Restricția calorică moderată inițiată la rozătoare în timpul maturității susține funcția femelei

Vincent Center for Reproductive Biology, Vincent OB/GYN Service, Massachusetts General Hospital/Harvard Medical School, Boston, Massachusetts, SUA

Reutilizarea acestui articol este permisă în conformitate cu Actul Creative Commons, Atribuire 2 · 5, care nu permite exploatarea comercială.

rezumat

Introducere

Comparativ cu alte sisteme de organe, axa reproductivă feminină îmbătrânește extrem de devreme în viață, culminând cu încetarea funcției ovariene normale, care la oameni anunță apariția menopauzei la aproximativ 50 de ani (Richardson et al., 1987; Faddy et al., 1992). Un declin progresiv și în cele din urmă epuizarea rezervei foliculare care conține ovocite ovariene este principalul factor determinant al vârstei de debut a menopauzei (Richardson et al., 1987; Faddy et al., 1992; Tilly, 2001; Charleston et al., 2007; Hansen et al., 2008), o perioadă din viață asociată cu o pierdere a fertilității și apariția unui spectru divers de probleme de sănătate rezultate din absența funcției ovariene ciclice (Buckler, 2005). Mai mult, concomitent cu un număr redus de foliculi, calitatea restului de ovocite la femele scade în general odată cu înaintarea în vârstă, ducând la rate de succes extrem de slabe ale încercărilor de fertilitate naturală și asistată (Navot et al., 1991; van Kooij et al., 1996). Acest din urmă rezultat este o problemă din ce în ce mai problematică, din moment ce tot mai multe femei, în special în societățile occidentale, amână fertilitatea la vârste mai în vârstă (Ventura, 1989; Ventura et al., 2004; Hamilton et al., 2007).

Chiar dacă mai multe studii istorice au raportat un efect benefic al RC asupra performanței reproductive la rozătoare, există un grad mare de variație în modul în care au fost proiectate aceste experimente (de exemplu, vârsta la care a fost inițiată CR și durata CR, precum și severitatea CR în raport cu aportul caloric total în controalele alimentate cu AL) și în ce rezultate au fost evaluați diferiți anchetatori de-a lungul anilor. De o importanță deosebită, o mare parte din lucrările anterioare care au evaluat efectele RC asupra fertilității pe termen lung la femele au fost derivate din studii de RC inițiate la înțărcare, ceea ce complică interpretarea rezultatelor datorită unei întârzieri a creșterii postînțărcare până la vârsta adultă și întârziere în debutul maturizării sexuale (Merry & Holehan, 1979; Holehan & Merry, 1985; Gonzales et al., 2004). Aici, am investigat la șoareci femele efectele CR moderat inițiat la vârsta adultă asupra performanței reproductive cu vârsta și supraviețuirea descendenților.

Rezultate

Eficacitatea protocolului CR cu debut la adulți

Deoarece studiile anterioare efectuate la șoareci au arătat că un rezultat al RC este o rezervă crescută a foliculului ovarian mai târziu în viață (Nelson et al., 1985), am testat mai întâi eficacitatea protocolului CR cu debut la adulți prin evaluarea modificărilor numărului de ovocite. Analiza morfometrică a numărului de foliculi sănătoși (neatretici) în ovarele secționate în serie a șoarecilor în vârstă de 8 luni a indicat faptul că aproape de două ori mai mulți foliculi primordiali în repaus erau prezenți în ovarele femelelor CR (516 ± 32 per ovar; medie ± SEM, = 5 șoareci) în comparație cu ovarele de vârstă - potrivite în mod continuu cu hrană AL (273 ± 69 per ovar; medie ± SEM, = 6 șoareci) (Fig. 1). Acest efect al CR cu debut la adulți pare a fi independent de modificările ratelor de activare a creșterii foliculului primordial sau de maturarea precoce a foliculului, după cum este indicat de prezența unui număr comparabil de foliculi mici în creștere și de nicio modificare a raportului dintre repaus (primordial) și imatur total foliculi între grupurile experimentale (Fig. 1). Cu toate acestea, numărul de foliculi imreti atretici a fost redus la ovarele femeilor cu debut CR adulte (468 ± 158 per ovar; medie ± SEM, = 5 șoareci) în comparație cu controalele alimentate cu AL în mod continuu (960 ± 112 per ovar; medie ± SEM, = 6 șoareci).

Impactul restricției calorice cu debut la adulți (CR) asupra rezervei foliculului ovarian. Numărul de foliculi imaturi non-atretici și atretici per ovar continuu ad libitum (AL) șoareci femele CR sau femele la vârsta de 8 luni, după inițierea CR 4 luni mai devreme. Aceste date reprezintă media ± SEM a rezultatelor combinate din analiza a 5 șoareci (CR) sau 6 (alimentați cu AL), cu diferențe semnificative în valorile medii indicate.

Eficacitatea protocolului CR cu debut la adulți a fost, de asemenea, evaluată prin monitorizarea săptămânală a greutății corporale, care a arătat că, în timpul restricției CR, femeile cântăreau cu aproximativ 25% mai puțin decât controalele alimentate continuu cu vârsta - potrivite cu vârsta (Fig. 2). În special, diferența de greutate corporală observată la femeile CR a fost rapid inversată după reluarea hranei AL la vârsta de 15,5 luni (Fig. 2).

Efectul restricției calorice la debutul adulților (CR) asupra greutății corporale. Măsurători săptămânale ale greutății (medie ± SEM) continuă ad libitum (AL) alimentat și CR/CR - apoi - AL - șoareci femele hrănite între 10 și 23 de luni. Rețineți revenirea greutății corporale la șoarecii CR la nivelurile de control alimentate continuu cu AL în decurs de 2 săptămâni după reluarea alimentării cu AL la vârsta de 15,5 luni (CR - apoi - alimentate cu AL), evidențiată prin umbrire gri.

Momentul eșecului reproductiv natural la femelele alimentate continuu cu AL

Declin natural al fertilității continuu ad libitum (AL) a alimentat femelele de control cu vârsta. (A - D) Fertilitatea femelelor alimentate continuu cu AL între 10 și 12,5 (A), 12,5 și 14 (B), 14 și 15,5 (C) și 15,5 și 17 (D) luni (M) (fiecare șoarece ) este reprezentat de un număr pe X-Axă). Se indică numărul total de descendenți livrați și care au supraviețuit pentru fiecare femeie care a rămas însărcinată. Crucile desemnează șoareci care au trebuit să fie eutanasiați din cauza complicațiilor severe de sănătate sau care au murit din cauze naturale în timpul perioadei de studiu.

CR cu debut la adulți prelungește funcția axei reproductive la femelele în vârstă

Reinițierea hrănirii cu AL a femelelor CR la vârsta de 15,5 luni, care corespunde unei perioade în care s-a pierdut fertilitatea naturală în martorii alimentați continuu cu AL (Fig. 3), a dus la o revenire rapidă a potențialului fertil în studiile de împerechere ulterioare. . Mai exact, între 15,5 și 17 luni, 50% dintre femeile hrănite cu CR - apoi - AL au realizat o sarcină cu nașterea descendenților (Fig. 4A), iar multe femele hrănite cu CR - apoi - AL au păstrat funcția reproductivă în mai multe vârste avansate (Fig. 4A - E). Mărimea așternuturilor, precum și ratele de supraviețuire a descendenților au fost, de asemenea, remarcabil de mari pentru mamele hrănite cu CR - apoi - AL la vârste înaintate. De exemplu, o femelă cu vârsta cuprinsă între 20 și 21,5 luni - apoi - AL - a hrănit 7 descendenți, dintre care 6 au supraviețuit și s-au dezvoltat fără nicio complicație aparentă (femela # 5, Fig. 4D). Două dintre femelele hrănite cu CR - pe atunci - au rămas fertile în ultimii 23 de ani; cu toate acestea, cei 5 descendenți total livrați de aceste femele nu au supraviețuit mai mult de câteva ore după naștere (datele nu sunt prezentate).