Embriologia Wykład 3 16.10.2012 r.
Zapłodnienie jest procesem łączenia się komórek płciowych żeńskiej – oocytu II rzędu i męskiej – plemnika.
Zaplemnienie – zachodzi w trakcie aktu płciowego, w czasie którego plemniki zawarte w ejakulacie złożone zostają w sklepieniu pochwy, blisko ujścia zewnętrznego szyjki macicy.
Zaplemnienie:
Wewnętrzne, zewnętrzne,
Naturalne, sztuczne.
-po ejakulacji plemniki wędrują w kierunku komórki jajowej,
- niskie pH pochwy nie sprzyja ruchom własnym plemników,
- zasadowa wydzielina gruczołów szyjki macicy tworząca czop śluzowy ułatwia ruchy i przedłuża żywotność plemników,
Plemniki pokonują kanał szyjki macicy dzięki ruchom własnym witki, a wędrówka przez jamę macicy i jajowody odbywa się dzięki skurczom mięśni gładkich tych narządów.
Plemnik jest zdolny do zapłodnienia od 48-72 godzin.
Plemniki poruszają się ruchem wężowym i obrotowym, po torze prostym, z szybkością ok. 100 um/s i osiągają komórkę jajową w bańce jajowodu już w ciągu 1 godziny po stosunku płciowym.
Prostaglandyny nasienia działają stymulująco na błonę mięśniową macicy i jajowodów.
Do jajowodu dociera zaledwie ok 0.002% złożonych w pochwie plemników.
Zakładając, że w ejakulacie znajdowało się 10^7 plemników w zapłodnieniu uczestniczyć będzie tylko ok. 200 plemników.
- po ejakulacji plemniki nie są zdolne do zapłodnienia,
- zdolność tę (kapacytację) uzyskują w trakcie wędrówki poprzez drogi rodne kobiety,
- w procesie dojrzewania plemnika glikoproteidy: (sialoglikoproteiny, sulfoglicerolipidy) powlekają błonę komórkową główki plemnika,
- pod wpływem enzymów hydrolitycznych zawartych w wydzielinie śluzowej szyjki i trzonu macicy substancje glikoproteidowe zostają usunięte (kapacytacja) co przyczynia się do odsłonięcia enzymów i rozpoczęcie reakcji akrosomalnej.
- zwiększa się przepuszczalność bł kom. Plemnika dla jonów Ca2+,
- kapacytacja u człowieka trwa od 3 do 7 godzin,
- jest to proces swoisty gatunkowo plemniki wprowadzone do dróg rodnych innego gatunku nie ulegają kapacytacji,
Etapy zapłodnienia:
Penetracja wzgórka jajonośnego.
Interakcja plemnika z osłonką przejrzystą.
Fuzja gamet.
Białka powierzchniowe gamet.
Glikoproteiny plemnikowe (łączą się z receptorami osłony komórki jajowej):
β-galaktozylotransferaza,
β-fertylizyna,
Zonadhezyna,
Cirytestyna,
Białko plemnikowe 56,
Antygeny zapłodnienia,
Antygen aglutynacji plemników,
Białka gamety żeńskiej:
Glikoproteiny ZP1, ZP@, ZP3 (od zona pellucida),
α-6-β-1 integryna.
CD9 z powierzchni oocytu,
Plemników musi pokonać wzgórek jajonośny.
W substancji międzykomórkowej wzgórka występują mukopolisacharydy kwaśne, kwas hialuronowy i białka.
Do pokonania tej bariery konieczna jest wysoka ruchliwość plemnika, aktywność trawienna hialuronidazy, β-glikuronidazy i β-galaktozydazy.
4 etapy penetracji osłony:
Reakcja akrosomalna,
Przenikanie osłony (akrozyna).
Reakcja korowa.
Aktywacja komórki jajowej.
Akrosom pęcznieje i następuje fuzja błony komórkowej główki plemnika z zewnętrzną błoną akrosomu. W sfuzjowanej błonie powstają otwory przez które enzymy akrosomu wydostają się na zewnątrz.
Enzymy rozpraszają komórki wieńca promienistego i trawią osłonkę przejrzystą.
- w czasie reakcji plemnik wytwarza w osłonie szczelin grubości plemnika i wnika do przestrzeni okołożółtkowej,
- zwiększenie jonów Ca2+ indukuje reakcje korową,
- ziarna korowe zawierają enzymy i glikolizowane substancje, które modyfikują glikoproteiny ZP czynią osłonę nieprzepuszczalną dla następnego plemnika (blok przeciw polispermii) – utwardzona (spolimeryzowana osłonka nie może być trawiona przez kolejny plemnik).
Po osiągnięciu przestrzeni okołożółtkowej plemnik zblizą siędo błony komórkowej oocytu i łączy sięz nią.
Okolica zespolenia obejmuje region, w którym pojawia się płytka podziałowa drugiej metafazy i ciałko kierunkowe, a w plemniku błona komórkowa regionu pozaakrosomalnego.
Główne białka adhezyjne gamet:
Plemnikowe białko β-fertylizyna.
α -6-β-1 integryna z powierzchni k. jajowej.
Plemnik zostaje sfagocytowany przez komórkę jajową.
Aktywacja k. jajowej (w czasie fuzji z plemnikiem) – seria zmian komórkowych, które indukowane przez plemnik powodują wznowienie mejozy II i dalszy rozwój zarodka.
- po wniknięciu plemnika do komórki jajowej główka plemnika oddziela się od witki, witka ulega zanikowi,
- na skutek zapłodnienia dwa haploidalne komplety chromosomów przystępują do tworzenia przedjądrzy (ok. 5 godzin)
- przedjądrza rozpoczynają syntezę DNA, a po replikacji DNA z okolicy obwodowej przemieszczają siędo środka komórki jajowej,
- około 20 godz. Po zapłodnieniu następuje kondensacja chromosomów, przedjądrza zbliżają siędo siebie i powstaje jądro zygotyczne,
- po utracie otoczek przedjądrzy następuje wymieszanie chromosomów w metafazie podziału mitotycznego zygoty,
Ootyda – komórka z przedjądrzem męskim i żeńskim.
Na skutek zapłodnienia dochodzi do:
Odtworzenia diploidalnej liczby chromosomów.
Określenia płci przez chromosom X lub Y plemnika.
Zapoczątkowanie serii podziałów komórkowych – bruzdkowania.
Techniki wspomaganego rozrodu – ART. (assiste reproductive technology):
- zapłodnienie pozaustrojowe i transfer zarodka IVF-ET (in vitro fertilization and embryo transfer),
- docytoplazmatyczną iniekcję plemnika ICSI (intracytoplasmic sperm iniection),