Как яйцеклетки сохраняют молодость, и всё же стареют: результаты исследования

С возрастом в ДНК всех клеток организма человека накапливаются мутации. На этом фоне сильно выделяются яйцеклетки: они по крайней мере частично защищены.

В 2025 году ученые из Университета штата Пенсильвания (США) опубликовали в журнале Science Advances исследование, которое показало: в яйцеклетках намного реже встречаются мутации в митохондриальной ДНК, и с возрастом их частота не увеличивается.

Разберемся, что это означает для женщин, которые откладывают рождение ребенка.

Что исследовали ученые?

Во время исследования были собраны образцы крови, слюны и 80 яйцеклеток у 22 женщин в возрасте от 20 до 42 лет. С помощью современного метода высокоточного секвенирования были изучены мутации в митохондриальной ДНК (сокращенно мтДНК) этих образцов.

Что такое митохондриальная ДНК и почему она важна?

Митохондриальной называется ДНК, которая находится в митохондриях – единственных клеточных органеллах, обладающих собственным генетическим материалом. Белки всех остальных органелл закодированы в «общей» ДНК, находящейся в ядре, а у митохондрий, «клеточных электростанций», вырабатывающих энергию, есть своя.

Митохондрии передаются только по материнской линии. В ядре всех клеток человека находится по 46 хромосом: 23 из них достались от матери, а вторая половина – от отца. Митохондриальная ДНК наследуется только от матери, потому что митохондрии сперматозоида разрушаются вскоре после оплодотворения. Эксперименты показали, что это задумано природой не просто так: если искусственно защитить митохондрии сперматозоида, чтобы они сохранились подольше, то вероятность гибели эмбриона резко возрастает.

Разновидность ДНК	Где находится	Как выглядит	Что кодирует	Как наследуется
Ядерная	Хромосомы в ядре клетки	Скручена и упакована в палочковидные структуры – хромосомы	Практически все белки организма	50/50 – от матери и отца
Митохондриальная	В митохондриях	Замкнута в виде кольца	Белки-ферменты, необходимые для выработки энергии	Только от матери

Чем опасны изменения в ДНК митохондрий? Они способны приводить к так называемым митохондриальным заболеваниям, из-за которые в клетках не вырабатывается достаточного количества энергии. В итоге может нарушиться функция различных органов.

Главное «топливо» клеток организма – молекулы АТФ (аденозинтрифосфат). Когда от АТФ отщепляется небольшой кусочек – фосфатная группа, – выделяется энергия, необходимая для работы клеток. Митохондрии – это место, где синтезируются новые молекулы АТФ в ходе цепочки биохимических реакций, которая называется окислительным фосфорилированием. Чтобы эти реакции происходили, нужны определенные белки-ферменты. Структура некоторых из этих ферментов закодирована в хромосомах в ядре, а некоторых – в ДНК самих митохондрий. Если в определенном митохондриальном гене возникает мутация, то работа соответствующего фермента нарушается.

Таким образом, вопрос о том, накапливаются ли с возрастом мутации в мтДНК яйцеклеток, очень важен. От этого зависит то, растет ли риск митохондриальных заболеваний у детей вместе с возрастом матерей.

Главный вывод: в митохондриях яйцеклеток медленнее накапливаются мутации

Во время исследования ученые сделали три основных вывода:

В мтДНК яйцеклеток мутации встречаются в 17–22 раза реже, чем в мтДНК клеток крови и слюны (а следовательно, можно предположить, и всех остальных клеток организма). Причем такая картина была замечена у участниц из всех возрастных групп.
В отличие от клеток слюны и крови, с возрастом в мтДНК яйцеклеток частота мутаций не увеличивается. Можно предположить, что тут работает какой-то защитный механизм, сформировавшийся в процессе эволюции.
Генетические изменения в мтДНК яйцеклеток чаще всего возникают в тех участках, которые не кодируют никаких важных белков.

Важно отметить, что у исследования были некоторые ограничения. В нем участвовали лишь 22 женщины, все они проходили ЭКО, то есть имели определенные проблемы с фертильностью. Здоровые женщины, способные зачать самостоятельно, в исследовании не участвовали, и как у них обстоят дела с мтДНК в ооцитах, достоверно не известно. Возраст участниц составлял от 20 до 42 лет – за пределами этого диапазона женщин не обследовали. Поэтому в будущем нужно провести более крупные исследования: они помогут дополнить картину и получить больше информации.

Как ученые объяснили защиту мтДНК в яйцеклетках?

Пока ученым не удалось найти однозначное объяснение. Возможно, среди женских ооцитов действует что-то вроде естественного отбора, «отбраковывающего» поврежденную мтДНК. Может быть, мутации по каким-либо причинам быстро накапливаются у плодов и девочек до полового созревания, а потом этот процесс стабилизируется. Это темы будущих исследований.

Чем важны результаты исследования?

В современном мире женщины стали откладывать беременности на всё более поздний возраст. Например, жительницы России сейчас рожают первого ребенка в среднем в 30 лет. Поэтому важно знать, как с годами меняется качество яйцеклеток, и как это влияет на риски для здоровья потомства. Конечная цель подобных научных изысканий – найти способы замедлить «старение» ооцитов и сделать репродуктивную медицину, вспомогательные репродуктивные технологии еще эффективнее.

Означает ли это, что яйцеклетки совсем не стареют?

Нет, не означает. С возрастом снижается как количество, так и качество ооцитов, и особенно сильные изменения начинаются после 35 лет. Вероятность забеременеть в течение месяца для женщины в возрасте 20–25 лет составляет 25–30%, а к 40 годам снижается до 5%.

Самая большая опасность в том, что во время деления клеток, когда образуются новые ооциты, хромосомы могут неправильно разойтись. В итоге получается яйцеклетка с неправильным количеством хромосом – это явление называется анеуплоидией. Ученые подсчитали, что анеуплоидия встречается практически в каждой третьей зрелой яйцеклетке (для сравнения: только в 2% сперматозоидов). А у женщин старше 42 лет число яйцеклеток с неправильным хромосомным набором достигает 82%.

Чем это грозит? Зачастую – гибелью эмбриона и прерыванием беременности на раннем сроке. Если же эмбрион и впоследствии плод выживает, то высока вероятность рождения ребенка с хромосомной патологией. Например, вероятность рождения ребенка с синдромом Дауна (добавочной хромосомой №21) у женщины в 25 лет составляет 1:1250, а в 40 лет – 1:100.

Подведем итог: что это значит для женщин, планирующих забеременеть позже?

С одной стороны, это хорошая новость: природа дает женщинам некоторую фору и защищает мтДНК в их яйцеклетках до позднего возраста.

Но авторы исследования не дают никаких конкретных рекомендаций по поводу планирования беременности или применения вспомогательных репродуктивных технологий.

Состояние митохондриальной ДНК – не единственный фактор, влияющий на качество ооцитов. Яйцеклетки «стареют», хотя и не так, как другие клетки организма: их мтДНК почти не меняется, но относительно быстро накапливаются клетки с неправильным числом хромосом.

Из-за этого становится сложнее зачать, растет риск прерывания беременности, рождения ребенка с генетическим нарушением.

Эффективный способ «застраховать» свое репродуктивное здоровье – сохранить яйцеклетки в молодом возрасте в криобанке.

В «замороженном» состоянии они не «постареют» ни через 10, ни через 20 лет.

Этой услугой можно воспользоваться в Репробанке – одном из крупнейших банков половых клеток в СНГ.

Если вы планируете сохранить сперматозоиды, яйцеклетки или эмбрионы — обратитесь в Репробанк. Наши специалисты ответят на ваши вопросы и помогут подобрать оптимальную программу:

→ Сохранить сперму
→ Сохранить яйцеклетки
→ Сохранить эмбрионы

FAQ

Почему после 35 лет сложнее забеременеть?

После 35 лет забеременеть обычно сложнее, потому что уменьшается запас яйцеклеток и снижается их качество. Среди ооцитов становится больше клеток с неправильным числом хромосом. Из-за этого сложнее зачать, повышается риск прерывания беременности и рождения ребенка с генетическими нарушениями.

Стареют ли яйцеклетки?

Да, яйцеклетки стареют в том смысле, что с возрастом в них накапливается всё больше генетических нарушений. Главная проблема в том, что растет число клеток с анеуплоидией – неправильным числом хромосом. Уменьшается и овариальный резерв – запас яйцеклеток в яичниках. Эти изменения сильно ускоряются после 35 лет.

Что такое митохондриальная ДНК простыми словами?

Митохондриальная ДНК — это небольшая часть наследственной информации, которая находится не в ядре клетки, а в митохондриях. Митохондрии – это своего рода клеточные электростанции: они помогают вырабатывать энергию, необходимую для работы клеток. Это единственный тип клеточных органелл, обладающих собственной ДНК. Митохондрии и их гены наследуются только по материнской линии.

Влияет ли митохондриальная ДНК яйцеклетки на здоровье потомства?

Да, влияет, если мутация затрагивает участок ДНК, кодирующий важный белок-фермент. В итоге функция митохондрий ухудшается, клетки не могут вырабатывать достаточное количество энергии, и нарушается работа разных органов. От таких митохондриальных заболеваний нельзя излечиться, можно только уменьшить симптомы.

Какие мутации могут накапливаться в яйцеклетках?

В яйцеклетках могут встречаться разные генетические нарушения: мутации в ядерной и митохондриальной ДНК, хромосомные ошибки. В плане ухудшения фертильности и риска невынашивания беременности особенно значимы хромосомные нарушения — анеуплоидия, когда у эмбриона неправильное число хромосом. Из-за этого эмбрион оказывается нежизнеспособным, либо ребенок появляется на свет с генетическим заболеванием.

Можно ли предотвратить старение яйцеклеток?

Полностью предотвратить старение яйцеклеток нельзя: возрастное снижение овариального резерва и повышение риска хромосомных ошибок — естественные биологические процессы. Можно лишь ослабить влияние некоторых факторов, если вести здоровый образ жизни, поддерживать нормальный вес, отказаться от вредных привычек, своевременно лечить гинекологические и другие заболевания.

Обратить вспять старение ооцитов невозможно, но можно его остановить, если сохранить половые клетки в состоянии криоконсервации. Узнать об этой услуге подробнее можно у специалистов Репробанка, связавшись с нами по указанным на сайте контактным данным.

Источники:
https://www.chop.edu/conditions-diseases/pregnancy-over-age-30
https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/15612-mitochondrial-diseases
https://wms-site.com/press-media/687-why-fathers-don-t-pass-on-mitochondria-to-offspring
https://www.genetics.edu.au/SitePages/Mitochondrial-Inheritance.aspx
https://science.psu.edu/news/in-brief-certain-age-related-dna-mutations-are-less-common-in-human-eggs
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw4954
https://www.livescience.com/health/genetics/human-eggs-have-special-protection-against-certain-types-of-aging-study-hints
https://www.stylist.co.uk/health/women/womens-eggs-ageing-less-mitochondrial-mutations/1010860
https://www.mediasphera.ru/issues/problemy-reproduktsii/2019/2/1102572172019021016