Co wspólnego mają mitochondria z płodnością?

W poprzednim poście pisałam co nieco o mitochondriach, ale dzisiaj chciałabym poszerzyć ten temat. Dlaczego? Otóż dlatego, że te małe struktury komórkowe odgrywają ogromną rolę w zapłodnieniu i jakości komórek jajowych. Ponieważ kobiety z endometriozą mają problem z zajściem w ciąże dobrze jest mieć świadomość co może być tego przyczyną (poza samą tkanką endometriotyczną) i jak możemy sobie pomóc.

Otóż eksperci medycyny reprodukcyjnej są coraz bardziej świadomi roli mitochondriów w płodności u kobiet. Udowodniono, że mitochondria mają istotny wpływ na: dojrzewanie oocytów, proces zapłodnienia i wczesny rozwój zarodka. Coraz więcej dowodów wskazuje na to, że żywotność embrionu zależy od tego, ile energii potrafią wytworzyć mitochondria w komórce jajowej.

Mitochondria są bezpośrednio zaangażowane w wiele podstawowych funkcji komórkowych, takich jak synteza energii czy zarządzanie reaktywnymi formami tlenu (ROS) potocznie nazywanymi wolnymi rodnikami. Ludzka komórka jajowa (oocyt) posiada więcej mitochondriów i mitochondrialnego DNA (mtDNA) co wskazuje na rolę tych struktur w procesie zapłodnienia.

Płodność jest jedną z pierwszych funkcji organizmu, która zostaje utracona lub osłabiona pod wpływem procesu starzenia się. U kobiet szczyt zdolności rozrodczej przypada na około 25 lat i spada nieznacznie do wieku 32 lat, po czym ten spadek przyśpiesza po 37 roku życia. Dane kliniczne wskazują ma to, że głównym czynnikiem wpływającym na pogorszenie zdolności rozrodczych jest obniżona jakość oocytów.

Od czego zależy płodność i jakośc komórek jajowych?

Ludzkie komórki, aby przetrwać muszą wytwarzać odpowiednią ilość energii, która występuje w postaci ATP (trójfosforan adenozyny). Aż 88% energii w komórkach pochodzi z procesów zachodzących w mitochondriach. Wszystkie złożone procesy, przez które oocyt przechodzi przed owulacją i zapłodnieniem wymaga energii, która pochodzi głównie z produkcji ATP przez mitochondria. Ponadto wyższa ilość energii ATP w ludzkich oocytach i zarodkach została skorelowana z lepszymi wynikami reprodukcyjnymi wśród kobiet z obniżoną płodnością.

Jakość komórek jajowych w kobiet z endometriozą

W 2014 roku Hsu et al. (2014) po raz pierwszy wykazali, że kobiety z chirurgicznie potwierdzoną endometriozą, które korzystały z technik wspomaganego rozrodu, miały obniżoną ilość enegrii (ATP) w komórkach wzgórka jajonośnego. Komórki te są niezmiernie ważne, ponieważ odpowiadają za rozwój i dojrzewanie komórki jajowej.  Założono, że przyczyną obniżonej ilości energii w tych komórkach byla dysfunkcja mitochondriów.

Wpływ stresu oksydacyjnego na płodność

Stres oksydacyjny pochodzi ze stanu, w którym zmienia się właściwa równowaga między produkcją wolnych rodników a ilością substancji przeciwutleniających. Stres fizyczny i psychiczny również wpływa na zwiększoną produkcję wolnych rodników i przez to wpływa negatywnie na reprodukcję. Z wiekiem zwiększa się akumulacja wolnych rodników w komórkach jajowych. To właśnie w wyniku tego procesu powstają mutacje w DNA oraz anomalia chromosomowe prowadzące do np. zespółu Downa. 

Jak poprawić jakość komórek jajowych?

Koenzym Q10 (CoQ10) odgrywa kluczową rolę w produkcji energii w mitochondriach, dlatego suplementacja koenzymem Q10 może znacznie podnieść jakość komórek jajowych.

Jak dotąd udowdniono, że koenzym Q10:

  • Obniża występowanie anomalii chormosomowych w komórkach jajowych
  • Opóźnia wyczerpanie rezerwy jajnikowej
  • Przywraca syntezę genów mitochondrialnych w oocytach
  • Przywraca prawidłowe działanie mitochondriów
  • Obniża poziom ROS w oocytach
  • Zwiększa masę mitochondriów
  • Zwiększa ilość energii ATP w oocytach

Wśród innych substancji o podobnym działaniu można wyróżnić również:

Resweratrol

  • Zwiększa pulę pęcherzyków i rozwój zarodka
  • Poprawia liczbę i jakość oocytów
  • Poprawia płodność i zdolność rozwojową
  • Zwiększa ATP w oocytach
  • Zwiększa ilość mtDNA w komórkach jajkowych

Kwas alfaliponowy

  • Poprawia rozwój pęcherzyków in vitro
  • Zmniejsza produkcję reaktywnych form tlenu w pęcherzykach
  • Poprawia dojrzewanie oocytów
  • Wspiera zdolności przeciwutleniające oocytów
Referencje:
Cecchino GN, Seli E, Alves da Motta EL, García-Velasco JA. The role of mitochondrial activity in female fertility and assisted reproductive technologies: overview and current insights. Reprod Biomed Online. 2018 Jun;36(6):686-697
Hsu AL, Townsend PM, Oehninger S, Castora FJ. Endometriosis may be associated with mitochondrial dysfunction in cumulus cells from subjects undergoing in vitro fertilization-intracytoplasmic sperm injection, as reflected by decreased adenosine triphosphate production. Fertil Steril. 2015 Feb;103(2):347-52.e1.