合征患者,也可能导致生物失调和细菌多样性降低。多囊卵巢综合征(PCOS)是一种内分泌疾病,其特征是雄激素水平较高,雌激素水平较低,几项研究表明,多囊卵巢综合症患者的肠道失调与细菌多样性较低有关,导致丁酸生成减少BMI升高,睾酮血清浓度升高。

此外,肠道微生物组通过产生有助于减少炎症反应的短链脂肪酸在决定胰岛素分泌方面发挥重要作用;菌群失调可能导致胰岛素抵抗和糖代谢改变,如多囊卵巢综合征较高的胰岛素水平刺激卵巢产生雄激素,从而使多囊卵巢综合征的发病机制永久化。

➤ 微生物群及其代谢产物也可能影响肠道菌群定植

微生物群及其代谢产物也可能通过定殖阴道,以及一些作者认为的子宫内膜和胎盘,影响女性生育、怀孕、胚胎发育和分娩的各个阶段。微生物群的改变与促炎细胞因子的分泌和早产有关。剖宫产新生儿肠道菌群多样性较低,可能是因为他们没有通过阴道被母体肠道菌群定植。

➤ 性激素信号和脑-肠轴功能中的应激反应之间存在复杂的相互作用

我们知道,肠道和中枢神经系统之间的双向沟通途径,根据肠道细菌是大脑和内分泌系统之间的重要媒介。肠道菌群是调节脑-肠轴的中枢,肠道屏障短链脂肪酸,除了是能够调节肠道运动和伤口愈合的炎症调节剂外,还代表了微生物组和肠-脑轴之间的联系。

功能性胃肠疾病的发生率,如功能性消化不良和肠易激综合征,导致运动能力受损和/或敏感性改变,在女性中明显更高,这可能是因为性激素信号脑-肠轴功能中的应激反应之间存在复杂的相互作用。

▸ 雌激素激活脑-肠轴的受体,间接干扰胃肠动力

具体而言,已观察到雌激素通过直接激活位于脑-肠轴的受体,并通过调节其他受体系统间接干扰胃肠动力和敏感性。在卵巢周期的卵泡期,当雌激素水平较高时,女性的胃肠动力降低

此外,支持循环雌激素胃排空延迟中起重要作用的假设,绝经前和绝经后女性接受激素替代疗法与未接受激素治疗的绝经后妇女相比,胃排空速度较慢,而绝经后的女性与同龄男性相类似。相比之下,睾酮或雄激素似乎对胃动力或胃超敏反应没有影响。

性激素和肠道菌群之间的相互关系

Calcaterra V, et al., Front Endocrinol (Lausanne). 2022

雌激素通过对核受体的作用,以及通过与膜G蛋白偶联的雌激素受体1 (ER 1)受体的激活,实现其快速、非基因组的作用机制。

▸ 雌激素干扰疼痛调节

雌激素受体在中枢神经系统和涉及内脏疼痛感知的通路中广泛表达,包括下丘脑、杏仁核和中脑,所有这些都已被证明参与胃肠功能调节的迷走神经细胞发送广泛的投射。

具体而言,在外周内脏传入中,雌激素似乎通过改变离子通道的开放和受体表达的调节来调节伤害感受,以及激活胆酸速激肽-神经激肽1受体并诱导P物质的释放。

最后,除了干扰疼痛调节外,雌激素还参与中枢神经系统的内脏信息处理

脑成像研究发现,与患有IBS的男性相比,患有IBS女性在对不良内脏刺激的反应中表现出更大的情绪回路激活,包括杏仁核和蓝斑。

03
青春期生理发育中的微生物组

众所周知,随着年龄的增长,微生物群的组成逐渐发生变化,需氧菌兼性厌氧菌的数量普遍减少专性厌氧菌种群数量增加

传统上,普遍的观点是,在1-2岁之间,人类肠道菌群开始类似于成年人,主要由厚壁菌门、拟杆菌门、变形杆菌门和放线菌门的物种组成。然而,青少年和成人粪便微生物群在属水平上观察到许多差异

非青春期和青春期菌群类别存在差异

一项研究评估青春期儿童的远端肠道菌群表明,双歧杆菌属梭状芽孢杆菌属(已知定植于新生儿肠道并在2至18岁之间逐渐减少的物种)成员的丰度在青春期儿童中显著高于成年人。这些属的流行率以前在青春期前和青春期年龄组中没有被认识到。

2020年的一项横断面研究,通过16S rRNA测序分析了不同青春期阶段(5-15岁)的肠道菌群生物多样性。青春期青春期受试者之间的α或β多样性没有发现差异,但研究证明两组之间的细菌类群存在差异

特别是,非青春期受试者的特征主要以下菌群:

  • 梭状芽孢杆菌目
  • Costridiaceae
  • Coprobacillus

另一方面,青春期组以β变形菌纲(Burkhollderiales)的流行率较高。

进一步分析血清性激素菌群丰度之间的关系,结果表明:

睾酮水平Adlercreutzia、Dorea、Clostridium和拟副杆菌属的丰度有关。作者假设这些细菌可能受到性激素的影响。

几项研究已经调查了肠道微生物与性类固醇激素之间的关系。Shin等人证明了肠道菌群特征与人类睾酮/雌激素状态之间的关系:

动杆菌、多利亚菌、瘤胃球菌和巨单胞菌睾酮水平显著相关,而Slackia菌丁酸单胞菌则与雌二醇水平显著相关。

青春期两性之间的肠道菌群差异更加明显

据报道,肠道菌群似乎不受儿童性别的影响,但在青春期开始时就出现了差异。微生物门相关疾病也表现出性别偏见,支持肠道细菌与性别之间的关系可能是双重的。

最近的一项横断面调查发现,在青春期,两性之间的肠道菌群差异更加明显。

比较青少年和成年人的微生物群,发现双歧杆菌的数量,特别是在一些研究中,随着年龄的增长而减少,也报道了与拟杆菌门和厚壁菌门的年龄相关的联系。

Hollister等人比较了青春期和成人的肠道菌群组成,指出在青春期发育期间,女孩的肠道菌群逐渐发生变化,越来越像成年女性的肠道菌群,与她们的青春期发育程度成正比

在雄性和雌性中,优势类群都是梭状芽孢杆菌和拟杆菌,表明微生物群成熟的要素是:

梭状芽胞菌拟杆菌类菌群优势的变化

事实上,在青春期梭状芽孢杆菌的相对丰度逐渐增加拟杆菌的相对减少,逐渐类似于成人微生物群的组成。就门而言,随着青春期的进展,厚壁菌门的数量增加,而拟杆菌门的数量减少

然而,尽管Hollister等人观察到男孩和女孩的肠道菌群变化,但由于男性青春期发育较晚,仅在女性青少年中获得了具有统计学意义的数据。

青春期,肠道菌群组成和预测的代谢谱存在性别显著差异

Yuan等人证实了这些数据,他们确定了不同青春期状态下两种性别的肠道菌群特征。对89名5-15岁的中国参与者进行了肠道菌群分析。参与者被分为青春期前和青春期组,男性(n=49)和女性(n=40)。

这项横断面研究表明,在青春期之前,肠道菌群组成和预测的代谢谱存在性别差异,在青春期变得更为显著

实验结果表明,Dorea、Megamonas、Bilophila、Parabacteries、Phascolactobacterium属代表青春期受试者的微生物标记。

他们认为,性别依赖的肠道菌群多样性部分是由于性激素,部分是由于其他非激素影响因素。

以上是肠道菌群在生理性青春期发育中的作用的证据。而肠道菌群在病理性青春期中的作用越来越受到关注。

04
肠道微生物群和性早熟

青春期到来的时间可能受到肠道菌群的影响,特别是某些梭菌属物种,包括调节宿主性激素水平的瘤胃球菌科、粪杆菌属瘤胃球菌属

肠道菌群影响雌激素代谢

RuminococcusFaecalibacterium的β-葡糖醛酸酶能够裂解雌酮雌二醇,而拟杆菌物种只能代谢雌酮

因此,尿液中雌激素-雌激素代谢物比率与瘤胃球菌的相对丰度呈正相关,与拟杆菌的相对丰量呈负相关

根据这些数据,肠道菌群可能通过其雌激素代谢部分调节青春期的开始。

肠道菌群通过能够代谢雌激素的特定肠道微生物似乎能够调节青春期,但反过来也可能。性激素可以通过引导肠道菌群的成熟直接影响特定菌群的生长。

肠道菌群代谢物影响内分泌系统

最近的研究发现,肠道菌群产生的代谢物可以影响人体内分泌系统,激活肠道神经系统。

一些关于微生物群功能的最佳研究强调了肠道微生物通过产生短链脂肪酸为宿主提供能量,包括丁酸丙酸,这两种物质都参与胆汁盐代谢,并在脑肠轴中发挥重要作用

已经证明,内源性受体游离脂肪酸受体(FFAR)2和FFAR3与短链脂肪酸相互作用,并在肠内分泌细胞中表达,肠内分泌细胞产生肽YY(一种厌食激素),从而参与调节宿主能量、食欲、脂肪组织储存和荷尔蒙平衡,影响青春期时间。

肥胖 & 青春期 & 肠道菌群失调

肥胖和青春期之间有着密切的联系;尤其是性早熟与体重指数(BMI)呈正相关。基于这一信息,并考虑到受性早熟影响的儿童往往肥胖,已假设肠道菌群可能参与性早熟的发病机制。

一项研究阐明了特发性中枢性性早熟(ICPP)患者(n=25)和健康女孩(n=23)之间肠道菌群的差异。

特发性中枢性性早熟肠道菌群与肥胖菌属相似

作者应用16S rDNA测序来比较两组之间的肠道菌群,观察到,特发性中枢性性早熟中鉴定的肠道属与肥胖相关的肠道属相似,特别是吉米格瘤胃杆菌属、示波杆菌属XIVb梭状芽孢杆菌属

考虑到微生物种类水平,患有特发性中枢性性早熟的女孩富含Rumicoccus bromii, Ruminococcus gnavus, Ruminococcus leptum,前两种是在肥胖人群中发现的;它们可以促进脂肪组织的能量吸收和增生,而据报道,Ruminococcus leptum会影响人体体重变化。

这些结果突出了肥胖特发性中枢性性早熟肠道菌群失调之间的关联。作者假设,肠道菌群失调会导致青春期前女孩发生类似于肥胖患者的过程,脂肪细胞的增殖和沉积会引发性早熟。

然而,肠道失调也可能导致下丘脑-垂体-性腺轴(HPGA)的早期激活。

不同的研究已经研究了肠道菌群在雌激素、FSH和LH分泌机制中的作用,但仍不清楚。

三种临床生物标志物(FSH、LH和胰岛素抵抗)与肠道菌群之间的关系

考虑到特发性中枢性性早熟女孩,作者证明了FSH梭杆菌、LH与Gemmiger之间的正相关,LH与Romboutsia之间的负相关。此外,胰岛素抵抗与吉米格菌、瘤胃球菌、巨单胞菌和双歧杆菌正相关

特发性中枢性性早熟:部分菌群高产短链脂肪酸

肠道菌群、激素分泌和肥胖之间的密切联系激发了对肠道菌群触发特发性中枢性性早熟机制的研究。

研究人员在工作中调查的特发性中枢性性早熟女孩的特征是与产短链脂肪酸相关的菌群:

  • Ruminococcus bromii
  • Ruminococcus callidus
  • Roseburia inulinivorans
  • Coprococcus euactus
  • Clostridium sporosphaeroides
  • Clostridium lactatifermentans

短链脂肪酸诱导瘦素基因表达,激活HPGA轴

瘦素在女性青春期发病中的重要作用众所周知。瘦素是一种脂肪细胞代谢肽,参与其表达的基因与短链脂肪酸相关。

短链脂肪酸产生与特发性中枢性性早熟之间的关系可以通过高浓度短链脂肪酸诱导瘦素基因表达的机制来解释,瘦素基因激活下丘脑-垂体-性腺轴,从而导致青春期的开始。

Li等人招募了27名中枢性性早熟女孩、24名超重女孩和22名健康对照,以探讨肥胖与中枢性性早熟之间的关系。

肠道菌群代谢物激活HPGA轴

这项研究表明,中枢性性早熟患者表现出过多Alistipes、Klebsiella、Sutterella,这通常出现在神经系统疾病患者中。这些微生物产生具有神经递质活性的代谢物(血清素和多巴胺),这些代谢物会引发早熟,激活下丘脑-垂体-性腺轴。

肠道菌群代谢物促进胰岛素抵抗

作者在中枢性性早熟超重组中都发现了普雷沃氏菌支链氨基酸的产生可促进胰岛素抵抗。这一机制可以解释中枢性性早熟患者肥胖的高发生率。

此外,在两组中,均观察到一氧化氮合成升高,这是一种重要的气体神经递质,可刺激促性腺激素释放激素的分泌并促进胰岛素抵抗。

这些情况,肠道菌群表达的改变,可以解释中枢性性早熟和肥胖之间的联系,如下图所示。

性早熟 – 肠道微生物组和肥胖:密切相关

Calcaterra V, et al., Front Endocrinol (Lausanne). 2022

高脂饮食:过早激活HPG轴,诱导性早熟

大量营养素食物含量,如高脂肪摄入,可能会调节HPG轴的过早激活,诱导青春期的性早熟。

最近,在实验模型中,研究人员表明,高脂饮食对性早熟的影响受肠道微生物群和激素的相互作用调节。

断奶后的高脂饮食导致性早熟,下丘脑中的血清雌二醇、瘦素、脱氧胆酸和GnRH增加。特别是,GnRH与脱硫弧菌、Lachnoclostridium、GCA-900066575、链球菌、厌氧菌、双歧杆菌正相关,这表明这些细菌可能在促进性发育方面发挥作用。

此外,作者报道,“高脂饮食微生物群”移植促进了小鼠的性早熟,支持肠道菌群调节促进性早熟的局部和全身性类固醇水平

05
性早熟的治疗和预防

治 疗

性早熟治疗的最重要目标是保持成人身高减少相关的心理社会压力

促性腺激素释放激素激动剂,1个月或3个月储存制剂,是中枢性性早熟的标准护理。GnRH激动剂治疗被广泛认为是安全的。

最常见的不良反应包括局部皮肤反应绝经后症状。需要定期验证青春期进展、生长速度和骨骼成熟。

PPP的治疗因发病机制而异,治疗的主要目的是消除性类固醇的内源性或外源性来源

肾上腺和性腺肿瘤需要手术治疗。

其他生活中的注意事项如下,供参考。

生活方式

消除外源性雌激素(塑料、食品添加剂和杀虫剂)和其他内分泌干扰物(例如美容产品中的邻苯二甲酸盐)。薰衣草油和茶树油与乳突有关,尤其是男孩的男性乳房发育症。

营养

消除添加激素的乳制品、鸡蛋和肉类。考虑消除大豆、亚麻和芝麻,因为它们是植物雌激素,年轻组可能对这些非常敏感。

缺乏维生素 D 的 5-12 岁女孩面临青春期提前的风险是维生素 D 水平较高的女孩的两倍

晒太阳是增加维生素 D 摄入量以预防和减缓青春期提前的一种方法。

其他食物补充包括:金枪鱼和鲑鱼等多脂鱼、橙汁、豆浆等。

肝脏解毒支持减少外源性激素作用。

食物

深色绿叶蔬菜、西兰花、甜菜、朝鲜蓟、姜黄、柠檬、蒲公英根等。

减少肾上腺激素输出的植物药:

刺五加 ;睡茄;红景天

父母的反应会影响孩子的应对能力

  • 向孩子讲解性早熟知识
  • 鼓励孩子保持乐观开朗的心态
  • 避免对孩子的外表发表评论。
  • 表扬在学校或运动中取得的成就。
  • 支持孩子的兴趣。

当孩子的家庭氛围不好,他们的病情无法得到家人的支持,会增加孩子的负面心理情绪和父母的养育压力。加强家庭成员之间的沟通至关重要。

预 防

一些导致性早熟的风险因素(例如性别和种族)无法避免。但是,有一些措施可以降低孩子出现性早熟的风险,包括:

  • 让孩子远离雌激素和睾酮的外部来源,例如含有雌激素或睾酮的居家成人用处方药或膳食补充剂、乳膏、乳液或其他药物
  • 鼓励孩子保持健康体重
  • 加强孩子的户外锻炼
  • 为孩子的成长建立阳光、积极、快乐的氛围

06
结 语

不同的研究都提出了肠道菌群性激素之间的双向相互作用。青春期期间,身体发育变化主要由激素驱动;因此,这一动态和过渡期是评估潜在激素对肠道菌群影响的机会。

不同青春期阶段的肠道菌群存在多样性,并且患有中枢性性早熟的女孩肠道菌群可能改变,这是预测和预防性早熟发育的一个有趣的发现。通过提供儿科内分泌学的观点,加深对性激素和微生物群变化作用之间的联系的理解,可以在青春期疾病中实施微生物群靶向治疗

主要参考文献:

Calcaterra V, Rossi V, Massini G, Regalbuto C, Hruby C, Panelli S, Bandi C, Zuccotti G. Precocious puberty and microbiota: The role of the sex hormone-gut microbiome axis. Front Endocrinol (Lausanne). 2022 Oct 21;13:1000919. doi: 10.3389/fendo.2022.1000919. PMID: 36339428; PMCID: PMC9634744.

Li Y, Shen L, Huang C, Li X, Chen J, Li SC, Shen B. Altered nitric oxide induced by gut microbiota reveals the connection between central precocious puberty and obesity. Clin Transl Med. 2021 Feb;11(2):e299. doi: 10.1002/ctm2.299. PMID: 33634977; PMCID: PMC7842634.

Dong G, Zhang J, Yang Z, Feng X, Li J, Li D, Huang M, Li Y, Qiu M, Lu X, Liu P, Zeng Y, Xu X, Luo X, Dai W, Gong S. The Association of Gut Microbiota With Idiopathic Central Precocious Puberty in Girls. Front Endocrinol (Lausanne). 2020 Jan 22;10:941. doi: 10.3389/fendo.2019.00941. PMID: 32038493; PMCID: PMC6987398.

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