PROCES OPLOZENÍ. - oplození vajíčka musí předcházet kapacitace spermií a akrozomální reakce ( dochází k uvolnění

Transkript

1 PROCES OPLOZENÍ - oplození vajíčka musí předcházet kapacitace spermií a akrozomální reakce ( dochází k uvolnění enzymů z akrozomu) - takto připravená spermie nasedá na povrch vajíčka váže se primární vazbou a svými enzymy narušuje vaječné obaly hyaluronidáza rozvolňuje buňky corona radiata akrozín tráví hmotu zony pellucidy - po průniku do perivitelinního prostoru se hlavička spermie přikládá k vitelinní membráně a splývá s ní - do perivitelinního prostoru se uvolňují látky zonární reakce a vznik vitelinního bloku tyto procesy vyvolávají změny na zoně pellucidě a vitelinní membráně, které znemožňují průnik další spermie do vajíčka a vznik polyspermie - bičík zůstává mimo vajíčko a hmota spermie splývá s hmotou vajíčka - pak nastává bobtnání jader vajíčka i spermie a rozrušení jejich jaderných membrán tvoří se a splývají jadérka = dochází k výměně části jaderné hmoty spermie a vajíčka - pak se znovu formují jaderné membrány vzniká samčí a samičí prvojádro - prvojádra se zvětšují a vzájemně přibližují, jaderné membrány se opět rozpadají a jaderná hmota splývá v jedno jádro = vznik zygoty = oplozená diploidní buňka s dvěma sadami chromozomů - ihned nastupuje sled mitotických dělení mají za následek rýhování vajíčka a exponenciální nárůst počtu somatických buněk embrya - doba od počátku oplození do 1. rýhování vajíčka činí cca hodin Znázornění průběhu oplození vajíčka u krávy 1) kapacitovaná spermie se spojuje: a) s vnějším okrajem zony pellucidy (ZP) b) kortikální granuly

2 2) interakce spermie se ZP 3) první pólové tělísko je vyčleněno 4) kapacitovaná spermie penetruje skrz ZP k vitelinní membráně Obrázek č. 11 Oplození 5) po penetraci spermie do oocytu dochází k uvolnění endogenního vápníku a vytěsnění kortikálních granul do perivitelinního prostoru vzniká vitelinní blok 6) fúze spermie do oocytu ve fázi 2. zracího dělení, vyděluje se 2. pólové tělísko 7) zvětšování kortikálních granul 8) vytvoření bloku proti polyspermii 9) spermie podílející se na procesu oplození 10) zvětšování perivitelinního prostoru A. BIOLOGICKÉ HRANICE ŽIVOTNOSTI SPERMIE, VAJÍČKA - k určení nejvhodnější doby pro inseminaci se musí vycházet z délky životnosti spermií a vajíčka Spermie: v čerstvém stavu schopny oplození ve vejcovodu po dobu až 40 hodin u mraženého spermatu je tato doba kratší cca 22 hodin Ovulované vajíčko je schopno oplození jen velmi krátkou dobu 4 až 6 hodin B. TRANSPORT SPERMIÍ A VAJÍČKA V POHLAVNÍM TRAKTU PLEMENIC - na transportu spermií v pohlavním traktu se podílejí nasávací a peristaltické pohyby dělohy řízené oxytocinem, jejich pohyb usnadňuje vlhké prostředí hlenu děložních žlázek - část spermií proniká do vejcovodu ihned po inseminaci během 2-10 min větší část je pozdržena v oblasti uterotubálního spoje pak se postupně uvolňují během následujících 20 min. až 6 hodin - za optimální čas prostupu spermií pohlavním traktem plemenice se považuje doba 1-2 hodiny - vejcovodem se spermie pohybuje: aktivním pohybem s využitím vlastních energetických rezerv za současné pomoci peristaltických vln vycházejících z uterotubálního spoje (šíří se k vaječníkům) pomocí kmitavého pohybu řasinek epitelových buněk sliznice vejcovodu - v době po ovulaci se peristaltické vlny ve stěně vejcovodu obracejí směrem od vaječníků k děloze urychlují postup vajíčka vejcovodem C. KAPACITACE A DENUDACE SPERMIÍ A VAJÍČKA Spermie získávají oplozovací schopnost až po určité době styku se sekrety dělohy a vejcovodu

3 = kapacitace = komplex biochemických pochodů probíhajících na buněčné membráně spermie - doba potřebná pro uskutečnění těchto změn je přibližně 4-6 hodin a teprve po této době jsou spermie s hyperaktivním pohybem fyziologicky připraveny penetrovat zonou pellucidou do vajíčka - mezi významné aktivátory kapacitace patří: extracelulární Ca, Na, K enzymatické složky progesteron a další - kapacitace spermií vyvolá akrozomovou reakci (aktivaci enzymatického komplexu akrozomové čepičky hlavičky spermie) a mobilizaci energetických rezerv soustředěných v oblasti mitochondriální pochvy spermie - využití těchto energetických zásob pak indukuje hyperaktivní pohyb spermie - k indukci akrozomové reakce spermií dochází buď mimo oocyty, nebo přímo na povrchu jejich zony pellucidy po tzv. primární vazbě spermie na povrch oocytu - pak následuje pronikání spermie do oocytu - dalším předpokladem zdárného oplození je změna charakteru pohybu spermie - progresivní pohyb ejakulované spermie je pohyb vpřed za hlavičkou za současného otáčení spermie kolem své podélné osy takto se spermie pohybují od ejakulace po proniknutí k místu oplození v horní třetině vejcovodu - hyperaktivní pohyb je charakteristický vyšší frekvencí i amplitudou vlnění bičíku a otáčivý pohyb spermie kolem své osy přitom zaniká - spermie navázané na zonu pellucidu primární vazbou vykazují pohyb kruhový roztáčejí vajíčko proti směru hodinových ručiček Vajíčko postupující vejcovodem je zpočátku obaleno zonou pellucidou, na tu nasedají folikulární buňky corona radiata - těchto buněk se v průběhu postupu vejcovodem zbavuje = denudace (proces očišťování vajíčka)

4 1. Generace folikulů 2. Graafův folikul kotyledony 3. Corpus luteum 4. Ovulovaný oocyt 5. Oplození a 2. zrací dělení 6. Konjugace 7. Zygota 8. Embryo fáze 2 blastomer 9. Embryo fáze 4 blastomer 10. Časná fáze moruly 11. Pozdní morula 12. Blastocysta 13. Placentovaný plod Karunkuly, a děložní sliznice během gravidity Oplození a embryonální vývoj, placentace Marvan a kol A. HARMONOGRAM PRŮCHODU EMBRYA POHLAVNÍM TRAKTEM - oplozené vajíčko (resp. rané embryo) postupně prochází vejcovodem směrem k děloze za současného dalšího dělení buněk - v době prostupu vejcovodem jsou embryonální buňky stále ještě chráněny obalem zona pellucida - k prasknutí zona pellucida a exkluzi embrya dochází až v děloze mezi dnem po oplození ve stádiu expandované blastocysty

5 Vývojová stádia a místo vývoje embryí skotu 3-7den den 24 1,5 den 3 den 4-7 den 7-12 den 9-11 den hodin 24 1,3 den 2,5 den 3-4 den 4-10 den 7-8 den hodin 24 1,5 den 3 den 4-5 den 6-8 den 7-8 den hodin

6 den 8 den den h 1 den 2 den 3,5 den 4-5 den 6 den 24 2 den 3 den 4 den 5 den 5-6 den hodin Vývoj zárodků u jednotlivých druhů živočichů B. NIDACE A PLACENTACE - za 90 hodin po 1. rýhování sestupuje embryo do dělohy, kde 6-9 dní plave v děložní tekutině postupně ulpí na děložní stěně a den (u sudokopytníků) dochází k implantaci = nidace - do 30. dne tvorba plodových obalů + spojení se stěnou děložní vznik placenty = placentace - choriové klky se v oblasti karunkulů děložní sliznice zanořují do endometria narušují epitel děložní sliznice pronikají do její vazivové vrstvy - karunkul dělohy a kotyledon choria tak spolu vytvářejí placentární jednotku = placentom Krev plodu a matky jsou odděleny pěti bariérami: fetální bariéry endotel fetálních cév choriové vazivo epitel choria maternální bariéry endotel maternálních cév vazivo endometria - těsnost placentárního spojení (intimita) u přežvýkavců tedy není velká a existující bariéry bránící prostupu některých důležitých látek (imunoglobulinů nebo vitamínů rozpustných v tucích) Podle intimity spojení rozlišujeme několik typů placenty: epiteliochoriální (klisna, prasnice) syndesmochoriální (přežvýkavci) endoteliochoriální (šelmy) haemochoriální (primáti, hlodavci)

7 haemoendoteliální (králík) Podle uspořádání klkového choria rozlišujeme následující typy placenty: difusní (prase, kůň) kotyledonová (přežvýkavci) pásová (masožravci) diskoidní (hlodavci, primáti) C. VÝVOJ EMBRYA A PLODOVÝCH OBALŮ - u embrya ve fázi expandované blastocysty je patrná diferenciace buněk na: buňky základu embrya embryoblast buňky základu plodových obalů trofoblast 1. Embryoblast 2. trofoblast Schéma blastuly

8 - kolem embryoblastu se postupně vytvoří rýha a trofoblast se vyklenuje nad zárodek v podobě amniových řas - současně se množí buňky embryoblastu i trofoblastu dochází k diferenciaci na 3 zárodečné listy: ektoderm základ budoucí pokožky mezoderm základ kostní a chrupavčité tkáně entoderm základ měkkých tkání Obrázek č. 15 Diferenciace zárodečných listů Senger Pregnancy and parturition největší část trofoblastu se diferencuje ve vnější obal embrya chorion - z prvostřeva embrya se vychlipuje žloutkový váček stále se rozrůstá, přikládá se k choriu a spolu s ním v jeho klkaté části vytváří tzv. žloutkovou placentu s prvním (žloutkovým) krevním oběhem slouží výživě embrya do doby jeho nidace 1. Zárodek 2. Chorion 3. Amniové řasy 4. Žloutkový váček

9 Schéma placentace a počátek tvorby zárodečných obalů - později se k sobě amniové řasy nad embryem přikládají a srůstají vzniká uzavřená amniová dutina ohraničená vnitřním obalem embrya (amniem) - kaudálně od žloutkového váčku se ze zadního střeva vychlipuje další útvar alantois 1. Zárodek 2. Chorion 3. Amniové řasy 4. Žloutkový váček 5. Choriové klky 6. Žloutková placenta 7. Alantois Schéma placentace - tvorba plodových obalů - alantois se výrazně rozrůstá a vsouvá se mezi chorion a žloutkový váček zaniká žloutková placenta a současně kolem 30. dne srůstá alantois a choria vznik alantochoria s vlastním 2. krevním oběhem - napojení zárodku na alantochoriový krevní oběh zajišťuje pupeční provazec prochází 2 pupeční tepny, 2 žíly a urachus - alantochorion se po placentaci stává součástí placenty (tvoří její fetální část) 1. Zárodek 2. Amnion 3. Amniová dutina 4. Alantochorion 5. Choriové klky 6. Žloutkový váček Plodové obaly Funkce plodových obalů: mechanická ochrana (plodové vody) volný pohyb plodu izolace mateřského organismu a plodu

10 výměník látek mezi matkou a plodem (placenta) při porodu úprava porodní polohy, vlhčení porodních cest rovnoměrné rozložení tlaku na plod