Ivarsejtek, fertilizáció és barázdálódás. Megtermékenyítés, zona pellucida, blasztoméra, kompaktizácó Embryológia 1: Ivarsejtek, fertilizáció és barázdálódás. Dr. Nagy Nándor Semmelweis Egyetem

Az érett oocyta (petesejt) nagyméretű, kerek sejt (100-125 mm átmérőjű), világos, hólyagszerű sejtmaggal. Petedomb (cumulus oophorus vagy corona radiata ; pontozott vonal): a petesejtet és azt közvetlenül körülvevő tüszőhámsejteket jelenti

A spermium részei hosszmetszetben félig 3D ábrázolásban

FEJ A spermium feje (4-5 mm): tartalmazza az erősen kondenzálódott sejtmagot, amire az akroszómasapka borul. A sejtmag az emberi sejtek között legjobban összecsomagolt kromatint tartalmazza (a DNS protaminokkal van összecsomagolva, nem hisztonokkal). Akroszóma: módosult lizoszóma/exocitotikus vezikulum különféle proteolitikus (pl. akrozin: szerin proteáz) illetve más (pl. hialuronidáz) enzimekkel. A megtermékenyítés során az enzimei lyukat fúrnak a zonába.

Megtermékenyített humán petesejt: ZIGÓTA, benne a hím és a női előmagok, (kívül jól látható a zona pellucida, az elakadt spermiumokkal)

A megtermékenyítés fontosabb eseményei időrendi sorrendben: 1. A spermiumok kapacitációja és kemotaxisa; 2. az 1. felismerés: a zona pellucida felismerése 3. akroszómareakció (AR); 4. a 2. felismerés: a gaméták fúziója; 5. a polispermia megakadályozása (CGR); 6. a sejtmagok egyesülése, a petesejt anyagcseréjének megváltozása és az első mitózis.

Az ejakulátumban háromféle spermium található Az ejakulátumban háromféle spermium található. Az elsőbe tartozók túl öregek a megtermékenyítéshez. A másodikba tartozók megtermékenyítésre képesek (ezek aránya mindig 10-12%), míg a harmadikba tartozók még túl fiatalok, akiknek a női nemi utakban még érniük kell. Ezt az utóérést nevezzük kapacitációnak. Időtartama 50-240 perc. Csak a kapacitáción átesett spermiumok képesek a következő lépés (AR) megtételére. 1. Kapacitáció A kapacitáció során megváltozik pl. a plazmamembrán összetétele (és ezáltal fluidabb lesz), membránpotenciálja, a spermium számos fehérjéje foszforilálódik.

első akadály: corona radiata

Zona pellucida (második akadály)

A zona pellucida fehérjéi: ZP1 (200 kDa) ZP2 (120 kDa) ZP3 (83 kDa, ebből csak 44 kDa a polipeptidváz, a többi a piros „dobverőként” illusztrált oligoszaccharid oldallácok révén) galactosyltransferase-I -binds to ZP-3 –activate G protein—open Ca channel—acrsomal rxn- Release proteases that lyse the ZP-make a hole in egg Binding to ZP3 is mediated by a sperm surface protein called SED1

Akroszómareakció (AR)

Az AR reakció során az akroszómatartalom kiürül Az AR reakció során az akroszómatartalom kiürül. Az így kiszabaduló enzimek segítségével a spermium egy csatornát „fúr” a zonába, amelyen keresztül átpréseli magát a petesejt sejtfelszínéig

Felismerés és a gaméták fúziója Sejtfúzióban szerepet játszó molekulák: -CD9 -Fertilin -tetraspanin -Izumo

Wave of Ca2+ release across a sea urchin egg during fertilization induces cortical granule reaction devbio8e-fig-07-20-0.jpg 14

A fúziót követően a petesejt kérgi szemcséinek tartalma exocitózissal kiürül. devbio8e-fig-07-19-3.jpg Polyspermia gátlása: corticalis granulumok, ovoperoxidáz, hexosaminidáz 15

Az anyai és apai eredetű genetikai állomány egyesülése Fluoreszcens jelölés: kék szín: DNS; zöld szín: mikrotubulusok. A: az első meiotikus mosztódás az ovuláció előtt (csak petesejt). B: Spermiumbelépés (balra), és a második meiotikus osztódás befejezése (fönt). C-E: A férfi és női előmagok egyesülése, első mitózis.

Robert Edwards (Nobel-díj) in vitro fertilization (IVF) Orvosi javallat: a) petevezetőgyulladás (salpingitis) miatti átjárhatatlanság (pl. IVF-re); b) kevés, vagy hiányzó spermium az ejakulátumban (oligospermia, azoospermia; ICSI-re. Heretumorok (a citosztatikus kezelést megelőzően spermiumgyűjtés és fagyasztva tárolás).

Meddőség 1 év rendszeres házasélet után nem születik gyermek Házaspárok 15 – 20 % gyermektelen Okai: 40% férfiak, 40 % nők, 10% mindketten, 10 % ismeretlen ok Magyarország: - 1 millió fogamzó korban lévő házaspár Kb. 100.000 gyermekvállalás évente Kb. 150.000 meddő pár (elméletileg) 20.000 pár kér orvosi segítséget Kb. 3.000 pár IVF (kb. 6.500 program) Kb. 2.000 lombikbébi jön világra

Intracytoplasmic sperm injection (ICSI)

Barázdálódás

BARÁZDÁLÓDÁS

Kompaktizáció A nyolcsejtes morula jellegzetes átalakulása: az ugrásszerűen megnövő sejtadhézió következtében a nyolc egymást érintő golyó (pingponglabda) egymáshoz lapult sejtek alakját veszi fel. Kompaktizáció előtt és után

(jelentősége: életünk első, jelentős differenciálódása) Kompaktizáció (jelentősége: életünk első, jelentős differenciálódása)                                                                                                                                                                          E-cadherin E-cadherin=uvomorulun: 54,000 D sejtadhéziós molekula

Kompaktizáció 10-sejtes humán embrióban

Blastocysta Cavitatio Na+/K+-ATP-áz pumpa

Humán embrió preimplantációs fejlődésének „menetrendje”: HOL és MIKOR található az embrió?

Ektópiás („a jó helyen kívüli”) implantációs helyek: extrauterin (méhen kívüli) terhességek

komplette hydatidiform mola (mola hydatidosa); üszögterhesség: -a jól fejlett, placentaszerű szövetekben nincs embryo, szőlőfürt-szerű placenta -ha olyan zigótából fejlődik, amelyik két hím előmagot tartalmaz csak (androgenetikus embryo) - gyakorisága az összes terhesség 0,6%-ára tehető, Magyarországon évente így 600 betegséggel számolhatunk.