Wpływ zmniejszenia stężenia tlenu z 5% do 2% na wynik ICSI

Poziom tlenu odgrywa kluczową rolę w zmniejszaniu wysokiego poziomu szkodliwych reaktywnych form tlenu w komórkach, wpływa na ekspresję genów embrionalnych, pomaga w metabolizmie glukozy zarodka i poprawia rozwój zarodka od 2PN do stadium blastocysty, stężenie tlenu w inkubatorze jest jest ważnym wyznacznikiem środowiska in vitro, z jakim styka się zarodek. Zarodek przedimplantacyjny zużywa tlen na względnie stałym poziomie od fazy jednokomórkowej do stadium moruli, podczas gdy w stadium blastocysty zużycie jest znacznie zwiększone. Tlen odgrywa rolę w produkcji energii, ale w zbyt wysokich stężeniach może mieć działanie toksyczne poprzez tworzenie reaktywnych form tlenu. Podczas gdy poziomy tlenu in vivo w jajowodach i macicy kilku gatunków wahają się od 1,5 do 8,7%, w większości laboratoriów hodowlę in vitro embrionów ludzkich tradycyjnie prowadzono przy stężeniu tlenu atmosferycznego (~20%). U ssaków ciśnienie tlenu (O2) w macicy jest niższe (2%) niż w jajowodzie (5-7%). Pasuje to do zmiany strategii metabolicznej zarodka po zagęszczeniu i może mieć wpływ na EC w klinicznym IVF. Rzeczywiście, w niedawnym badaniu z wykorzystaniem odrzuconych embrionów ludzkich wskaźniki blastulacji były lepsze, gdy były hodowane w 2% w porównaniu do 5% po dniu 3. Jednak niezwykle trudno jest kontrolować niezliczone czynniki wpływające na wybuch, gdy wykorzystuje się odrzucony materiał. Technologie dostępne w początkach IVF, a najprawdopodobniej również ze względów finansowych, doprowadziły do ​​powszechnego wdrożenia inkubatorów wykorzystujących powietrze atmosferyczne (tj. 20% tlenu). Na przełomie XIX i XX wieku pojawiły się bardziej zaawansowane inkubatory zdolne do stworzenia środowiska o 5% zawartości tlenu, które bardziej przypomina naturalne

opracowano środowisko dla oocytów i zarodków. Obecnie w około 60% cykli IVF przeprowadzanych na całym świecie zarodki są hodowane przy 5% stężeniu tlenu. Kaser i in. dodać do długiej historii danych eksperymentalnych oceniających różne poziomy tlenu w hodowli zarodków. Ocenili wpływ sekwencyjnego systemu prężnego tlenu (5% tlenu od dnia 1 do dnia 3; 2% tlenu od dnia 3 do dnia 5) w przedłużonej hodowli. Wpływ poziomu tlenu podczas hodowli zarodków na liczbę ciąż i żywych urodzeń jest mniej jednoznaczny. Chociaż większość badań wykazała poprawę jakości zarodków podczas hodowli zarodków poniżej 5% tlenu. Ta rozbieżność jest częściowo wyjaśniona brakiem mocy ze względu na małe rozmiary próbek w niektórych badaniach. Kiedy dane są łączone w metaanalizach, ogólny efekt faworyzuje hodowlę poniżej 5% tlenu. Innym wyjaśnieniem niespójnych wyników w badaniach mogą być różnice w czasie trwania ekspozycji, aż do stadium rozszczepienia lub blastocysty. Kiedy dane w metaanalizach zostały podzielone na warstwy pod względem czasu trwania hodowli, nie stwierdzono wpływu tlenu na przebieg ciąży ani wskaźnik żywych urodzeń po 2-3 dniach hodowli. Jednak po hodowli do stadium blastocysty hodowla poniżej 5% tlenu skutkowała poprawą trwającej ciąży. W poprzednich badaniach stwierdzono, że hodowla poniżej 5% O2 skutkuje znacznie większą liczbą nadwyżkowych embrionów ludzkich osiągających stadium blastocysty, jak również wyższym odsetkiem blastocyst składających się z normalnej liczby komórek.

u ludzi istnieją pośrednie dowody na to, że niskie ciśnienie O2 wynoszące 5% wydaje się zwiększać tempo blastulacji nadwyżek zarodków.

Zmniejszenie prężności tlenu z poziomu atmosferycznego do bardziej fizjologicznego jest korzystne dla blastocysty ssaków pod względem większej liczby komórek i zmniejszonej apoptozy, mniejszej fragmentacji DNA i mniejszego stresu oksydacyjnego. Podczas tego wysoce metabolicznie aktywnego okresu wzrostu zarodka i różnicowania się w trofektodermę (TE) i wewnętrzną masę komórkową (ICM), ten spadek tlenu może chronić przed stresem oksydacyjnym.