ROZMNOŽOVÁNÍ - Masaryk University · 2020. 5. 15. · Nepohlavní rozmnožování •...

ROZMNOŽOVÁNÍ

Rozmnožování• Životní cyklus zahrnuje etapy:

• oplození• embryogeneze• organogeneze• morfogeneze• postembryonální vývoj• stárnutí a smrt

• Rozmnožování• nepohlavní• pohlavní

Nepohlavní rozmnožování• asexuální = vegetativní• nový jedinec z jedné nebo více somatických buněk

je shodný s genotypem 1 „rodiče“ (klony)• bezobratlí

a) pučení = gemiparieb) dělení = fisiparie

štěpení těla na díly a regenerace všech částí v kompletního dospělce

Výhody:• rychlé množení a osídlení niky• netřeba hledat partnera • genotyp beze změny

Pohlavní rozmnožování• sexuální• nový jedinec z vajíčka • splynutí haploidních gamet• diploidní rekombinovaný potomek

• hermafroditismus = jedinec disponuje samčími i samičími orgány samooplození kopulace (výměna ♂ a ♀ gamet oběma směry)

• následný hermafroditismus = změna pohlaví během života jedinceo protogynní = rodí se samice → největší jedinci přeměna na samce

- např. harémy korálových rybeko protandrynní = rodí se samce → velcí jedinci přeměna na samice

• gonochorismus - oddělené pohlaví (typicky u pohlavního dimorfizmu)

Určení pohlaví jedincea) podle vnějších podmínek

o závislost na teplotě

o závislost na délce dne

o závislost na sociálním postavení

b) geneticky – chromozomální určení pohlaví (gonozomy)

o typ Drosofyla = savčí typ (heterogametní pohlaví jsou samci – XY vs XX)

o typ Abraxas = ptačí typ (heterogametní pohlaví jsou samičky – ZW vs ZZ)

o typ Protenor (rozhoduje počet gonozomů - ♂ X vs ♀XX)

partenogeneze – vajíčko se vyvíjí bez oplození (včely, mšice, mravenci)

Oplození• vnější - hlavně u vodních živočichů (ryby, obojživelníci)

- zralá vajíčka i spermie se dostávají do vody mimo tělo samice, zde splývají a často jsou ponechány vlastnímu osudu

• vnitřní (potřeba kopulace)

- uvnitř těla samice - spermie se do těla samice dostávají při kopulaci - samci mají za tímto účelem často vyvinutý kopulační orgán

o amfimixie - způsob pohlavního rozmnožování, při němž splývají dvě gamety jedinců s rozdílným pohlavím

o automixie - samooplození

o apomixie/partenogeneze - k oplození vůbec nedochází a vzniklá embrya jsou geneticky identická s "matkou"

Rodozměna = metageneze• střídání nepohlavní a pohlavní generace

• určité rostliny, huby, jednobuněčné živočichy a salpy

• gametofyt je haploidní - má jen jednu sadu chromozomů v jádře (n)

• sporofyt je diploidní – dvě sady (2n)

• izomorfická rodozměna - gametofyt a sporofyt navenek podobají

• heteromorfická rodozměna - obě fáze snadno rozlišitelné

Rodozměna = metageneze• střídání nepohlavní a pohlavní generace

• určité rostliny, huby, jednobuněčné živočichy a salpy

• gametofyt je haploidní - má jen jednu sadu chromozomů v jádře (n)

• sporofyt je diploidní – dvě sady (2n)

• izomorfická rodozměna - gametofyt a sporofyt navenek podobají

• heteromorfická rodozměna - obě fáze snadno rozlišitelné

haploidní rostlina (gametofyt) → produkce gamet mitózou → splývání dvou takových gamety → diploidní zygota → vyvíjí se diploidní organismus = sporofyt (2n) →

sporofyt meioticky produkuje haploidní spory → nijak nesplývají → začnou klíčit → vyrůstá z nich gametofyt (n)

Rozmnožování• Životní cyklus

• oplození• embryogeneze• organogeneze• morfogeneze• postembryonální vývoj• stárnutí a smrt

• Rozmnožování• nepohlavní• pohlavní

• Střídání nepohlavní a pohlavní generace = rodozměna

POHLAVNÍ SOUSTAVA ČLOVĚKA

Rozmnožování a ontogeneze

Rozmnožování člověka• Pohlavní reprodukce

• splynutí dvou gamet• fertilizace → zygota → embryo• kombinace genetické výbavy

Pohlavní buňky• Spermie

• hlavička – akrozom• střední oddíl• bičík

• Vajíčko = oocyt• velké jádro• mitochondrie• folikulární buňky

Pohlavní buňky• Meióza

• redukce počtu chromozomů• 2n → 4x n• spermatogeneze• oogeneze

• Poruchy rozchodu chromozomů• nondisjunkce• chromozomové aberace

Pohlavní buňky

Pohlavní dimorfizmus

• chromozomální určení pohlaví• pohlavní chromozomy = gonozomy• heterochromozomy X a Y• u člověka typ savčí = typ Drosophila• gen SRY• oblast PAR• Barrovo tělísko• numerické aberace chromozomů

o Downův s.o Edwardsův s.o Pataův s.o Klinefelterův s.o Turnerův s. o Syndrom fragilního X

o Syndrom cri-du-chato Angelmanův s.o Prader-Wilihos.

Pohlavní ústrojí člověka

Funkce: tvorba pohlavních buněk produkce hormonů zprostředkování kontaktu gamet zajištění vývinu nového jedince (ženy)

Pohlavní ústrojí muže

varlata (testes)• šourek (scrotum)• spermatogonie• Sertoliho buňky• Leydigovy buňky• androgeny• testosteron

nadvarle (epididymis) chámovod měchýřkovité žlázky předstojní žláza = prostata pyj = penis

Pohlavní ústrojí ženy gynekologie vaječníky (ovaria)

• oogeneze• progesteron a estrogen

vejcovody děloha (uterus)

• děložní hrdlo a tělo• endometrium• myometrium• děložní čípek

pochva (vagina) zevní pohlavní orgány

• předsíň poševní• malé a velké stydké pysky

Pohlavní ústrojí ženyMenstruační cyklus = soubor procesů vyzrání vajíčka a přípravy ženského těla na otěhotnění (1. menzes = menarché, cca ve 12-13 let)

počátek = první den krvácení = menstruační fáze

vyvíjí se folikul (účinkem folitropinu) → Graafův folikul → produkuje estrogeny → proliferace buněk děložní sliznice – nabírá na objemu = proliferační fáze

cca 14. den vlivem luteotropinu praskne G. folikul = ovulace → vajíčko do vejcovodu, folikul se mění na žluté tělísko → produkuje progesteron= sekreční fáze

bez oplození → ischemická fáze = vajíčko zaniká + žluté tělísko → bílé t. → pokles hladin progesteronu a estrogenů → nedostatečné prokrvení a odumírání děložní sliznice = menstruační fáze

Pohlavní ústrojí ženy

• menopauza = klimakterium• menstruační vs ovulační cyklus (vývin folikulu a žlutého tělíska)

Gametogeneze• prvopohlavní zárodečné buňky

objevují se ve žloutkovém váčku již ve 2. týdnu iuv, od 4. týdne migrace ke gonádám gametogeneze (mitóza + meióza + diferenciace)

a) oogenezeb) spermatogeneze

Oogenezeprvopohlavní buňka

↓oogonie

↓primární oocyt

primordiální folikul

diferenciace po doputování do vaječníku

celé klastry obklopené folikulárními buňkami

zastavené dělení v profázi meiózy I do puberty

obklopený folikulárními bb se nazývá folikul

Oogenezeprvopohlavní buňka

↓oogonie

↓primární oocyt

primordiální folikul↓

primární folikul↓

zrání pokračuje v pubertě – každý cyklus 15-20 folikulů

folikulární bb nejsou ploché ale kubické

tvoří se zona pellucida

Oogenezeprvopohlavní buňka

↓oogonie

↓primární oocyt

primordiální folikul↓

primární folikul↓

sekundární folikul↓

Graafův folikul

zrání pokračuje v pubertě – každý cyklus 15-20 folikulů

folikulární bb nejsou ploché ale kubické

tvoří se zona pellucida

mezi folikulárními bb se tvoří dutina = antrum

zralý sekundární folikul = Graafův – může mít i 25mm

Oogenezeprvopohlavní buňka

↓oogonie

↓primární oocyt

primordiální folikul↓

primární folikul↓

sekundární folikul↓

Graafův folikul↓↓

sekundární oocyt

zrání pokračuje v pubertě – každý cyklus 15-20 folikulů

folikulární bb nejsou ploché ale kubické

tvoří se zona pellucida

mezi folikulárními bb se tvoří dutina = antrum

zralý sekundární folikul = Graafův – může mít i 25mm

vzestup luteotropinu → dokončení meiózy I → sek.ooc.

vstup do meiózy II – zastavení v metafázi II do oplození

Spermatogenezeprvopohlavní buňka

↓spermatogonie

↓primární spermatocyty

↓sekundární spermatocyty

↓spermatidy

krátce před pubertou

hojně se mitoticky dělí

meióza I

meióza II

Spermiogenezeprvopohlavní buňka

↓spermatogonie

↓primární spermatocyty

↓sekundární spermatocyty

↓spermatidy

↓spermie

vytvoření akrozomu

kondenzace jádra

vytvoření krčku a bičíku

ztráta většiny cytoplazmy

u lidí od spermatogonie po spermii cca 74 dnů

Spermiogeneze

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Těsně před ovulaci

• ↑ hladiny FSH

• folikul se zvětšuje → Graafův folikul

• ↑ hladiny LH → dokončení meiózy I

• započetí meiózy II → cca 3 hod před ovulací zastavení v metafázi

• ↑ hladiny prostaglandinů → kontrakce hladkých sval.bb v ovariu

• vypuzení oocytu z Graafova folikulu

= ovulace

folikulární bb naléhající na oocyt

vytvářejí corona radiata

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Těsně před ovulaci

• ↑ hladiny FSH

• folikul se zvětšuje → Graafův folikul

• ↑ hladiny LH → dokončení meiózy I

• započetí meiózy II → cca 3 hod před ovulací zastavení v metafázi

• ↑ hladiny prostaglandinů → kontrakce hladkých sval.bb v ovariu

• vypuzení oocytu z Graafova folikulu

= ovulace

folikulární bb naléhající na oocyt

vytvářejí corona radiata

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Těsně před ovulaci

• ↑ hladiny FSH

• folikul se zvětšuje → Graafův folikul

• ↑ hladiny LH → dokončení meiózy I

• započetí meiózy II → cca 3 hod před ovulací zastavení v metafázi

• ↑ hladiny prostaglandinů → kontrakce hladkých sval.bb v ovariu

• vypuzení oocytu z Graafova folikulu

= ovulace

folikulární bb naléhající na oocyt

vytvářejí corona radiata

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Po ovulaci

• zbytek folikulu se mění na žluté tělísko (corpus luteum)

tvoří nažloutlý pigment a produkuje progesteron → indukuje rozvoj sekreční fáze menstruačního cyklu = připravuje endometrium na implantaci embrya

• vejcovod se rytmicky stahuje → posun oocytu do dělohy

u člověka trvá přesun 3—4 dny

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Po ovulaci

• zbytek folikulu se mění na žluté tělísko (corpus luteum)

tvoří nažloutlý pigment a produkuje progesteron → indukuje rozvoj sekreční fáze menstruačního cyklu = připravuje endometrium na implantaci embrya

• vejcovod se rytmicky stahuje → posun oocytu do dělohy

u člověka trvá přesun 3—4 dny

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

A. Vajíčko nebylo oplozeno

• žluté tělísko maximální rozvoj 9 dnů po ovulaci

• pak degeneruje a mění se v bílé tělísko (corpus albicans)

• klesá produkce progesteronu → menstruační fáze → krvácení

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

A. Vajíčko nebylo oplozeno

• žluté tělísko maximální rozvoj 9 dnů po ovulaci

• pak degeneruje a mění se v bílé tělísko (corpus albicans)

• klesá produkce progesteronu → menstruační fáze → krvácení

B. Vajíčko bylo oplozeno

• trofoblast vyvíjejícího se embrya produkuje hCG

• hCG udržuje žluté tělísko

• mění se v těhotenské žluté tělísko - udržuje těhotenství

• od 4. měsíce degeneruje – funkci probírá placenta

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

A. Vajíčko nebylo oplozeno

• žluté tělísko maximální rozvoj 9 dnů po ovulaci

• pak degeneruje a mění se v bílé tělísko (corpus albicans)

• klesá produkce progesteronu → menstruační fáze → krvácení

B. Vajíčko bylo oplozeno

• trofoblast vyvíjejícího se embrya produkuje hCG

• hCG udržuje žluté tělísko

• mění se v těhotenské žluté tělísko - udržuje těhotenství

• od 4. měsíce degeneruje – funkci probírá placenta

Bez oplození

Po oplození

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Před oplozením

obvykle v ampulární části vejcovodu

vstup a pohyb spermii – přechod z pochvy do vejcovodu 2—7 hod

kapacitace spermii

odstraněn glykoproteinový povlak z povrchu spermie

po interakci spermie s epitelem sliznice vejcovodu

u člověka trvá asi 7 hodin

akrosomová reakce

interakce hlavičky kapacitované spermie se zona pellucida

vypuštění obsahu akrosomového váčku – enzymy rozpustí zona pellucida

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Oplození

• prostoupení spermie mezi buňkami corona radiata

• pronikání skrz zona pellucida

• splynutí membrán gamet → dokončení mII vajíčka

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Oplození

• prostoupení spermie mezi buňkami corona radiata

• pronikání skrz zona pellucida

• splynutí membrán gamet → dokončení mII vajíčkao obnovení diploidního počtu chromozomůo určení pohlavío zahájení rýhování

První týden vývoje

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Rýhování

blastomery

morula

blastocysta

• embryoblast

• trofoblast

První týden vývojeOd ovulace k implantaci

Implantace, nidace

umožněna rozpadem zona pellucida

trofoblast embrya proniká mezi epitelové buňky endometria

u člověka zahájena 6. den od oplození

První týden vývoje

ONTOGENEZE ČLOVĚKAEmbryogenezePorodPostnatální vývoj

Těhotenství• plodné dny

- vajíčko schopno oplození 12 – 24 hod po ovulaci- spermie má oplozovací schopnost do 48 hod- 12. – 16. den cyklu

• vývoj placenty od 3.-4. týdne gravidity produkuje hCG lidský choriový gonadotropin

podporuje činnost žlutého tělíska produkují ho již buňky trofoblastu 7. den po oplození

• těhotenství trvá průměrně 280 dní = 40 týdnů = 10 lunárních měsíců- od PM

Projevy těhotenství• vynechání menstruace

• zvýšené napětí a růst prsů

• ranní nevolnosti

• intenzivní pocit žízně

• častější močení

• únava

• nárůst těl. hmotnosti

• hCG (v moči za 2—3 týdny po oplození)

• prokázání ultrazvukem (od 5. týdne)

Oplodnění

blastocysta -6. den vývoje

Ontogeneze člověka

1. období prenatální = nitroděložní

A. embryonální

B. fetální

2. období postnatální

Embryogeneze1. týden- zygota, blastocysta, nidace, trofoblast, embryoblast2.—3. týden- gastrula, zárodečný terčík, 3 zárodečné listy, organogeneze, - žloutkový váček, amniová dutina, neurulaceod 4. týdne- činnost srdce, základy končetin, žaberní (faryngové) oblouky- placenta, pupečník (2xtepna, 1xžíla)od 5. týdne- vývin a diferenciace končetin, prsty, obličej

8. týdnem končí embryogeneze a tím i organogeneze – plod = fetus- citlivost na teratogeny (thalidomidová = konterganová aféra)

Fetální obdobíkoncem 12. týdne- osifikace kostí, tvorba močiod 18. týdne- cítit aktivní pohyby ploduod 20. týdne- lanugo, obočí, vlasy, hnědá tuková tkáňmezi 21. – 25. týdnem- výrazné zvýšení hmotnostiod 24. týdne - produkce surfaktantuod 26. týdne - pozdní fetální období- vyvinuté plíce a krevní oběhmezi 30. – 40. týdnem- završuje se vývin, dokončení v. nervové trubice, reflexy, bílí tuk

Porod1) první doba porodní = otevírací

2) druhá doba porodní = vypuzovací

3) třetí doba porodní = lůžková

Porod vyvolaný hormonem oxytocin laktace – navozena hormony prolaktin a oxytocin kolostrum = mlezivo = v prvním týdnu po porodu zralé mléko – laktalbumin a kasein

Postnatální vývin

1) novorozenecké období (do 28. dne života)

2) kojenecké období (do konce prvního roku)

3) batolecí období (do konce 3. roku)

4) předškolní období (do 5.—6. roku)

5) školní období (do 15. roku)

6) období dospívání = puberty (závěr školního v., ♀ 9.—10.;♂11.—12.)

7) období adolescence (od puberty do 21.—24. let)

8) období dospělosti (do 60 let)

9) období stáží = gerontická fáze (po 60. roce)