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光照对早期胚胎发育的影响

光照对早期胚胎发育的影响
发表人:京东健康

作者 | 曾桥

文章首发于 |  蒲荷孕育公众号

 

“光”让万物苏醒,让种子萌芽,让百花开放!昼夜交替、四季轮回、万物生长都离不开光。古人点火取光,现代人类在日常生活中更是离不开光。那么光照对人类生命的“种子”—胚胎又有哪些影响呢?

 

我们都知道新生命是在母体子宫内孕育生长的,子宫内温暖黑暗湿润的环境是胚胎发育最理想的温床。但是在辅助生殖技术(assisted reproductive technology, ART)中早期胚胎的多项操作均需要在“光”下面进行,如显微镜光源、手术室光源的使用。这样胚胎不可避免会受到光照的影响,从而引发了人们对胚胎生长发育安全的担忧。

 

 

一. 光照对哺乳动物早期胚胎的伤害

 

胚胎吸收光子后会进入激发态,激发态的分子能量通常会通过化学反应、产生热能、轫致辐射效应和击穿作用这几种传递途径导致胚胎损伤。

 

光照对胚胎的诱导损伤通常表现在以下几个方面,如:囊胚形成率下降、DNA损伤、活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成、胚胎应激反应和诱导性凋亡等。

 

(图:光谱线示意图)

 

当胚胎暴露在380-800nm的可见光时,在高密度光照条件下,细胞内线粒体存在的高密度物质如细胞色素、黄素蛋白、NAD(P)H等对光有强烈的吸收作用,胚胎吸收光子后诱发ROS如O2-、H2O2、OH-等的生成,ROS可造成胞质钙离子浓度升高,细胞膜去极化,核膜损伤,DNA合成阻碍,细胞凋亡等一系列伤害作用。ROS还可造成细胞膜上不饱和脂肪酸、甾醇类物质的氧化损伤、甘油醛-3-磷酸脱氢酶失活,导致ATP生成减少,组蛋白、线粒体缺乏,进一步扰乱DNA的表达。

 

二. ART过程中显微镜光照指数

 

在辅助生殖过程中,一枚胚胎的形成要经过卵子、精子的准备;精卵体外结合或显微单精子注射等诸多步骤,形成胚胎后又要定时跟踪观察胚胎的生长情况。这些操作都离不开显微镜的使用。那么显微镜灯光对胚胎有哪些影响呢?科学家对常规IVF操作中胚胎所受光照的波长、照度及平均曝光时间等进行调查,发现胚胎所受到的光照95%来自于显微镜。

 

在ART显微操作过程中,光照强度一般在2500lux~5000lux(约20~30W/m2,150lux≈1W/m2,W=J/s)范围内,环境光较少,约200~400lux(0.1-0.5W/m2)。常规IVF、ICSI、ICSI+PGD等操作中胚胎所受到光照能量为3.2-17.4KJ/m2,其中来自环境光的照射能量大概为0.2-1KJ/m2,占总能量的7%左右。

 

光照对早期胚胎产生的影响具有时间依赖性。早期胚胎接受光照的时间越长,受到的损伤就越大。除了总照射时长的累积效应,光损伤与照明时间所占拍摄间隔周期的比例也具有一定的相关性。

 

光照对胚胎伤害不仅与光照剂量有关,也与光谱组成相关。有研究者利用暖白色荧光灯、冷白色荧光灯、太阳光三种光源分别照射小鼠受精卵15min,结果发现太阳光对小鼠受精卵的伤害最为严重,胚胎存活率仅为25%;其次是冷白色荧光灯胚胎存活率44%;暖白色荧光灯对胚胎存活率的影响不显著。因此胚胎实验室常规使用暖白色荧光灯,最大限度的减少灯光照射可能对胚胎产生的不良影响。

 

三.光照损伤的预防及控制

 

1.显微镜光照是胚胎体外操作过程中最主要的光照来源,改善显微镜照射条件对减少胚胎光损伤来说非常重要。例如在显微镜加载滤波片(如绿光通透性滤波片、过滤光谱<500nm的蓝光滤波片)避免紫外及蓝光伤害可有效减少光损伤。或者使用多光子显微镜、谐波振荡显微镜、选择性平面照明显微镜等新型显微镜,可以减少胚胎细胞的单光子吸收和光照对胚胎内部的干扰作用。

 

2.提高对胚胎的扫描速度,增加同位点扫描延迟或者采用随机扫描方式,减少激发位点的重复扫描率及选择长波长光源型号等均可有效减少光损伤效应。

 

3.缩短胚胎体外操作时间减少胚胎曝光,选择低氧培养环境,建立体外胚胎共培养体系如胚胎成纤维细胞共培养系统等一定程度上也可以弥补光照对胚胎造成的伤害作用。

 

结束语

 

ART中早期胚胎的多项操作需要借助显微镜,这就难免会受到光的照射。虽然光照会对早期胚胎产生影响。但是借助于现代技术的发展,更多操作技术的优化,我们相信在不远的将来,“光”终究会被人们所用。

 

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  • 一、生命早期1000天不可忽视

     

    有的爸爸妈妈可能听说过“1000天理论”,它强调的是胎儿期和出生后前两年的时间。但具体有多重要,可能很多人都没有深刻的感受。

     

    分享一个最近遇到的门诊患者情况,或许你就能了解到生命早期1000天的重要性。

     

    门诊有一位孕十四周的妈妈,虽然身材很瘦小,但给她做体成份分析的时候发现内脏脂肪较高,皮下脂肪也比较多,属于隐形肥胖的情况。而她检测空腹血糖数值6.1,在喝糖水后一小时是数值17.4,而在两小时后数值显示14.2,所以这些数值已经非常高,已经达到了糖尿病合并妊娠的程度。

     



    一般来说,外表肥胖的人会比较容易出现这样的结果。但她的形象是比较矮小的,所以我在想她是不是因为母亲在怀孕时营养储备应该不太好,便问她自己是否是早产儿。然后她很惊讶地回答说,母亲怀孕八个月的时候自己就已经出生了,而当时的出生体重也比较低,只有四斤多一点点。

    所以这位妈妈自己在被母亲孕育的时期,因为营养不够充分导致早产。所以等到自己怀孕的时候出现了妊娠糖尿病的情况且非常严重。所以说宝宝在被孕育的那一刻起,母亲的孕期营养状况就将影响他的整个一生,不仅是胎儿期、婴幼儿期,还包括成年后的整体健康状况。

     

    像她这种情况其实非常典型多哈的理论,也就是刚开始说的「生命早期的营养和成年疾病的关系」。

     

    二、出生体重过高过低,都会影响后期发育。

     

     

    现已有很多文献,对关于世界各国出生的新生儿体重和成年后疾病做出了一些相关性的分析,发现出生体重过低,特别是早产儿,将来发展成为成年期糖尿病、高血脂甚至精神疾病的风险都是明显增加的。

     

     

    另外对于出生体重过高的,比如出生时八九斤以上的宝宝,就属于巨大儿。所以一般来说,推荐孩子出生体重在6-7斤是非常有科学道理的。因为早产儿在妈妈宫内营养是不足的,很多早产儿的出生的时期正好处在脏器的生长阶段,如果期间出现营养不足会造成脏器永久的功能障碍。而出生体重也与成年后妊娠时患GDM的风险呈负相关,有资料显示当孕妇出生体重<2500g时,成年妊娠后发生GDM的风险会增高9.3倍。

     

    三、母亲妊娠期营养不足,可能会影响孩子成年健康

     

    充分的证据已经表明,母亲妊娠期间,胎儿在子宫内的营养和婴幼儿期的营养对其童年和成年之后的健康有深远影响。不健康的营养方式,不仅对胎儿和婴幼儿期发育产生不良影响,而且会带来永久性“不良后效”,使成年后患病的风险升高,包括更容易患心脏病、肥胖症、高血压、糖尿病、脑卒中和癌症,如果成年生活方式不健康,将会累加造成更大不良后果。

     

     

    简单来说,从宝宝在体内孕育的那一刻起,母亲的孕期营养状况就将影响他的整个一生,不仅是胎儿期、婴幼儿期,还包括成年后的整体健康状况。生命早期1000天(即妊娠期、生后2年)是对一生健康最重要的时期。而现在生命早期概念把1000天理论的出生后前两年延长到了出生后前三年,更加强调了发育的弹性和可伸展性。

     

    而怀孕属于一个特殊的阶段,所以有些孕妇在孕前可能有一些糖尿病前期状态并没有在意,但是在怀孕早、中期以后孕妇体内的升高血糖的激素逐渐会越来越多,而这时候再加上胰岛功能不足,那么一系列的问题就显现出来了,所以今天分享的这位孕妇就属于「多哈理论」典型的案例。

     

    四、什么是多哈理论?多哈理论代表着什么?

     

     

    多哈是“健康和疾病的发育起源”的一个英文的缩写。它将出生前后的营养失衡与疾病问题联系在一起,认为如果生命早期1000(包括早期胚胎、胎儿和婴幼儿时期)经历不利因素,如营养或环境不良等,将会增加其成年后罹患肥胖、糖尿病、心血管疾病等慢性疾病的几率,这种影响甚至会持续好几代人,会遗传给子子孙孙啦。

     

    所以当孙辈们发病时,得赶紧问问祖母们年轻怀孕时发生了什么……

     

    五、在早期各阶段,营养如何发挥作用?

     

     这里有一张非常简洁的示意图,直观表明了在几个不同阶段,营养发挥的重要作用。

    所以你的生命早期是啥情况?要赶紧搞清楚哦。

     

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  • 家长咨询:夜灯还能开吗?

    您好医生,我的宝宝现在快1岁了。之前体检都是在社区进行的。前几天,和朋友聊起宝宝的生长发育。朋友说他们家的宝宝在体检时,做过视力检查,并且您嘱咐她一定要关掉“夜灯”。我的宝宝之前有过吐奶的情况,所以晚上睡觉时,一直有开“夜灯”的习惯。我想知道一下,为什么宝宝睡眠时,不要开“夜灯”呢?对健康会有不好的影响吗?

     

    很多有宝宝的家庭,都有在晚上开小夜灯的习惯。比如,对于小宝宝来说,方便家长观察宝宝的睡眠情况,夜间的哺乳等。对于大宝宝来说,开着夜灯,宝宝上厕所更方便,减少意外发生。

     

    但是,长时间整晚开着小夜灯,的确会对宝宝产生一些影响。

     

    一、夜灯会对宝宝睡眠产生影响

    我们的睡眠节律是由“褪黑素”来调节的,而褪黑激素的合成受光周期的制约。

     

    在夜间睡眠时保持黑暗,白天接受正常的关照(室内保证正常光亮),能够保证褪黑素的正常分泌。反之,则会造成褪黑素分泌的紊乱。而夜间的褪黑素水平的高低,会直接影响到宝宝的睡眠质量。

     

    婴儿在3个月左右才会建立起正常规律的褪黑素生物钟。所以对于小婴儿来说,在夜间喂奶或更换尿布时,短暂的开夜灯,并不会对宝宝生长发育、睡眠周期建立产生影响。那对于较大儿童,相关研究较少。但夜间灯光对成人睡眠的影响是显著的,所以我们为什么不控制好这一可能影响睡眠的因素,让宝宝健康的成长呢?

     

    值得注意的是,哈佛大学医学院发表的一份健康公报表明,现代多用的荧光灯中蓝光偏多,以及电子设备屏幕发射的蓝光,如果在夜里使用对生物钟的影响更大。所以,这也是为什么宫医生会强调在孩子入睡后,不要在旁边刷手机的原因之一。

     

    总结:为了方便照顾小婴儿,短时的开夜灯,是完全没有问题的;对于较大的宝宝,最好可以关掉夜灯,让宝宝享受睡眠;对于3岁以上的宝宝,完全没有必要开着夜灯。

    二、夜灯对宝宝长高,也有间接影响

    对儿童长高最重要的激素就是生长激素!

     

    生长激素在熟睡状态的分泌量是清醒时的3倍左右,尤其是在晚上10:00-凌晨2:00、早上5:00-7:00这2个时段,分泌最旺盛。但值得注意的是,生长激素的大量分泌有一个前提——需要宝宝进入深度睡眠时才会发生。

     

    所以,想帮助孩子长高,就要保证夜晚的睡眠时间和质量,从而促进孩子生长激素的分泌。夜灯可能影响到宝宝的睡眠质量,间接对宝宝长高也产生影响。

     

    三、夜灯会对宝宝视力影响大

    正常的昼夜节律对眼睛的正常发育和正视化是必要的。

     

    一项研究调查了479名2-16岁美国儿童(70%白人,30%非裔),发现两岁前在黑暗中睡觉的婴儿后来只有10%的近视;那些开着夜灯睡觉的孩子后来有34%的近视;而那些开着正常灯睡觉的小孩后来的近视率有55%。这些数字说明了,开灯睡觉对于近视的发生影响很大。

     

    当然,引起宝宝视力发育异常的原因,不仅只有这一项。但关闭了夜灯,就可以减少一项“危险因素”,何乐而不为呢。

     

    四、夜灯会对宝宝性发育可能有间接影响

    谈到性发育,我们还要提到一个关键因素——褪黑素。

     

    褪黑素的分泌可以抑制促性腺激素不过早积累,因而也就不会过早启动发育。因为促性腺激素的水平,直接决定孩子是否进入青春期性发育过程。所以,如果夜间的灯光对褪黑素的分泌产生影响,那么也会影响到性发育的。

     

    以上就是我对“夜灯”问题的总结,希望对家长有帮助!​​​​

  •   世界卫生日,主题是健康的母亲和儿童。世界卫生组织今日在日内瓦总部召开新闻发布会时对全球妇女儿童的生存状况表示严重忧虑。中国室内环境监测委员会发布的室内环境警示说,今年2月美国专家的最新一项研究表明,吸入污染程度较重空气的孕妇,其新生儿发生的持久性基因变异比正常水平增加大约50%。这是世界上第一次发现空气污染能造成胎儿染色体发生变化的证据。

      据了解,2002年美国一个生育缺陷监控项目组科研人员通过对9000名新生儿进行跟踪研究发现,妇女在怀孕期间吸入被污染的空气,日后所生出的孩子患上心脏方面的疾病可能性是呼吸最清新空气的孕妇所生孩子的3倍。

      环境专家介绍,在发达国家,每10万儿童中患白血病的人数平均为4人。而我国每年新增的白血病患者达到4至5万人,发病比例超过发达国家,平均每10万人中就有5至8人。

      专家分析,室内环境污染已经成为危害儿童健康的重要因素主要来自三个方面:建筑、装饰和家具中的有害物质;玩具里的有害物质;特殊环境里的有害物质,如居住在加油站和汽车修理厂附近的儿童患白血病的几率较高,居住在公路沿线和街道附近的儿童铅中毒的可能性较大,儿童还容易受到电磁污染、噪声污染、光污染等的伤害。

      专家提醒家长在家庭装修中要注意,弹性地板、沙发和床垫的复合面料以及皮革涂饰剂等物品中含有大量重金属,在儿童房应该避免使用;新买家具用前先通风;儿童房间的装饰设计不要片面地追求设计效果,不要使用大量颜色的涂料,因为五彩缤纷的涂料重金属含量就越多

  • 作者:田晓艳 主治医师 滕州市中医医院 妇产科综合

    胎心是胎儿的重要生命体征之一,怀着宝宝的女性朋友们一定要注意做好胎心监测的工作,一旦发现宝宝的胎心出现了异常,就要立即采取正确的措施来应对。胎心过高是常见的胎心异常症状之一,但有很多人却不知道胎心过高会对胎儿有什么样的影响,那么接下来小编就向各位读者朋友们详细解说胎心过高对胎儿的影响有什么这个问题。

    导致孕妇肚子里的宝宝出现胎心过高这种情况的原因很有可能是因为宝宝正处于缺氧的环境之中。所以说,如果胎心过高有可能会让宝宝因为严重的缺氧而造成脑瘫等永远无法治愈的后遗症。因为胎心过高导致的脑瘫患儿即使顺利的出生了,也没有被治愈的可能。这样的孩子在接下来的漫长人生中,会因为智力低下等各方面的原因遭受到社会上一些人士的歧视,从而产生抑郁、自卑、内向等严重的心理障碍。再加上自身的智力障碍,他们有很多事情都无法去做,有很多事情都做不好,严重的甚至是连基本的自理能力可能都没有,这会给家庭带来沉重的负担。

    但是只有持续十分钟以上的时间出现胎心过高的情况,才有可能会导致胎儿出现脑瘫的后遗症。如果宝宝出现胎心过高的情况仅仅是偶尔发生,而且是短暂的出现了一下,那么就不会对胎儿的发育状况造成实质性的影响。

    以上就是对于胎心过高对胎儿的影响有什么这个问题的相关解说。胎心过高是一种严重的胎心异常现象,准妈妈们如果只是偶尔发现胎儿会出现短暂的胎心过高现象,那就不需要对此过分担心,但倘若胎儿出现了持续十分钟以上胎心过高的现象,那就需要立即接受检查和治疗。

  • 作者 | 沈鉴东

    文章首发于 |  蒲荷孕育

     

    获得一枚优质有潜力的胚胎是试管婴儿成功的基础,影响优质胚胎形成的因素很多,最重要的莫过于胚胎的自身背景,但外界培养环境以及操作也是不容小觑的,我们来看一看那些影响胚胎发育的外界因素。

     

    好的种子是长成参天大树的根源,好的胚胎也是试管婴儿助孕成功的基础。随着辅助生殖技术的快速发展,人们对试管婴儿治疗的要求越来越高,不但要怀孕,而且还要好孕,而对成功好孕最重要的因素,除了胚胎本身的遗传背景内因,外因还有哪些?

     

     

    培养液

     

    培养基对于胚胎而言就如同食物与我们的关系,是否可口,营养如何在一定程度上决定了胚胎的发育。培养基中主要含有水、无机盐、能量物质、氨基酸、维生素、蛋白质、生长因子、缓冲体系等等,目前市面上的培养基种类很多,很多专家都用胚胎的评分、着床率、或者囊胚形成率来评价培养基的优劣,但并没有确凿的证据证明哪种培养基较其他的更加优越,各大生殖中心都是根据自己的经验以及培养条件选择最适宜的产品的。

     

    培养环境

     

    1 氧气

     

    大气中的氧气含量约21%,但根据人输卵管的生理环境,模拟低氧(5%)环境培养胚胎,可显著提高胚胎的质量、种植率以及活产率,也有文献推测是低氧环境可减少氧自由基的产生,减少对胚胎的损伤,有利于胚胎的发育,但详细机制并不十分清楚。

     

    2 温度

     

    根据数据分析显示,胚胎最喜欢的温度是37°C,和正常人体内的温度差不多。温度过高或者过低都会影响胚胎的发育,温度过低时胚胎的发育变得迟缓,温度过高更是对胚胎的纺锤体造成不可逆的损伤,影响胚胎的分裂以及代谢,严重时可直接导致胚胎死亡。为了保证胚胎恒定的培养环境,我们生殖中心的每一步胚胎操作都是在37°C恒温的平台上进行,且都有非常敏感的温度监测系统,确保胚胎能够一直在最稳定的温度中生长。

     

    3 CO2:

     

    对于人体来说,CO2主要是用来刺激呼吸,但对胚胎而言,CO2则是用来调节培养环境的PH值,培养环境的偏酸或者偏碱都会影响到胚胎细胞的增殖分化和代谢。

     

    CO2主要是与培养基中缓冲体系互相作用,使胚胎一直处于和人体最接近的最舒适的酸碱度中,我们每天检测培养箱内CO2的浓度,以保证给胚胎提供一个恒定、最佳的生长环境。

     

    胚胎的相关操作

     

    1 受精:

     

    也就是精子与卵子的结合,目前主要有两种方法,长时受精和短时受精:

     

    ①长时受精是指让精子与卵子孵育过夜,第二天拆除胚胎周围的颗粒细胞观察受精情况;

     

    ②而短时受精是指将精子与卵子孵育4~5小时就开始拆除胚胎周围的颗粒细胞观察受精情况。短时受精可减少精子与卵子的孵育时间,减少了多余精子产生的代谢产物对卵子的危害,另外,若发现受精率偏低或者完全不受精的情况还可以进行补救措施,可以部分挽救患者的损失,但对胚胎师来说却是大大的增加了压力,为了更好的为患者服务,我们中心也是以短时授精为主哦!

     

    2 胚胎的培养状态:

     

    在人体内,胚胎并不是处于完全静止的状态,而是被输卵管和子宫内的纤毛和肌肉的牵动下游走运动,因此市面上开始出现微震荡或者左右摇晃的培养箱,以模拟母体内的状态,也有部分文献说明此方法能提高成功率,但由于可操作性差以及性价比较低而没有普及应用。

     

    3 胚胎的冷冻和解冻:

     

    胚胎的冷冻技术可称为是试管婴儿史上的一次飞跃,在早期,主要是程序化冷冻技术,该技术在试管婴儿发展早期应用广泛,解决了辅助治疗过程中胚胎剩余的这一大难题,但其操作流程复杂,冷冻效率低,耗时长,设备昂贵。

     

    随着玻璃化冷冻技术的出现,程序化冷冻技术逐渐退出了历史的舞台,有报道称目前玻璃化冷冻技术的复苏率在90%以上,而我们中心的复苏率可高达97%以上,胚胎可以放心的在液氮中冬眠噢,二孩也完全不是问题。

     

     

    培养胚胎与抚养孩子如出一辙,给的外界条件再优越,也需要一双温柔的手,一颗关爱的心,一个负责任的态度来呵护他的成长。在江苏省人医生殖中心,我们把每一个胚胎当作独一无二的生命呵护,相信我们的专业、用心,一定能早日帮您实现为人父母的梦想。

     

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  • 生化妊娠就是精子与卵子结合成受精卵,但是没有回到子宫里着床,或者是回来了,没有着上床,这种叫生化妊娠,这种情况常常吃出现在做试管婴儿的妇女身上。那么导致胚胎生化的原因有哪些?如何提高胚胎着床率,避免生化妊娠呢?


    胚胎生化的原因有哪些呢?


    受精卵本身有缺陷:有基因缺陷的精子和卵子形成受精卵容易导致妊娠生化,预防检查可做染色体检查;

     


    卵巢黄体功能不健、孕酮分泌不足、子宫内膜异常。影响受精卵的着床,预防可在怀孕前检查激素六项);


    子宫因素:子宫发育不良、子宫粘膜下肌瘤、子宫内膜息肉、宫腔粘连、子宫内膜结核等影响受精卵着床。预防检查可做宫腔镜;


    免疫因素:近年来对免疫因素的研究,认为有两种免疫情况影响受孕。a同种免疫:精子、精浆或受精卵是抗原物质,被阴道及子宫上皮吸收后,通过免疫反应产生抗体物质,使精子与卵子不能结合或受精卵不能着床;b自身免疫:认为不孕妇女血清中存在透明带自身抗体,与透明带起反应后可防止精子穿透卵子,因而阻止受精;

     

    预防检查可验血检查免疫抗体、封闭抗体;


    精神过度紧张,尤其是因未孕而严重的焦虑,心理压力过大。提高胚胎着床率应该要学会放松心情。

     


    以上因素是导致生化妊娠的主要因素,因此无论在需要备孕前,一定要做全面的身体检查,以预防生化妊娠。


    更需要注意的是,试管婴儿妇女在胚胎移植后发生妊娠生化的几率要比自然怀孕的妈妈更高,因此胚胎移植前后更是要小心谨慎。但是如果担心试管婴儿的成功率,建议购买一份试管婴儿保险,目前易康保平台已经推出了全国第一款,可以“保”怀孕“,不能够在特定时间内怀上孕,还会赔你钱。


    作为试管婴儿过程的最后一步,胚胎移植这个阶段总是让人紧张,但又充满了希望。而一旦胚胎被放置进子宫,便来到了所有接受试管婴儿过程的朋友们在正式怀孕之前都必须经历的一个步骤——胚胎着床。胚胎着床了,妊娠生化就不容易出现了。

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