養卵有祕方?! ｜粒線體自救需要抗氧化劑救援
之前生物課有提到, 女生卵子在出生時就已經決定數量了
等到青春期有月經開始, 才會每個月會排出1~2顆卵子
但...卵子不是已經等在那邊, 為何會有品質下降的問題呢?
又有什麼方式可以保養卵子呢?
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提到養卵, 不得不提到「粒線體」這個胞器
粒線體是細胞製造能量(Energy)的地方
在有氧的環境下, 藉由氧化磷酸化的過程製造ATP(能量的形式)
但在電子傳遞鏈的過程, 有些地方漏接這些電子
這些游離的電子跟氧或其他電子的接受器交互作用, 則會產生自由基(Free radicals)
與氧產生的自由基則稱為「活性氧物質」(ROS; Reactive oxygen species)
適當的ROS量, 對於維持細胞正常功能是必須的
但ROS本身具高度活性, 若量過多, 則會對粒線體產生破壞, 啟動一連串降解過程, 破壞細胞的正常功能
為了讓ROS在體內獲得平衡, 體內發展一套抗氧化的系統, 其中粒線體自己就是主要抗氧化物質的製造處 (俗稱的各人造業各人擔)
抗氧化物質可以藉由「直接」清除ROS, 或「間接」提升抗氧化能力及抑制ROS的製造
來達到延遲脂質, 碳水化合物, 蛋白質, 及DNA被氧化
但是若抗氧化物質和ROS的量失衡, 就稱為氧化壓力(oxidative stress)
其他的影響還包括
- 脂肪過氧化會影響細胞膜的完整性
- 細胞核DNA的裂解, 會導致一連串細胞凋亡(apoptosis)的過程
- 讓粒線體傳遞鏈上的酶失去活性, 增加mtDNA突變, 影響粒線體的功能
- 端粒縮短(telomere shortening)及老化
說完來龍去脈, 看來氧化壓力就是老化的兇手了
但到底什麼因素會引起氧化壓力呢?
答案就是: 粒線體功能障礙 (Mitochondrial dysfunction)
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粒線體功能障礙
會降低三磷酸腺苷（ATP）的產生和抗氧化分子的合成, 形成一個惡性循環
即ROS誘導的粒線體損傷, 將導致更多的氧化物質產生, 進一步損害粒線體
有多種疾病已經發現與粒線體功能障礙有關係
包含許多神經退化及心血管疾病，例如阿茲海默症和動脈粥樣硬化
在生殖功能方面，卵子品質下降也與粒線體功能障礙有關
粒線體是參與減數分裂紡錘體(spindle)聚集、染色體分離、受精和胚胎發育的重要胞器
因此, 粒線體功能障礙可能影響卵子的品質和DNA物質、胚胎發育以及懷孕的預後
另外, 粒線體功能障礙不僅僅是短期的影響, 懷孕期間暴露於氧化壓力下與長期的心血管影響也有關係
氧化壓力和粒線體功能障礙可由內在和外在因素觸發
- 內在因素: 生物年齡、子宮內膜異位症、多囊性卵巢症候群、早發性卵巢功能不全
- 外在因素: 暴露於可誘導ROS產生的環境因素，如飲食、職業暴露以及輔助生殖治療（ART）技術。其中有些因素是可導正的，因此提供了治療的機會
氧化壓力是生殖技術一直想方設法解決的問題
ROS是精子、卵細胞和胚胎代謝的自然產物。
然而，在輔助生殖技術過程中對卵子或精子進行技術操作都會增加ROS的產生
可能是因外部壓力間接造成細胞內ROS的生成，也可能是透過環境因素直接產生的外源性ROS
儘管輔助生殖技術技術上在近年有大幅的進步，但實驗室中的氧氣濃度、溫度變化、強光暴露、培養液的組成和冷凍保存方法，這些都是屬於環境的氧化壓力
目前體外受精還無法創造出像自然受精的環境, 這時就需要額外補充抗氧化劑
在現行的實驗室作法，試管嬰兒培養液通常都有補充具抗氧化性質的分子
包括人類血清蛋白(serum albumin)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid)、葉酸(folic acid)、抗壞血酸(ascorbic acid)和維生素B5(pantothenic acid)
除了實驗室調控之外, 口服抗氧化劑也是生殖醫學領域所感興趣的一塊
但...話先說在前頭, 雖然有研究顯示抗氧化分子的補充的確有不錯的效果, 但證據等級仍是偏低的, 需要更多研究來佐證
下一篇再逐一介紹抗氧化劑們~~~~ ( To be continued)
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