互动科普

线粒体掌握着卵子老化的关键？

实验表明，将老化卵子的细胞核（储存有DNA）植入年轻卵子细胞内，可以改善受精后形成人体的能力。由此可见，卵子老化应该不是细胞核，而是细胞内部的其他地方出了问题。

在这其中，名为“线粒体”的细胞器十分值得关注，它能够分解细胞内积蓄的糖分、脂肪等营养素，并释放出能量。

线粒体内释放的能量，是支持我们进行种种生命活动的原动力。同时，线粒体与其他细胞器不同，它拥有独自的DNA。

在卵子内，原本就存在着比其他细胞更多的线粒体。线粒体DNA里含有一些信息，与产生能量有关。卵子从成长、受精、分裂（为形成身体而进行的分裂）到着床为止，均需要大量能量，这些能量的供给源就是卵子内积蓄的营养素。卵子内的线粒体使用这些营养素产生能量，这对于妊娠来说十分重要。

但是随着卵子的老化，线粒体DNA数量也会减少，因此无法提供足够的能量，这样也就给卵子的成熟、受精等造成了障碍。得不到必要的能量，可能也是发生上文中所介绍的“染色体不分离现象”的原因之一。

另一方面，线粒体在分解卵子营养素获得能量的时候，会产生超氧自由基，化学性质非常活泼，会氧化并损害在细胞内工作的多种物质及DNA。初级卵母细胞长期停滞在第一次减数分裂的分裂前期，细胞内的线粒体DNA不断被氧化并发生变异，最终使得线粒体丧失了正常的机能。

原本线粒体中有一种叫做“超氧化物歧化酶”（SOD）的酶，可以去除过剩的超氧自由基，但是在老化的卵子中，SOD的清除能力较为低下。

卵子中“钙离子振荡”变得困难？

减数分裂重启、正常受精、受精卵着床等一系列卵子所独有的活动，都需要以卵子内发生剧烈的钙离子浓度变化为基础。钙离子可以使蛋白质有活性，有着重要的生物学作用。

引起卵子内钙离子浓度变化振荡的，是卵子内一种叫做内质网的细胞器。内质网可以调节细胞内的钙离子浓度。通常它会摄入钙离子以保持细胞内钙离子浓度处在较低水平，但当它收到“开始钙离子振荡”的信号时，就会将钙离子一口气释放出来。

但是，随着卵子的老化，内质网摄取钙离子的能力下降，内质网内钙离子的储存量也有所减少。钙离子泵的机能低下，究其原因，同样可能是由于线粒体不能提供足够的能量。

有专家认为，线粒体产生的超氧自由基会使各种蛋白质、DNA受到损伤，这样一来，细胞就不能实现其本应发挥的机能。这种现象不单单会发生在老化的卵子上，也会出现在身体内的各种细胞上。

另外，卵子的老化，与卵泡发育时期促使卵子成熟、排卵的细胞数目减少亦有关系。此外，随着年龄的增长，延伸到卵泡处的血管开始变细，无法给卵子提供充足的营养，这也可能是卵子老化的原因之一。不仅如此，促使受精卵在子宫着床的胚膜细胞（由受精卵的一部分变化而来的，形成胎儿胎盘的细胞）的基因机能，也会因为老化而变得低下，有可能使着床失败。

 老化的卵子里发生的事情

老化的卵子中，在细胞器等组成部分上会出现各种各样的异常，其中多数与线粒体产生能量的能力低下有关。

（本文发表于《科学世界》2013年第3期）