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 

1. 脂肪過氧化會影響細胞膜的完整性 
2. 細胞核DNA的裂解, 會導致一連串細胞凋亡(apoptosis)的過程
3. 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 
4. 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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