综述:多囊卵巢综合征中的营养素和生物活性化合物:作用效果和潜在机制的最新见解

时间:2026年2月9日
来源:Frontiers in Nutrition

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本综述系统阐述了维生素(E、K、D、B-8、B-9、B-12)、矿物质(硒、铬、锌、钙、镁)及生物活性物质(褪黑素、ω-3多不饱和脂肪酸、辅酶Q10、N-乙酰半胱氨酸)通过调节胰岛素抵抗(IR)、氧化应激(OS)、慢性炎症及肠道菌群等多重通路,对改善多囊卵巢综合征(PCOS)核心病理表现(如内分泌紊乱、代谢异常)的潜在疗效与机制,为PCOS的整合管理提供了新的营养干预视角。

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多囊卵巢综合征(PCOS)是影响育龄女性最常见的内分泌疾病之一,其临床表现具有高度异质性。当前指南强调以症状控制为主的管理策略,因此探索新的辅助治疗方法至关重要。本综述聚焦于多种营养素和生物活性化合物在PCOS管理中的潜力和作用机制。
PCOS病理生理学
PCOS的核心特征包括高雄激素血症(HA)和胰岛素抵抗(IR),两者相互促进,形成恶性循环。IR选择性影响脂肪、肝脏、肌肉和卵巢等组织,导致高胰岛素血症,进而抑制肝脏性激素结合球蛋白(SHBG)合成,加剧HA。同时,肥胖、HA和IR共同激活核因子κB(NF-κB),触发慢性低度炎症和OS,进一步损害胰岛素信号,促进疾病进展。
维生素与PCOS
  • 维生素E:作为脂溶性抗氧化剂,补充维生素E可降低PCOS患者的总睾酮(TT)、黄体生成素(LH)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和甘油三酯(TG)水平,提高孕酮(P)和卵泡刺激素(FSH)水平。其机制涉及激活抗氧化系统、抑制NF-κB通路减轻炎症。需注意高剂量(≥400 IU/天)可能增加全因死亡率风险。
  • 维生素K:主要以维生素K2(MK-7)形式补充,8周干预可显著改善PCOS患者的空腹胰岛素(FINS)、稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和身体成分。其作用与抑制NOD样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体、调节肠道菌群(增加RuminococcaceaeLactobacillaceae)以及增强超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性有关。
  • 维生素D:PCOS患者普遍存在维生素D缺乏。补充维生素D(如每日4000 IU)可提高血清25-羟基维生素D3[25-(OH)D3]水平,降低LH/FSH比值、LH和T浓度,改善子宫内膜厚度和妊娠率。机制包括直接刺激胰岛素分泌、下调晚期糖基化终末产物受体(RAGE)表达抑制雄激素合成,以及通过激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路促进线粒体生物发生。
  • 肌醇(维生素B-8):肌醇(MI)和D-手性肌醇(DCI)在卵巢中的生理比例约为100:1,而PCOS患者此比例失调。补充MI+DCI(如40:1比例)可显著改善胰岛素敏感性、降低雄激素水平、恢复规律月经周期。MI作为“葡萄糖传感器”促进葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)膜转位,而DCI则主要介导胰岛素刺激的糖原合成。
  • 叶酸(维生素B-9):补充叶酸(1-5 mg/天)可降低PCOS患者的高敏C反应蛋白(hs-CRP)、白细胞介素-18(IL-18)等炎症标志物,并改善HOMA-IR。其机制涉及抑制NF-κB通路、激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)促进脂肪酸氧化,以及上调核因子E2相关因子2(Nrf2)增强抗氧化防御。
  • 维生素B-12:维生素B-12缺乏在PCOS患者中常见,尤其素食者。缺乏会导致甲基丙二酸(MMA)积聚,抑制肉碱棕榈酰转移酶1(CPT1),影响脂肪酸β-氧化,加重IR。补充B-12有助于降低炎症因子,调节肠道菌群(增加Faecalibacterium),并与叶酸协同降低同型半胱氨酸(Hcy)水平。
矿物质与PCOS
  • :作为GPX的组成部分,硒补充可增强总抗氧化能力(TAC),降低TT和胆固醇。其机制包括上调过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)和GLUT1表达改善葡萄糖代谢,以及通过硒蛋白P(Sepp1)调节脂质代谢。
  • :三价铬补充(200 μg/天)可改善PCOS患者的空腹血糖(FBG)、FINS和HOMA-IR,并降低TG、总胆固醇(TC)。机制涉及抑制炎症相关mRNA表达、增强内源性抗氧化酶活性,以及改善胰岛素信号转导。
  • :PCOS患者血清锌水平较低。补充锌(50 mg/天元素锌)可改善FBG、FINS、HOMA-IR和血脂谱。锌作为300多种酶的辅因子,通过调节SOD活性、抑制NADPH氧化酶、激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)通路以及抑制NF-κB通路发挥抗氧化、抗炎和改善胰岛素敏感性的作用。
  • :钙与维生素D协同补充可显著改善PCOS患者的胰岛素敏感性和血脂参数,提高SHBG,降低TT和游离睾酮(FT)。钙通过增强胰岛素受体底物(IRS)酪氨酸磷酸化,以及促进钙内流激活蛋白激酶C(PKC)和钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II(CaMKII)信号,改善卵巢功能并抑制颗粒细胞凋亡。
  • :镁补充(250 mg/天)可降低FINS、HOMA-IR和TC。镁是胰岛素受体酪氨酸激酶自磷酸化的辅因子,对胰岛素信号传导至关重要。它与维生素D和钙的代谢密切相关。
  • :PCOS患者常出现铁过载,血清铁蛋白升高,这与慢性月经稀发导致的铁滞留有关。铁过载可诱发铁死亡,加剧OS,损害卵巢功能。因此,除非确诊缺铁性贫血,否则不建议PCOS患者常规补铁。
生物活性化合物与PCOS
  • 褪黑素:PCOS患者卵泡液褪黑素水平较低。补充褪黑素(5 mg,每日两次)可降低TT、hs-CRP和丙二醛(MDA),提高TAC和总谷胱甘肽(GSH)水平。其机制包括激活PI3K/AKT通路改善IR,调节肠道菌群,以及通过调节苹果酸酶1(ME1)和增强抗氧化酶活性保护卵巢功能。
  • ω-3多不饱和脂肪酸(PUFAs):遗传学分析显示较高的ω-3 PUFAs水平与较低PCOS风险相关。补充ω-3 PUFAs(如EPA+DHA)可改善HOMA-IR、血脂谱和雄激素水平。其抗炎作用通过抑制Toll样受体4(TLR4)/髓样分化因子88(MyD88)/NF-κB通路实现,同时能激活G蛋白偶联受体120(GPR120)和PPAR-γ通路改善胰岛素敏感性,并有益调节肠道菌群。
  • 辅酶Q10(CoQ10):补充CoQ10(100-200 mg/天)可降低PCOS患者的肿瘤坏死因子α(TNF-α)、hs-CRP等炎症标志物,改善HOMA-IR和性激素水平。CoQ10通过激活Kelch样ECH关联蛋白1(KEAP1)/Nrf2/抗氧化反应元件(ARE)通路上调抗氧化酶,并抑制NF-κB和激活蛋白-1(AP-1)通路发挥抗炎作用。
  • N-乙酰半胱氨酸(NAC):NAC是GSH的前体。补充NAC(1.8 g/天)可降低PCOS患者的T水平,提高FSH,改善排卵诱导结局。其机制包括作为GSH前体直接清除活性氧(ROS)、激活Nrf2通路增强细胞保护、以及抑制NF-κB通路减轻炎症。
结论
多种营养素和生物活性化合物为PCOS的辅助管理提供了有前景的方向。它们通过改善胰岛素信号、减轻氧化应激和慢性炎症、调节肠道菌群和保护卵巢功能等多重机制发挥作用。然而,当前研究存在人群异质性、干预方案不统一等局限。未来需要表型分层的前瞻性研究、多组学整合分析以及更深入的机制探索,以推动营养干预向精准化、个体化的PCOS管理策略发展。

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