国外医学计划生育分册1999年2月第18卷第1期

中山医科大学附属第一医院生殖中心（510080）徐艳文综述庄广伦审校

摘要妇女的生育能力随年龄的增长而逐年下降。目前引起生育能力下降的原因仍有争议，但卵子质量的改变可能是其主要原因。由于卵子处于第一次减数分裂静止期可长达45年，卵子及其周围的过氧化物对卵子线粒体 dNA、蛋白质和脂类的破坏能降低细胞内三磷酸腺苷（ aTP）含量和谷光甘肽/双硫基谷光甘肽（ gSH/GSSH）比例，并使细胞内钙离子浓度升高从而影响卵子和随后形成的胚胎活性，造成非整倍体卵子的增多以及卵细胞凋亡，所以高龄妇女妊娠率较年轻妇女明显降低。

关健词：年龄非整倍体凋亡 ATP含量

近年来，由于妇女职业化的趋势使妇女的生育年龄不断升高，但妇女的生育能力却随年龄的增长而逐年下降^[1]，尤其在37岁以后下降明显。在常规体外受精（ iVF）中， croucher报道20～25岁年龄组的妊娠率有48%，而41岁及以年龄组的妊娠率仅为8%^[2]。在用供者精子行人工授精时，31岁以上妇女的妊娠率每年下降12%^[3]。目前引起生育能力下降的原因仍有争议，多数文献主要围绕在卵子质量和子宫容受性两方面。其它因素，如获卵率、胚胎移植数目和胚胎质量等也可能对妊娠率的下降有一定影响。

一、卵子质量和子宫容受性对生育能力的影响

供卵为研究卵子质量和子宫容受性对生育能力的影响提供了很好的模型，但不同文献报道的结论却不一致。 stohvijk等报道两者均起一定的作用^[4]。因为随年龄的增加，子宫内膜在形态上和功能上发生一系列的改变，如在形态上出现胶原含量增加，基质细胞组织中 dNA含量以及内膜细胞中雌激素（ e）受体减少；而在功能上，尽管有排卵，子宫血流量和可产生蜕膜的容积也减少。 lydic^[5]、 stolwijk^[3]及 levran^[6]等均认为主要是由于卵子质量下降引起生育能力的下降。 meldrum^[1]在均衡供者年龄、受者不孕期限及胚胎移植数后发现40岁以上患者的妊娠率为8%，明显低于40岁以下患者的43%，但当孕激素的用量增至100mg/d时，40岁以上患者的妊娠率增至46%，与40岁以下患者的妊娠率无明显差异。因而 meldrum^[1]认为种植率可能取决于孕激素作用下子宫内膜的分泌期改变，孕激素的用量和疗程可改变子宫内膜的容受性。由此可见，随年龄增长而出现的卵子质量的改变可能是引起生育能力下降的主要因素。

二、卵子质量下降的原因

1956年 haman首先提出“氧自由基-线粒体损伤学说”。该学说认为过氧化反应对核 dNA和细胞膜造成的破坏是引起细胞功能随年龄而下降的主要原因。由于线粒体的高能量质子沿呼吸链的漏出使线粒体不断产生各种过氧化物。如 o^2-、 h₂O₂及 oH^-等。这些积累的过氧化物对线粒体 dNA、蛋白质和脂类的破坏不仅能降低呼吸链的效能，增加过氧化物的生成，减少功能完整的线粒体数目，还能降低细胞内谷胱甘肽和双硫基谷胱甘肽（ gSH/GSSH）的比例，破坏钙离子的运输，使细胞内钙离子浓度增高。氧自由基的积聚对于有丝分裂后已分化并处在第一次减数分裂静止期可长达45年的卵子影响尤其大。在这段时间内，卵子及卵子周围的过氧化物能降低卵子和随后形成的胚胎活性，减少妊娠率和增加自然流产率。有报道高龄妇女（≥38岁）比年轻妇女的5kb线粒体 dNA缺失率增高3.3倍。在高龄鼠中也可见 gSH和 gSSH的总量和 gSH/GSSH比例均降低^[7]。随年龄而增加的氧自由基导致卵子质量下降表现在如下几个方面的改变。

（一）非整倍体和其它染色体异常的产生

非整倍体被认为是高龄妇女中三体性胚胎常见的主要原因，其发生率波动在12.3%～26.2%之间^[8]。 verlinsky^[9]等用荧光原位杂交的方法测定35岁以上妇女卵子第一、二极体中的13、18、21和性染色体，发现第一、二极体中非整倍体的发生率分别为21.8%和20.3%。非整倍体发生的原因可能是由于氧自由基对线粒体 dNA、蛋白质和脂类的破坏降低了细胞内三磷酸腺苷（ aTP）含量和 gSH/GSSH比例，并使细胞内钙离子波度升高。这些改变都可影响微管和微丝的动力平衡，使球形肌动蛋白减少和纤维状肌动蛋白增多，从而导致染色体分离和非整倍体及其它染色体异常的产生^[7]。 tarin^[10]等将处于生殖泡期的老鼠卵子暴露在不同浓度的氧化物中证实氧化物使 mⅠ和 mⅡ期纺锤体的长度和宽度均减少，并使 mⅡ期染色体散布和团集。非整倍体发生见于分裂后期迟滞、减数分裂 mⅠ期时染色体不分离的 mⅠ期染色单体提前分裂三种。分裂后期迟滞是指分裂后期个别染色体滞留在细胞中央，不能参加新细胞核的形成，导致亚二倍的单体型或嵌合体的产生^[11]。多数染色体不分离发生在 mⅠ期。由于减数分裂时染色体不分离，二倍体（46）的初级卵母细胞形成分别有22条染色体和24条染色体的次级卵母细胞或第一极体。但18三体是例外，它主要是由于第二次减数分裂时染色体不分离，两条18姐妹染色单体同时进入卵子形成的^[12]。近年来也有学者提出 mⅠ期提前分裂的染色单体在第二次减数分裂时随机分在第二极体或卵子中从而产生三体性胚胎是非整倍体发生的主要机制^[8]。非整倍体虽有随年龄逐渐增加的趋势，但是否能引起高龄妇女生育能力的骤然下降还令人怀疑。 mihan和 lim均报道非整倍体在不同年龄组不受精的卵子中无明显差异^[13，15]，而染色体退化却随年龄增加而明显增多（染色体退化是指分裂中期至少有一条染色体分裂成两条染色单体），在40岁以上患者不受精的卵细胞中95.8%发生染色体退化，而在≤34岁组中仅23.7%^[15]。 angell^[14]也报道平均年龄35岁的患者不受精的卵子中有1/4发生染色体退化。据推测有染色体退化的卵子仍具有受精和分裂的潜能，但可能不能着床或暂时着床造成生化妊娠。因而高龄妇女的受精率没有明显降低^{[2，16，17]}，并且有形态学上的评分高的胚胎，但妊娠率仍低^[15]。

（二）凋亡的改变细胞内钙离子浓度持续增加能促发内切酶的活性，导致细胞凋亡。 fujino^[18]报道高龄老鼠刚排出的卵子中胞浆 dNA碎片的发生率为25.0%，而在幼龄鼠的卵子中却没有发现这种改变。 dNA碎片的发生率随体外培养的时间的延长而逐渐增加，24和60h后高龄鼠中 dNA碎片发生率分别为67.5%和97.5%，而幼龄鼠中 dNA碎片的发生率分别为18.8%和86.0%胞浆 dNA碎片的出现提示卵细胞开始凋亡的自杀程序，而且 dNA碎片最终也演变为凋亡体。由于高龄妇女（特别40岁以上）的卵子可能发生凋亡改变，因而生育能力骤然下降。

（三）卵胞浆 aTP含量对胚胎的影响

由于高龄妇女卵子中功能完整的线粒体减少，所以卵子的 aTP含量低。 blerkom^[19]研究了卵胞浆中 aTP含量的改变，提出 aTP含量低的卵子也能受精和早期分裂，但仅当 aTP含量≥2pmol时，受精的卵子才容易着床和继续发育。其理论依据是线粒体的复制直至囊胚后期才开始，因此每次卵裂球都只能依靠卵源性的有限的线粒体产生能量，而且每次卵裂都使线粒体的数目减少一半。由于在线粒体合成的 aTP不仅为卵子提供能量，而且可促发一系列氧化磷酸化反应，轻微 aTP含量降低可显著提高二磷酸腺苷（ aDP）的含量，因此最初的 aTP值对以后的发展潜力影响很大。据推测高龄妇女胚胎着床率低可能与卵子 aTP含量有关，但需进一步证实。

综上所述，虽然子宫容受性的降低可能会影响高龄妇女的生育能力，但更主要的因素是卵子质量的改变。随着年龄的增加，卵子染色体和胞浆发生一系列的变化，所以虽然高龄妇女受精率没有明显变化，但妊娠率却比年轻妇女明显降低。

参考文献

1 borini A, Maccolini A, Bianchi L et la. Fertil Steril ,1996;65(1):94-97

2. croucher CA Hum Reprod,1998;13(2):403-408

3. meldrum DR, Fertil Steril ,1993;59(1):1-5

4. stolwijk AM, Hamilton C,Zielhuis G et al. Fertil Steril,1997;67(4):702-710

5. lydic M, Thomas MA, Liu JH et al. Feril Steril ,1996;65(1):94-97

6. levran D, Ben –Rafacel Z, Ben –Shlome I et al. Fertil Steril ,1991;56(6):1091-1094

7. tarin JJ ,Mol Hum Reprod ,1996;2:717-724

8. lim AST ,Ho ATN, Tsakok M, Hum Reprod ,1995;10(10):2570-2575

9. verlinsky Y, Cieslak J, Freidine M et al. Hum Reprod,1995;10(7):1923-1927

10. tarin JJ ,Vendrell FJ, Ten J et al .Mol Hum Reprod,1996;2(12):895-901

11.刘权章.人类染色体方法学.1992年第一版，34-43

12 eichenlaub RU .Environ Mol Mutagen ,1996;28(3):211-236

13. miharn N ,Hum Reprod ,1998;13(2):419-424

14. angell RR, Xian J ,Keith ,J Hum Reprod, 1993;8:1047-1054

15. lim AST, Tsakok M,Fertil Steril ,1997;68(2):265-271