Vliv snížení koncentrace kyslíku z 5 % na 2 % na výsledek ICSI

Hladina kyslíku hraje kritickou roli při snižování vysoké hladiny škodlivých reaktivních forem kyslíku v buňkách, ovlivňuje expresi embryonálních genů, napomáhá embryonálnímu metabolismu glukózy a podporuje vývoj embrya od 2PN do stádia blastocysty, koncentrace kyslíku v inkubátoru je důležitý determinant prostředí in vitro, se kterým se embryo setkává. Preimplantační embryo spotřebovává kyslík na relativně konstantní úrovni od jednobuněčného přes morulové stádium, zatímco ve stádiu blastocysty je spotřeba značně zvýšená. Kyslík hraje roli při výrobě energie, ale v příliš vysokých koncentracích může mít toxický účinek tvorbou reaktivních forem kyslíku. Zatímco in vivo hladiny kyslíku se pohybují od 1,5 do 8,7 % ve vejcovodech a děloze několika druhů, ve většině laboratoří byla in vitro kultivace lidských embryí tradičně prováděna při koncentracích atmosférického kyslíku (~20 %). U savců je napětí kyslíku (O2) v děloze nižší (2 %) než ve vejcovodu (5-7 %). To odpovídá posunu v metabolické strategii embrya po zhutnění a může mít důsledky pro EC v klinickém IVF. V nedávné studii využívající vyřazená lidská embrya byla skutečně míra blastulace lepší při kultivaci ve 2 % ve srovnání s 5 % po 3. dni. Je však nesmírně obtížné kontrolovat nesčetné množství faktorů ovlivňujících výbuch při použití vyřazeného materiálu. Technologie dostupné v počátcích IVF a pravděpodobně také z finančních důvodů vedly k rozsáhlé implementaci inkubátorů, které využívaly atmosférický vzduch (tj. 20 % kyslíku). Zhruba na přelomu minulého století vznikly pokročilejší inkubátory schopné vytvořit prostředí s 5% kyslíkem, které se lépe podobá přirozenému

prostředí pro oocyty a embrya. V současné době se embrya v přibližně 60 % cyklů IVF prováděných na celém světě kultivují pod 5% kyslíkem. Kaser a kol. přidat k dlouhé historii experimentálních dat hodnotících různé hladiny kyslíku v kultivaci embryí. Hodnotili dopad sekvenčního systému napětí kyslíku (5 % kyslíku od 1. dne do 3. dne; 2 % kyslíku od 3. dne do 5. dne) v rozšířené kultuře. Vliv hladiny kyslíku během kultivace embryí na těhotenství a porodnost je méně přímočarý. Ačkoli většina studií zjistila zlepšení kvality embryí při kultivaci embryí pod 5% kyslíkem. Tento rozpor je částečně vysvětlen nedostatkem energie v důsledku malé velikosti vzorků v některých studiích. Když jsou data shromážděna v metaanalýzách, celkový efekt upřednostňuje kultivaci pod 5% kyslíkem. Dalším vysvětlením nekonzistentních výsledků mezi studiemi by mohly být rozdíly v trvání expozice až do fáze štěpení nebo blastocysty. Když byla data v metaanalýzách stratifikována na dobu trvání kultivace, nebyl po 2-3 dnech kultivace žádný účinek kyslíku na těhotenství nebo porodnost. Po kultivaci do stadia blastocysty však kultivace pod 5% kyslíkem vedla ke zlepšení probíhajícího těhotenství. V předchozích studiích bylo uvedeno, že kultivace pod 5 % O2 má za následek významně více lidských nadbytečných embryí, která dosáhla stadia blastocysty, a také vyšší podíl blastocyst sestávajících z normálního počtu buněk.

u člověka existuje nepřímý důkaz, že nízké napětí O2 ve výši 5 % zřejmě zvyšuje rychlost blastulace přebytečných embryí.

Snížení napětí kyslíku z atmosférické na více fyziologické úrovně je pro savčí blastocystu přínosné z hlediska vyššího počtu buněk a snížené apoptózy, menší fragmentace DNA a menšího oxidačního stresu. Během tohoto vysoce metabolicky aktivního období růstu embrya a diferenciace na trofektoderm (TE) a vnitřní buněčnou hmotu (ICM) může tento pokles kyslíku chránit před oxidačním stresem.