Качество яйцеклеток - Ovum quality

Качество яйцеклеток является мерой способности ооцита (женской гаметы) добиваться успешного оплодотворение. Качество определяется зрелостью ооцита и входящих в него клеток, которые подвержены влиянию различных факторов, влияющих на качество и, следовательно, на репродуктивный успех.[1]Это важно, поскольку развитие эмбриона в большей степени зависит от ооцита, чем от спермы.[1]

Факторы

Возраст

Пожилой возраст матери представляет собой важный фактор для здоровья яйцеклетки и в настоящее время считается самым большим фактором риска, лежащим в основе анеуплоидия в человеческих популяциях.[2] Механизмы ухудшения здоровья яйцеклетки с возрастом изучены не полностью. Длительный арест мейоза, снижение функции митохондрий и окислительный стресс являются ключевыми факторами, связанными со старением, которые ухудшают качество ооцитов, выявленные в исследованиях с использованием ооцитов как человека, так и животных.[3]

Мейотическая остановка и потеря сплоченности

Формирование человеческих гамет включает в себя два события разделения, известных как Мейоз Я, в которой в паре гомологичные хромосомы разделены, и Мейоз II, в котором сестринские хроматиды Разделены. Мейоз I - это слегка удлиненный процесс, во время которого гомологичные хромосомы выравниваются, спариваются и рекомбинируют.[3]

Пока мужские гаметы (сперма) непрерывно производятся на протяжении всей жизни, яичниковый резерв женщины полностью формируется на раннем этапе 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 ареста ооцита хромосомы существуют как биваленты. Это означает, что гомологичные хромосомы спарены и удерживаются вместе хиазмами (физическими переходами между хромосомными плечами). Комплекс cohesin, кольцевая структура, связанная с сестринскими хроматидами, помогает удерживать их в непосредственной близости, тем самым генерируя сцепление сестринских хроматид. Это сцепление позже нарушается ферментом отделить, позволяя разорвать хиазмы и нормальным образом расщеплять гомологичные хромосомы.[5] Связанная с возрастом дегенерация ингибиторов и регуляторов сепаразы может привести к несоответствующей и преждевременной деградации когезина перед анафазой. В результате гомологичные хромосомы могут независимо выравниваться на мейотическом веретене, рискуя анеуплоидия что представляет собой ключевой механизм снижения репродуктивного успеха.[5]

Митохондриальные изменения

Как наиболее плотные митохондрии клетки в организме, яйцеклетки зависят от этих органелл для раннего эмбрионального развития, пролиферации и их способности к оплодотворению. Следовательно, возрастные изменения митохондриальной функции, естественно, оказывают значительное влияние на качество яйцеклетки 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 в дополнение к физическим изменениям в самих митохондриях и снижению выработки АТФ.[8] Требуются дальнейшие исследования для установления окончательных доказательств снижения потенциала развития в результате старения митохондрий.[7] однако было установлено, что накопление митохондриальных аномалий с течением времени в женской яйцеклетке каким-то образом связано с ухудшением здоровья яйцеклеток.[9]

Ожирение

Исследования показывают, что ожирение влияет на качество яйцеклетка. Это заболевание, которое снижает плодородие женщины.[10] В основном это происходит из-за нарушения гормонального фона матери.[10] Также возможно, что матка будет иметь разные уровни восприимчивости в отношении прикрепления ооцитов в результате нарушения функции эндометрий.[10] Кроме того, потребление более высоких уровней углеводов и повышенных уровней глюкозы в рационе связано с более высокой вероятностью бесплодия из-за того, что яичники не могут высвобождать ооциты во время овуляции.[10] Ожирение также связано с ранним выкидыши, смерти плода, новорожденного или смерти, когда ребенок рождается мертвым, и существует повышенная вероятность того, что у младенцев будут врожденные дефекты.[10]

в ЭКО процедура гормон называется гонадотропин (ГнРГ) дается самке, чтобы стимулировать яичники к высвобождению ооцитов.[10] У пациентов с ожирением их ожирение отрицательно влияет на чувствительность яичников к этому гормональному стимулятору, что приводит к тому, что врачам приходится вводить повышенную дозу гормона, а продолжительность стимуляции увеличивается.[10] Собирают менее зрелые ооциты. Более того, ожирение приводит к снижению частоты наступления беременности после ЭКО и меньшей вероятности имплантации ооцита в стенку матки. У них также есть повышенная вероятность отмены цикла.[10]

Повреждение от липотоксичности

Перегрузка жирными кислотами в организме из-за повышенного проглатывания может привести к липотоксичность.[11] Эти лишние жирные кислоты не накапливаются в организме, а вместо этого циркулируют и повреждают окружающие ткани. Уровни избытка жирных кислот выше у полных женщин.[11] Жирная кислота повредит другие клетки, за исключением адипоциты, производя больше активные формы кислорода. Это приводит к самоуничтожению клетки (апоптоз ).[11]

Стресс

Психологический стресс

Психологический стресс может прямо или косвенно способствовать снижению качества ооцитов. Повышенный стресс приводит к увеличению производства и высвобождения кортизол, гормон стресса, который напрямую подавляет биосинтез эстрадиол в яичнике.[12] Снижение эстрадиола, а также окислительный стресс приводит к апоптозу клетки гранулезы от ооцита, что ухудшает качество ооцита.[12]

Рекомендации

  1. ^ а б Котиккио, Джованни; Серени, Елена; Серрао, Лючия; Маццоне, Сильвия; Иадарола, Иммаколата; Борини, Андреа (декабрь 2004 г.). «Какие критерии для определения качества ооцитов?». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1034 (1): 132–144. Bibcode:2004НЯСА1034..132С. Дои:10.1196 / летопись.1335.016. ISSN  0077-8923. PMID  15731306.
  2. ^ Герберт, Мэри; Каллеас, Димитриос; Куни, Дэниел; Агнец, Махди; Листер, Лиза (2015-04-01). «Мейоз и старение матери: выводы из анеуплоидных ооцитов и трисомии при рождении». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 7 (4): a017970. Дои:10.1101 / cshperspect.a017970. ISSN  1943-0264. ЧВК  4382745. PMID  25833844.
  3. ^ а б МакЛеннан, Мари; Крайтон, Джеймс Н .; Playfoot, 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. ЧВК  4828587. PMID  26454098.
  4. ^ Джонс, Кейт Т .; Лейн, Саймон И. Р. (сентябрь 2013 г.). «Молекулярные причины анеуплоидии в яйцах млекопитающих». Разработка. 140 (18): 3719–3730. Дои:10.1242 / dev.090589. ISSN  1477-9129. PMID  23981655.
  5. ^ а б Ченг, Цзинь-Мэй; Лю И-Сюнь (22.07.2017). «Возрастная потеря сплоченности: причины и последствия». Международный журнал молекулярных наук. 18 (7): 1578. Дои:10.3390 / ijms18071578. ISSN  1422-0067. ЧВК  5536066. PMID  28737671.
  6. ^ Мэй-Панлуп, Паскаль; Букре, Лиза; Чао де ла Барка, Хуан-Мануэль; Дескирет-Дюма, Валери; Ферре-Л'Отелье, Вероник; Мориньер, Екатерина; 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. PMID  27562289.
  7. ^ а б Бабаев, Эльнур; Сели, Эмре (июнь 2015 г.). «Митохондриальная функция и размножение ооцитов». Текущее мнение в области акушерства и гинекологии. 27 (3): 175–181. Дои:10.1097 / GCO.0000000000000164. ISSN  1473–656X. ЧВК  4590773. PMID  25719756.
  8. ^ Симсек-Дуран, Фатьма; Ли, Фанг; Форд, Венция; Суонсон, Р. Джеймс; Джонс, Говард У .; Кастора, Фрэнк Дж. (2013). «Возрастные метаболические и морфологические изменения митохондрий отдельных ооцитов мыши и хомяка». PLOS ONE. 8 (5): e64955. Bibcode:2013PLoSO ... 864955S. Дои:10.1371 / journal.pone.0064955. ISSN  1932-6203. ЧВК  3669215. PMID  23741435.
  9. ^ Реболледо-Харамилло, Борис; Су, Марсия Шу-Вэй; Столер Николай; McElhoe, Jennifer A .; Дикинс, Бенджамин; Бланкенберг, Даниэль; Korneliussen, Thorfinn S .; Кьяромонте, Франческа; Нильсен, Расмус; Holland, Mitchell M .; Пол, Ян М. (28 октября 2014 г.). «Эффект материнского возраста и серьезное узкое место в зародышевой линии при наследовании митохондриальной ДНК человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 111 (43): 15474–15479. Bibcode:2014ПНАС..11115474Р. Дои:10.1073 / pnas.1409328111. ISSN  1091-6490. ЧВК  4217420. PMID  25313049.
  10. ^ а б c d е ж грамм час Люк, Барбара (апрель 2017 г.). «Неблагоприятные эффекты женского ожирения и взаимодействия с расой на репродуктивный потенциал». Фертильность и бесплодие. 107 (4): 868–877. Дои:10.1016 / j.fertnstert.2017.02.114. ISSN  1556-5653. PMID  28366413.
  11. ^ а б c Бротон, Дарси Э .; Моли, Келле Х. (апрель 2017 г.). «Ожирение и женское бесплодие: потенциальные медиаторы воздействия ожирения». Фертильность и бесплодие. 107 (4): 840–847. Дои:10.1016 / j.fertnstert.2017.01.017. ISSN  1556-5653. PMID  28292619.
  12. ^ а б Прасад, Шилпа; Тивари, Минакши; Pandey, Ashutosh N .; Шривастав, Тулсидас Г .; Шаубе, Шайль К. (29 марта 2016 г.). «Влияние стресса на качество ооцитов и репродуктивный результат». Журнал биомедицинских наук. 23: 36. Дои:10.1186 / s12929-016-0253-4. ISSN  1423-0127. ЧВК  4812655. PMID  27026099.