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Calidad del óvulo

La calidad del óvulo es la medida de la capacidad de un ovocito (el gameto femenino) para lograr una fertilización exitosa . La calidad está determinada por la madurez del ovocito y las células que lo componen, que son susceptibles a varios factores que afectan la calidad y, por lo tanto, el éxito reproductivo. [1] Esto es importante ya que el desarrollo de un embrión depende en mayor medida del ovocito en comparación con el espermatozoide. [1]

Factores

Edad

La edad materna avanzada representa un factor importante para la salud del óvulo y actualmente se considera el mayor factor de riesgo subyacente a los casos de aneuploidía en las poblaciones humanas. [2] Los mecanismos por los cuales la salud del óvulo se deteriora con la edad no se comprenden completamente. El paro meiótico prolongado, la disminución de la función mitocondrial y el estrés oxidativo son factores clave asociados con el envejecimiento que son perjudiciales para la calidad del óvulo, identificados en estudios que utilizan ovocitos humanos y animales. [3]

Detención meiótica y pérdida de cohesión

La formación de gametos humanos implica dos procesos de separación, conocidos como Meiosis I, en el que se separan los cromosomas homólogos emparejados, y Meiosis II, en el que se dividen las cromátidas hermanas . La Meiosis I es un proceso ligeramente alargado, durante el cual los cromosomas homólogos se alinean, se emparejan y se recombinan. [3]

Mientras que los gametos masculinos (espermatozoides) se producen continuamente durante toda la vida, la reserva ovárica femenina se forma completamente durante el desarrollo temprano. Los ovocitos (pero no los espermatocitos) sufren entonces una detención prolongada al final del diploteno, hasta que se reanuda la meiosis al comienzo del ciclo menstrual. Es durante esta detención prolongada que pueden ocurrir cambios o deterioro dependientes de la edad. [4]

Durante el paro prolongado del ovocito, los cromosomas existen como bivalentes . Esto significa que los cromosomas homólogos se han emparejado y se mantienen unidos por quiasmas (los cruces físicos entre los brazos cromosómicos). El complejo de cohesión, una estructura en forma de anillo asociada con las cromátidas hermanas, ayuda a mantenerlas en estrecha proximidad, generando así la cohesión de las cromátidas hermanas. Esta cohesión se rompe más tarde por la enzima separasa , lo que permite que los quiasmas se rompan y los cromosomas homólogos se segreguen de forma normal. [5]   La degeneración relacionada con la edad de los inhibidores y reguladores de la separasa puede conducir a una degradación inapropiada y prematura de la cohesión antes de la anafase. Como resultado, los cromosomas homólogos pueden alinearse de forma independiente en el huso meiótico, con el riesgo de aneuploidía que representa un mecanismo clave de éxito reproductivo reducido. [5]

Cambios mitocondriales

Los óvulos, que son las células con mayor densidad de mitocondrias del organismo, dependen de estos orgánulos para el desarrollo embrionario temprano, la proliferación y su capacidad para la fertilización. Por lo tanto, los cambios relacionados con la edad en la función mitocondrial representan naturalmente una influencia significativa en la calidad del óvulo y la fertilidad femenina. [6]

Los cambios específicos que ocurren con la edad incluyen una reducción en la cantidad de ADN mitocondrial, así como un aumento en las mutaciones del ADN mitocondrial. [7] Los estudios en animales han demostrado estas anomalías genéticas, además de cambios físicos en las propias mitocondrias y una producción reducida de ATP. [8] Se requiere más investigación para establecer evidencia definitiva de la disminución del potencial de desarrollo como resultado del envejecimiento de las mitocondrias, [7] sin embargo, se ha establecido la acumulación de anomalías mitocondriales con el tiempo en el óvulo femenino, y parece estar vinculada de alguna manera al deterioro de la salud de los óvulos. [9]

Obesidad

Los estudios muestran que la obesidad afecta la calidad del óvulo . Es una enfermedad que disminuye la fertilidad de la mujer. [10] Esto se debe principalmente a que provoca una alteración en los niveles hormonales maternos. [10] También es posible que el útero tenga diferentes niveles de receptividad con respecto a la adhesión de los ovocitos, como resultado de una alteración en la función del endometrio . [10] Además, la ingestión de niveles más altos de carbohidratos y mayores niveles de glucosa en la dieta se ha relacionado con una mayor probabilidad de infertilidad debido a que el ovario no libera ovocitos en la ovulación. [10] La obesidad también se ha relacionado con abortos espontáneos tempranos , muertes del feto, del recién nacido o muertes en las que el bebé nace muerto y existe una mayor probabilidad de que los bebés tengan defectos de nacimiento. [10]

En el procedimiento de FIV , se administra a la mujer una hormona llamada gonadotropina (GnRH) para estimular los ovarios y que liberen ovocitos. [10] En las pacientes obesas, su obesidad afecta negativamente la capacidad de respuesta de los ovarios a este estimulante hormonal, lo que hace que los médicos tengan que administrar una dosis mayor de la hormona y que se incremente la duración de la estimulación. [10] Se obtienen ovocitos menos maduros. Además, la obesidad conduce a una disminución de las tasas de embarazo después de la FIV y a una menor probabilidad de que el ovocitos se implanten en la pared uterina. También tienen una mayor probabilidad de que se cancele el ciclo. [10]

Daños por lipotoxicidad

Una sobrecarga de ácidos grasos en el cuerpo debido a una mayor ingestión puede provocar lipotoxicidad . [11] Estos ácidos grasos adicionales no son almacenados por el cuerpo y en su lugar circulan y dañan el tejido circundante. Los niveles de exceso de ácidos grasos son más altos en mujeres obesas. [11] El ácido graso dañará otras células, excepto los adipocitos , al producir más especies reactivas de oxígeno . Esto hace que la célula se autodestruya ( apoptosis ). [11]

Estrés

Estrés psicológico

El estrés psicológico puede contribuir tanto directa como indirectamente a la disminución de la calidad de los ovocitos. El aumento del estrés conduce a un aumento de la producción y liberación de cortisol , una hormona del estrés, que inhibe directamente la biosíntesis de estradiol en el ovario. [12] Una disminución del estradiol, así como el estrés oxidativo ,  conducen a la apoptosis de las células de la granulosa del ovocito, lo que deteriora la calidad del ovocito. [12]

Referencias

  1. ^ ab Coticchio, Giovanni; Sereni, Elena; Serrao, Lucia; Mazzone, Silvia; Iadarola, Immacolata; Borini, Andrea (diciembre de 2004). "¿Qué criterios se deben utilizar para definir la calidad de los ovocitos?". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 1034 (1): 132–144. Bibcode :2004NYASA1034..132C. doi :10.1196/annals.1335.016. ISSN  0077-8923. PMID  15731306. S2CID  10691804.
  2. ^ Herbert, Mary; Kalleas, Dimitrios; Cooney, Daniel; Lamb, Mahdi; Lister, Lisa (1 de abril de 2015). "Meiosis y envejecimiento materno: perspectivas a partir de ovocitos aneuploides y nacimientos con trisomía". Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 7 (4): a017970. doi :10.1101/cshperspect.a017970. ISSN  1943-0264. PMC 4382745 . PMID  25833844. 
  3. ^ ab MacLennan, Marie; Crichton, James H.; Playfoot, Christopher J.; Adams, Ian R. (septiembre de 2015). "Desarrollo de ovocitos, meiosis y aneuploidía". Seminarios en biología celular y del desarrollo . 45 : 68–76. doi :10.1016/j.semcdb.2015.10.005. ISSN  1096-3634. PMC 4828587. PMID 26454098  . 
  4. ^ Jones, Keith T.; Lane, Simon IR (septiembre de 2013). "Causas moleculares de aneuploidía en óvulos de mamíferos". Desarrollo . 140 (18): 3719–3730. doi : 10.1242/dev.090589 . ISSN  1477-9129. PMID  23981655.
  5. ^ ab Cheng, Jin-Mei; Liu, Yi-Xun (22 de julio de 2017). "Pérdida de cohesión relacionada con la edad: causas y efectos". Revista internacional de ciencias moleculares . 18 (7): 1578. doi : 10.3390/ijms18071578 . ISSN  1422-0067. PMC 5536066 . PMID  28737671. 
  6. ^ Mayo-Panloup, Pascale; Boucret, Lisa; Cao de la Barca, Juan-Manuel; Desquiret-Dumas, Valérie; Ferré-L'Hotellier, Véronique; Morinière, Catherine; Descamps, Philippe; Procaccio, Vicente; Reynier, Pascal (noviembre de 2016). "Envejecimiento ovárico: el papel de las mitocondrias en ovocitos y folículos". Actualización sobre reproducción humana . 22 (6): 725–743. doi : 10.1093/humupd/dmw028 . ISSN  1460-2369. PMID  27562289.
  7. ^ ab Babayev, Elnur; Seli, Emre (junio de 2015). "Función mitocondrial y reproducción del ovocito". Current Opinion in Obstetrics & Gynecology . 27 (3): 175–181. doi :10.1097/GCO.0000000000000164. ISSN  1473-656X. PMC 4590773 . PMID  25719756. 
  8. ^ Simsek-Duran, Fatma; Li, Fang; Ford, Wentia; Swanson, R. James; Jones, Howard W.; Castora, Frank J. (2013). "Cambios metabólicos y morfológicos asociados a la edad en mitocondrias de ovocitos individuales de ratón y hámster". PLOS ONE . ​​8 (5): e64955. Bibcode :2013PLoSO...864955S. doi : 10.1371/journal.pone.0064955 . ISSN  1932-6203. PMC 3669215 . PMID  23741435. 
  9. ^ Rebolledo-Jaramillo, Boris; Su, Marcia Shu-Wei; Stoler, Nicholas; McElhoe, Jennifer A.; Dickins, Benjamin; Blankenberg, Daniel; Korneliussen, Thorfinn S.; Chiaromonte, Francesca ; Nielsen, Rasmus; Holland, Mitchell M.; Paul, Ian M. (28 de octubre de 2014). "Efecto de la edad materna y cuello de botella grave de la línea germinal en la herencia del ADN mitocondrial humano". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 111 (43): 15474–15479. Bibcode :2014PNAS..11115474R. doi : 10.1073/pnas.1409328111 . ISSN  1091-6490. PMC 4217420 . Número de modelo:  PMID25313049. 
  10. ^ abcdefgh Luke, Barbara (abril de 2017). "Efectos adversos de la obesidad femenina y la interacción con la raza en el potencial reproductivo". Fertilidad y esterilidad . 107 (4): 868–877. doi : 10.1016/j.fertnstert.2017.02.114 . ISSN  1556-5653. PMC 9761479 . PMID  28366413. 
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  12. ^ ab Prasad, Shilpa; Tiwari, Meenakshi; Pandey, Ashutosh N.; Shrivastav, Tulsidas G.; Chaube, Shail K. (29 de marzo de 2016). "Impacto del estrés en la calidad de los ovocitos y el resultado reproductivo". Revista de Ciencias Biomédicas . 23 : 36. doi : 10.1186/s12929-016-0253-4 . ISSN  1423-0127. PMC 4812655 . PMID  27026099.