Maternal Metabolic Health and Female Fertility: a bovine model to study the effect of elevated non-esterified fatty acid concentrations on oocyte and embryo physiology

Veerle Van Hoeck, DVM, PhD

Download thesis (pdf, 6.23 MB)

Abstract in Dutch

Metabole stoornissen en Vruchtbaarheid: hoge vetzuurconcentraties in het bloed tasten de kwaliteit van de eicel en het embryo aan

Metabole gezondheidsproblemen gaan gepaard met een gedaalde vruchtbaarheid bij een vrouw. De kans op conceptie daalt en het aantal miskramen neemt toe. Patiënten die leiden aan diabetes type II en/of obesitas hebben vetweefsel dat veel vetten mobiliseert. Ook chronische stress of een negatieve energiebalans doet de vrije vetzuurspiegels in het bloed stijgen. Hoge vrije vetzuurconcentraties worden steeds vaker erkend als belangrijke sleutelmoleculen in het ontstaan van de gedaalde vruchtbaarheid bij een vrouw die te maken krijgt met metabole problemen. Onderzoek bij melkkoeien die veel vet mobiliseren uit hun lichaamsreserves om de melkproductie te ondersteunen, toonde aan dat deze hoge vrije vetzuren namelijk in het micromilieu van de eicel en het jonge embryo terechtkomen en zo mogelijks de vroeg embryonale ontwikkeling kunnen remmen.
Omdat boviene eicellen een prima onderzoeksmodel vormen, maakten we in deze thesis gebruik van een bovien in vitro embryoproductiemodel om de effecten van hoge vetzuurconcentraties heel gedetailleerd in kaart te brengen.
Ons onderzoek toonde aan dat eicellen na blootstelling aan hoge concentraties vrije vetzuren aanleiding geven tot embryo's die minder cellen bevatten, een gewijzigde genexpressie vertonen en een verstoord energiemetabolisme hebben. Dergelijke embryo's consumeerden minder zuurstof, glucose en pyruvaat in vergelijking met controle embryo's. In tegenstelling tot het gereduceerde energiemetabolisme, vertoonden de embryo's ook een opgereguleerd aminozuurmetabolisme. Al deze parameters bevestigen de gedaalde embryokwaliteit en dus een verlaagde kans op zwangerschap. Bovendien ontdekten we dat ook de ontwikkeling van embryo's die zelf worden blootgesteld aan hoge vetzuurconcentraties ondermaats is en dat ook de genen die tot expressie komen in dergelijke embryo's afwijkt van het genexpressieprofiel van normale embryo's. De verworven relevante fenotypische informatie in combinatie met de gedetailleerde genexpressie data in eicellen en embryo's heeft significant bijgedragen aan het blootleggen van het achterliggend mechanisme van directe eicel en embryonale vrije vetzuurtoxiciteit.
Concluderend kunnen we stellen dat een eicel en jong embryo heel gevoelig blijken te zijn voor de minste metabole verstoring in hun omgeving en in het bijzonder voor hoge vrije vetzuurconcentraties. Dit werk uitgevoerd op eicellen en embryo's van koeien, kan bijdragen tot het verklaren van de gekende vruchtbaarheidsprobleem bij vrouwen met de hoger genoemde metabole aandoeningen.