最新研究發現，谷胱甘肽（GSH）有助於改善不孕不育臨床結局
不孕症是個大問題，也是已婚夫婦最嚴重壓力問題之一。雖然它不會致命，但會帶來嚴重的心理創傷。不孕症是由各種各樣原因引起。單方原因或雙方原因都有可能導致不孕。大約20%是雙方都有問題，15%是任何一個伴侶都沒有發現不孕的原因，這被稱為不明原因的不孕。男女因素共同作用的因素佔20~30%，如果標準檢查的結果是正常的，那麼診斷就是不明原因或特發性不孕症。許多婦女被診斷不孕的原因是：不規則排卵，子宮內膜異位和輸卵管堵塞，而許多男性普遍不孕的原因的是精子缺少症。氧化應激在這裡起了很大的作用，佔15%的伴侶受到影響。
氧化應激，引發自由基與抗氧化劑之間的不平衡，影響了男女的生殖系統。自由基在生理過程中扮演了一個重要的角色，過度的不可受控制的自由基水平可能導致生殖系統的病理過程。自由基可以調節細胞功能，氧化應激打亂細胞內環境，導致細胞受損，威脅細胞生存的環境。在正常狀況下，抗氧化劑可以阻止氧化自由基的生存，消除已存在的自由基和修復細胞。
谷胱甘肽（GSH）是抗氧化劑之父，最強解毒劑和免疫系統平衡劑。它是內源性的抗氧化劑，直接參与中和自由基和活性氧（ROS），保護外源性抗氧化劑如維生素C和維生素E，不讓他們減少。
本文綜述了氧化應激在男性和女性不孕不育症中的作用，以及GSH在不孕不育症中的抗氧化作用。
氧化應激與不孕症
不孕症是指一年未採取任何避孕措施，性生活正常而沒有成功妊娠，它也包括流產。世界衛生組織估計全球生育年齡夫婦中有8-12%不能懷孕，差不多影響了5千萬~8千萬夫婦，其中3千萬在非洲。據推斷奈及利亞有3百萬~4百萬的夫婦受到影響。雖然不孕不育不會危害生命，它被描述為一個可以激進改變生活的問題，因為它會帶來嚴重的心理創傷。不孕症在非洲撒哈拉地區發生率有20~40%。雖然非洲社會文化認為是女性造成，其實是男性和女性都有問題。
氧化應激影響了受精體的質量和它們互相作用的方式。氧化應激是由於有氧代謝產生的自由基和抗氧化劑之間的不平衡。自由基如活性氧能影響卵泡、精子，胚胎以及它們的生存的環境。與卵泡液，精子、腹膜液有關的微環境直接影響著卵泡的質量、精子卵子相互作用和精子激活卵子，著床和早期胚胎的發育，氧化應激影響早期胚胎的發育，從而影響懷孕率，不孕症是一個大問題，氧化應激被認為是一個致病因素。
氧化應激與男性不育
六對夫婦里至少有一對夫妻患有不孕不育，男性因素不育佔30%。在奈及利亞，雖然地區不同，但男性因素占所有不孕不育比例的40%-50%。男性因素不育症最常見的因素定義為精子功能障礙。在25~40%男性不孕症的精子中檢測出高水平的活性氧生物標誌物，這可能意味著活性氧要對此負責，也可能是個人原因，來自異常或不正常的精子和白細胞中的活性氧過量。
精子易受活性氧攻擊，因為精子的細胞質含有大量的多不飽和脂肪酸，導致精子活力下降，可能是細胞內能量快速下降，引起精子軸絲損傷，精子活力下降，中段形成缺陷，使得精子的能力和個體反應下降。精子膜的脂質過氧化使活性氧誘導精子損傷的關鍵機制，導致了不育。
精液中活性氧的過多產生，可以導致不育。過氧化氫是人類精子中主要的活性氧產物。中等濃度的過氧化氫不會影響精子的活力，但會使精子不流動，主要是通過細胞內能量下降，以及後來的精子軸絲蛋白中磷酸比下降。高濃度的過氧化氫誘導脂質過氧化，導致細胞死亡。
一項研究報告表明，不育男性精液中的抗氧化物水平與精液中精子的質量呈負相關。然而，不育男性精液中檢測到的ROS水平更可能是ROS生成增加的結果，而不是精漿抗氧化能力降低的結果。幾乎每個人的精液都會有潛在的活性氧，如白細胞和異常精子受到污染。因此一些精子會產生氧化損傷和部分功能喪失。因此，活性氧對男性不育的影響是程度問題而不是病理的存在或缺失。
氧化應激與女性不孕
女性不孕估計影響著4800萬婦女，患病率最高是南亞婦女，非洲撒哈拉以南的地區，北非/中東，歐洲中部和中亞。女性不孕症影響著世界各地的婦女，其周圍的文化以及帶來的恥辱也各不相同。根據研究，女性不孕的患病率從7%到28%不等，這取決於婦女的年齡。雖然不同類型不孕的頻率和起源不同，40~50%不孕是由女性引起的。
在可控的狀態下，自由基能發揮生理作用和調解過程，例如調節組織重建、激素信號、卵子的成熟、卵泡、輸卵管功能、卵巢激素、子宮內膜的同期性變化，生殖細胞功能、懷孕、正常分娩和早產的開始。然而，當活性氧增加到病理水平時，它就對細胞的構成造成嚴重損害。
其病理效應是由脂質損傷、阻止蛋白質合成和能量下降消耗等多種機制共同作用。氧化應激在子宮內膜異位、多囊性卵巢疾病、葡萄胎、輸卵管堵塞和不明原因不孕中起了作用。越來越多一些文獻也闡述了氧化應激與子癇前期、出生缺陷和墮胎有關。
氧化應激通過不同機制誘導女性不孕，卵泡中過量的活性氧可能破壞卵泡液抗氧化防禦能力，直接損害卵子。卵子和精子中的DNA可能被破壞，導致不育。即使可以受孕，氧化應激也可以誘導胚胎分裂，無法著床、流產、胎盤受損及先天性異常。過度的活性氧可能阻礙正常發育的子宮內膜，子宮內膜是支持胚胎髮育的。氧化應激可導致黃體退化，黃體激素不足不能維持妊娠。
氧化應激在一些導致不孕症中的作用
多囊卵巢綜合征（Pcos）：Pcos是6-10%的絕經前婦女無排卵導致不孕。Pcos可能有過多雄性激素、多毛、月經稀少或停經等癥狀。新陳代謝、內分泌和心血管疾病同時都有。氧化應激參與了這些患者的胰島素抵抗和雄激素的增加。
最近的一項研究顯示增加患者MDA（丙二醛）水平和上調SOD。MDA水平高的患者表現出胰島素抵抗，胰島素抵抗和高血糖增加了氧化應激。Ulghesu等人評價了使用NAC（乙醯半胱氨酸），它是已知的補充抗氧化劑GSH的物質。對Pcos患者的胰島素分泌和外圍胰島素抵抗起到作用。
子宮內膜異位症：與子宮膜異位症相關的不孕症是婦科醫生最頭疼的臨床病症之一。雖然子宮內膜異位症是不孕夫婦常見的診斷，但這些患者的發病機制和治療存在很大的不確定性。子宮內膜異位症嚴重案列是周圍粘連影響精子和卵子，造成子宮內膜異位囊腫和盆腔畸形。在子宮內膜異位症中，月經活性氧的增強是由於月經倒流，腹膜腔促使炎症性血紅蛋白，抑制紅細胞碎片釋放的血紅素分子。活性氧被認為能促進腹膜腔中子宮內膜細胞的生長和粘附，導致子宮內膜的變形，導致子宮內膜異位症，不孕氧化應激可能通過增加血管內皮生長因子的生成而在異位內膜植入物中的促進血管生成。
改變分子基因路徑也可能導致氧化應激在子宮內膜異位症相關不孕發病機制中的作用。在異位和正常子宮內膜組織中的差異表達基因已經被確定，包括GSH—S—轉移酶差異的不同表達，這個轉移酶是強有力的參與抗氧化劑代謝的酶，這提示了分子遺傳途徑的改變可能決定了在子宮內膜異位患者氧化應激的發展共誘導細胞增殖和血管生成的能力。
不明原因的不孕：不明原因不孕的病理仍然是一個科學挑戰，提升活性氧的含量會打亂人體內自由基和抗氧化劑的平衡，這是導致婦女不孕症的根源。卵巢受精或胚胎釋放的卵子和精子易受到氧化應激的攻擊。Wang 等人在1997年比較了接受腹腔鏡不孕症婦女腹腔液和做輸卵管結紮育齡婦女的腹腔液，證明不孕婦女腹腔液中的活性氧含量高。Polak分析腹腔鏡下獲得的腹膜液樣本，發現不明原因不孕症患者的MDA濃度和TAS濃度都增加，證實氧化還原不平衡。不明原因不孕症中氧自由基的增加是意味著抗氧化反應增加，導致不能清除氧自由基和中和毒素。
GSH：抗氧化劑之王
GSH，三肽硫基是主要的非蛋白硫基，存在於哺乳動物細胞中，已知有許多生化功能。這個硫基在解毒、內源性和外源性的抗氧化作用中扮演著舉足輕重的作用，以及維持細胞內的氧化還原狀態。
GSH由三種簡單氨基酸的組成：甘氨酸、谷氨酸和半胱氨酸。
GSH是一種天然的還原劑，它可以迅速地被細胞用來抵禦氧化應激。它的硫基（SH）對氧化損傷有保護作用。GSH有二種形式存在，一種是還原GSH,另一種是氧化型GSH（GSSG），GSH對活性氧的抵禦作用是與酶有關。如GSH過氧化物酶和GSH還原酶，在動物組織中，GSH過氧化物酶，一種含硒的抗氧化酶，在還原型GSH之中進行轉化，反過來，氧化型GSH與還原型GSH在GSH還原酶中互相轉化，公式如下：
2GSH+H2O2→GSSG+2H2O
GSSG+NADH+H+→2GSH+NADP+
GSH是生物體內廣泛分佈的硫醇，不僅存在於身體細胞內，同時也存在於精子卵子結合體。在體內，抗氧化防禦能力包括酶和非酶系統，後者主要是由GSH組成。人體生殖系統由它自己的GSH，GSH可以消除由飲食、污染、毒素、藥物、壓力、創傷、老化、感染和輻射所造成的污染，GSH在體內可以正常循環。
GSH在生殖系統中基本功能與它與其他系統的相互作用有關，作為防禦ROS的機制，GSH可以通過下列方法提升：吃含硫基豐富的食物如大蒜、洋蔥、包菜、花菜、百加利等；服用未經巴氏消毒活性乳清蛋白，它富含半胱氨酸，可以用來合成GSH；運動和服用維他命C和維他命E（混合生育酚的形成），來循環GSH。
GSH和男性不育
GSH的缺乏會導致精子中段的不穩定，從而導致運動障礙。GSH保護細胞膜脂質氧化，消除超級過氧化物和阻止氧化。在一項由單側精索靜脈曲張或生殖道炎症的不育男性組成的研究中，GSH能顯著改善精子質量。GSH還原酶系統形成一個極好的保護精子膜脂質過氧化的作用。GSH可以清除脂質過氧化物，從而抑制過氧化連鎖反應。GSH也可以清除H2O2，它是造成脂質過氧化的開始。GSH還原酶刺激GSH硫基的減少，GSH循環，然後再吸收。
GSH和女性不孕症
GSH在卵泡形成的過程中保護卵子免受氧化應激的損傷，卵子的質量主要依靠GSH，研究表明，細胞內GSH水平較高的卵母細胞能產生更健康、更強壯的胚胎。其他的研究也顯示年輕的婦女，女性卵巢細胞內GSH含量較高。
據報道，GSH缺乏症與卵巢早衰甚至卵巢癌有關。另一項研究發現接受試管授精的婦女，卵泡里較高水平GSH 受孕概率增加。在其他的研究中，GSH是一種抗衰老的抗氧化劑，對卵子的健康有影響。其中對細胞的衰老過程影響最大。促卵泡激素對胚胎髮育的保護作用主要是由於GSH的合成。
GSH可以通過抑制生殖系統中有害的自由基形成來減輕氧化應激反應。GSH是細胞的主要抗氧化劑。總的來說，低水平的GSH是疾病和過早死亡的標誌，其中一個就是在生育領域，GSH可以影響自身免疫系統。GSH參與調節引起慢性炎症的基因。這對那些經歷免疫缺陷造成流產或身體排斥配偶精子的人很有幫助。
結論
當活性氧產生氧化應激和其他自由基的形成起到了抗氧化劑的清除能力，這就是因為ROS過度而抗氧化劑不足。在可控的水平下，氧化應激促進某些生理生殖功能，但一旦水平上升，氧化應激就會參與生殖道的病理過程，導致不孕和流產的結局。因為高水平的活性氧和低抗氧化劑導致不孕，治療是以提高抗氧化劑為目標。
GSH是人體的主要抗氧化劑，有助於保存其他的抗氧化劑，它是一種天然的抗氧化劑存在於男性和女性的結合體，其GSH含量相差很大。GSH已證實它在維持細胞的生物學方面扮演了很重要的角色，它與受精過程和早期胚胎髮育密切相關。好的方面是GSH在體內可以循環利用，但它也可以被摧毀。