Ovogeneza

Gametogeneza-Ovogeneza

2.2. OvogenezaVariantele de reproducere n lumea animal sunt numeroase de aceea i mecanismele prin care se realizeaz ovogeneza sunt destul de diverse.La unele specii ca de exemplu la ariciul de mare sau la broasc, femela produce mii de ovocite, pe cnd la alte specii, ca de exemplu la mamifere i om o femel produce, n decursul vieii sale, un numr mic de ovocite cteva sute.

La speciile care produc mii de ovocite, ovogoniile sunt de fapt celule stem (n englez stem= tulpin, trunchi) care pe tot parcursul vieii asigur producerea de noi ovocite. La mamifere (deci i la om) ovogonia d natere la un numr limitat de celule precursoare ale ovocitelor. Ovogeneza se desfoar la nivelul gonadei feminine ovarul.

La om constituirea ovarului ncepe n fazele timpurii ale dezvoltrii intrauterine ale individului respectiv.

Primordiile gonadelor apar la embrionul foarte tnr de vertebrat sub forma unor creste ce proemin n cavitatea celomic de o parte i de alta a axului median al embrionului. Aceste creste se numesc creste gonadale sau genitale. Crestele gonadale sunt formate din trei tipuri de celule:

- epiteliul celomic de la suprafaa crestei;

- celulele mezenhimale care umplu masa crestei gonadale i printre ele se gsesc;

- celulele germinale primordiale. Celulele germinale primordiale, sunt o populaie special de celule care se formeaz n afara crestei gonadale, n peretele posterior al sacului vitelin de unde migreaz i se localizeaz n crestele gonadale. La om celulele germinale primordiale ajung n creastele gonadale n sptmnile 3-5 de gestaie.

Fig. 11. Originea celulelor germinale primordiale

Fig. 12. Crestele gonadale poziia topografic n embrion Din cele 3 elemente celulare amintite n sptmna a 8-a de sarcin se constituie ovarele. ncepnd cu sptmna a 8 a, gonada, din punct de vedere morfologic, iese din stadiul de indiferen i din celulele germinale primordiale i epiteliul celomic din jur se constituie gonda feminin =ovar.

Ovarul este un organ pelvin intraperitoneal, situat n fosa ovarian i este ancorat n cavitatea peritoneal prin mezovar (de ligamentul lat al uterului), ligamentul suspensor al ovarului (de peretele pelvin) i ligamentul ovarian (de cornul uterin). n comparaie cu testiculul, ovarul nu are n interiorul su canale de conducere a gameilor. Structural ovarul este format din:

-medulara ovarului situat n pareta central a ovarului i este alctuit din esut conjunctiv, vase sangvine i limfatice, nervi.

- corticala ovarului sau cortexul care nconjoar la periferie medulara, este format dintr-un esut conjunctiv n care se gsesc foliculii ovarieni, de mrimi diferite. Trecerea de la cortical la medular este greu de sesizat.

La exteriorul corticalei se afl un epiteliu ovarian, impropriu denumit epiteliu germinal. Periferia ovarului este acoperit de un strat de esut conjunctiv dens = tunica albugineea

Fig. 13. Ovarul aspect macroscopic

Fig. 14. Seciune prin ovar Gametul feminin, ovocitul, este eliminat prin ovulaie la suprafaa ovarului de unde este captat de infundibulul trompei (tubei) uterine.

Ovarul are dou funcii:

- funcia reproductiv de producere a gametului feminin;

- funcia endocrin de producere a hormonilor steroizi (steroidogenez).Ovarul produce dou tipuri de hormoni steroizi: hormoni estrogeni i progesteronul. Hormonii estrogeni sunt produi de teaca intern a foliculilor ovarieni i determin creterea endometrului uterin, creterea i maturarea organelor sexuale interne i externe precum i dezvoltarea caracterelor secundare feminine. Progesteronul este produs de ctre corpul galben, pregtete uterul, mai ales endometrul, pentru implantare i sarcin.

n primele luni de via intrauterin (pn n luna a 5-a), celulele germinale primordiale ajunse n crestele gonadale se multiplic prin diviziuni mitotice dnd natere la circa 5 milioane ovocite (Edwards i Brody 1995 ) de celule germinale primordiale. De fapt n aceast perioad de multiplicare fiecare celul germinal primordial, se nconjoar cu un strat de celule epiteliale ce provin din epiteliul celomic i formeaz un folicul primordial.

Fig. 15 a. Principalele evenimente din cursul ovogenezei

Fig.15 b. Tipuri de foliculi ovarieni Un folicul primordial conine o singur celul germinal primordial, care de aici nainte se va numi ovogonie i un singur strat de celule epiteliale turtite, denumite de acum nainte celule foliculare. Ovogonia are un diametru de 10-15 microni iar foliculul primordial are circa 30 microni. ncepnd cu luna a 5-a ovogoniile ncep s creasc n volum i se transform n ovocite primare, celule cu diametru de 30-40 microni i cu citoplasma bazofil.

Ovocitele primare din foliculii primordiali intr n procesul de diviziune reducional i cnd ajung n profaza I-a a meiozei, n diploten intr n aa numita faz de ateptare sau proces de ateptare situaie n care rmn pn dup pubertate. Celulele foliculare din jurul ovocitului primar au suferit i ele anumite transformri devenind cubice. n urma acestor transformri foliculul primordial s-a transformat n folicul primar, cu diametru de 60-80 de microni .El rmne n acest stadiu pn dup pubertate. Pn la sfritul lunii a 7-a toate ovocitele primare intr n meioz. (Fig.4).ncepnd cu aceast perioad se desfoar concomitent dou procese.

Un proces de diminuare a numrului foliculilor, astfel c la natere sunt prezente n ovar 2 milioane ovocite primare i respectiv foliculi primari, iar la pubertate mai exist n jur de 40.000 ovocite. Procesul de diminuare continu prin procese de degenerare astfel c la vrsta de 37 de ani se ajunge la 25.000, la 50 de ani mai sunt circa 1000 de foliculi. Ultimii foliculi au fost gsii n ovar la femei de 70 de ani. De la pubertate pn la menopauz circa 400 dintre aceti foliculi ajung la maturitate.

Pe de alt parte, n acelai timp, unii foliculi ncep s intre n procese de difereniere, proces ce continu lent de-a lungul perioadei prenatale i postnatal, n perioada juvenil. Foliculogeneza este un proces continuu n sensul c, n valuri, foliculi primari aflai n perioada de ateptare ncep procese de cretere i maturare.

La pubertate se instaleaz ciclul ovarian i uterin.

Prin ciclul ovarian se neleg modificrile morfo-structurale din corticala ovarului legate de evoluia foliculilor ovarieni i de procesul de ovulaie. Durata medie a ciclului ovarian este de 28 de zile.

Paralel cu modificrile de la nivelul ovarului, au loc modificri la nivelul mucoasei uterine ceea ce reprezint ciclul uterin sau menstrual.

2.2.1.Ciclul ovarian.

Se instaleaz dup pubertate are durata medie de 28 de zile i punctul de plecare l reprezint foliculii primari aflai n faza de cretere lent . Un astfel de folicul primar se caracterizeaz prin faptul c, celulele foliculare sunt cubice sau chiar pluristratificate, iar n interior exist un ovocit primar ajuns n diploten. Ovocitul primar are un diametru de 30 m, iar foliculul primar n ansamblu are 60-80 m.

Procesul de cretere, pe de o parte const n multiplicarea (nmulirea) celulelor foliculare, din jurul ovocitului, constituindu-se mai multe straturi de celule foliculare i pe de alt parte constau n procese de cretere n volum ale ovocitului primar ajunge la 80 m i se constituie foliculul secundar timpuriu (preantral).

n timpul acestor procese de cretere celulele foliculare din jurul jurul ovocitului sintetizeaz i secret n jurul plasmalemei ovocitului diferite glicoproteine. Concomitent, se pare c i ovocitul sintetizeaz i elibereaz la exteriorul plasmalemei proteoglicani.

n acest fel prin cooperarea dintre celulele foliculare i ovocit se constituie, ntre ovocit i celulele foliculare, un nveli semipermeabil (format din categoriile de macromolecule filamentoase amintite), numit zona pelucida.

Observaiile fcute mai ales la microscopul electronic sugereaz c zona pelucid este o matrice organizat ca o estur deas de molecule fibrilare strns ntreesute.

La diferitele grupe de mamifere, zona pelucida difer mai ales n privina grosimii: 5 la oarece, la om 13 , la vac 27 .

Cercetrile din ultima vreme au stabilit c cea mai important component a zonei pelucida o reprezint glicoproteinele. Prin tehnici de marcare i microelectroforez s-au separat diferitele tipuri de glicoproteine din zona pelucida. Experimental, la oarece, s-a demonstrat c 3 dintre aceste glicoproteine, numite ZP1, ZP2 i ZP3 ,au un rol esenial n recunoaterea dintre ovocit i spermiile propriei specii, precum i n ns-i procesul de fecundaie. Recent s-au izolat genele corespunztoare acestor glicoproteine i s-a reuit descrierea secvenelor acestor gene.

La om au fost evideniate tot trei tipuri principale de ZP-uri care sunt foarte asemntoare cu cele de la oarece.

Zona pelucid poate fi solubilizat prin ruperea legturilor covalente cu proteaze sau prin ruperea legturilor necovalente cu ajutorul unui pH sczut (soluia Tyrode acid).

Zona pelucida va persista i dup fecundaie, n primele momente ale dezvoltrii embrionare, pn la ecloziunea embrionului nainte de implantare.

Concomitent din celulele stromei ovariene situate imediat la periferia foliculului se difereniaz teaca folicular. Aceasta va avea difereniat o zon adiacent periferiei foliculului i se numete teaca folicular intern restul tecii formeaz teaca folicular extern. Celulele tecii interne devin celule endocrine deoarece sub aciunea hormonilor gonadotropi hipofizari (LH) aceste celule produc i secret hormoni estrogeni (estradiol i estron).

Dup ce ovocitul primar, din foliculul n cretere, atinge dimensiunea optim acesta i reia meioza (diviziunea reducional) i parcurge fazele primei diviziuni a meiozei.

Ca urmare a tuturor acestor procese diametrul folicului, n ansamblu, se mrete ncontinuu astfel c dup cteva zile va atinge 2-5 mm n diametru. Creterea n diametru se datoreaz i apariiei n masa celulelor foliculare a unei caviti numit antrum, plin cu un lichid lichid folicular. Foliculul aflat n acest stadiu poart numele de foliculul secundar antral. Fig.4 de la lucri

Procesul de multiplicare al celulelor foliculare continu n ritm susinut, astfel c numrul lor ajunge la peste un milion, iar foliculul secundar timpuriu se transform acum n folicul dominant. Diametrul foliculului dominant atinge 5-10 mm i este vizibil ecografic.

Foliculul dominant inhib creterea altor foliculi secretnd factori care inhib astfel de procese.

Concomitent ovocitul secundar din interiorul folicului secundar trziu i continu meioza i intr n profaza celei de a II-a diviziune a meiozei.

Foliculul dominant crete n continuare dnd natere foliculului matur, ovulator cu diametrul de 18-22 mm. La acest folicul antrumul este foarte mare coninnd pn la 5 ml lichid folicular. Celulele foliculare sunt mpinse la periferia foliculului unde se aeaz n 2-3 straturi de celule foliculare care formeaz granuloasa.

Ovocitul primar aflat n interiorul unui astfel de folicul i termin prima diviziune a meiozei i rezult dou celule puternic inegale ca mrime: ovocitul secundar i primul glob polar. Ambele celule sunt haploide adic au un set n de cromozomi (haploid), dar pentru c n cursul formrii celor dou celule repartizarea citoplasmei nu se face n mod egal, o fiic celul va primi 95% din citoplasma celulei mam i va fi practic de aceiai mrime cu celula mam i aceast celul se va numi ovocit secundar. Cealalt celul va primi doar 5% din citoplasma celulei mam, ea va fi de dimensiuni foarte mici i se numete I glob polar.

Ovocitul secundar din interiorul foliculului matur este nconjurat de 2-3 straturi de celule foliculare strns mpachetate n jurul su i formeaz coroana radiata. Ovocitul secundar mpreun cu coroana radiata proemin n antrum i rmne ancorat la peretele folicului printr-un pedicul larg format dintr-o mas gelatinoas n care sunt rspndite rarefiat celule foliculare. Acest pedicul de ancorare a ovocitului poart numele de cumulus oophorus sau mai simplu cumulus. Fig. 4 de la lucrrin apropierea momentului ovulaiei, ovocitul secundar a ajuns n metafaza II a meiozei i intr din nou n faz de ateptare. Ca urmare la ovulaie se va elibera un ovocit secundar aflat n metafaza a II-a meiozei i deci nu are un nucleu constituit i ca atare nucleul nu este vizibil la microscop.

n aceast stare ovocitul secundar ovulat (aflat deja n trompa uterin) rmne pn n momentul fecundaiei cnd are loc terminarea celei de a II-a diviziunia meiozei i formarea celui de-al doilea glob polar.

n ziua a 14-a, n zona unde n corticala ovarului se afl foliculul dominat, peretele ovarului proemin mult pe suprafaa ovarului. Sub influena vrfului secreiei de LH, crete sinteza enzimelor protetolitice, de asemenea n interiorul foliculului, presiunea lichidului folicular crete. Circulaia sangvin de pe suprafaa ovarului, acolo unde proemin foliculul, este practic abolit. Probabil datorit creterii presiunii lichidului folicular combinat cu o contracie a peretelui ovarului, peretele foliculului i a ovarului plesnete, iar ovocitul secundar nconjurat de coroana radiata i o parte din cumulus mpreun cu lichidul folicular este expulzat afar din foliculi ovar i este captat de trompa uterin, care n acest moment prin regiunea sa ampular este mulat pe suprafaa ovarului. Acest proces complex, insuficient lmurit, se numete ovulaie.La ovulaie este expulzat ovocitul matur nconjurat de coroana radiata i o parte din cumulus. La exteriorul ovocitului se afl prezent zona pelucid. Spaiul dintre zona pelucid i plasmalema ovocitului se numete spaiu perivitelin. n citoplasma ovocitului, aflat n metafaza a II a meiozei, fusul de diviziune este plasat la periferia ovocitului n zona de vecintate cu globul polar I. De jur mprejur, n citoplasma periferic a ovocitului, se gsesc dispuse n unistrat nite vezicule pline cu enzime numite granulele corticale.

Fig. 16 a. Structura ovocitului uman schem

Fig. 16 b. Ovocit uman - foto.Dup ovulaie, peretele foliculului (granuloasa i parte din celulele tecii interne-20%) se transform n corp galben cu rol endocrin. Celulele din peretele foliculului sufer un proces de multiplicare i acumulare de lipide, ceea ce face ca aceste celule s capete o culoare glbuie. Acest proces se numete luteinizare. Celulele luteale din peretele corpului galben produc i secret progesteronul cu rol n pregtirea mucoasei uterine pentru sarcin.

Dac nu a avut loc fecundaia i implantarea embrionului, corpul galben involueaz i d natere la corpul albicans.

Dac a avut loc fecundaia i implantarea, corpul galben funcioneaz pn n luna 3-4 de gestaie

Procesele de formare a gametului feminin (ovogeneza), respectiv a gametului masculin (spermatogeneza), n esen, au la baz aceleai mecanisme, dar exist i aspecte caracteristice pentru fiecare dintre ele.

Aspectele eseniale care difereniaz procesul de ovogenez de procesul de spermatogenez sunt:

1. Gametul ce se formeaz prin procesul de spermatogenez este n esen un nucleu cu motilitate, pe cnd gametul care se formeaz prin procesul de ovogenez este o celul mare care conine n citoplasma sa toi factorii necesari pentru iniierea i meninerea metabolismului, a dezvoltrii zigotului i embrionului pentru o perioad mai scurt sau mai lung de timp.

Din acest motiv, pe lng procesul de formare a nucleului haploid, ovogeneza cuprinde i procese care duc la acumularea n citoplasma ovocitului de enzime, ARN-m, organite celulare (mitocondrii) i diferite substrate metabolice. Cu alte cuvinte n timp ce spermia se difereniaz pentru a deveni mobil, ovocitul dezvolt o remarcabil complexitate citoplasmatic.

2. O alt deosebire important ntre ovogenez i spermatogenez se refer modul de repartizare a citoplasmei ntre cele 4 celule fiice rezultate n urma meiozei.

n procesul de spermatogenez, n urma meiozei cele 4 celule fiice primesc cantiti egale de citoplasm i ele sunt egale ca mrime - spermatide.

n procesul de ovogenez, n urma primei diviziuni a meiozei, una din cele 2 celule fiice primete 95% din citoplasma celulei parentale ovocitul primar, cea de a doua celul rmne cu o cantitate infim de citoplasm i se numete primul globul polar. Situaia se repet i la cea de a doua diviziune a meiozei. Din ovocitul primar se formeaz din nou o celul mare (de dimensiunile celulei parentale) ovocitul secundar i o nou celul minuscul al doilea glob polar. Uneori primul glob polar se divide i el dnd natere las dou celule minuscule. n acest fel la sfritul meiozei se formeaz o celul foarte mare (ovocitul propriu-zis) i 3 celule extrem de mici ( globii polari I i II ).

Fig. 17. Ovogeneza - schem2.2.2.Ciclul uterin

Se refer la modificrile care apar n cursul ciclului ovarian la nivelul peretelui uterin, (mai exact la nivelul mucoasei uterine -endometrul), sub influena hormonilor ovarieni.

Cavitatea uterin este delimitat pe interior de ctre endometru. Acesta se ntinde n grosimea peretelui uterin pn la miometru (un bogat strat de musculatur neted) i n timpul celor 28 zile ale ciclului ovarian sufer o serie ntreag de modificri care au rolul de a pregti endometrul pentru implantarea embrionului. n cadrul ciclului uterin deosebim 3 faze:

- faza hemoragic;

- faza proliferativ sau estrogenic;

- faza secretorie sau progesteronic sau luteal;

Faza hemoragic, ncepe n prima zi de sngerare i ine 4-5 zile timp n care este eliminat cea mai mare parte a endometrului devenit inutil n lipsa implantrii embrionului. n cursul fazei hemoragice se pierd 50-80 ml de snge la fiecare menstr, 10-60 mg de Fe i Ca.

Faza proliferativ ncepe n ziua a 4, 5 a ciclului i se caracterizeaz prin creterea puternic a endometrului sub influene hormonale estrogeni produi de teaca intern folicular. Endometrul se ngroa se vascularizeaz puternic, glandele endometriale cresc n lungime. n ziua a 14-a a ciclului se pot diferenia n endometru:

- stratul compact un epiteliu monostratificat columnar care delimiteaz pe interior cavitatea uterin;

- stratul spongios este cel mai bine reprezentat are grosime mare este format din esut conjunctiv lax, bogat n glande i vase de snge i chiar lacune sanguine, ceea ce l face deosebit de apt pentru implantarea embrionului;

- stratul bazal este format din 1-2 straturi celulare cu activitate mitotic bogat, prin activitatea proliferativ a celulelor acestui strat se refac primele 2 straturi care au fost eliminat n faza hemoragic.

Faza progesteronic (ziua 14-27 a ciclului) ncepe imediat dup ovulaie i sub influena progesteronului, ce ncepe s fie produs de corpul galben, endometrul crete i mai mult n grosime devenind edematos. La 3-6 zile dup ovulaie (ziua 17-20 a ciclului) este vrful secreiei de progesteron.

n ziua 20 capilarele din endometru au maximum de dezvoltare i se formeaz chiar lacune sanguine mari astfel c endometrul are maxim de dezvoltare, fiind apt pentru implantare embrionului. Dac nu a avut loc implantarea, endometrul uterin sufer o involuie i ca urmare scade secreia de progesteron.ncepnd cu ziua a 27-a, 28-a are loc o vasodilataie puternic urmat de o vasoconstricie puternic (intervin i prostaglandinele). Dup uni autori aceste momente reprezint cea de 4-a faz a ciclului uterin, numit faza ischemic. Ca urmare va avea loc o eliminare a straturilor compact i spongios ale endometrului, nsoit de o uoar hemoragie (50-80 ml snge) aa numita menstr i ncepe faza hemoragic a ciclului urmtor.

Fig. 18 a. Ciclul folicular i uterin

Fig 18 b. Regalrea hormonal a ciclului ovarian i uterin.156