Comparing antioxidant enzyme levels in follicular fluid in ICSI-treated patients

• Published in: Gynécologie, obstétrique & fertilité Vol. 43; no. 7-8; pp. 515 - 521
• Main Author: Wdowiak, A.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: France Elsevier SAS 01.07.2015
• Subjects: Adult; Age Factors; Antioxidants - analysis; Blastocyst - physiology; Catalase; Catalase - analysis; Embryo Culture Techniques; Embryonic Development; Female; Follicular fluid; Follicular Fluid - enzymology; Humans; ICSI; Liquide folliculaire; Observation de l’embryon en temps réel; Perimenopause; Pregnancy; Pregnancy Rate; Real-time embryo observation; Sperm Injections, Intracytoplasmic; Superoxide dismutase; Superoxide Dismutase - analysis; Superoxyde dismutase; Observation de l’embryon en temps réel; ICSI; Catalase; Real-time embryo observation; Superoxide dismutase; Superoxyde dismutase; Liquide folliculaire; Follicular fluid
• ISSN: 1297-9589; 1769-6682
• DOI: 10.1016/j.gyobfe.2015.06.004

Oxidant-antioxidant imbalance has an adverse effect on all stages of reproduction. Follicular fluid levels of superoxide dismutase (SOD) and catalase, and the rate of embryo development were compared in women at early perimenopausal and childbearing age, undergoing intracytoplasmic sperm injection (ICSI). Patients (n=168) were divided: 110 women at childbearing age (27–35), and 58 aged 40–46. SOD and catalase levels were determined using spectrophotometry, and embryo culture assessed every 10minutes. Statistically significant differences were observed between the number of pregnancies at child-bearing age (30.91%) and early perimenopause (3.45%) (Chi2=15.417, df=1, P=0.0001); also between the rate of embryo development from pronuclear to 4-cell stage, and to achievement of blastocyst stage. This rate was faster in women at childbearing age than those older. SOD levels were lower in younger than older women (Z=−8.473, P<0.001). Catalase levels were significantly higher in patients at childbearing age than those aged 40–46 (Z=−8.473, P<0.001). On the basis of the Kruskal-Wallis test, the group of younger patients showed the occurrence of a statistically significant correlation between the class of embryos, assessed on the second day of observation, and SOD concentration, in which class A showed a mean of 31.83 U/mL, whereas SOD for the B class was –27.61 (H=9.380, P=0.009). During the inner cell mass (ICM) and trophectoderm (TE) assessments in both groups, higher mean SOD concentration accompanied the highest quality of embryos, but statistically significant correlations concerned only older patients in the case of ICM (H=8.476, P=0.014) and TE (H=8.251, P=0.016). The rate of embryo development decreases with age. In early perimenopause, SOD levels increase, while catalase levels decrease. Additionally, in early perimenopause, SOD activity shortens the time in which 4-cell stage is achieved, while catalase activity delays the 5-cell and blastocyst stages. The quality of embryos has no association with catalase concentration. SOD concentration is associated with the good quality of embryo on the second day of development. The quality of blastocyst in patients in the early perimenopausal age is dependent on SOD concentration. However, the most important prognostic factor of pregnancy after ICSI is age. Le déséquilibre oxydant-antioxydant a un effet négatif sur tous les stades de la reproduction. Les taux de superoxyde dismutase (SOD) et de catalase dans le liquide folliculaire ainsi que le stade de développement embryonnaire ont été comparés chez les femmes en début de préménopause et celles en âge de procréer, dans le cadre d’une prise en charge en injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI). Les patientes (n=168) ont été ainsi réparties : 110 femmes en âge de procréer (27–35) et 58 femmes âgées entre 40 et 46ans. Les taux de SOD et de catalase ont été déterminés par spectrophotométrie, et la culture de l’embryon évaluée toutes les 10minutes. Des différences statistiquement significatives ont été observées entre le nombre de grossesses à l’âge de procréer (30,91 %) et celles en début de préménopause (3,45 %) (Chi2=15,417, dL=1, p=0,0001) ; de même entre la vitesse de développement embryonnaire du stade pronucléaire au stade 4 cellules, jusqu’au stade blastocyste. Ce niveau a été plus rapidement atteint chez les femmes à l’âge de procréer que chez elles plus âgées. Les taux de SOD étaient inférieurs chez les femmes plus jeunes (Z=−8,473, p<0,001). Les taux de catalase étaient significativement plus élevés chez les patientes en âge de procréer que dans la tranche d’âge 40–46 (Z=−8,473, p<0,001). Sur la base du test de Kruskal-Wallis, le groupe de patientes plus jeunes a montré l’apparition d’une corrélation statistiquement significative entre la classe embryonnaire, évaluée sur la deuxième journée d’observation, et la concentration de SOD, où la classe A a montré une moyenne de 31,83 U/mL alors que la classe B avait une moyenne de −27,61 (H=9,380, p=0,009). Lors des évaluations de la masse cellulaire interne et du trophectoderme dans les deux groupes, plus la concentration moyenne de SOD était élevée meilleure était la qualité des embryons, mais les corrélations statistiquement significatives ne concernaient que les patientes âgées dans le cas de l’ICM (H=8,476, p=0,014) et TE (H=8,251, p=0,016). Le taux de réussite du développement de l’embryon diminue avec l’âge. En début de périménopause, les taux de SOD augmentent, tandis que les niveaux de catalase diminuent. De plus, en période de périménopause, l’activité de la SOD raccourcit le délai jusqu’à obtention du stade 4-cellules, tandis que l’activité de la catalase retarde les stades 5-cellules et blastocyste. La qualité des embryons n’a aucun lien avec la concentration de la catalase. La concentration en SOD est, elle, associée à une bonne qualité de l’embryon au deuxième jour du développement. La qualité du blastocyste chez les patientes en début de préménopause dépend de la concentration en SOD. Cependant, le facteur pronostique le plus important d’une grossesse après ICSI est l’âge.