توصيفگر ها :
اسيدهاي¬آمينه , متابوليسم رويان , كيفيت رويان , فرضيه رويان آرام
چكيده فارسي :
در سالهاي اخير نقش كليدي اسيدهايآمينه در مسيرهاي متابوليكي و فرآيندهاي زيستي، بهويژه در تكوين رويان، مورد توجه ويژهاي قرار گرفته است. دليل اين توجه نقش¬هاي متنوع آن¬ها در سنتز پروتئين، رشد و تقسيم سلولي، تنظيم بيان ژن و مسيرهاي اپيژنتيك، تعادل اسمزي و پيام¬رساني است. رحم با فراهمكردن محيط متابوليكي مناسب، بستر رشد رويان را مهيا ميكند و الگوي مصرف اسيدهايآمينه توسط رويان ميتواند بيانگر نيازها و توانايي رشدي آن باشد. بر اين اساس، ارزيابي متابوليسم اسيدهايآمينه در مراحل اوليه رشد، شاخصي از وضعيت فيزيولوژيك و پتانسيل تكويني رويان است. در همين راستا، فرضيه رويان آرام (Quiet Embryo Hypothesis) بيان ميكند كه رويانهايي با متابوليسم پايينتر از شانس زيستپذيري بالاتري برخوردارند. با اين حال، مطالعات بعدي نشان دادند كه متابوليسم بيش از حد پايين، معمولاً نشانه توقف رشد يا از دست رفتن قابليت زيستي رويان است. بازنگري در اين فرضيه بيان مي¬كند كه رويان سالم داراي متابوليسم پويا و بهينه است يعني نه آنقدر پايين كه سبب توقف در رشد شود و نه آنقدر بالا كه بيانگر استرس و اختلال متابوليكي باشد. اين محدوده بهينه را منطقه گلديلاكس مينامند و ناحيهاي است كه در آن رويانها بيشترين پتانسيل رشدي خود را نشان ميدهند. با توجه به اهميت متابوليسم اسيدهايآمينه در رشد و بقاي رويان ، هدف اين مطالعه تحليل و مقايسه الگوهاي متابوليسم اسيدهاي¬آمينه در رويانهاي با كيفيت بالا و پايين و سنجش صحت فرضيهي رويان آرام در شرايط همكشت با رحم در حوالي لانهگزيني در گونه بز بود. در اين مطالعه، پس از بلوغ آزمايشگاهي تخمكها و انجام لقاح، جنينها تا مرحله بلاستوسيست كشت داده شدند. بلاستوسيستهاي حاصل بر اساس كيفيت مورفولوژيكي به دو گروه با كيفيت بالا و كيفيت پايين تفكيك شدند. سپس، هر گروه در مجاورت رحمهاي بهدستآمده از بزهاي مادهاي قرار گرفت كه در روزهاي 5 تا 10 چرخه فحلي بودند. بدين ترتيب، سه تيمار آزمايشي شامل (1) رحم بدون حضور رويان (گروه كنترل)، (2) رحم در حضور رويانهاي با كيفيت بالا و (3) رحم در حضور رويانهاي با كيفيت پايين، در يك محيط كشت پايهي مشترك مورد بررسي قرار گرفتند. نمونههاي محيط كشت پس از 24 ساعت جمعآوري و با استفاده از دستگاه HPLC براي تعيين غلظت اسيدهاي آمينه مورد آناليز قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه رويانهاي با كيفيت بالا، الگوي مصرفي متعادل و بهينهاي از اسيدهاي آمينه داشتند؛ الگويي كه با فرضيه رويان آرام و اصل گلدي لاكس همخواني دارد. در مقابل، رويانهاي با كيفيت پايين، الگوي مصرف نامتعادلي بهويژه در مورد آرژنين و اسيدهاي آمينه نيمهضروري نشان دادند. اين يافتهها بيانگر آن است كه رويانهاي سالم احتمالا قادر به تنظيم مصرف و ترشح اسيدهاي آمينه در محيط اطراف خود هستند و متابوليسم بهينه آنها حتي در حضور بافت رحم نيز حفظ ميشود.
چكيده انگليسي :
The key role of amino acids in metabolic pathways and biological processes, particularly during embryonic development, has attracted considerable attention in recent years. This interest stems from their diverse functions in protein synthesis, cell growth and division, regulation of gene expression, participation in epigenetic pathways, osmotic balance, and intercellular signaling. The uterus provides a conducive metabolic environment that supports embryonic growth and survival, and the selective uptake of nutrients, particularly amino acids, from the surrounding environment by the embryo may reflect its metabolic demands and developmental competence. Accordingly, evaluating embryonic metabolism and amino acid utilization, especially during early developmental stages, can offer valuable insights into the physiological status and developmental potential of embryos. In this context, the “Embryo Quiet Hypothesis,” first proposed by Leese et al. (2002), suggests that embryos with lower metabolic activity exhibit higher viability. Initially, this concept was interpreted to imply that a healthy embryo should have minimal metabolic activity. However, subsequent studies indicated that such an interpretation is not entirely accurate, as excessively low metabolism often signals developmental arrest or loss of embryonic viability. A revised view of this hypothesis proposes that a healthy embryo is not necessarily metabolically “quiet” in the sense of inactivity, but rather exhibits dynamic and optimized metabolism—neither so low as to indicate growth arrest nor so high as to suggest stress or metabolic dysregulation. This optimal range is referred to as the “Goldilocks zone,” in which embryos display maximal developmental potential. Given the importance of amino acid metabolism in embryonic growth and survival, the present study aimed to analyze and compare amino acid metabolic patterns in high- and low-quality embryos and to assess the validity of the Embryo Quiet Hypothesis under conditions of co-culture with the uterus around the peri-implantation period in goats. To this end, oocytes were matured in vitro, fertilized, and cultured to the blastocyst stage. Blastocysts were then classified into high- and low-quality groups. Each group was co-cultured with uteri obtained from female goats on days 5 to 10 of the estrous cycle. Three treatment groups were established: uterus without embryos (control), uterus with high-quality embryos, and uterus with low-quality embryos, all maintained in a common basal culture medium. Culture media samples were collected after 24 hours and analyzed for amino acid concentrations using HPLC. The results demonstrated that high-quality embryos exhibited balanced and optimized amino acid consumption, consistent with the Embryo Quiet Hypothesis and the Goldilocks principle, whereas low-quality embryos showed imbalanced amino acid utilization, particularly in arginine and semi-essential amino acids. These findings indicate that healthy embryos are capable of regulating amino acid uptake and secretion in their surrounding environment, and that optimal embryonic metabolism is maintained even in the presence of the uterus.