Качество яйцеклетки
Качество яйцеклетки является мерой способности ооцита (женской гаметы) достичь успешного оплодотворения . Качество определяется зрелостью ооцита и клеток, входящих в его состав, которые восприимчивы к различным факторам, влияющим на качество и, следовательно, на репродуктивный успех. [ 1 ] Это важно, поскольку развитие эмбриона в большей степени зависит от ооцита, чем от сперматозоида. [ 1 ]
Факторы
[ редактировать ]Возраст
[ редактировать ]Преклонный возраст матери представляет собой важный фактор для здоровья яйцеклеток и в настоящее время считается крупнейшим фактором риска, лежащим в основе случаев анеуплоидии в человеческих популяциях. [ 2 ] Механизмы ухудшения здоровья яйцеклеток с возрастом до конца не изучены. Длительный арест мейоза, снижение функции митохондрий и окислительный стресс являются ключевыми факторами, связанными со старением, которые наносят ущерб качеству ооцитов, что было выявлено в исследованиях с использованием ооцитов как человека, так и животных. [ 3 ]
Мейотический арест и потеря сплоченности
[ редактировать ]Формирование гамет человека включает два события разделения, известные как мейоз I, при котором парные гомологичные хромосомы разделяются сестринские хроматиды , и мейоз II, при котором делятся . Мейоз I — слегка удлиненный процесс, во время которого гомологичные хромосомы выравниваются, спариваются и рекомбинируются. [ 3 ]
В то время как мужские гаметы (сперматозоиды) производятся непрерывно на протяжении всей жизни, женский овариальный резерв полностью формируется на ранних стадиях развития. Ооциты (но не сперматоциты) затем подвергаются длительной остановке в конце диплотены, пока мейоз не возобновится в начале менструального цикла. Именно во время этого длительного ареста могут произойти возрастные изменения или ухудшение состояния. [ 4 ]
Во время длительного пребывания ооцита хромосомы существуют в бивалентном виде . Это означает, что гомологичные хромосомы спарились и удерживаются вместе хиазмами (физическими кроссинговерами между плечами хромосом). Комплекс когезина, кольцевая структура, связанная с сестринскими хроматидами, помогает удерживать их в непосредственной близости, тем самым создавая слипание сестринских хроматид. Позже эта связь разрушается ферментом сепаразой , позволяя хиазмам разрушаться и гомологичным хромосомам разделяться нормальным образом. [ 5 ] Возрастная дегенерация ингибиторов и регуляторов сепаразы может привести к неадекватной и преждевременной деградации когезина перед анафазой. В результате гомологичные хромосомы могут выравниваться независимо на мейотическом веретене, рискуя анеуплоидией , которая представляет собой ключевой механизм снижения репродуктивного успеха. [ 5 ]
Митохондриальные изменения
[ редактировать ]Как клетки организма с наибольшей плотностью митохондрий, яйцеклетки зависят от этих органелл на раннем этапе эмбрионального развития, пролиферации и их способности к оплодотворению. Таким образом, возрастные изменения функции митохондрий, естественно, оказывают значительное влияние на качество яйцеклеток и женскую фертильность. [ 6 ]
Специфические изменения, происходящие с возрастом, включают уменьшение количества митохондриальной ДНК, а также увеличение мутаций митохондриальной ДНК. [ 7 ] Исследования на животных продемонстрировали эти генетические аномалии, а также физические изменения в самих митохондриях и снижение выработки АТФ. [ 8 ] Необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить окончательные доказательства снижения потенциала развития в результате старения митохондрий. [ 7 ] однако было установлено накопление митохондриальных аномалий с течением времени в женских яйцеклетках, что, по-видимому, каким-то образом связано с ухудшением здоровья яйцеклеток. [ 9 ]
Ожирение
[ редактировать ]Исследования показывают, что ожирение влияет на качество яйцеклетки . Это заболевание, которое снижает фертильность самки. [ 10 ] В основном это связано с нарушением гормонального фона матери. [ 10 ] Также возможно, что матка имеет разные уровни восприимчивости к прикреплению яйцеклеток в результате нарушения функции эндометрия . [ 10 ] Более того, употребление более высоких уровней углеводов и повышенного уровня глюкозы в рационе связано с более высоким риском бесплодия из-за того, что яичник не может выпустить яйцеклетки во время овуляции. [ 10 ] Ожирение также связано с ранними выкидышами , смертью плода, новорожденного или смертностью, когда ребенок рождается мертвым, и существует повышенная вероятность рождения ребенка с врожденными дефектами. [ 10 ]
В процедуре ЭКО гормон гонадотропин (ГнРГ) , чтобы стимулировать яичники к высвобождению ооцитов. женщине вводят [ 10 ] У пациенток с ожирением ожирение отрицательно влияет на чувствительность яичников к этому гормональному стимулятору, в результате чего врачам приходится вводить повышенную дозу гормона и увеличивать продолжительность стимуляции. [ 10 ] Менее зрелые ооциты собирают. Более того, ожирение приводит к снижению частоты наступления беременности после ЭКО и меньшей вероятности имплантации яйцеклетки в стенку матки. У них также увеличивается вероятность отмены цикла. [ 10 ]
Вред от липотоксичности
[ редактировать ]Перегрузка жирных кислот в организме из-за увеличения их поступления в организм может привести к липотоксичности . [ 11 ] Эти дополнительные жирные кислоты не накапливаются в организме, а вместо этого циркулируют и повреждают окружающие ткани. Уровни избытка жирных кислот выше у женщин с ожирением. [ 11 ] Жирная кислота повреждает другие клетки, за исключением адипоцитов , производя больше активных форм кислорода . Это приводит к самоуничтожению клетки ( апоптоз ). [ 11 ]
Стресс
[ редактировать ]Психологический стресс
[ редактировать ]Психологический стресс может способствовать как прямо, так и косвенно снижению качества ооцитов. Повышенный стресс приводит к увеличению выработки и выброса кортизола , гормона стресса, который напрямую подавляет биосинтез эстрадиола в яичниках. [ 12 ] Снижение уровня эстрадиола, а также окислительный стресс приводят к апоптозу гранулезных клеток ооцита, что ухудшает качество ооцита. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Котиккио, Джованни; Серени, Елена; Серрао, Люсия; Маццоне, Сильвия; Ядарола, Иммаколата; Борини, Андреа (декабрь 2004 г.). «Какие критерии определения качества ооцитов?». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1034 (1): 132–144. Бибкод : 2004NYASA1034..132C . дои : 10.1196/анналы.1335.016 . ISSN 0077-8923 . ПМИД 15731306 . S2CID 10691804 .
- ^ Герберт, Мэри; Каллеас, Димитриос; Куни, Дэниел; Лэмб, Махди; Листер, Лиза (01 апреля 2015 г.). «Мейоз и старение матери: данные об анеуплоидных ооцитах и рождении трисомии» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 7 (4): а017970. doi : 10.1101/cshperspect.a017970 . ISSN 1943-0264 . ПМЦ 4382745 . ПМИД 25833844 .
- ^ Перейти обратно: а б МакЛеннан, Мари; Крайтон, Джеймс Х.; Плейфут, Кристофер Дж.; Адамс, Ян Р. (сентябрь 2015 г.). «Развитие ооцитов, мейоз и анеуплоидия» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . 45 : 68–76. дои : 10.1016/j.semcdb.2015.10.005 . ISSN 1096-3634 . ПМЦ 4828587 . ПМИД 26454098 .
- ^ Джонс, Кейт Т.; Лейн, Саймон И.Р. (сентябрь 2013 г.). «Молекулярные причины анеуплоидии яиц млекопитающих» . Разработка . 140 (18): 3719–3730. дои : 10.1242/dev.090589 . ISSN 1477-9129 . ПМИД 23981655 .
- ^ Перейти обратно: а б Ченг, Джин-Мэй; Лю, И-Сюнь (22 июля 2017 г.). «Возрастная потеря сплоченности: причины и последствия» . Международный журнал молекулярных наук . 18 (7): 1578. doi : 10.3390/ijms18071578 . ISSN 1422-0067 . ПМК 5536066 . ПМИД 28737671 .
- ^ Мэй-Панлуп, Паскаль; Букре, Лиза; Чао де ла Барка, Хуан Мануэль; Дескьер-Дюма, Валери; Ферре-Л'Отелье, Вероника; Мориньер, Катрин; Декамп, Филипп; Прокаччо, Винсент; Рейнье, Паскаль (ноябрь 2016 г.). «Старение яичников: роль митохондрий в ооцитах и фолликулах» . Обновление репродукции человека . 22 (6): 725–743. дои : 10.1093/humupd/dmw028 . ISSN 1460-2369 . ПМИД 27562289 .
- ^ Перейти обратно: а б Бабаев, Эльнур; Сели, Эмре (июнь 2015 г.). «Функция митохондрий ооцита и размножение» . Современное мнение в области акушерства и гинекологии . 27 (3): 175–181. doi : 10.1097/GCO.0000000000000164 . ISSN 1473-656X . ПМК 4590773 . ПМИД 25719756 .
- ^ Симсек-Дюран, Фатма; Ли, Фанг; Форд, Вентия; Суонсон, Р. Джеймс; Джонс, Ховард В.; Кастора, Фрэнк Дж. (2013). «Возрастные метаболические и морфологические изменения в митохондриях отдельных ооцитов мышей и хомяков» . ПЛОС ОДИН . 8 (5): е64955. Бибкод : 2013PLoSO...864955S . дои : 10.1371/journal.pone.0064955 . ISSN 1932-6203 . ПМК 3669215 . ПМИД 23741435 .
- ^ Реболледо-Харамильо, Борис; Су, Марсия Шу-Вэй; Столер, Николас; МакЭлхо, Дженнифер А.; Дикинс, Бенджамин; Бланкенберг, Дэниел; Корнелиуссен, Торфинн С.; Кьяромонте, Франческа ; Нильсен, Расмус; Холланд, Митчелл М.; Пол, Ян М. (28 октября 2014 г.). «Влияние возраста матери и серьезное узкое место зародышевой линии в наследовании митохондриальной ДНК человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (43): 15474–15479. Бибкод : 2014PNAS..11115474R . дои : 10.1073/pnas.1409328111 . ISSN 1091-6490 . ПМК 4217420 . ПМИД 25313049 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Люк, Барбара (апрель 2017 г.). «Неблагоприятное влияние женского ожирения и взаимодействия с расой на репродуктивный потенциал» . Фертильность и бесплодие . 107 (4): 868–877. doi : 10.1016/j.fertnstert.2017.02.114 . ISSN 1556-5653 . ПМЦ 9761479 . ПМИД 28366413 .
- ^ Перейти обратно: а б с Бротон, Дарси Э.; Моли, Келле Х. (апрель 2017 г.). «Ожирение и женское бесплодие: потенциальные медиаторы влияния ожирения» . Фертильность и бесплодие . 107 (4): 840–847. doi : 10.1016/j.fertnstert.2017.01.017 . ISSN 1556-5653 . ПМИД 28292619 .
- ^ Перейти обратно: а б Прасад, Шилпа; Тивари, Минакши; Пандей, Ашутош Н.; Шривастав, Тулсидас Г.; Чаубе, Шаил К. (29 марта 2016 г.). «Влияние стресса на качество ооцитов и репродуктивный результат» . Журнал биомедицинской науки . 23:36 . дои : 10.1186/s12929-016-0253-4 . ISSN 1423-0127 . ПМЦ 4812655 . ПМИД 27026099 .