Regál (Čeština)

Oogenesis u savců

Ovulace vajíčka savce sleduje jeden ze dvou základních vzorů, v závislosti na druhu. Jeden typ ovulace je stimulován kopulací. Fyzická stimulace děložního čípku spouští uvolňování gonadotropinů z hypofýzy. Tyto gonadotropiny signalizují vajíčku, aby obnovilo meiózu a iniciovalo události, které ho vyloučí z vaječníku. Tento mechanismus zajišťuje, že většina kopulací bude mít za následek oplodnění vajíček a zvířata, která používají tuto metodu ovulace – králíci a norky – mají pověst plodícího úspěchu.

Většina savců však má periodický vzor ovulace, ve kterém žena ovuluje pouze v určitých obdobích roku. Tento ovulační čas se nazývá estrus (nebo jeho anglický ekvivalent, „teplo“). V těchto případech stimulují prostředí, zejména množství a druh světla během dne, hypotalamus k uvolnění faktoru uvolňujícího gonadotropin. Tento faktor stimuluje hypofýza uvolňuje své gonadotropiny – folikuly stimulující hormon (FSH) a luteinizační hormon (LH) – které způsobují proliferaci folikulárních buněk a vylučování estrogenu. Estrogen vstupuje do určitých neuronů a evokuje vzor chování při páření charakteristický pro tento druh. také stimulují růst folikulů a iniciují ovulaci. Estrus a ovulace se tedy vyskytují těsně vedle sebe.

Lidé mají variace na téma periodické ovulace. Ačkoli lidské ženy mají cyklickou ovulaci (v průměru přibližně jednou za 29,5 dne) a žádný definitivní roční estrus, většina lidské reprodukční fyziologie je sdílena s jinými primáty. Charakteristickou periodicitou primátů při zrání a uvolňování vajíček je calle d menstruační cyklus, protože s sebou nese pravidelné vylučování krve a endoteliální tkáně z dělohy v měsíčních intervalech. * Menstruační cyklus představuje integraci tří velmi odlišných cyklů: (1) ovariální cyklus, jehož funkcí je dozrávat a uvolnění oocytu, (2) děložní cyklus, jehož funkcí je zajistit vhodné prostředí pro vyvíjející se blastocystu, a (3) děložní cyklus, jehož funkcí je umožnit spermatu vstoupit do ženského reprodukčního traktu pouze v vhodný čas. Tyto tři funkce jsou integrovány prostřednictvím hormonů hypofýzy, hypotalamu a vaječníků.

Většina oocytů v dospělosti lidský vaječník je udržován v prodlouženém diploténním stadiu první meiotické profázy (často označované jako stav diktátu). Každý oocyt je obalen primordiálním folikulem skládajícím se z jedné vrstvy epiteliálních granulózních buněk a méně organizované vrstvy mezenchymálních thekálních buněk (obrázek 19.29). Skupina prvotních folikulů pravidelně vstupuje do stadia folikulárního růstu. Během této doby podstoupí oocyt 500násobné zvětšení objemu (což odpovídá zvětšení průměru oocytů z 10 μm v prvotním folikulu na 80 μm v plně vyvinutém folikulu). Souběžně s růstem oocytů je zvýšení počtu folikulárních granulózních buněk, které tvoří kolem oocytu soustředné vrstvy. Tato proliferace granulózových buněk je zprostředkována parakrinním faktorem, GDF9, členem rodiny TGF-p (Dong et al. 1996). Po celé toto růstové období zůstává oocyt ve stadiu diktátu. Plně dospělý folikul tak obsahuje velký oocyt obklopený několika vrstvami buněk granulózy. Nejvnitřnější z těchto buněk zůstane s ovulovaným vejcem a tvoří kupu, která obklopuje vejce ve vejcovodu. Kromě toho se během růstu folikulu vytváří antrum (dutina), které se naplní složitou směsí proteinů, hormonů a dalších molekul. Stejně jako zralý oocyt syntetizuje parakrinní faktory, které umožňují proliferaci folikulárních buněk, folikulární buňky vylučují růstové a diferenciační faktory (TGF-β2, VEGF, leptin, FGF2), které umožňují růst oocytů a které přivádějí krevní cévy do folikulární oblasti (Antczak et al. 1997).

V kteroukoli dobu zrání malé skupiny folikulů. Po postupu do určitého stádia však většina oocytů a jejich folikulů umírá. Aby přežil, musí být folikul vystaven gonadotropním hormonům a „chytat vlnu“ ve správný čas, musí s ním jezdit, dokud nedosáhne vrcholu.Aby tedy mohlo dojít k zrání oocytů, musí být folikul v určitém stadiu vývoje, kdy dojde k vlnám gonadotropinu.

První den vaginálního krvácení je považován za den 1 menstruačního cyklu ( Obrázek 19.30). Toto krvácení představuje odloučení endometriální tkáně a krevních cév, které by napomohlo implantaci blastocysty. V první části cyklu (nazývané proliferativní nebo folikulární fáze) začíná hypofýza vylučovat stále větší množství FSH. Jakékoli zrání folikulů, které dosáhly určité fáze vývoje, reagují na tento hormon dalším růstem a buněčnou proliferací. FSH také indukuje tvorbu LH receptorů na buňkách granulózy. Krátce po tomto období počátečního růstu folikulů začíná hypofýza vylučovat LH. V reakci na LH je diktát meiotický blok rozbit. Jaderné membrány kompetentních oocytů se rozpadají a chromozomy se shromažďují, aby podstoupily první meiotické dělení. Jedna sada chromozomů je udržována uvnitř oocytu a druhá končí v malém polárním těle. Oba jsou obaleny zona pellucida, která byla syntetizována rostoucím oocytem. V této fázi bude vajíčko ovulováno.

Tyto dva gonadotropiny, působící společně, způsobují folikul buňky produkují rostoucí množství estrogenu, který má alespoň pět hlavních aktivit v regulaci dalšího vývoje menstruačního cyklu:

Způsobuje, že děložní endometrium začíná svou proliferaci a je obohaceno o krevní cévy.

Způsobuje ztenčení hlenu děložního hrdla, čímž umožňuje spermatu vstoupit do vnitřních částí reprodukčního traktu.

Způsobuje zvýšení počtu FSH receptorů na granulózových buňkách zralé folikuly (Kammerman a Ross 1975), zatímco způsobují hypofýzu, aby snížila produkci FSH. Stimuluje také buňky granulózy k vylučování peptidového hormonu inhibinu, který také potlačuje sekreci FSH hypofýzy (Rivier et al. 1986; Woodruff et al. 1988).

Při nízkých koncentracích inhibuje produkci LH, ale při vysokých koncentracích jej stimuluje.

Při velmi vysokých koncentracích a po dlouhou dobu estrogen interaguje s hypotalamem, což vede k vylučování faktoru uvolňujícího gonadotropin.

Se zvyšováním hladiny estrogenu v důsledku folikulární produkce klesá hladina FSH. Hladiny LH však nadále stoupají, protože se vylučuje více estrogenu. Jak se estrogeny nadále vytvářejí (7. – 10. Den), buňky granulózy nadále rostou. Počínaje 10. dnem sekrece estrogenu prudce stoupá. Po tomto nárůstu následuje v polovině cyklu enormní nárůst LH a menší výbuch FSH. Pokusy s opicemi ukázaly, že expozice hypotalamu více než 200 pg estrogenu na mililitr krve po dobu delší než 50 hodin vede k hypothalamové sekreci faktoru uvolňujícího gonadotropin. Tento faktor způsobuje následné uvolňování FSH a LH z hypofýzy. Do 10 až 12 hodin po vrcholu gonadotropinu je vajíčko ovulováno (obrázek 19.31; Garcia et al. 1981).

Ačkoli dosud není znám podrobný mechanismus ovulace, zdá se, že fyzické vyloučení zralého oocytu z folikulu je způsobeno LH vyvolané zvýšení kolagenázy, aktivátoru plazminogenu a prostaglandinu ve folikulu (Lemaire et al. 1973). V cytoplazmě oocytů byla spící mRNA pro aktivátor plazminogenu. LH způsobí, že tato zpráva bude polyadenylovaná a přeložena do této silné proteázy (Huarte et al. 1987). Prostaglandiny mohou způsobit lokalizované kontrakce hladkých svalů ve vaječníku a mohou také zvyšovat tok vody z vaječníkových kapilár, což zvyšuje tlak tekutin v antu (Diaz-Infante et al. 1974; Koos a Clark 1982). Pokud je ovariální syntéza prostaglandinů inhibována, ovulace neprobíhá. Kromě toho kolagenáza a proteáza aktivátoru plazminogenu uvolňují a štěpí extracelulární matrici folikulu (Beers et al. 1975; Downs a Longo 1983). Výsledkem LH je tedy zvýšený folikulární tlak spojený s degradací folikulární stěny. Tráví se otvor, kterým může vajíčko prasknout.

Po ovulaci začíná luteální fáze menstruačního cyklu.Zbývající buňky prasklého folikulu se pod pokračujícím vlivem LH stávají žlutým tělem. (Jsou schopni reagovat na tento LH, protože nárůst FSH je stimuluje k vývoji ještě více LH receptorů.) Žluté tělo vylučuje určitý estrogen, ale jeho hlavní sekrecí je progesteron. Tento steroidní hormon cirkuluje do dělohy, kde dokončuje práci přípravy děložní tkáně na implantaci blastocyst a stimuluje růst stěny dělohy a jejích krevních cév. Blokování progesteronového receptoru syntetickým steroidem mifepristonem (RU486) zastaví ztluštění stěny dělohy a zabrání implantaci blastocysty † (Couzinet et al. 1986; Greb et al. 1999). Progesteron také inhibuje produkci FSH, čímž zabraňuje zrání dalších folikulů a vajíček. (Z tohoto důvodu byla v antikoncepčních pilulkách použita kombinace estrogenu a progesteronu. Růstu a zrání nových vajíček je zabráněno, pokud je inhibován FSH.)

Pokud vajíčko není oplodněno, corpus luteum degeneruje, sekrece progesteronu přestává a děložní stěna je odlupována. S poklesem hladin progesteronu v séru hypofýza znovu vylučuje FSH a cyklus se obnovuje. Pokud však dojde k oplodnění, trofoblast vylučuje nový hormon, luteotropin, který způsobí, že žluté tělo zůstane aktivní a hladina sérového progesteronu zůstane vysoká. Menstruační cyklus tedy umožňuje pravidelné zrání a ovulaci lidských vajíček a umožňuje děloze, aby se pravidelně vyvinula do orgánu schopného vyživovat vyvíjející se organismus po dobu 9 měsíců.

Vejce i spermie zemřou, pokud se nesetkají. Nyní jsme zpět tam, kde jsme začali: je připravena fáze pro oplodnění. Jak R. R. Lillie uznal v roce 1919: „Prvky, které se spojují, jsou jednotlivé buňky, každá v okamžiku smrti; ale jejich spojením se vytvoří omlazený jedinec, který představuje spojení ve věčném procesu života.“