Bookshelf (Română)

Oogeneza la mamifere

Ovulația oului de mamifer urmează unul dintre cele două tipare de bază, în funcție de specie. Un tip de ovulație este stimulat de actul copulării. Stimularea fizică a colului uterin declanșează eliberarea gonadotropinelor din hipofiză. Aceste gonadotropine semnalizează ovulul să reia meioza și să inițieze evenimentele care îl vor expulza din ovar. Acest mecanism asigură faptul că majoritatea copulațiilor vor avea ca rezultat ovulele fertilizate, iar animalele care utilizează această metodă de ovulație – iepuri și nurci – au o reputație de succes procreativ.

Majoritatea mamiferelor, totuși, au un model periodic de ovulație, la care femela ovulează numai în anumite perioade ale anului. Acest timp ovulator se numește estrus (sau echivalentul său în limba engleză, „căldură”). În aceste cazuri, indicii de mediu, în special cantitatea și tipul de lumină din timpul zilei, stimulează hipotalamusul să elibereze factorul de eliberare a gonadotropinei. Acest factor stimulează hipofiza să-și elibereze gonadotropinele – hormonul foliculostimulant (FSH) și hormonul luteinizant (LH) – care determină proliferarea celulelor foliculare și secretă estrogen.Estrogenul intră în anumiți neuroni și evocă tiparul comportamentului de împerechere caracteristic speciei. Gonadotropinele stimulează, de asemenea, creșterea foliculară și inițiază ovulația. Astfel, estrul și ovulația apar aproape împreună.

Oamenii au o variație pe tema ovulației periodice. Deși femelele umane au ovulație ciclică (în medie aproximativ o dată la 29,5 zile) și fără un est anual definitiv, cea mai mare parte a fiziologiei reproducerii umane este împărtășită cu alte primate. Periodicitatea caracteristică a primatului în maturarea și eliberarea ovulelor este d ciclul menstrual, deoarece presupune vărsarea periodică a sângelui și a țesutului endotelial din uter la intervale lunare. * Ciclul menstrual reprezintă integrarea a trei cicluri foarte diferite: (1) ciclul ovarian, a cărui funcție este de a se maturiza și eliberați un ovocit, (2) ciclul uterin, a cărui funcție este de a asigura mediul adecvat pentru blastocistul în curs de dezvoltare și (3) ciclul cervical, a cărui funcție este de a permite spermatozoizilor să pătrundă în tractul reproductiv feminin numai la timpul potrivit. Aceste trei funcții sunt integrate prin hormonii hipofizei, hipotalamusului și ovarului.

Majoritatea ovocitelor din adult ovarul uman este menținut în stadiul de diploten prelungit al primei profaze meiotice (denumit adesea starea dictat). Fiecare ovocit este învelit de un folicul primordial format dintr-un singur strat de celule granuloase epiteliale și un strat mai puțin organizat de celule mezenchimale tecale (Figura 19.29). Periodic, un grup de foliculi primordiali intră într-un stadiu de creștere foliculară. În acest timp, ovocitul suferă o creștere de 500 de ori a volumului (corespunzând unei creșteri a diametrului ovocitului de la 10 μm într-un folicul primordial la 80 μm într-un folicul complet dezvoltat). Concomitent cu creșterea ovocitelor este o creștere a numărului de celule granuloase foliculare, care formează straturi concentrice în jurul ovocitului. Această proliferare a celulelor granuloase este mediată de un factor paracrin, GDF9, un membru al familiei TGF-β (Dong și colab. 1996). De-a lungul acestei perioade de creștere, ovocitul rămâne în stadiul dictatului. Foliculul complet crescut conține astfel un ovocit mare înconjurat de mai multe straturi de celule granuloase. Cele mai interioare dintre aceste celule vor rămâne cu ovulul ovulat, formând cumulusul, care înconjoară oul în oviduct. În plus, în timpul creșterii foliculului, se formează un antr (cavitate), care devine umplut cu un amestec complex de proteine, hormoni și alte molecule. La fel cum ovocitul de maturizare sintetizează factori paracrini care permit proliferarea celulelor foliculului, celulele foliculului secretă factori de creștere și diferențiere (TGF-β2, VEGF, leptină, FGF2) care permit creșterea ovocitului și care aduc vasele de sânge în regiunea foliculară (Antczak și colab. 1997).

În orice moment, un mic grup de foliculi se maturizează. Cu toate acestea, după progresul la un anumit stadiu, majoritatea ovocitelor și a foliculilor lor mor. Pentru a supraviețui, foliculul trebuie să fie expus hormonilor gonadotropi și, „prindând valul” la momentul potrivit, trebuie să-l călătorească până când atinge vârful.Astfel, pentru ca maturizarea ovocitelor să apară, foliculul trebuie să se afle într-un anumit stadiu de dezvoltare atunci când apar valurile de gonadotropină.

Prima zi de sângerare vaginală este considerată a fi ziua 1 a ciclului menstrual ( Figura 19.30). Această sângerare reprezintă scăderea țesutului endometrial și a vaselor de sânge care ar fi ajutat la implantarea blastocistului. În prima parte a ciclului (numită fază proliferativă sau foliculară), hipofiza începe să secrete cantități din ce în ce mai mari de FSH. Orice foliculi maturizați care au atins un anumit stadiu de dezvoltare răspund la acest hormon cu creștere suplimentară și proliferare celulară. FSH induce, de asemenea, formarea de receptori LH pe celulele granuloase. La scurt timp după această perioadă de creștere inițială a foliculului, hipofiza începe să secrete LH. Ca răspuns la LH, blocul meiotic dictat este rupt. Membranele nucleare ale ovocitelor competente se descompun, iar cromozomii se adună pentru a suferi prima diviziune meiotică. Un set de cromozomi este păstrat în interiorul ovocitului, iar celălalt ajunge în micul corp polar. Ambele sunt înconjurate de zona pellucida, care a fost sintetizată de ovocitul în creștere. În acest stadiu, oul va fi ovulat.

Cele două gonadotropine, acționând împreună, determină foliculul celulele produc cantități în creștere de estrogen, care are cel puțin cinci activități majore în reglarea progresiei ulterioare a ciclului menstrual:

Face ca endometrul uterin să înceapă proliferarea și să se îmbogățească cu vase de sânge.

Aceasta determină subțierea mucusului cervical, permițând astfel spermatozoizilor să pătrundă în porțiunile interioare ale tractului reproductiv.

Provoacă o creștere a numărului de receptori FSH pe celulele granuloase ale foliculi maturi (Kammerman și Ross 1975) în timp ce determină hipofiza să scadă producția de FSH. De asemenea, stimulează celulele granuloase să secrete hormonul peptidic inhibin, care suprimă și secreția pituitară de FSH (Rivier și colab. 1986; Woodruff și colab. 1988).

La concentrații scăzute, inhibă producția de LH, dar la concentrații mari, îl stimulează.

La concentrații foarte mari și pe durate lungi, estrogenul interacționează cu hipotalamusul, determinându-l să secrete factorul de eliberare a gonadotropinei.

Pe măsură ce nivelurile de estrogen cresc ca urmare a producției foliculare, nivelurile de FSH scad. Cu toate acestea, nivelurile de LH continuă să crească pe măsură ce se secretă mai mult estrogen. Pe măsură ce se produc estrogeni în continuare (zilele 7-10), celulele granuloase continuă să crească. Începând cu ziua 10, secreția de estrogen crește brusc. Această creștere este urmată la mijlocul ciclului de o creștere enormă de LH și o explozie mai mică de FSH. Experimentele cu maimuțe femele au arătat că expunerea hipotalamusului la mai mult de 200 pg de estrogen pe mililitru de sânge timp de mai mult de 50 de ore are ca rezultat secreția hipotalamică a factorului de eliberare a gonadotropinei. Acest factor determină eliberarea ulterioară a FSH și LH din hipofiză. În decurs de 10 până la 12 ore după vârful gonadotropinei, ovulul este ovulat (Figura 19.31; Garcia și colab. 1981).

Deși mecanismul detaliat al ovulației nu este încă cunoscut, expulzarea fizică a ovocitului matur din folicul pare a se datora unei Creșterea indusă de LH a colagenazei, activatorului plasminogenului și a prostaglandinei în folicul (Lemaire și colab. 1973). ARNm pentru activatorul plasminogenului a fost inactiv în citoplasma ovocitelor. LH face ca acest mesaj să fie poliadenilat și tradus în această puternică protează (Huarte și colab. 1987). Prostaglandinele pot provoca contracții localizate în mușchii netezi din ovar și pot crește, de asemenea, fluxul de apă din capilarele ovariene, crescând presiunea fluidului în antr (Diaz-Infante și colab. 1974; Koos și Clark 1982). Dacă sinteza prostaglandinelor ovariene este inhibată, ovulația nu are loc. În plus, colagenaza și activatorul de plasminogen proteează slăbesc și digeră matricea extracelulară a foliculului (Beers și colab. 1975; Downs și Longo 1983). Rezultatul LH este deci o presiune foliculară crescută cuplată cu degradarea peretelui foliculului. Se digeră o gaură prin care ovulul poate exploda.

După ovulație, începe faza luteală a ciclului menstrual.Celulele rămase ale foliculului rupt, sub influența continuă a LH, devin corpul galben. (Sunt capabili să răspundă la acest LH, deoarece creșterea FSH îi stimulează să dezvolte și mai mulți receptori LH.) Corpul galben secretă o parte din estrogen, dar secreția sa predominantă este progesteronul. Acest hormon steroid circulă către uter, unde finalizează sarcina de pregătire a țesutului uterin pentru implantarea blastocistului, stimulând creșterea peretelui uterin și a vaselor de sânge ale acestuia. Blocarea receptorului de progesteron cu steroidul sintetic mifepristonă (RU486) împiedică îngroșarea peretelui uterin și previne implantarea unui blastocist † (Couzinet și colab. 1986; Greb și colab. 1999). Progesteronul inhibă, de asemenea, producția de FSH, prevenind astfel maturarea oricăror foliculi și ovule. (Din acest motiv, o combinație de estrogen și progesteron a fost utilizată în pilulele anticoncepționale. Creșterea și maturarea noilor ovule sunt prevenite atât timp cât FSH este inhibat.)

Dacă ovulul nu este fertilizat, corpul galben degenerează, secreția de progesteron încetează și peretele uterin este îndepărtat. Odată cu scăderea nivelului seric de progesteron, hipofiza secretă din nou FSH și ciclul este reînnoit. Cu toate acestea, dacă se produce fertilizarea, trofoblastul secretă un nou hormon, luteotropina, care face ca corpul galben să rămână activ și nivelurile serice de progesteron să rămână ridicate. Astfel, ciclul menstrual permite maturarea și ovulația periodică a ovulelor umane și permite uterului să se dezvolte periodic într-un organ capabil să hrănească un organism în curs de dezvoltare timp de 9 luni.

Oul și spermatozoizii vor muri dacă nu se întâlnesc. Ne-am întors de unde am început: este pregătită etapa pentru fertilizare. După cum a recunoscut F. R. Lillie în 1919, „Elementele care se unesc sunt celule unice, fiecare în momentul morții; dar prin unirea lor se formează un individ întinerit, care constituie o legătură în procesul etern al Vieții.”