Дисфункция митохондрий как один из механизмов нарушения репродуктивной функции при ожирении


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В обзоре представлены данные о роли функционального состояния митохондрий ооцитов и эмбрионов в реализации репродуктивного потенциала у женщин, страдающих ожирением. Во многих работах было показано снижение эффективности лечения в программе экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) у женщин с избыточной массой тела по сравнению с женщинами, имеющими нормальный вес, которое выражалось в снижении качества ооцитов и потенциала эмбрионов к имплантации и дальнейшему развитию, а также сопровождалось увеличением частоты анеуплоидий. Представленные данные свидетельствуют о том, что хронический окислительный стресс у женщин с избыточной массой тела сопряжен с дисфункцией митохондрий и повышением содержания в крови провоспалительных факторов. При этом индукция состояния хронического воспаления оказывает негативное влияние на качество ооцитов и эмбрионов, приводя к нарушению имплантации и повышению в дальнейшем риска прерывания беременности.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Виктория Константиновна Горшинова

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России

Email: chiasma@mail.ru
аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4

Дарья Викторовна Цвиркун

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России

Email: darunyat@gmail.com
к.б.н., с.н.с. лаборатории митохондриальной медицины 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4

Нина Владимировна Десяткова

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России

аспирант отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4

Михаил Юрьевич Высоких

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России; НИИ Физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: m_vysokikh@oparina4.ru
к.б.н., зав. лабораторией митохондриальной медицины; зав. лабораторией молекулярных механизмов старения 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4

Вероника Юрьевна Смольникова

ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России

Email: veronika.smolnikova@mail.ru
д.м.н., в.н.с. отделения вспомогательных технологий в лечении бесплодия 117997, Россия, Москва, ул. Академика Опарина, д. 4

Список литературы

  1. Castillo-Martinez L., Lopez-AIvarenga J.C., Villa A.R., Gonzalez-Barranco J. Menstrual cycle length disorders in 18- to 40-y-old obese women. Nutrition. 2003; 19(4): 317-20.
  2. Douchi T., Kuwahata R., Yamamoto S., Oki T., Yamasaki H., Nagata Y. Relationship of upper body obesity to menstrual disorders. Acta Obstet. Gynecol. Scand. 2002; 81: 147-50.
  3. Rich-Edwards J.W., Goldman M.B., Willett W.C., Hunter D.J., Stampfer M.J., Colditz G.A., Manson J.E. Adolescent body mass index and infertility caused by ovulatory disorder. Am. J. Obstet. Gynecol. 1994; 171: 171-7.
  4. Bolumar F., Olsen J., Rebagliato M., Saez-Lloret I., Bisanti L. Body mass index and delayed conception: a European Multicenter Study on Infertility and Subfecundity. Am. J. Epidemiol. 2000; 151: 1072-9.
  5. Wang J.X., Davies M.J., Norman R.J. Obesity increases the risk of spontaneous abortion during infertility treatment. Obes. Res. 2002; 10: 551-4.
  6. Depalo R., Garruti G., Totaro I., Panzarino M., Vacca M.P., Giorgino F., Selvaggi L.E. Oocyte morphological abnormalities in overweight women undergoing in vitro fertilization cycles. Gynecol. Endocrinol. 2011; 27: 880-4.
  7. Luke B., Brown M.B., Stern J.E., Missmer S.A., Fujimoto V.Y., Leach R. Female obesity adversely affects assisted reproductive technology (ART) pregnancy and live birth rates. Hum. Reprod. 2011; 26: 245-52.
  8. Tamer Erel C., Senturk L.M. The impact of body mass index on assisted reproduction. Curr. Opin. Obstet. Gynecol. 2009; 21: 228-35.
  9. Wilding M., Dale B., Marino M., Loredana di Matteo, Alviggi C., Pisaturo M.L. et al. Mitochondrial aggregation patterns and activity in human oocytes and preimplantation embryos. Hum. Reprod. 2001; 16(5): 909-17.
  10. Grindler N.M., Moley K.H. Maternal obesity, infertility and mitochondrial dysfunction: potential mechanisms emerging from mouse model systems. Mol. Hum. Reprod. 2013; 19(8): 486-94.
  11. Van Blerkom J. Mitochondrial function in the human oocyte and embryo and their role in developmental competence. Mitochondrion. 2011; 11: 797-813.
  12. Peterson C.M., Johannsen D.L., Ravussin E. Skeletal muscle mitochondria and aging: a review. J. Aging Res. 2012; 2012: 194821.
  13. Igosheva N., Abramov A.Y., Poston L., Eckert J.J., Fleming T.P., Duchen M.R. et al. Maternal diet induced obesity alters mitochondrial activity and redox status in mouse oocytes and zygotes. PLoS One. 2010; (5): e10074.
  14. Van Blerkom J. Mitochondria in human oogenesis and preimplantation embryogenesis: engines of metabolism, ionic regulation and developmental competence. Reproduction. 2004; 128: 269-80.
  15. Friedman J.R., Nunnar J. Mitochondrial form and function. Nature. 2014; 505: 335-43.
  16. Ramalho-Santos J., Varum S., Amaral S., Mota P.C., Sousa A.P., Amaral A. Mitochondrial functionality in reproduction: from gonads and gametes to embryos and embryonic stem cells. Hum. Reprod. Update. 2009; 15: 553-72.
  17. Fridovich I. Fundamental aspects of reactive oxygen species, or what’s the matter with oxygen? Ann. N. Y. Acad. Sci. 1999; 893: 13-8.
  18. Fontanesi F., Soto I.C., Horn D., Barrientos A. Assembly of mitochondrial cytochrome c-oxidase, a complicated and highly regulated cellular process. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2006; 291: 1129-47.
  19. Mick D.U., Vukotic M., Piechura H., Meyer H.E., Warscheid B., Deckers M. et al. Coa3 and Cox14 are essential for negative feedback regulation of COX1 translation in mitochondria. J. Cell Biol. 2010; 191: 141-54.
  20. Westermann B. Bioenergetic role of mitochondrial fusion and fission. Biochim. Biophys. Acta. 2012; 1817(10): 1833-8.
  21. Robker R.L., Wu L.L., Yang X. Inflammatory pathways linking obesity and ovarian dysfunction. J. Reprod. Immunol. 2011; 88(2): 142-8.
  22. Agarwal A., Aponte-Mellado A., Premkumar B.J., Shaman A., Gupta S. The effects of oxidative stress on female reproduction: a review. Reprod. Biol. Endocrinol. 2012; 10: 49.
  23. Youle R.J., Van der Bliek A.M. Mitochondrial fission, fusion, and stress. Science. 2012; 337(6098): 1062-5.
  24. Nakada K., Inoue K., Ono T., Isobe K., Ogura A., Goto Y.I. et al. Intermitochondrial complementation: mitochondria-specific system preventing mice from expression of disease phenotypes by mutant mtDNA. Nat. Med. 2001; 7(8): 934-40.
  25. Chen H., Vermulst M., Wang Y.E., Chomyn A., Prolla T.A., McCaffery J.M., Chan D.C. Mitochondrial fusion is required for mtDNA stability in skeletal muscle and tolerance of mtDNA mutations. Cell. 2010; 141(2): 280-9.
  26. Motta P.M., Nottola S.A., Makabe S., Heyn R. Mitochondrial morphology in human fetal and adult female germ cells. Hum. Reprod. 2000; 15(Suppl. 2): 129-47.
  27. Dvorak M., Tesarik J., Pilka L., Tràvnik P. Fine structure of human two-cell ova fertilized and cleaved in vitro. Fertil. Steril. 1982; 37(5): 661-7.
  28. Bavister B.D., Squirrell J.M. Mitochondrial distribution and function in oocytes and early embryos. Hum. Reprod. 2000; 15(Suppl. 2): 189-98.
  29. Duchen M.R. Mitochondria and calcium: from cell signalling to cell death. J. Physiol. 2000; 529(Pt 1): 57-68.
  30. Reynier P., May-Panloup P., Chretien M.F., Morgan C.J., Jean M., Savagner F. et al. Mitochondrial DNA content affects the fertilizability of human oocytes. Mol. Hum. Reprod. 2001; 7: 425-9.
  31. Bentov Y., Esfandiari N., Burstein E., Casper R.F. The use of mitochondrial nutrients to improve the outcome of infertility treatment in older patients. Fertil. Steril. 2010; 93: 272-5.
  32. Cao L., Shitara H., Horii T., Nagao Y., Imai H., Abe K. et al. The mitochondrial bottleneck occurs without reduction of mtDNA content in female mouse germ cells. Nat. Genet. 2007; 39(3): 386-90.
  33. Santos T.A., El Shourbagy S., St John J.C. Mitochondrial content reflects oocyte variability and fertilization outcome. Fertil. Steril. 2006; 85: 584-91.
  34. Ge H., Tollner T.L., Hu Z., Dai M., Li X., Guan H. et al. The importance of mitochondrial metabolic activity and mitochondrial DNA replication during oocyte maturation in vitro on oocyte quality and subsequent embryo developmental competence. Mol. Reprod. Dev. 2012; 79(6): 392-401.
  35. Mahrous E., Yang Q., Clarke H.J. Regulation of mitochondrial DNA accumulation during oocyte growth and meiotic maturation in the mouse. Reproduction. 2012; 144: 177-85.
  36. Jungheim E.S., Schoeller E.L., Marquard K.L., Louden E.D., Schaffer J.E., Moley K.H. Diet-induced obesity model: abnormal oocytes and persistent growth abnormalities in the offspring. Endocrinology. 2010; 151: 4039-46.
  37. Luzzo K.M., Wang Q., Purcell S.H., Chi M., Jimenez P.T., Grindler N. et al. High fat diet induced developmental defects in the mouse: oocyte meiotic aneuploidy and fetal growth retardation/brain defects. PLoS One. 2012; (7): e49217.
  38. Wu L.L., Dunning K.R., Yang X., Russell D.L., Lane M., Norman R.J. et al. High-fat diet causes lipotoxicity responses in cumulus-oocyte complexes and decreased fertilization rates. Endocrinology. 2010; 151(11): 5438-45.
  39. Machtinger R., Combelles C.M., Missmer S.A., Correia K.F., Fox J.H., Racowsky C. The association between severe obesity and characteristics of failed fertilized oocytes. Hum. Reprod. 2012; 27(11): 3198-207.
  40. Bielanska M., Tan S.L. Chromosomal mosaicism throughout human preimplantation development in vitro: incidence, type, and relevance to embryo outcome. Hum. Reprod. 2002; 17: 413-9.
  41. Jones K.T., Lane S.I. Chromosomal, metabolic, environmental, and hormonal origins of aneuploidy in mammalian oocytes. Exp. Cell Res. 2012; 318(12): 1394-9.
  42. Eppig J.J. Oocyte control of ovarian follicular development and function in mammals. Reproduction. 2001; 122: 829-38.
  43. Gosman G.G., Katcher H.I., Legro R.S. Obesity and the role of gut and adipose hormones in female reproduction. Hum. Reprod. Update. 2006; 12(5): 585-601.
  44. Cioffi J.A., Van Blerkom J., Antczak M., Shafer A., Wittmer S., Snodgrass H.R. The expression of leptin and its receptors in pre-ovulatory human follicles. Mol. Hum. Reprod. 1997; 3(6): 467-72.
  45. Paula-Lopes F.F., Boelhauve M., Habermann F.A., Sinowatz F., Wolf E. Leptin promotes meiotic progression and developmental capacity of bovine oocytes via cumulus cell-independent and -dependent mechanisms. Biol. Reprod. 2007; 76: 532-41.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах