CC BY
130
УДК 612.663.5
М.Ю. Прорубщикова, Л.В. Сутурина, Л.И. Колесникова
микроокружение ооцитА: обзор литературы
1 Учреждение Российской академии медицинских наук Научный центр проблем здоровья семьи
и репродукции человека Сибирского отделения РАМН (Иркутск) 2 Иркутская государственная академия последипломного образования (Иркутск)
В данном обзоре представлены данные исследований, посвященных значению исследования компонентов фолликулярной жидкости для. определения, качества полученных яйцеклеток, прогноза жизнеспособности эмбрионов и. повышения, частоты, наступления, беременности, в программах ЭКО и. ПЭ.
Ключевые слова: фолликулярная жидкость, микроокружение ооцита, ЭKO
ooCYTE MiCRoENviRoNMENT: LITERATURE REvIEw
M.Yu. Prorubschikova, L.V. Suturina, L.I. Kolesnikova 1 Scientific Center of Family Health Problems and Human Reproduction SB RAMS, Irkutsk
2 Irkutsk State Medical Academy of Continuing Education, Irkutsk
This review presents data about the importance of follicle fluid, components for estimation of oocytes quality, embrio health prognosis and increasing of pregnancy rate in IVF programmes.
Key words: follicle fluid, oocyte microenvironment, IVF
В последние десятилетия все большее распространение для лечения бесплодия получили методы вспомогательных репродуктивных технологий. Основу этих методов составляет экстракорпоральное оплодотворение и перенос эмбрионов (ЭКО и ПЭ) в полость матки. Однако эффективность метода, по данным РАРЧ (Российская ассоциация репродукции человека), составляет 33 %, по данным HFEA (Human Fertilization and Embryology Authority), — 29,9 % для женщин в возрасте до 35 лет. Большинство авторов сходятся во мнении, что это связанно с трудностями оценки качества ооцитов и эмбрионов. Оценка качества ооцитов, таким образом, становится одной из главных задач эмбриологов при проведении ЭКО. Самым распространенным методом является определение морфологии ооцитов, эмбрионов. Но это не совсем простая задача, так как основные механизмы, оказывающие влияние на внешний вид ооцита, включают в себя много факторов [8]. Известны различные изменения морфологии ооцитов, которые могут отразиться на оплодотворении и имплантации полученных эмбрионов [20]. Морфология зависит от внутренних факторов, таких, как возраст, генетические дефекты, или от внешних факторов — протокола стимуляции, питания, курения, условий культивирования и т.п. [2].
Фолликулярная жидкость (FF) является доступным субстратом для оценки биохимических показателей качества ооцитов, однако до настоящего времени известно немного маркеров, позволяющих выбрать лучший для оплодотворения ооцит и, в дальнейшем, — эмбрион для переноса. Фолликулярная жидкость обеспечивает микроокружение для развития яйцеклетки, и некоторые
биохимические характеристики ББ играют решающую роль в определении качества яйцеклеток, их оплодотворении и дальнейшем развитии эмбрионов [16].
В фолликулах, стенка которых состоит из фолликулярного эпителия и теки, осуществляется синтез половых гормонов. Образующийся эстрадиол (Е2) частично транспортируется в кровь, частично выделяется в полость фолликула. От внутрифол-ликулярной концентрации Е2 во многом зависит судьба развивающегося фолликула: чем выше эта концентрация, тем больше возможностей имеет фолликул продолжить развитие и достигнуть стадии зрелого граафова пузырька. Фолликулы с низким уровнем Е2, как правило, подвергаются атрезии. Повышение Е2 и Е2/Р коэффициента в ББ связывают с получением яйцеклеток хорошего качества, высоким процентом нормального оплодотворения и развития эмбрионов, в связи с чем увеличивается процент наступления беременностей [10, 19, 28, 33]. Однако другими авторами эти наблюдения не подтверждаются [15, 23, 25].
Существуют также противоречивые данные, касающиеся значения концентрации прогестерона (Р) в ББ. Некоторые авторы рассматривают высокую концентрацию Р в ББ (или низкий Е2/Р коэффициент) прогностически благоприятным признаком для имплантации и наступления беременности [5, 18]. С другой стороны, яйцеклетки из фолликулов с высоким содержанием Р часто получали незрелыми, зрелые же клетки оплодотворялись аномально [29]. В настоящее время не установлен порог концентрации, при котором Р оказывает отрицательное воздействие на качество ооцитов.
Хорошо известно, что высокие уровни андрогенов в ББ ухудшают качество ооцитов. При этом также наблюдается тенденция к снижению темпов дробления после оплодотворения [27]. Низкое соотношение Е2/андрогены в ББ связывают с ранней атрезией фолликулов, что отрицательно сказывается на оплодотворении и снижает частоту наступления беременности [4, 38]. Но нельзя отрицать тот факт, что небольшое количество андрогенов необходимо для роста фолликулов. В циклах ЭКО с бедным ответом яичников на стимуляцию при добавлении ЛГ и, как следствие, стимулирование синтеза андрогенов клетками теки, наблюдается улучшение роста фолликулов и созревание яйцеклеток [26].
В настоящее время для изучения репродуктивной системы женщины широко применяется определение антимюллерова гормона (АМГ). Этот гормон выделяется клетками гранулезы растущих фолликулов, при этом доминантные и атретические фолликулы содержат крайне низкие уровни АМГ. Кроме высокой точности в определении овариального резерва, исследование АМГ может быть привлекательным, так как уровень этого гормона может быть измерен в любой день менструального цикла и при приеме КОК. Однако данные о влиянии АМГ на качество ооцитов по-прежнему противоречивы. Средние концентрации АМГ (1,66 — 4,52 нг/Мл-1) в сыворотке [9, 24], а также в ББ связывают с высоким качеством яйцеклеток, потенциалом оплодотворения и с хорошей морфологией эмбрионов. В своих исследованиях Takahashi [6] заметил, что процент оплодотворения яйцеклеток, полученных из фолликулов с большим уровнем АМГ в ББ, выше, чем ооцитов из фолликулов с более низким содержанием АМГ. Некоторые авторы, наоборот, отмечают отрицательную корреляцию между уровнем АМГ в ББ и созреванием и качеством ооцитов [13].
Особый интерес представляет сосудистый эндотелиальный фактор роста (СЭФР), влияющий на ангиогенез и, вследствие этого, оказывающий влияние на содержание кислорода в ББ [17]. Можно предположить, что увеличение концентрации СЭФР во время стимуляции овуляции наблюдается в ответ на гипоксию фолликулов. В проспективном исследовании показана зависимость между увеличением уровня СЭФР в ББ и низкой частотой оплодотворения [11]. Кроме того, высокий уровень СЭФР в ББ связан с плохой морфологией эмбрионов [37], а повышение уровня СЭФР в сыворотке крови у женщин, включенных в программу ЭКО, может являться основным предрасполагающим фактором неудачных попыток ЭКО [1, 36].
Васкуляризация фолликула, интрафоллику-лярное содержание кислорода, работа митохондрий - одни из многочисленных факторов, поддерживающих оптимальное развитие ооцита [34]. С внедрением в практику предимплантационной диагностики (ПГД), ученые обнаружили достаточно высокий процент аномальных эмбрионов с хромосомными дефектами, что приводит к заведомо
неудачным попыткам ЭКО [14, 35]. Повреждение ДНК и запуск апоптоза могут вызвать окислительный стресс. Доказано, что из фолликулов, подвергшихся гипоксии, получают яйцеклетки с высокой частотой нарушения мейотического веретена деления, вследствие чего увеличивается вероятность анеуплоидий у эмбрионов, образования мультину-клеарных бластомеров при дроблении [3, 36]. При этом уровень общей антиоксидантной активности (ОАА) положительно коррелирует с качеством эмбрионов и частотой наступления беременностей в ЭКО [7]. Однако, по мнению некоторых авторов, важен именно баланс между активными молекулами кислорода и ОАА [7].
Некоторые авторы уделяют особое внимание содержанию лептина в фолликулярной жидкости. Значительное увеличение концентрации лептина в фолликулярной жидкости отрицательно коррелирует с ответом яичника на стимуляцию овуляции [32], качеством ооцитов [29] и вероятностью наступления беременности в программах ЭКО [22]. Другие исследования показывают, что лептин не может рассматриваться в качестве маркера качества яйцеклеток [38]. Есть работы, указывающие на взаимосвязь между низким содержанием лептина в фолликулярной жидкости и частотой нормального оплодотворения [21], но не с результатами ЭКО [31].
заключение
В настоящее время актуальным является вопрос о прогностическом значении компонентов фолликулярной жидкости для определения качества полученных яйцеклеток, получения жизнеспособных эмбрионов с целью повышения частоты наступления беременности в программах ЭКО и ПЭ. Выявлены некоторые факторы, которые с определенной долей вероятности позволяют прогнозировать исходы ЭКО, но необходимы дальнейшие исследования биохимических параметров фолликулярной жидкости для выявления более надежных маркеров.
литература
1. Волкова Л.В., Аляутдина О.С. Клинико-диагностическое значение сосудисто-эндотелиального фактора роста при неудачных попытках ЭКО // Акушерство и гинекология. — 2011. — № 4. — С. 126-129.
2. Фолликулярная жидкость как среда, определяющая качество ооцита и исход программ ВРТ / А.А. Ильина [и др.] // Проблемы репродукции. -2008. - № 4. - С. 27-38.
3. Agarwal A., Bedaiwy M.A. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction // Fertil Steril. - 2003. - N 79. -P. 829-843..
4. Andersen C.Y. Characteristics of human follicular fluid associated with successful conception after in vitro fertilization // J. Clin. Endocrinol. Metab. -1993. - N77. - P. 1227-1234..
5. Androstenedione and progesterone concentrations in preovulatory follicular fluid correlate with suc-
cessful fertilization and cleavage of human oocytes in vitro / T. Kobayashi [et al.] // Fertil Steril. — 1991. — Vol. 56. - P. 301-305. _
6. Anti-Mullerian hormone substance from follicular fluid is positively associated with success in oocyte fertilization during in vitro fertilization / C. Takahashi [etal.]// Fertil Steril. - 2008. - N89. - P.586-591..
7. Antioxidants and reactive oxygen species in follicular fluid of women undergoing IVF: relationship to outcome / O. Oyawoye [et al.] // Hum. Reprod. — 2003. - N 18. - P. 2270-2274..
8. Balaban B., Urman B. Effect of oocyte morphology on embryo development and implantation // Re-prod. Biomed. Online. — 2006. — N12. — P. 608 — 615..
9. Basal level of anti-Mullerian hormone is associated with oocyte quality in stimulated cycles / T. Ebner [et al.] // Hum. Reprod. — 2006. — N 21. — P. 2022-2026..
10. Comparison of follicle steroidogenesis from normal and polycystic ovaries in women undergoing IVF: relationship between steroid concentrations, follicle size, oocyte quality and fecundability / M.P. Teissier [et al.] // Hum. Reprod. — 2000. — N 15. — P. 2471 -2477..
11. Concentrations of angiogenic factors in follicular fluid and oocyte-cumulus complex culture medium from women undergoing in vitro fertilization: association with oocyte maturity and fertilization / A. Malamitsi-Puchner [et al.] // Fertil Steril. —
2001. - N76. - P. 98-101..
12. Control of follicle-stimulating hormone by estradiol and the inhibins: critical role of estradiol at the hypothalamus during the luteal-follicular transition / C.K. Welt [et al.] // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2003. - N 88. - P. 1766-1771.
13. Correlations between anti-mullerian hormone, inhibin B, and activin A in follicular fluid in IVF/ICSI patients for assessing the maturation and developmental potential of oocytes / S. Cupisti [et al.] // Eur. J. Med. Res. - 2007. - N 12. - P. 604-608.
14. Effect of oxidative stress in follicular fluid on the outcome of assisted reproductive procedures / E.B. Pasqualotto [et al.] // Fertil Steril. - 2004. -N81. - P. 973-976..
15. Estradiol and testosterone concentrations in follicular fluid as criteria to discriminate between mature and immature oocytes / L.O. Costa [et al.] // Braz. J. Med. Biol. Res. - 2004. - N 37. - P. 1747-1755.
16. Follicular fluid content and oocyte quality: from single biochemical markers to metabolomics / A. Revelli [et al.] // Reprod. Biol. Endocrin. - 2009. -N 7. - P. 129-135.
17. Follicular fluid VEGF levels directly correlate with perifollicular blood flow in normoresponder patients undergoing IVF / P. Monteleone [et al.] // J. Assist Reprod. Genet. - 2008. - N 25. - P. 183-186.
18. High progesterone/estradiol ratio in follicular fluid at oocyte aspiration for in vitro fertilization as a predictor of possible pregnancy / R. Basuray [et al.] // Fertil Steril. - 1988. - N 49. - P. 1007 - 1011..
19. Human follicular fluid: prolactin is biologically active and ovum fertilization correlates with estradiol
concentration / M.G. Subramanian [et al.] // J. In Vitro Fertil Embryon. Transfer. - 1988. - N 5. -P. 129-133. _
20. Inhibin A, inhibin B and activin A in follicular fluid of infertile women with tubal damage, unexplained infertility and endometriosis / A.V. Akande [et al.] // Am. J. Reprod. Immunol. - 2000. - N 43. -P. 61-69.
21. Intra-follicular leptin concentration as a predictive factor for in vitro oocyte fertilization in assisted reproductive techniques / G. De Placido [et al.] // J. Endocrinol. Invest. — 2006. — N 29. — P. 719 — 726..
22. Leptin affects pregnancy outcome of in vitro fertilization and steroidogenesis of human granulosa cells / E.M. Tsai [et al.] // J. Assist Reprod. Genet. -
2002. - N 19. - P. 169-176..
23. Messinis I.E., Templeton A.A. Relationship between intrafollicular levels of prolactin and sex steroids and in vitro fertilization of human oocytes // Hum. Reprod. - 1987. - N 2. - P. 607-609.
24. Mullerian inhibiting substance levels at the time of HCG administration in IVF cycles predict both ovarian reserve and embryo morphology / T. Sil-berstein [et al.] // Hum. Reprod. - 2006. - N 21. -P. 159-163..
25. Prostaglandin F2 alpha, progesterone and estradiol concentrations in human follicular fluid and their relation to success of in vitro fertilization / E. Suchanek [et al.] // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. - 1988. - N 28. - P. 331 -339.
26. Recombinant human LH supplementation versus recombinant human FSH (rFSH) step-up protocol during controlled ovarian stimulation in normogonadotrophic women with initial inadequate ovarian response to rFSH. A multicentre, prospective, randomized controlled trial / G. De Placido [et al.] // Hum. Reprod. - 2005. - N 20. - P. 390-396.
27. Relationship between follicular fluid steroid concentrations and in vitro fertilization / S. Uehara [et al.] // Obstet. Gynecol. - 1985. - N 66. - P. 19-23.
28. Relationships between concentrations of tumor necrosis factor-alpha and nitric oxide in follicular fluid and oocyte quality / K.S. Lee [et al.] // J. Assist Reprod. Genet. - 2000. - N 17. - P. 222-228..
29. Relationships between polypronuclear fertilization and follicular fluid hormones in gonadotropin-treated women / Z. Ben-Rafael [et al.] // Fertil Steril. - 1987. - N 47. - P. 284-288.
30. Steroids and protein markers in the follicular fluid as indicators of oocyte quality in patients with and without endometriosis / D.M. Wunder [et al.] // J. Assist Reprod. Genet. — 2005. — N 22. — P. 257 —264..
31. The levels of steroid hormones and cytokines in individual follicles are not associated with the fertilization outcome after intracytoplasmic sperm injection / B. Asimakopoulos [et al.] // Fertil Steril. - 2008. -N90. - P. 60-64..
32. The relation of serum and follicular fluid leptin and ovarian steroid levels in response to induction of ovulation in in vitro fertilization cycles / B. Gurbuz [et al.] // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. - 2005. -Vol. 118, N 2. - P. 214-218.
33. The relationship between follicular fluid steroid concentration and successful fertilization of human oocytes in vitro / W. Botero-Ruiz [et al.] // Fertil Steril. - 1984. - N41. - P. 820-826..
34. Van Blerkom J. Intrafollicular influences on human oocyte developmental competence: perifollicular vascularity, oocyte metabolism and mitochondrial function//Hum. Reprod. - 2000. - N15. - P. 173-188..
35. Van Blerkom J. Mitochondria in human oogenesis and preimplantation embryogenesis: engines of metabolism, ionic regulation and developmental competence // Reproduction. - 2004. - N 128. -P. 269-280.
36. Van Blerkom J., Antczak M., Schrader R. The developmental potential of the human oocyte
Сведения об авторах
is related to the dissolved oxygen content of follicular fluid: association with vascular endothelial growth factor levels and perifollicular blood flow characteristics // Hum. Reprod. - 1997. - N 12. -P. 1047-1055..
37. Vascular endothelial growth factor, nitric oxide, and leptin follicular fluid levels correlate negatively with embryo quality in IVF patients / G. Barroso [et al.] // Fertil Steril. - 1999. - N 72. -P. 1024-1026..
38. Xia P., Younglai E.V. Relationship between steroid concentrations in ovarian follicular fluid and oocyte morphology in patients undergoing intracyto-plasmic sperm injection (ICSI) treatment // J. Reprod. Fertil. - 2000. - N118. - P. 229-233..
Прорубщикова Мария Юрьевна - аспирант Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН Сутурина Лариса Викторовна - доктор медицинских наук, профессор, руководитель отдела охраны репродуктивного здоровья Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН, заведующая лабораторией гинекологической эндокринологии (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (3952) 20-76-76; e-mail: [email protected]) Колесникова Любовь Ильинична - член.-корр. РАМН, профессор, директор Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека Сибирского отделения РАМН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (3952) 20-76-36)
