Эмбрион как развивается: Течение беременности по неделям

Анэмбриония причины, симптомы, лечение в Москве

Анэмбриония — патология беременности, известная также под названием «ранее невынашивание» или «замершая беременность». Данный вид невынашивания является одним из наиболее распространенных по причине сложности выявления. В 60% случаев данная патология может проявляться годами, не причиняя дискомфорта женщине, в особенности, если в данный период времени женщина не планирует беременность и не обращается к акушеру-гинекологу по данному вопросу. Женщины, страдающие расстройствами регулярности менструального цикла, в большей степени подвержены данной патологии.

Анэмбриония – разновидность патологической беременности, при которой происходит зачатие, но эмбрион не развивается.

Акушерство, как наука, не всегда может ответить на вопросы о причинах развития данной патологии. При анэмбрионии диагностируется пустое плодное яйцо. То есть зачатие происходит, но эмбрион на ранних сроках по какой-либо причине останавливается в развитии и погибает, и при УЗИ диагностике создается впечатление отсутствия эмбриона из-за его маленьких размеров. Чаще всего эта патология развивается в период между 5-й и 9-й неделей беременности.

Если по истечению этого срока беременность не прервалась и эмбрион продолжает развитие, данная патология развиться уже не может. Если женщина не обращалась к врачу или не выявила беременности своевременно, то в случае развития анембрионии остановившийся в развитии и погибший эмбрион вместе с плодным яйцом покинет матку естественным путем при следующем менструальном кровотечении, не причинив неудобств или дискомфорта женщине. Анэмбриония, независимо от выявления, приводит к самостоятельному выходу мертвого эмбриона из тела женщины и не провоцирует воспалительных или инфекционных процессов.

Существует только один единственный способ диагностики данной патологии – УЗ-исследование органов малого таза. Если УЗИ фиксирует пустое плодное яйцо или отсутствие развития эмбриона – ставится диагноз анембриония.

Причины развития анэмбронии

Акушерство на данном этапе развития не всегда может установить причины развития патологии, наиболее распространенными считаются:

• Патология на генетическом уровне. На данное время считается основной причиной анэмбрионии. Патология женского или мужского генетического материала (яйцеклетки или сперматозоидов соответственно) вызывает анэмбрионию. Даже если генетический материал одного из родителей является нормальным, патогенная клетка второго спровоцирует остановку развития эмбриона. Таким образом, при лечении данного вида невынашивания беременности следует диагностировать обоих партнеров.
• Вирус, инфекция, воспаление. Бактериальная или вирусная инфекция, а также воспалительный процесс в любой части женского организма может вызвать остановку развития эмбриона. Простудные заболевания, зубные болезни, воспаления половых органов и т.д. способствуют распространению болезнетворных бактерий по всему организму. При сниженном иммунитете риск заражения и последующей гибели эмбриона возрастает.
• Внешние факторы. Экологическая обстановка, чистота воздуха, радиационный фон и прочие внешние факторы также могут стать причиной анэмбрионии.
• Гормональные причины. Любые нарушения и сбои в работе эндокринной системы запускают механизмы уничтожения эмбриона. Если мать не страдает эндокринологическими расстройствами, но гормональный дисбаланс наблюдается у отца, гибель плода возникает из-за патологий сперматозоида.

Профилактика анэмбронии

Профилактика патологии заключается прежде всего во внимательном отношении женщины к своему здоровью и наблюдению за изменениями самочувствия и состояния. Так как анэмбриония развивается на самых ранних сроках беременности, в некоторых случаях женщины узнают о том, что были беременны уже после гибели плода или не узнают вовсе. Подобное скрытое невынашивание чревато усугублением ситуации в будущем, так как невозможно вылечить патологию, которая не обнаружена.

Основным советом по предотвращению является своевременное выявление беременности с помощью анализа крови, УЗИ или экспресс-теста. При обнаружении беременности, следует немедленно встать на учет и пройти полную диагностику. Только комплексное исследование состояния здоровья матери может своевременно предотвратить развитие большинства патологий беременности.

К сожалению, если причиной является генетический материал одного или обоих родителей, избежать гибели эмбриона невозможно даже при раннем выявлении беременности. Однако, зафиксировав данный диагноз, возможно проведение лечения, последующая подготовка к беременности и, как результат – нормальное течение беременности без осложнений.

Приходите в «Диамед», вам обязательно помогут!

#беременность #осложненная беременность невынашивание беременности причины невынашивания

Развитие эмбриона мыши в первые три дня сняли на видео

Лабораторная мышь

Фотография: Wikimedia Commons

Усовершенствовав технику микроскопии светового листа, ученые впервые смогли заснять развитие эмбриона мыши от зиготы до бластоцисты. Полученные данные показали, что определение судьбы клеток происходит уже на стадии 16 клеток. Работа опубликована в журнале Nature Methods.

Микроскопия светового листа — метод, при котором через исследуемый образец пропускается плоский поток (лист) света. При этом детектор расположен перпендикулярно плоскости светового потока и получает изображение оптического среза образца. Такой подход позволяет единовременно пропускать меньшее количество света через образец, что меньше повреждает живые клетки. Однако, разместить в таком микроскопе эмбрион млекопитающего до сих пор было невозможно, так как было необходимо особым образом фиксировать образец. 

Ученые из Европейской молекулярно-биологической лаборатории модифицировали микроскоп светового листа, изменив положение образца в устройстве. Такая модификация позволила поместить в микроскоп эмбрионы генетически модифицированных мышей, ядра которых помечены флуоресцентным белком. Ученые сняли видео, на котором происходит развитие эмбриона в течение первых 6 клеточных делений — до стадии 64 клеток.

Самая первая дифференцировка клеток эмбриона — разделение на клетки наружного слоя (трофэктодермы) и внутреннюю массу, которая даст начало стволовым клеткам зародыша. Проследив за делением клеток на видео, исследователи смогли определить, на какой стадии развития определяется их судьба. Оказалось, что на стадии 8 клеток, роли еще не распределены между клетками. Затем происходит деление в перпендикулярном поверхности зародыша направлении. Одна часть клеток оказывается ближе к поверхности и развивается в клетки трофэктодермы, а другая часть оказывается в центре и развивается как стволовые клетки зародыша.

В ходе исследования эмбрионы не пострадали — после съемок они были пересажены суррогатным матерям и рождены здоровыми. Авторы исследования утверждают, что новую технику можно будет применить также и к другим биологическим образцам, поддерживаемым в культуре.

Анна Образцова

Ученые увидели, как у эмбриона начинает формироваться голова

Как развивается оплодотворенная яйцеклетка мыши, имплантированная в матку, и как у эмбриона начинает формироваться голова, увидели ученые из Кембриджа. Ранее эта стадия развития эмбриона была недоступна для наблюдения.

Группа биологов из Гэрдоновского института исследований рака в Кембридже разработала методику, позволяющую увидеть то, чего до сих пор никому увидеть не удавалось: они получили возможность наблюдать за тем, как развивается оплодотворенная яйцеклетка мыши, имплантированная в матку. Об этом сообщается в последнем номере журнала Nature Communications. До настоящего времени эта стадия развития эмбриона была недоступна для наблюдения.

Ученые уже несколько десятилетий умеют создавать эмбрионы из одной клетки, доводя их до уровня бластоциста – небольшого шарика, состоящего из 64 клеток. Все, что происходит с эмбрионом на этой стадии, в первые четыре дня, им хорошо известно.

Эти знания помогли разработать широко используемую технологию борьбы с бесплодием – ЭКО, за которое в 2010 году была вручена Нобелевская премия.

Полученные знания позволили также разобраться с тем, что происходит с клетками на этой ранней стадии развития эмбриона, и с тем, какие они принимают решения по поводу своего будущего.

64 клетки, из которых состоит бластосциста, представляют три типа клеток. Главные из них, но находящиеся в небольшом количестве, — стволовые клетки, из которых потом вырастет все тело. Два остальных типа являются вспомогательными, так как они «ухаживают» за стволовыми клетками, а в будущем образуют плаценту.

И всё, на этом знание о развитии эмбриона заканчивалось.

Бластоциста помещается в матку, и все, что с ней происходит дальше, после четвертого дня, было закрыто для наблюдения. Ученым до сих пор ничего не было известно о следующей важной фазе развития, во время которой стволовым клеткам от вспомогательных экстраэмбриональных клеток передается важный сигнал о начале сооружения головы и остальных частей тела.

Главное, что удалось сделать Кембриджской группе исследователей под управлением профессора Магдалены Церника-Готц, — это продлить доимплантационную стадию бластоцисты с четырех до восьми дней.

Дополнительные четыре дня эмбрионального развития позволили ученым разобраться с тем, как экстраэмбриональные клетки, собираясь в кластеры, сигнализируют стволовым клеткам мыши, что пора приступать к изготовлению головы.

close

100%

Используя методику экспрессии гена, они заставили светиться белок, участвующий в создании этого сигнала, и смогли проследить за ним в культуре живого эмбриона.

Как утверждает профессор Церника-Готц, несложно проследить за эволюцией эмбриона мыши на стадии бластоцисты, который впоследствии будет участвовать в выращивании всех тканей тела и создании из них нового организма.

А вот понять, как эти процессы происходят у человека, куда сложнее.

Разработанная ее группой технология дает возможность понять поведение стволовых клеток в человеческом эмбрионе, наблюдая за их развитием в условиях, напоминающих нормальные.

Причины неудач в ЭКО :: События

Несмотря на значительные достижения в лечении бесплодия за последние 30 лет, эффективность самого лучшего сегодня метода лечения бесплодия — ЭКО остается, относительно ожиданий пациентов, невысокой — 30-40%. Вопрос: почему хорошие эмбрионы не хотят приживаться в матке — все еще остается открытым.

Программа ЭКО состоит из нескольких этапов, и каждый из них должен быть успешно преодолен для перехода к следующему:

• должен начаться рост и развитие хотя бы одного фолликула
• фолликулы должны вырасти до необходимого размера (созреть)
• не должно произойти преждевременной овуляции до пункции фолликулов
• во время пункции яйцеклетки должны быть успешно извлечены из фолликулов
• сперматозоиды должны оплодотворить хотя бы одну яйцеклетку
• оплодотворенная яйцеклетка должна начать делиться и развиваться
• эмбрион должен имплантироваться в матку

В этой цепи имплантация по-прежнему остается загадкой для ученых — почему не каждый эмбрион становится ребенком? Используя современные технологии, нам успешно удается получать эмбрионы в лаборатории, но мы по-прежнему не можем контролировать процесс имплантации. Мы не знаем, какой эмбрион станет ребенком, и это приносит много разочарований, как врачу, так и пациенту.

Имплантация — это очень сложный процесс. Прежде всего, эмбрион должен продолжать развитие до стадии бластоцисты, а затем выйти из своей оболочки (зоны пеллюцида). Вылупившаяся бластоциста должна затем имплантироваться в эндометрий матки в короткий период времени, именуемый окном имплантации. Три основные фазы имплантации известны как оппозиция, адгезия и инвазия. Оппозиция, или ориентация эмбриона в полости матки, начинается в тот момент, когда полость матки максимально уменьшается из-за всасывания находящейся в ней жидкости пиноподиями (небольшими бугорчатыми образованиями, появляющимися на внешней мембране клеток, выстилающих матку).

Адгезия бластоцисты — это цепь биохимических реакций, ведущих к ее прикреплению к эндометрию. Многие молекулы, такие как цитокины, факторы роста и интегрины играют важную роль в этом сложном процессе, во время которого бластоциста и материнский эндометрий вступают в тонкий «диалог». Инвазия — это самоконтролируемый процесс, позволяющий эмбриональному трофобласту (клеткам бластоцисты, которые позднее станут клетками плаценты) проникнуть глубоко в децидуальную материнскую ткань (клетки эндометрия, которые впоследствии образуют материнскую часть плаценты) и внедриться в кровоток эндометрия. Это происходит за счет выработки особых химических веществ под названием протеиназы. Для успешной имплантации бластоцисты очень важны и иммунные механизмы, обеспечивающие диалог между тканями матери и эмбриона, генетически и иммунологически различными. Активированные клетки децидуальной ткани и клетки трофобласта продуцируют большое количество иммунологически активных веществ, вызывающих необходимые иммунные pеакции.

Как регулируется и происходит имплантация, остается загадкой, но стоит отметить, что у людей процесс имплантации обладает на удивление низкой эффективностью — природа не всегда оказывается компетентна! Абсолютно здоровая супружеская пара имеет всего 20-25% вероятности зачать ребенка в каждом менструальном цикле. Ответственность за такую низкую эффективность несет как сам эмбрион, так и нарушения в диалоге эмбрион-эдометрий.

Сегодня мы знаем, что одной из главных причин неудачной имплантации являются генетические патологии эмбриона. Фундаментальные исследования в области имплантации представляют большой интерес, поскольку, по-видимому, именно имплантация является основным фактором, ограничивающим эффективность ВРТ.

Однако, нам следует еще многое изучить, прежде чем мы сможем реально контролировать этот процесс.

Анализ неудачного цикла ЭКО

Если вы не забеременеете после первой попытки ЭКО, конечно, вы будете очень расстроены и разочарованы. Однако помните, что это еще не конец пути — это только его начало. После неудачного цикла ЭКО вы встретитесь с врачом и проанализируете, какие выводы можно сделать. При анализе неудачной попытки ЭКО врач уделяет особое внимание важным моментам, влияющим на успех лечения:

• Был ли организм оптимально подготовлен к беременности? Конечно, факт наличия тех или иных общих и гинекологических заболеваний не всегда влияет на наступление беременности, но с другой стороны, нельзя исключать снижение способности к зачатию при многих заболеваниях (соматические заболевания, эндометриоз, миомы матки, гидросальпинксы и др.). Поэтому готовить организм к зачатию и проводить ЭКО нужно в период вне обострения любых хронических заболеваний. Наверняка будет назначено дополнительное обследование по выявлению возможной патологии.
• Был ли ответ яичников на стимуляцию достаточно хорошим? Были ли яйцеклетки хорошего качества? Оптимальным ответом яичников на стимуляцию считается получение от 5 до 15 яйцеклеток.
• Как прошло оплодотворение, сколько яйцеклеток оплодотворилось и как?
• Были ли полученные эмбрионы хорошего качества, нормально ли они развивались в лабораторных условиях?
• Была ли структура матки и эндометрия оптимальной?
• Произошла ли имплантация, определяемая по анализу крови на гормон ХГЧ через две недели после переноса эмбрионов?
• Почему не наступила беременность (хотя именно на этот вопрос ответа нет!)?
• Нужно ли провести какое-либо дополнительное обследование перед следующей попыткой ЭКО?
• Нужно ли провести какое-либо лечение перед следующим циклом ЭКО?
• Можно ли повторить ту же схему лечения или необходимо внести в нее изменения, прежде чем начинать следующую попытку?

Когда можно начать повторный цикл ЭКО?

Даже если вы не забеременели, не стоит опускать руки. На сегодняшний день ЭКО — самый современный метод преодоления бесплодия, самые новейшие технологии, которые может предложить современная медицина (хотя и этот метод далеко не идеален, но лучшего в мире пока никто не придумал). И даже если не получилось с первой попытки — успех возможен при повторных попытках

Повторный цикл ЭКО

Большинство врачей советуют подождать хотя бы один месяц, прежде чем начинать следующий цикл лечения. Хотя с медицинской точки зрения возможно проведение повторного цикл ЭКО уже в следующем месяце, большинству пациентов требуется перерыв, чтобы собраться с силами и восстановить душевное равновесие, прежде чем начинать все сначала. Как правило, мы рекомендуем двухмесячный перерыв перед повторной попыткой ЭКО.

По нашим наблюдениям повторные программы ЭКО дают результат в большем проценте случаев. Это объясняется многими причинами. Врач уже знает, как реагировал женский организм на гормональную стимуляцию. В зависимости от результатов предыдущего цикла, врач может изменить схему лечения. Например, если ответ яичников на стимуляцию был недостаточным, врач может увеличить дозу препарата для стимуляции суперовуляции или изменить протокол стимуляции. Если не произошло оплодотворение, вам может потребоваться ИКСИ. Если качество яйцеклеток было плохим, врач может порекомендовать использование донорских яйцеклеток. Однако если результаты предыдущего цикла были удовлетворительными, врач может порекомендовать повторить ту же самую схему лечения: все, что требуется многим пациентам для успеха в цикле ЭКО — это время и еще одна попытка.

Интересно отметить, что пары, проходящие повторный цикл ЭКО, как правило, гораздо более спокойны,их организм лучше реагирует на прием гормональных препаратов. Возможно, это связано с тем, что они уже в курсе всех необходимых медицинских процедур, и лучше к ним подготовлены. Психологический настрой, позитивное мышление, вера в успех действительно повышают шансы забеременеть.

Другие статьи

26 июня 2009

Рекомендации по образу жизни и питанию после ЭКО

16 августа 2018

Перечень основных научных публикаций сотрудников Центра вспомогательной репродукции «Эмбрио»

12 июля 2019

Отдельно можем выделить еще один фактор бесплодия — ВОЗРАСТНОЕ.

В европейских странах сложилась опасная демографическая тенденция. Множественные методы контроля рождаемости, контрацептивы, урбанизация плюс наша социальная активность приводят к тому, что замуж сейчас выходят позже, детей думают рожать позже. Сначала образование, карьера, а потом уже дети. И все это заставляет женщину медлить с зачатием ребенка.

Влияние миоинозитола на развитие преимплантационных эмбрионов мыши

Улучшение качества питательных сред для ЭКО является актуальной задачей, несмотря на многолетний опыт их производства в мире. Наиболее ответственным этапом в этой процедуре является развитие эмбриона от стадии оплодотворения до бластоцисты, для которой используются пролиферативные среды, многокомпонентные смеси сложного состава. В литературе [1-3] нет единого мнения о необходимости витаминов для ранних эмбрионов. Многие среды для ЭКО, состав которых известен, не содержат витамины, в то время как в некоторых из них витамины добавлены. Кроме того, композиции витаминов в средах для ЭКО отличаются от классических сред.

Одним из витаминов, точнее, витаминоподобных молекул, является инозитол, давно используемый в репродуктивной медицине. Инозитол — молекула шестиатомного спирта циклогексана относится к классу углеводов, однако выполняет различные функции, не свойственные углеводам. Миоинозитол (МИ) является одним из 6 стереоизомеров инозитола и выполняет функцию вторичного мессенджера в клетках. МИ и его производные регулируют уровень внутриклеточного Ca²⁺ [4], осуществляют передачу сигнала от инсулинового рецептора внутрь клеток, участвуют в передаче сигналов от фолликулостимулирующего (ФСГ) и лютеинизирующего (ЛГ) гормонов. Производные М.И., такие как инозитолтрифосфат, регулируют уровень внутриклеточного Ca²⁺.

Многочисленные данные указывают на положительное действие от добавления МИ в питательные среды на развитие эмбрионов у некоторых млекопитающих. В экспериментах на сельскохозяйственных животных (кролики, крупный рогатый скот) показано позитивное влияние МИ на ускоренное образование бластоцист, увеличение процента их хэтчинга и степени экспандированности бластоцист [5, 6]. Позитивный эффект МИ обнаруживается разными авторами в широком диапазоне его концентраций в питательной среде, что указывает на необходимость получения точных данных о его оптимальной концентрации. Поэтому задачей настоящей работы являлась оценка эффектов действия МИ на культивирование эмбрионов мыши как широко используемой модели для культивирования эмбрионов человека.

Материал и методы

Лабораторные животные

В экспериментальной работе использовались мыши CBA/C57BL6, которые содержались в стандартных клетках с неограниченным доступом к воде и пище. В лабораторной комнате вивария поддерживалась комнатная температура (24±1 °C) и отношение светлого к темному времени суток 12/12. В качестве опытных объектов использовались самки 4-недельного возраста, массой 12-16 г. Все экспериментальные процедуры соответствовали стандартам GLP. Протокол исследования соответствовал этическим принципам и нормам проведения биомедицинских исследований с участием животных (приказ МЗ СССР № 755 от 12.08.77).

Культуральные среды

Работа выполнялась с использованием сред для ЭКО ПРО и ЭКО 1 (НПП «ПанЭко»). Для последовательного культивирования применяли среды ЭКО ПРО «Дробление» и «Бластная». Для выделения ооцитов использовали среду ЭКО 1 «Аспирационная», для разрыхления кумулюса и денудации яйцеклеток — ЭКО 1 «Гиаза» и ЭКО 1 «Ооклин» для отмывки денудированных яйцеклеток. Все образцы сред не содержали МИ.

Выделение зигот и культивирование эмбрионов

Подготовка самок мышей проводилась по протоколу стимулирования суперовуляции [7]. Суперовуляция была индуцирована внутрибрюшинными инъекциями гормонов, первая инъекция — 5 МЕ препарата Фоллигон (Интерверт Интернешнл Б.В., Боксмеер, Нидерланды), вторая инъекция (спустя 48 ч) — 5 МЕ хорионического гонадотропина (ФГУП «Московский эндокринный завод»). Затем стимулированных самок подсаживали к самцам линии CBA на ночь и в опыт отбирали животных по наличию копулятивных пробок.

Спустя 13-15 ч извлекали яйцевод и вскрывали ампулы яйцевода в среде ЭКО 1 «Аспирационная», в которой собирали ооцит-кумулюсные комплексы. Данный комплекс обрабатывали ферментативной средой ЭКО 1 «Гиаза» и проводили отмывку ооцитов в среде ЭКО 1 «Ооклин». Очищенные от клеток кумулюса ооциты помещали в каплю среды ЭКО ПРО «Дробление», покрытую жидким парафиновым маслом, и культивировали при 37 °C с содержанием в воздухе 5% СО₂. Подсчет клеток производили каждые сутки, до достижения эмбрионами стадии бластоцисты (около 96 ч после извлечения). В качестве контроля использовали среду без МИ, в опытных точках добавляли МИ в концентрации от 10 до 35 мг/л. Если опыт происходил со сменой среды, то ее производили через 48 ч после посадки, путем пересадки эмбрионов в каплю с новой средой.

Подсчет количества бластомеров производили ежедневно, с 1-го по 5-й день культивирования. Также подсчитывали количество образовавшихся бластоцист и оценивали процент хэтчинга в контрольной и опытных средах. Достоверность различий средних определяли по t-критерию Стьюдента. Две выборки считались принадлежащими к разным генеральным совокупностям при р<0,05.

Оптимизация ростовых свойств пролиферативных сред для ЭКО касается всех компонентов этих сред и требует анализа состава и концентрации витаминов в среде. Проведено сравнение ростовых свойств пролиферативной среды ЭКО ПРО «Дробление», включающей состав витаминов, соответствующий основным классическим питательным средам: DMEM, F-10, RPMI-1640, среда 199. Обнаружено, что витаминный состав среды RPMI-1640 существенно улучшает питательные свойства среды по сравнению с добавками витаминов других тестированных сред (табл. 1).

Таблица 1. Выход бластоцист в МЕА-тесте в среде «Дробление» с витаминами различного состава

Последовательный анализ всех витаминов, входящих в состав среды RPMI-1640, обнаружил, что основной вклад в увеличение выхода мышиных бластоцист в питательных средах связан с повышением концентрации МИ.

Для анализа действия МИ на мышиные преимплантационные эмбрионы проводили параллельное культивирование в среде с МИ и в контрольной — без М.И. После оплодотворения выделяли ооцит-кумулюсные комплексы, проводили денудацию ооцитов и помещали их в среду для культивирования. Разделение на оплодотворенные и неоплодотворенные ооциты не проводилось, чтобы избежать длительной инкубации эмбрионов на воздухе с малым количеством CO₂. В дальнейшем опыте производили подсчет тех эмбрионов, которые через сутки инкубации (6% CO₂, 37 °C) делились до двух бластомеров, и их принимали за 100% оплодотворенных ооцитов.

После суток культивирования зиготы, развивающиеся в двух разных условиях, не проявили значительных различий. Сравнение деления клеток в контрольной и опытной средах на 2-е сутки культивирования не выявило различий. При этом около 25% эмбрионов в среде с МИ достигло 8-клеточной стадии, в контрольной среде — лишь 10%. В контрольных средах без МИ на 5-й день культивирования выход бластоцист составил 62±3% (23 из 37 клеток). В опытных средах сравнивали присутствие МИ в одной из них или в обеих сразу (рис. 1). При добавлении МИ в первую среду — ЭКО ПРО «Дробление» наблюдалось увеличение выхода бластоцист до 77±2,2% (р<0,05) (30 из 39 клеток). При добавлении МИ во вторую среду — ЭКО ПРО «Бластная» процент выхода бластоцист — 67±3,2% (18 из 27 клеток) практически не отличался от контроля. Присутствие М.И. в обеих средах дает самый высокий выход бластоцист — 85±2,8% (23 из 27 клеток) в сравнении с другими опытами (p<0,05) (см. рис. 1).

Рис. 1. Процент выхода бластоцист при добавлении МИ. Др+ и БЛ+ — присутствие МИ в среде, Др– и Бл– — контроль без МИ.

При оценке качества эмбрионов на 5-й день культивирования можно заключить, что большинство бластоцист в среде с МИ относится к классу АА, размером 1-2 [8]. Частичная фрагментация бластоцист наблюдалась лишь в контрольной среде — без МИ. В целом при наблюдении за развитием мышиных эмбрионов в среде с МИ очевидно ускоренное развитие и клетки хорошего качества. Растет выживаемость клеток, количество экспандированных бластоцист.

Дополнительным наблюдением и показателем качества бластоцист являлся естественный хэтчинг — разрыв блестящей оболочки и выход эмбриона из нее. При успешном хэтчинге вероятность имплантации эмбриона в стенку матки значительно возрастает. В опыте с добавлением МИ в среду хэтчинг наблюдался на 5-й день культивирования: в контроле 78±3,1% от всех бластоцист (18 из 23), в среде с МИ — 91±2,2% (21 из 23) (р<0,05). В условиях in vitro блестящая оболочка эмбриона может утолщаться, и разрыва (хэтчинга) не происходит. Сравнивая контрольную и опытную среды, можно наблюдать, что в среде с МИ процент бластоцист, приступивших к естественному хэтчингу, больше, чем в среде без МИ (рис. 2). На рис. 2 видно, что в контроле хэтчинг присутствует, однако он не проходит до конца, оставаясь на стадии выклева бластоцисты, что говорит об утолщении блестящей оболочки. Следовательно, присутствие МИ оказывает положительное действие на всех стадиях развития эмбриона.

Рис. 2. Эффект действия МИ на процесс естественного хэтчинга бластоцист на 5-й день культивирования. 1 — контрольная среда — частичный хэтчинг, происходит утолщение блестящей оболочки; 2 — опытная среда — полный естественный хэтчинг в присутствии 25 мг/л МИ.

При исследовании влияния различных концентраций на выход бластоцист были проведены эксперименты с концентрациями МИ 10, 15, 25 и 35 мг/л. Результаты типичного эксперимента представлены в табл. 2. Полученные данные показывают, что оптимальная концентрация МИ в среде ЭКО ПРО «Дробление» совпала с оптимальной концентрацией в среде ЭКО ПРО «Бластная» и составляет 25 мг/л М.И. При уменьшении концентрации до 15 и 10 мг/л выход бластоцист значительно снижается. Видно, что присутствие МИ на первых стадиях развития эмбриона — первое и второе деление — положительно влияет на образование бластоцист в дальнейшем. Более того, присутствие МИ в среде ЭКО ПРО «Дробление» увеличивает скорость развития эмбрионов. Если в среде присутствует МИ, то спустя 48 ч число бластомеров составляет 6-8, что опережает среднее количество бластомеров на 2-е сутки культивирования, которое обычно составляет 4 бластомера. При сравнении с добавлением МИ на поздних стадиях выход бластоцист снижался, но тем не менее был выше контрольного значения.

Таблица 2. Выход бластоцист (в %) при добавлении МИ в состав сред ЭКО ПРО «Дробление» и ЭКО ПРО «Бластная»

Развитие эмбриона in vitro является важным этапом процедуры ЭКО. Обеспечение успешности этой процедуры во многом зависит от состава сред, в которых происходит развитие эмбриона. Питательные среды для ЭКО представляют собой сложные смеси различных веществ, в том числе и витаминов. Состав витаминов питательных сред широко варьирует у различных производителей, что указывает на необходимость оптимизации их концентраций. Ранее нами было показано положительное влияние витаминов на выход мышиных бластоцист при использовании набора витаминов среды F-10 [9]. Однако основной наблюдавшийся эффект был связан с антиоксидантным действием аскорбиновой кислоты. Более подробный анализ эффектов витаминов, проведенный в настоящей работе, выявил существенный позитивный вклад МИ в скорость развития мышиных эмбрионов и выход бластоцист на 4-е сутки развития.

В организме человека МИ выполняет функцию вторичного мессенджера, так как содержит гидроксильные группы, способные присоединять остатки фосфорной кислоты. Также, взаимодействуя с ионами кальция и магния, МИ осуществляет передачу сигнала от инсулинового рецептора внутрь клеток, регулируя таким образом адсорбцию клеткой глюкозы [10]. МИ играет важную роль и в репродуктивной системе, участвуя в передаче сигналов от ФСГ и Л.Г. Поэтому изомер МИ, D-хироинозитол, используется в качестве средства для терапии синдрома поликистозных яичников. Недавно в качестве препарата в комбинации с фолиевой кислотой был использован МИ, который показал положительные результаты в доклинических и клинических испытаниях [11]. МИ оказывает воздействие на функционирование сперматозоидов, регулируя осмолярность и объем семенной плазмы, а также подвижность сперматозоидов [12].

Молекула МИ является предшественником одного из широко распространенных вторичных мессенджеров — фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфата (PIP3). Последний является регулятором каскада, который приводит к выбросу кальция в цитозоль из ретикулума. Ион Ca²⁺ играет важную роль в развитии преимплантационных эмбрионов на стадии как деления, так и формирования бластоцели. Значит для нормального развития необходима определенная концентрация МИ во внешней среде в качестве субстрата для синтеза PIP3. Также известно, что МИ и его производные необходимы для осуществления эффектов гонадотропина, ЛГ и ФСГ, тем самым оказывая влияние на функционирование репродуктивной системы и фертильность.

В эксперименте T. Chiu и соавт. [13] рассматривали созревание ооцитов in vitro в среде с 30 ммоль/л МИ, что соответствует 5,4 г/л, на дальнейшее развитие. Присутствие инозитола положительно действует на развитие яйцеклеток, ускоряя дезинтеграцию ядерной оболочки ооцита и наступление первого (мейотического) деления. Предполагается, что это действие достигается путем изменения концентрации Ca²⁺, выхода его из ретикулума в цитозоль и запуска сигнальных каскадов. Авторы исследования рекомендуют МИ в качестве добавки для среды, в которой происходит созревание ооцитов.

Ранее было показано, что МИ оказывает положительное влияние на развитие эмбрионов у ряда видов млекопитающих. Например, эксперименты на сельскохозяйственных видах (кролики, крупный рогатый скот) показывают позитивное влияние МИ на эмбрионы. Добавление М.И. в питательную среду увеличивает образование бластоцист, процент хэтчинга и качество бластоцист [5, 14]. Влияние М.И. на развивающиеся преимплантационные эмбрионы подтверждено также в работе S. Colazingari и соавт. [15]. В течение 4 дней эмбрионы мышей после процедуры ИКСИ культивировались в присутствии М.И. Кроме подсчета количества клеток бластоцист с помощью инвертированного микроскопа, использовался метод флюоресцентной окраски для подсчета бластомеров. Показано, что присутствие в среде МИ в концентрации 10 ммоль/л (1,8 г/л) увеличивает выход бластоцист на 30%, а также положительно влияет на качество бластоцист, увеличивает пролиферативную активность и ускоряет развитие эмбрионов. Авторы связывают действие МИ с запуском фосфорилирования протеинкиназы B (PKB/Akt), вызывающего активацию этого фермента. PKB/Akt усиливает пролиферативную активность клеток эмбриона, тем самым увеличивая количество бластомеров и их размер [15].

В выполненной нами работе действие МИ на развитие эмбрионов мыши оценивали при значительно более низких концентрациях (до 35 мг/л). Этот диапазон ближе к физиологическим величинам данного витамина и соответствует его концентрации в классических питательных средах. Поэтому исходя из положительного эффекта от добавления МИ в концентрации 25 мг/л можно полагать, что данная концентрация является оптимальной для развития ранних эмбрионов и может быть использована и для культивирования эмбрионов человека.

Конфликт интересов отсутствует.

Как развивается плод в утробе матери — Сноб

В книге «280 дней до вашего рождения» (издательство «Бомбора») норвежский биохимик Катарина Вестре рассказывает о поэтапном развитии плода в утробе матери — в какой момент определяется пол будущего ребенка, какой из всех органов начинает формироваться раньше всего и почему первые две пары почек не пригодны для жизни. «Сноб» публикует одну из глав

Фото: Getty Images

К началу третьего месяца вы уже размером с ягоду клубники. У вас широкий и приплюснутый нос, глаза далеко отстоят друг от друга. С высоким лбом и большой головой вы немного похожи на пришельца, однако за следующие несколько недель вы приобретете вполне человеческие черты. Ваши темные круги глаз прикроются тонкими веками, изогнутая голова еще немного распрямится, подбородок вырастет, и шея станет более выраженной.

В этом месяце наконец-то можно будет понять, кем вы станете — мальчиком или девочкой. Первые несколько недель разницы между полами нет никакой, и скорее всего именно поэтому у мальчиков тоже есть соски — не то чтобы они им нужны, просто они формируются до появления гендерных различий. Даже внутренние половые органы представляют собой одну и ту же обобщенную структуру. Независимо от пола эмбриона у него формируются два мешочка, присоединенные оба к небольшим канальцам. Но на седьмой неделе начинается трансформация, и вашим генам предстоит решить, что будет дальше: если в последней паре хромосом у вас есть Y-хромосома, то эти мешочки станут яичками; если же там две X-хромосомы, то они превратятся в яичники.

Y-хромосома сама по себе выглядит довольно жалкой. В ней содержится очень мало генов — где-то 50–60. Для сравнения: в X-хромосоме, которая встречается и у женщин, и у мужчин, присутствует от 800 до 900 генов.

На ранней стадии развития у эмбриона, которому суждено стать девочкой, одна из двух X-хромосом выключится навсегда. Это необходимо, чтобы клетки не стали вырабатывать в двойном объеме все, что содержится в X-хромосоме. Чем больше копий рецепта имеется в наличии, тем больше поваров возьмутся за дело и тем больше у них получится конечного продукта. Когда одна из X-хромосом отключается, эмбрион уже состоит из большого числа клеток.

Выбор из двух X-хромосом происходит совершенно случайным образом, то есть часть клеток будет использовать X-хромосому, доставшуюся от матери, а другая часть — X-хромосому отца. Из-за этого все женщины похожи на сборную генетическую солянку. Последствия такого замеса особенно хорошо видны у кошек: так как ген, влияющий на цвет шерсти, расположен у них именно в X-хромосоме, самки, в отличие от самцов, могут быть всевозможных пестрых окрасок. Одни клетки проходят пигментацию в соответствии с рецептом, доставшимся от отца, а другим достается материнский рецепт, цвет в котором может заметно отличаться.

Решающий ген в Y-хромосоме называется SRY. Без него клетки по умолчанию начинают формировать яичники. Вырабатываемый геном SRY белок сам по себе мало что делает, однако он играет роль выключателя, который активирует другие гены, распределенные по разным хромосомам. Совместными усилиями эти гены запускают процесс формирования яичек, которые через какое-то время начинают вырабатывать гормоны, разносящиеся по всему маленькому телу.

Первый посылаемый ими гормон запускает реконструкцию одного из присоединенных к яичникам канальцев. У женщин этот канал остается нетронутым, и впоследствии из него формируются яичник и матка. Второй канал, отходящий от другого яичка, остается на месте — вскоре из него получится семенной канал. Затем клетки яичек начинают вырабатывать большое количество тестостерона, который словно призывает: «Стань мужчиной!» Это послание разносится по всему телу, и вскоре после этого половые различия становятся отчетливо заметны.

Ученые проводили эксперименты на эмбрионах кроликов, у которых на ранних стадиях развития удаляли половые железы. В результате все эмбрионы превращались в крольчих, даже те, которые несли в себе Y-хромосому. Таким образом, именно яички обязаны сообщить всему организму, что эмбрион должен стать мальчиком. Если другие клетки не услышат этого сигнала, то они сформируют тело женской особи.

Обложка книги
Издательство «Бомбора»

Неудивительно, что в такой сложной системе случаются недопонимания. Что произойдет, если клетки так и не услышат тестостероновые крики яичек? На поверхности клеток расположены рецепторы тестостерона, которые улавливают эти послания и передают их внутрь клетки. Если же эти рецепторы окажутся неисправными, то клетки попросту не смогут услышать сигнал (гормон будет производиться впустую) и продолжат создавать тело с женскими половыми признаками.

Внешне люди с этим генетическим отклонением — гермафродиты — могут быть неотличимы от обычных женщин, так как судьба наружных половых органов определяется сигналом тестостерона. Внутри, однако, у них будут железы, ведущие себя как яички, в то время как яичники и матка будут отсутствовать — каналец, из которого они формируются, был давно разрушен по приказу яичек. В общем, гендерное развитие — чрезвычайно сложный процесс, не ограничивающийся лишь Y-хромосомой.

Не все животные позволяют хромосомам определять их пол. Так, аллигаторы предоставляют право выбрать себе судьбу окружающей среде. Если в первые три недели яйцо аллигатора будет развиваться при температуре менее 30 градусов, то из него вылупится женская особь. Если же температура превысит 34 градуса, то в яйце начнет развиваться самец.

Еще более странный способ определения пола своего потомства использует специфический морской червь под названием Bonellia viridis. Он начинает свое существование в виде крошечной бесполой личинки, которая какое-то время плавает в океане, после чего уходит на дно. От того, куда именно она приземлится, и зависит всецело ее судьба. Если личинка ляжет на свободный участок морского дна, то она станет самкой длиной примерно в сантиметр.

Сложно описать, как именно выглядит женская особь Bonellia viridis: попробуйте представить себе пришельца с телом, напоминающим корнишон, и хвостом, похожим на водоросли. Всю свою оставшуюся жизнь это создание проводит, прикрепившись к морскому дну, питаясь остатками мелких животных и растений. Если же личинка приземлится не на свободный участок морского дна, а попадет на кожу женской особи своего же вида, то она тут же превратится в крошечного самца длиной всего один-три миллиметра. Перевоплотившись, самец заползает внутрь тела самки, где и проводит остаток своих дней в роли персонального донора спермы. В знак благодарности самка делится с дармоедом своей пищей. Из всех любовных отношений, которые только можно встретить в природе, эти, пожалуй, в прямом смысле самые интимные.

А есть и такие животные, которые в случае изменения условий окружающей среды вообще способны менять свой пол на протяжении всей жизни. Возьмем, к примеру, Thalassoma bifasciatum (талассому синеголовую) — рыбу, живущую в коралловых рифах Карибского моря. Если самец этой рыбки попадет в коралловый риф, охраняемый другим самцом, он не станет пытаться занять его место. Он просто превратится в самку и будет спокойно себе жить вместе с остальными девочками в этом небольшом коралловом гареме.

Если же «муж» по какой-то причине внезапно умрет, то ему тут же найдется замена. Одна из самок, как правило самая крупная, тут же превратится в самца. Всего за один день ее яичники сморщиваются и заменяются мужскими половыми железами — так что будущему их кораллового поселения ничего не угрожает.

Если у плода есть Y-хромосома и химический сигнал достигает нужной цели, то начинает формироваться пенис. Он развивается из небольшого бугорка, который у девочек становится клитором. Где-то через три месяца после зачатия этот бугорок вырастает настолько, что пол плода можно определить невооруженным глазом. Яички мальчика, однако, пока еще остаются внутри, где они и будут находиться вплоть до седьмого месяца. Сначала они будут постепенно опускаться в живот, а потом достигнут мошонки.

За столь трудоемкий процесс нам, пожалуй, стоит винить своих предков, размножавшихся в древнем океане. У рыб яички остаются рядом с сердцем в течение всей жизни. Для них это, может быть, вполне нормально, но для людей все же совершенно неуместно. Сперматозоиды не любят тепла. Но рыбы — хладнокровные создания: температура их тела меняется в зависимости от температуры воды. Поэтому яички рыб прекрасно себя чувствуют, находясь где-то глубоко внутри тела. Люди же теплокровные, и их температура тела слишком высокая для сперматозоидов. Поэтому у человека яички находятся в мошонке, представляющей собой вырост брюшной полости, расположенный в промежности между половым членом и анусом. Этот маленький мешочек может сжиматься или расширяться в зависимости от того, тепло снаружи или холодно, тем самым у сперматозоидов всегда оптимальные условия и температура.

Бесплодие и искусственное оплодотворение | Ida-Tallinna Keskhaigla

Цель настоящего информационного листка — дать пациенту информацию о причинах бесплодия и возможностях искусственного оплодотворения.

Понятие и охват бесплодия

Под бесплодием или инфертильностью понимают ситуацию, когда у женщины вследствие регулярной половой жизни в течение, по меньшей мере, одного года не наступило беременности, хотя она этого хочет. Бесплодие — широко распространенная проблема, с которой могут столкнуться до 15% пар. Таким образом, в Эстонии может насчитываться около 20 000 бесплодных пар.

Бесплодие может быть первичным или примарным (ранее беременностей не было) и вторичным или секундарным (бесплодие возникло после имевшейся уже ранее беременности). В 30% случаев бесплодие пары обусловлено бесплодием женщины, а еще 30% случаев обусловлены мужским бесплодием. В оставшихся 40% случаев причины обоюдные или остаются невыясненными.

Современное лечение бесплодия предлагает различные возможности. Выбор конкретного способа лечения зависит от типа причин бесплодия, для выяснения которых необходимо провести обследования.

Наиболее распространенные причины бесплодия

1. Нарушения созревания и высвобождения яйцеклеток

Среди причин женского бесплодия 20–30% составляют нарушения созревания и высвобождения яйцеклеток.

Созревание яйцеклеток регулируется гормонами гипофиза: фолликулостимулирующим гормоном (ФСГ), и лютеинизирующим гормоном (ЛГ). Первый из них вызывает рост фолликулов яичника, а второй требуется для созревания яйцеклетки и высвобождения ее из яичников (овуляции). Фолликулы — это пузырьки, заполненные жидкостью, в которых образуются яйцеклетки.

Если в гипофизе одного из этих гормонов вырабатывается слишком много или слишком мало, то созревание или высвобождение яйцеклетки нарушено.

Проблемы созревания и высвобождения яйцеклеток могут также быть вызваны нарушениями питания и функции щитовидной железы, а также хроническими заболеваниями.

2. Повреждения маточных труб или слизистой матки

Повреждения маточных (фаллопиевых) труб и слизистой матки в Эстонии занимают первое место среди причин бесплодия. Воспаления, эндометриоз и операции могут также повредить слизистую матки, что препятствует закреплению эмбриона на ней. Яйцеклетки находятся в яичниках, где у женщин детородного возраста каждый месяц созревают и высвобождаются (овулируют) одна-две (реже больше) яйцеклетки. Конец маточной трубы направляет высвободившуюся из яичника яйцеклетку в просвет трубы, где яйцеклетка оплодотворяется. Развивающийся эмбрион продвигается по маточной трубе и на 4-й день развития достигает матки, а на 7–9-й день после оплодотворения закрепляется на слизистой матки.

Если маточные трубы непроходимы, яйцеклетка не может продвинуться по маточной трубе и встретиться со сперматозоидами, и, следовательно, не может произойти оплодотворения. Маточные трубы могут быть повреждены за счет воспалений, обусловленных инфекциями (хламидиоз, гонорея и пр.). Кроме этого, нарушить функцию маточных труб могут небольшие спаечные изменения в малом тазу, причинами которых могут быть операции на слепой кишке, половых органах и органах брюшной полости или эндометриоз.

3. Эндометриоз

Эндометриоз — это заболевание, при котором ткань, напоминающая слизистую матки, растет и функционирует вне матки. Эндометриоз повреждает яичники и вызывает спаечные изменения в половых органах и в брюшной полости. Эндометриоз встречается у 1–7% женщин детородного возраста. Причины заболевания остаются невыясненными. Лечат эндометриоз хирургическим или медикаментозным путем.

4. Изменения количества и качества сперматозоидов

Мужское бесплодие может быть обусловлено:

• врожденными нарушениями развития (неопущение яичек),

• гормональными нарушениями,

• хроническим воспалением половых путей,

• инфекционными заболеваниями (эпидемический паротит или свинка),

• расширением вен яичка,

• хромосомными заболеваниями (синдром Кляйнфельтера),

• поражениями нервной системы,

• стрессом и образом жизни.

Передающиеся половым путем заболевания и обусловленный генными мутациями кистозный фиброз могут вызвать повреждение путей передвижения сперматозоидов.

Мужское бесплодие также может быть вызвано:

• токсическими факторами (тяжелые металлы, органические соединения, алкоголь, табак, наркотики и ионизирующее излучение),

• лекарствами (цитостатики, антагонисты кальция, анаболические стероиды и психотропные лекарства),

• травмами.

Анализ спермы

Оценить мужскую фертильность можно с помощью анализа спермы. Для того чтобы анализ спермы дал достоверные результаты, пациенту следует в течение 2–4 дней до проведения анализа воздерживаться от:

• семяизвержения (не менее двух и не более четырех дней),

• алкоголя,

• резких смен температуры (горячая сауна, ванна),

• тяжелого физического напряжения,

• переутомления.

Образец сдается с помощью мастурбации в отдельной комнате в центре лечения бесплодия.

В ходе анализа исследуют концентрацию сперматозоидов, их подвижность и внешний вид. Также можно обнаружить воспаление (на что указывает количество лейкоцитов в сперме) и антиспермальные антитела (тест MAR-IgG), которые могут влиять на подвижность сперматозоидов. Показатели спермы могут со временем изменяться, поэтому при необходимости анализ нужно повторить.

Искусственное оплодотворение

Все предлагаемые методы лечения бесплодия имеют одну цель — помочь, по возможности естественным путем, слиянию женской яйцеклетки и мужского сперматозоида, повысить способность яйцеклетки к оплодотворению и возможность роста эмбриона. Конечная цель — развитие нормальной беременности в матке, поэтому эти методы лечения объединены под единым названием — методы искусственного оплодотворения.

Искусственное оплодотворение бывает внутриматочным и экстракорпоральным.

Внутриматочное оплодотворение

Внутриматочное оплодотворение, или инсеминация (IUI) проводится либо сперматозоидами супруга/партнера пациентки (AIH), либо донорскими сперматозоидами (AID). Во время инсеминации сперма вводится в полость матки.

Показания к проведению инсеминации:

• легкая степень бесплодия мужчины (проблемы с количеством сперматозоидов, их подвижностью или морфологией, наличие антител к сперматозоидам),

• бесплодие, обусловленное фактором шейки матки,

• бесплодие по неясной причине.

Условием проведения инсеминации являются здоровые маточные трубы у женщины; также важны количество и подвижность сперматозоидов у мужчины.

Вероятность беременности за один цикл инсеминации составляет примерно 10–15%.

Инсеминацию можно проводить в ходе естественного менструального цикла или после стимуляции яичников. В последнем случае овуляцию вызывают с помощью гормонов. Наилучших результатов достигают тогда, когда внутриматочное оплодотворение приурочено к овуляции, вызванной лекарствами, улучшающими фертильность (стимуляцией яичников).

С помощью стимуляции яичников стараются получить до трех фолликулов. Для стимуляции используют лечение таблетками или инъекциями. В ходе стимуляции проводится ультразвуковое исследование для наблюдения развития фолликулов.

Стимуляция должна проводиться под наблюдением врача, чтобы избежать возникновения возможных осложнений (развития слишком большого количества фолликулов, т. е. гиперстимуляции).

Ко времени ожидаемой овуляции подготавливают сперму партнера, которую с помощью тонкого катетера вводят в матку женщины. Обычно процедура безболезненна и не требует обезболивания.

Инсеминация длится 10–15 минут. Сразу после процедуры женщина может встать, уйти домой и продолжать жизнь в нормальном ритме.

В случае, если в строении и подвижности сперматозоидов партнера имеются серьезные отклонения, можно использовать замороженную сперму, полученную от анонимного донора. Все доноры спермы проходят тщательный скрининг на самые распространенные генетические и вирусные заболевания, а также на все заболевания, передающиеся половым путем.

Если внутриматочное оплодотворение не дало результата, следует его повторить, максимум 3–4 раза. Если беременность все же не наступила, можно продолжить лечение методом экстракорпорального оплодотворения (ЭКО и ИКСИ).

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО — оплодотворение „в пробирке“ и ИКСИ — интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов)

Общее название этих методов — вспомогательные репродуктивные технологии (ВРТ), а экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) и интрацитоплазматическая инъекция сперматозоидов (ИКСИ) — два наиболее распространенных и эффективных метода вспомогательных репродуктивных технологий, используемых для оплодотворения. При ЭКО и ИКСИ шанс забеременеть после одного цикла составляет около 25–30%. Родов достигают 15–20% беременных.

Вероятность наступления беременности снижается у женщин после 37 лет, поэтому и в случае экстракорпорального оплодотворения о беременности рекомендуется думать в первой половине 30-летнего возраста женщины.

Единственная разница между этими двумя методами — это способ оплодотворения яйцеклетки. При ЭКО сперматозоидам позволяют проникнуть в яйцеклетку самостоятельно, а при ИКСИ сперма вводится непосредственно в яйцеклетку. ИКСИ проводится под микроскопом при помощи специального оборудования. Этот метод используется, когда сперматозоиды не могут проникнуть через оболочку яйцеклетки. После оплодотворения яйцеклетки эмбрион переносится в матку так же, как при ЭКО.

Оплодотворенные яйцеклетки развиваются в инкубаторе в течение 2–6 дней и достигают стадии развития эмбриона или бластоцисты. Затем эмбрион переносится в матку, где он может прикрепиться, и тогда развивается беременность.

Для пересадки в матку выбирают 1–3 эмбриона или бластоцисты. Эмбрионы/бластоцисты, оставшиеся после трансплантации, при желании замораживают, и их можно использовать для последующей трансплантации в течение семи лет.

Для женщин в возрасте до 40 лет, застрахованных в Больничной кассе Эстонии, замораживание и первые 60 дней хранения эмбрионов являются бесплатными. По истечении 60 дней за хранение замороженных эмбрионов взимается плата в соответствии с прейскурантом платных услуг Восточно-Таллиннской центральной больницы.

Перед подготовкой к экстракорпоральному оплодотворению как женщины, так и мужчины должны пройти анализы и обследования, назначенные гинекологом или семейным врачом. Подготовка к процедуре амбулаторная, врача нужно посетить 5–6 раз.

Процедура ЭКО состоит из трех этапов и длится 30–50 дней, начиная с первого дня введения лекарства до момента диагностики беременности.

Пять этапов ЭКО и ИКСИ

1. Гормональная стимуляция яичников (подготовительный этап лечения) и наблюдение

Цель подготовительного этапа лечения — стимуляция одновременного развития нескольких яйцеклеток, т. е. контролируемая суперовуляция.

Для того, чтобы увеличить вероятность беременности, к моменту оплодотворения должно созреть как можно больше яйцеклеток. Для предотвращения преждевременного выхода яйцеклеток используются определенные препараты. Другие препараты стимулируют развитие большего количества фолликулов в яичнике.

Женщине вводят гормональные препараты, которые стимулируют рост фолликулов и овуляцию. Рост фолликулов контролируется с помощью УЗИ 2–3 раза в течение цикла, при необходимости доза препарата корректируется. Анализы крови также позволяют контролировать уровень гормонов в крови.

Этот этап лечения длится 10–14 дней.

В основном используют два типа схемы лечения: короткую или длинную. Лечащий врач решает, какая схема лечения лучше подходит пациентке. При этом подготовительное лечение начинается на 21–22-й день менструального цикла, а сама процедура проводится примерно через месяц. При короткой схеме стимуляцию яичников начинают в начале менструального цикла (на 2–5-й день цикла), а процедура проводится примерно через 2–3 недели.

Если диаметр фолликулов превышает 18 мм, назначают срок забора яйцеклеток.

За 32–38 часов до процедуры забора яйцеклеток женщине вводят специальный назначенный врачом препарат, который вызывает окончательное созревание яйцеклеток.

2. Забор яйцеклеток, или пункция яичников

Процедура забора яйцеклеток проводится с помощью тонкой иглы под контролем УЗИ (это называется аспирацией). Врач обнаруживает зрелые фолликулы с помощью ультразвука, а затем вводит через влагалище в яичник сначала одну иглу, а затем другую иглу, чтобы под контролем УЗИ с помощью легкого вакуума отсосать из всех зрелых фолликулов фолликулярную жидкость, которая обычно содержит яйцеклетки.

Все яйцеклетки собирают из фолликулярной жидкости и переносят в инкубатор. Не в каждом фолликуле есть яйцеклетка, а в некоторых фолликулах созревают яйцеклетки, которые не являются фертильными. Собранных яйцеклеток может быть меньше, чем фолликулов, за развитием которых врач следил с помощью ультразвука.

Пункция яичников обычно длится 10–30 минут.

Для обезболивания при процедуре применяется наркоз, поэтому утром в день пункции нельзя есть и пить. Наркоз кратковременный и длится ровно столько, сколько требуется для проведения процедуры.

После пункции необходимо на несколько часов остаться в больнице для наблюдения.

Мужчина сдает сперму утром в день пункции яичников. В день сдачи спермы мужчина не должен быть переутомлен; накануне нельзя употреблять алкоголь и принимать лекарства, в течение 2–3 дней необходимо воздержание от половых контактов. Все эти факторы влияют на качество сперматозоидов.

Семенную жидкость подготавливают методом «отмывания спермы», в ходе которого отделяют все не способные к оплодотворению сперматозоиды.

При мужском бесплодии (если сперматозоидов мало или имеются нарушения их подвижности или внешнего вида) сперматозоид можно с помощью иглы ввести непосредственно в цитоплазму яйцеклетки (ИКСИ).

В среднем, в результате процедуры ЭКО/ИКСИ оплодотворяются 70% яйцеклеток.

3. Оплодотворение яйцеклеток

При ЭКО после пункции сперма контактирует с яйцеклеткой в инкубаторе, установленном на температуру тела. На следующий день яйцеклетки исследуют под микроскопом, чтобы определить, оплодотворили ли сперматозоиды яйцеклетку (яйцеклетки).

Развитые эмбрионы переносят в матку через 3–6 дней или замораживают для последующей пересадки.

При ИКСИ яйцеклетки подготавливают к инъекции, проверяя их зрелость. Во время высокоточной процедуры, проводимой в лаборатории, один сперматозоид вводится непосредственно в яйцеклетку, то есть, в ее цитоплазму, именно поэтому процедура называется интрацитоплазматической инъекцией сперматозоида. Примерно через 20–24 часа яйцеклетку проверяют на оплодотворение, как в случае ЭКО.

4. Развитие эмбриона

Сразу после оплодотворения яйцеклеток в лаборатории начинают выращивать эмбрионы.

Эмбрион(ы) обычно пересаживают между 3-м днем (эмбрион, состоящий из 2–4 клеток) и 6-м днем (бластоциста — около 100 клеток). Это позволяет отслеживать деление (как делятся клетки эмбриона) и развитие эмбрионов, чтобы отобрать для трансплантации только наиболее способные к развитию эмбрионы.

5. Пересадка эмбриона

Для пересадки в матку выбирают от одного до трех эмбрионов. Главные критерии отбора эмбрионов — их внешний вид и скорость деления клеток.

Выбранные в лаборатории 1–3 наиболее подходящих (жизнеспособных) эмбриона с помощью шприца втягивают в тонкий катетер, при помощи которого эмбрионы осторожно вводят через влагалище и шейку матки непосредственно в саму матку.

Для того чтобы убедиться, что катетер находится в правильном месте, процедуру контролируют с помощью ультразвука через стенку живота.

После удаления катетер проверяют под микроскопом, не осталось ли в нем эмбрионов.

Процедура пересадки может причинять небольшой дискомфорт, но безболезненна, поэтому требует обезболивания. Обычно процедура пересадки длится около 15 минут. После этого сразу же можно встать и продолжить повседневную деятельность.

После ЭКО/ИКСИ

Со следующего дня после пересадки эмбриона врач может назначить лечение для сохранения беременности, если это необходимо.

Через две недели после трансплантации эмбриона (эмбрионов) женщина сдаст анализ крови, чтобы узнать, забеременела ли она. С помощью ультразвука можно увидеть беременность уже на 28-й день после пересадки, когда диаметр плодного яйца составляет 10 мм.

На эффективность процедуры влияет множество факторов, в том числе:

• возраст женщины,

• причина бесплодия,

• качество сперматозоидов.

Замораживание эмбрионов

Врач попытается оплодотворить все собранные яйцеклетки, но обычно пересаживают только один эмбрион, иногда два, очень редко три. Оставшиеся жизнеспособные эмбрионы можно заморозить — этот процесс называется криоконсервацией. Оставшиеся после пересадки эмбрионы хранят в жидком азоте при -196 °C и большинство из них остаются жизнеспособными в течение длительного времени. Большинство эмбрионов в процессе замораживания и оттаивания сохраняют свою жизнеспособность. Одно из преимуществ замораживания заключается в том, что замороженные эмбрионы впоследствии можно использовать для пересадки без необходимости повторять процедуры стимуляции яичников, сбора яйцеклеток и оплодотворения.

Согласно действующему в Эстонии закону об искусственном оплодотворении и защите эмбриона, хранить эмбрионы в замороженном виде можно до семи лет. В течение этого срока их при желании можно использовать для новой пересадки.

Хранение замороженных эмбрионов начиная с 61-го дня платное.

Пересадка замороженных эмбрионов

Пересадку замороженных эмбрионов (Frozen Embryo Transfer, или FET) можно применять в случае, если в ходе процедуры ЭКО/ИКСИ удалось сохранить эмбрион в замороженном состоянии.

Если процедура ЭКО не удалась, то во время какого-либо следующего менструального цикла можно пересадить в матку размороженные эмбрионы.

Для подготовки замороженных эмбрионов к пересадке применяют разные схемы, как с использованием препаратов, так и без них. Процедура проводится так же, как этап пересадки эмбриона при ЭКО/ИКСИ. Готовность слизистой матки к пересадке эмбриона контролируют с помощью 2–3 ультразвуковых исследований. Эмбрионы размораживают в день пересадки. По статистике около 80% эмбрионов переживают заморозку и размораживание. Даже из одного замороженного эмбриона может развиться беременность.

Дети, родившиеся из замороженных эмбрионов, ничем не отличаются в своем развитии от детей, зачатых естественным путем.

Если после размораживания выяснится, что эмбрионы нежизнеспособны, то пересадка не проводится.

Опасности, связанные с искусственным оплодотворением

• Поскольку при искусственном оплодотворении вероятность рождения ребенка составляет 15–20% на курс лечения, то важнейшей из опасностей является возможная неудачная процедура и обусловленное ей разочарование.

• Многоплодная беременность связана с повышенным риском выкидыша, низкой массы тела ребенка при рождении и преждевременных родов.

• Самое серьезное побочное действие – синдром гиперстимуляции яичников (СГЯ). Это состояние, при котором различные препараты от бесплодия слишком сильно стимулируют яичники. Оно может быть связано с приемом гормонов. Яичники могут увеличиваться в размерах, и в них может скапливаться лишняя жидкость. Яичники непредсказуемо активно реагируют на лечение, в результате чего в организме происходит поражение клеточных мембран. На это указывают боль и припухлость внизу живота, вздутие живота, стеснение в желудке и прямой кишке, тошнота, а в более тяжелых случаях болезнь может вызвать проблемы с дыханием или мочеиспусканием. Незамедлительно свяжитесь со своим врачом, если у вас наблюдаются эти симптомы. Обычно это состояние требует лечения в больнице. В некоторых случаях оно даже может быть опасно для жизни.

• Очень редко процедура может осложниться кровотечением (из влагалища или в брюшную полость). Такое осложнение может возникнуть в ходе пункции яичников при повреждении какого-либо кровеносного сосуда.

• Очень редко вследствие манипуляций может возникнуть воспаление.

• Также описаны тромботические осложнения (поскольку применяются гормональные препараты в довольно высоких дозах). Наиболее высока вероятность тромботических осложнений в случаях СГЯ.

• Кроме того, искусственное оплодотворение может создать и другие проблемы. Проходить курс лечения не всегда легко, и успех не гарантирован. Даже тех, кто достиг беременности, пугает риск неудачного лечения — прерывание беременности, гибель плода (как и в случае зачатия естественным путем).

Если возможно, о любых побочных эффектах следует немедленно сообщать врачу или обратиться в отделение экстренной медицины женской клиники.

При наличии вопросов и для получения дополнительной информации обратитесь к своему лечащему врачу или акушерке.

Дополнительная информация о бесплодии и его лечении доступна на www.infomaterjalid.ee

ITK758
Информационный материал утвержден комиссией по качеству медицинских услуг Ида-Таллиннской центральной больницы 25.11.2020 (протокол № 13-20).

13.65: Рост и развитие эмбрионов

Действительно ли мы все когда-то были похожи друг на друга?

Все мы начинаем с единой клетки и вскоре превращаемся в эмбрион. Обратите внимание на то, как начинают формироваться замечательные детали. Глаза, позвоночник и зачатки конечностей очевидны. Подумайте об удивительной сложности, которая должна происходить внутри эмбриона, и об огромном объеме роста и развития, который еще предстоит сделать. Так что да, когда-то все мы были похожи.

Рост и развитие эмбриона

После имплантации бластоциста называется эмбрионом .Эмбриональная стадия длится до восьмой недели после оплодотворения. За это время эмбрион увеличивается в размерах и усложняется. Он развивает специализированные клетки и ткани и начинает формировать большинство органов.

Формирование клеточных слоев

В течение второй недели после оплодотворения клетки эмбриона мигрируют с образованием трех отдельных клеточных слоев, называемых эктодермой , мезодермой и энтодермой . Вскоре каждый слой разовьется в разные типы клеток и тканей, как показано на рис. ниже.

Клеточные слои эмбриона. Миграция клеток в три слоя происходит у двухнедельного эмбриона. Какие органы в конечном итоге развиваются из клеточного слоя эктодермы? Какой клеточный слой перерастает в мышечные ткани?

Дифференциация клеток

Зигота — это отдельная клетка. Как одна клетка превращается во множество разных типов клеток? В течение третьей недели после оплодотворения эмбрион начинает подвергаться клеточной дифференцировке. Дифференциация — это процесс, при котором неспециализированные клетки становятся специализированными.Как показано на рис. ниже, дифференциация происходит по мере того, как определенные гены экспрессируются («включаются»), в то время как другие гены выключаются. Благодаря этому процессу клетки развивают уникальные структуры и способности, которые подходят им для их специализированных функций.

Клеточная дифференцировка происходит у 3-недельного эмбриона.

Формирование органов

После дифференциации клеток все основные органы начинают формироваться в течение оставшихся недель эмбрионального развития.Некоторые из изменений, которые происходят у эмбриона в течение 4-8 недель, перечислены на Рис. ниже. По мере развития эмбрион также увеличивается в размерах. К восьмой неделе развития эмбрион составляет около 30 миллиметров (чуть более 1 дюйма) в длину. Возможно, он тоже начал двигаться.

Эмбриональное развитие (недели 4–8). Большинство органов развивается в эмбрионе в течение 4-8 недель. Если эмбрион подвергается воздействию токсинов в течение этого периода, последствия могут быть очень разрушительными.Вы можете объяснить почему? (Примечание: рисунки эмбрионов не в масштабе.)

Резюме

• Эмбриональная стадия начинается с имплантации.
• Эмбрион образует три отдельных клеточных слоя, каждый из которых развивается в разные типы клеток и органов.

Обзор

1. Объясните, как эмбрион образует специализированные клетки.
2. Какие органы в конечном итоге развиваются из слоя клеток эктодермы?
3. Какой слой клеток развивается в мышечные ткани?
4. Если эмбрион подвергается воздействию токсинов в течение 4-8 недель, последствия могут быть очень разрушительными.Вы можете объяснить почему?

Информация о том, как развиваются женские эмбрионы

Краткий обзор

• Исследования на мышах опровергли мнение о том, что эмбрионы автоматически становятся женскими, если гормоны, известные как андрогены, не делают их мужскими.
• Полученные данные могут помочь в продвижении исследований происхождения расстройств полового развития.

После того, как яйцеклетка мыши или другого млекопитающего оплодотворена, она снова и снова делится, пока не начнет формироваться эмбрион.Каждый шаг от яйца до полностью сформированного эмбриона точно согласован. Ученые изучают сложные факторы, которые позволяют клеткам в тканях разных типов взаимодействовать друг с другом и управлять образованием эмбрионов.

Ключевым этапом в развитии эмбриона является создание мужской или женской репродуктивной системы. Сначала присутствуют рудиментарные ткани как мужских, так и женских половых путей. У мужчин рудиментарная женская ткань распадается, и развивается ткань, которая станет половым трактом взрослого мужчины.У женщин происходит обратное: мужская ткань дегенерирует, а женская ткань развивается во взрослые женские половые пути. В 1950-х годах исследования показали, что мужские гормоны, называемые андрогенами, управляют процессом развития тканей мужского репродуктивного тракта. Ученые предположили, что женские эмбрионы потеряли мужскую ткань из-за недостатка андрогена.

Доктор Хамфри Хунг-Чанг Яо из Национального института наук об окружающей среде (NIEHS) при Национальном институте здравоохранения (NIEHS) возглавил исследовательскую группу с коллегами из Медицинского колледжа Бейлора, чтобы исследовать, как женские эмбрионы мышей приобретают женскую репродуктивную систему.Работа также была поддержана Национальным институтом диабета, болезней органов пищеварения и почек (NIDDK) и Национальным институтом сердца, легких и крови (NHLBI). Результаты были опубликованы 18 августа 2017 г. в журнале Science .

Команда создала генетически модифицированных мышей для изучения развития женских эмбриональных репродуктивных путей. У мутантных мышей отсутствовал COUP-TFII, белок, участвующий в развитии, в эмбриональной структуре, которая развивается в репродуктивных трактах самцов и самок.Как и ожидалось, в нормальных женских эмбрионах присутствовал только женский репродуктивный тракт. К удивлению исследователей, эмбрионы мышей-самок без COUP-TFII имели как мужские, так и женские пути.

Команда не нашла никаких доказательств выработки андрогенов у самок мышей, лишенных COUP-TFII. Кроме того, когда они использовали лекарство для блокирования необнаруженных андрогенов, которые могли присутствовать, у мутантных женских эмбрионов все еще были мужские репродуктивные пути. Они пришли к выводу, что присутствие мужских половых путей у женских эмбрионов, лишенных COUP-TFII, происходит без андрогенов.

Это открытие предполагает, что COUP-TFII необходим для активного блокирования роста мужской репродуктивной системы. Это опровергает старое предположение о том, что эмбрион автоматически станет женским, если андрогены в эмбрионе не сделают его мужским. Сейчас команда изучает другие факторы, вовлеченные в этот процесс.

«Я узнал в аспирантуре, что андрогены необходимы для поддержания мужского репродуктивного тракта, но наша работа показывает, что поддержание мужского репродуктивного тракта может быть достигнуто без андрогенов», — говорит Яо.Исследовательская группа продолжит использовать модели мышей для изучения развития нарушений полового развития, таких как состояния, которые приводят к наличию как мужской, так и женской репродуктивной системы.

Финансирование: Национальный институт гигиены окружающей среды Национального института здоровья (NIEHS), Национальный институт диабета, болезней органов пищеварения и почек (NIDDK) и Национальный институт сердца, легких и крови (NHLBI).

Как эмбрионы узнают, что слева направо?

Образец цитирования: (2005) Как эмбрионы узнают, что левое и правое? PLoS Biol 3 (8):
e291.https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0030291

Опубликовано: 26 июля 2005 г.

Авторские права: © 2005 Public Library of Science. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Снаружи люди и другие позвоночные кажутся симметричными с двух сторон.Проведите линию вниз по телу от макушки до ступней, и то, что находится слева от линии, в значительной степени является зеркальным отображением того, что находится справа. Но подумайте о своих внутренних органах. Ваше сердце находится слева от тела, а печень — справа. Эта лево-правая асимметрия, как и другие асимметрии тел позвоночных, устанавливается на раннем этапе эмбриональной жизни. Симметричный клубок клеток, образовавшийся после оплодотворения яйца, быстро развивает головной и задний конец (переднезадняя ось), а также переднюю и заднюю части (дорсовентральная ось).После того, как эти идентичности были установлены, эмбрион затем определяет свою левую и правую стороны — событие, называемое нарушением лево-правой симметрии.

Работа с ранними эмбрионами мышей предполагает, что нарушение симметрии влево-вправо возникает из-за левого потока экстраэмбриональной жидкости. Этот поток каким-то образом создается путем прохождения через воду ресничек, палочкообразных одноклеточных организмов. Однако во время эволюции многоклеточные организмы сохраняли реснички на клетках, которые перемещают внеклеточную жидкость; например, клетки дыхательных путей используют реснички для смывания бактерий и другого мусора.А у эмбриона реснички на клетках в области, называемой узлом, создают нарушающий симметрию левый поток, или «узловой поток». В результате у эмбрионов мышей с мутантными ресничками, которые не могут биться, узловой поток не устанавливается, и у некоторых мышей внутренние органы развиваются с неправильной стороной.

Но неясно, как биение узловых ресничек на самом деле производит поток жидкости влево. В отличие от большинства ресничек, которые бьют взад-вперед, как кнут, узловые реснички бьют, вращаясь по кругу; реснички, вращающиеся в жидкости, должны действовать как пропеллер и создавать вихрь (круговой поток воды).Но узловые реснички не образуют вихря; они производят левый поток. Модели гидродинамики предполагают, что узловые реснички могут делать это, если они наклонены. И, как теперь сообщают Хироши Хамада и его коллеги, это действительно так; реснички узловых клеток наклонены к хвостовому концу эмбриона, а не торчат прямо вверх из плоскости узла.

Чтобы исследовать, наклонены ли реснички в эмбриональных узлах мыши, исследователи сначала проследили их траектории с помощью высокоскоростной камеры.Если проследить путь кончика прямой реснички во время его биения, должен получиться круговой след, но на самом деле исследователи зафиксировали эллиптические и D-образные следы. Авторы объясняют, что эллиптические следы представляют собой биение кончиков ресничек, рассматриваемых под углом, тогда как D-образные следы возникают, когда реснички наклоняются так сильно, что они ударяются о «пол» — поверхность эмбриональных клеток — во время своего цикла. Сканирующая электронная микроскопия затем показала, что все реснички в узле наклонены к задней части эмбриона и что каждая ресничка расположена ближе к задней части своей узловой клетки.Наконец, исследователи построили модель эмбрионального узла в масштабе 1000 раз, используя проволоку для представления ресничек и густую силиконовую жидкость для представления экстраэмбриональной жидкости. Как предсказывает теоретическая гидродинамика, жидкость в этой модели всегда текла влево, когда наклонные проволоки вращались по часовой стрелке.

Hamada и др. Предполагают, что положение ресничек и их наклон определяется предсуществующей асимметрией осей (переднезадняя и дорсовентральная асимметрии) у эмбриона.Тенденция ресничек вращаться по часовой стрелке затем вызывает левый поток жидкости через узел, который нарушает эмбриональную лево-правую симметрию. Встречается ли подобный механизм у позвоночных, отличных от мышей, и как именно левый поток способствует установлению левой-правой оси, еще предстоит определить, но, по крайней мере, загадка того, как вращающиеся реснички могут производить линейный поток, теперь решена.

Эмбрион млекопитающих — обзор

1 Введение

В эмбрионах млекопитающих первичные ооциты инициируют мейоз, затем останавливаются на профазе мейоза I и остаются таковыми до полового созревания.Циклические выбросы гормонов приводят к тому, что небольшая группа ооцитов возобновляет мейоз и останавливается во второй раз в метафазе мейоза II. После овуляции мейоз завершается, если яйцеклетка оплодотворена (рис. 1А). Этот цикл продолжается у млекопитающих в течение месяцев, лет или даже десятилетий (обзор в Von Stetina & Orr-Weaver, 2011). Ооцит Drosophila дифференцируется как один из членов взаимосвязанной 16-клеточной кисты, а другие 15 клеток образуют полиплоидные питательные клетки, которые поддерживают рост ооцитов (Von Stetina & Orr-Weaver, 2011).Ооцит останавливается на профазе I, а затем вызывается мейотическим созреванием неизвестным внешним сигналом, хотя простагландиновые гормоны или экдизон являются вероятными кандидатами. При мейотическом созревании ооцит Drosophila арестовывается во второй раз на метафазе I (Fig. 1A). Сигнал к возобновлению мейоза у Drosophila , как ни удивительно, не зависит от оплодотворения, требуя вместо этого механического стресса, связанного с прохождением через яйцевод (Mahowald, Goralski, & Caulton, 1983).Считается, что это представляет собой пережиток предковой формы, которая размножалась бесполым путем, поскольку некоторые существующие виды Drosophila , такие как Drosophila mercatorum , способны к партеногенному развитию (Eisman & Kaufman, 2007). Однако это может привести к кажущейся расточительной ситуации, когда откладываются яйца, которые не были оплодотворены.

Рисунок 1. (A) Развитие ооцитов и оплодотворение. Общая схема созревания и оплодотворения ооцитов с выделением мейотической остановки (ов) (красный текст), индукторов созревания ооцитов (оранжевая стрелка) и времени оплодотворения (зеленые стрелки) для C.elegans , Drosophila и млекопитающих. МИ, мейоз I; MII, мейоз II; NEBD, разрыв ядерной оболочки; MSP, основной белок сперматозоидов; ЛГ, лютеинизирующий гормон. (B) Схема гонады C. elegans . Представлена ​​одна рука взрослой гонады C. elegans гермафродита. Конкретные митотические / мейотические стадии обозначены полосами над гонадой. Под гонадой столбики и стрелка указывают созревание ооцитов, OET, ZGA и MZT, соответственно. Врезка: схематическое изображение взрослого гермафродита с выделением гонад (красная заливка) и развивающихся эмбрионов (красный контур).DTC, клетки дистального кончика.

Свободноживущие, одиночные Caenorhabditis elegans являются самооплодотворяющимися гермафродитами и предлагают несколько явных преимуществ для изучения развития, созревания, оплодотворения и перехода от матери к зиготическому (MZT). Тело взрослой особи, включая зародышевую линию, прозрачно, а зародышевая линия развивается линейно и упорядоченно в пространстве. Гермафродит C. elegans генерирует сперматозоиды на личиночной стадии L3, которые хранятся в сперматеке, а затем полностью переключается на генерацию ооцитов на личиночной стадии L4, продолжая делать это до конца своей репродуктивной жизни (Hirsh , Oppenheim, & Klass, 1976; Schedl, 1997).Гермафродиты содержат два трубчатых синцитиальных рукава гонад (рис. 1Б). В каждой гонаде ядра в дистальной области митотически делятся, чтобы обеспечить постоянное снабжение новыми зародышевыми ядрами. По мере того, как ядра удаляются от дистальной области, они инициируются и проходят различные стадии мейоза, клеточизируются и увеличиваются в объеме подобно сборочной линии. Полностью выросшие ооциты подвергаются созреванию, овулируются через сперматеку и оплодотворяются. Мейоз завершается после оплодотворения, и эмбриональное развитие начинается в матке, где эмбрионы снова выстраиваются в линию развития до изгнания через вульву во время гаструляции (рис.1Б).

MZT включает в себя как инициирование внутри эмбриона транскрипции избранных генов (активация зиготного генома, ZGA), так и инактивацию многих материнских мРНК и белков, которые функционируют, чтобы регулировать события развития после оплодотворения. Фактическое время начала MZT, а также его продолжительность могут значительно различаться между видами. Для C. elegans зиготическая транскрипция не происходит в поздних ооцитах или ранних эмбрионах до 4-клеточной стадии. Фактически, зиготическая транскрипция не нужна для нормального развития эмбрионов — включая стереотипные асимметричные ранние дробления, ориентацию плоскостей дробления и специфичное для клонов время ранних делений — до того момента, когда должна произойти гаструляция, на стадии 28 клеток.Однако в развивающихся и созревающих ооцитах уже происходит ряд процессов, которые прямо или косвенно влияют на MZT. Для целей этого обзора мы опишем C. elegans MZT от поздних стадий ооцитов до примерно 28-клеточных эмбрионов. Наиважнейшей темой регуляции C. elegans MZT является то, что она контролируется главным образом посттранскрипционно и посттрансляционно. Мы стремимся показать, как сочетание асимметричного разделения материнских факторов, изменений функции, опосредованных модификацией белка, деградации белка и строго регулируемой репрессии трансляции обеспечивает плавный переход.

Мы разделим MZT на четыре ключевых компонента: (1) созревание ооцитов, овуляция и оплодотворение; (2) переход от мейоза к митозу; (3) особый случай одноклеточного эмбриона C. elegans ; и (4) переход от одноклеточного эмбриона к многоклеточному, включая инициацию зиготической транскрипции. Мы рассмотрим наше текущее понимание этих процессов и обсудим, как они согласованы друг с другом и с клеточным циклом. Мы также выделим четыре важных регулятора / события, которые играют ключевую роль в координации этого перехода.

MZT в C. elegans прекрасно демонстрирует, как генетика, клеточная биология и биохимия могут быть задействованы в очень сложном процессе развития в модельном организме. В то время как генетический скрининг привел к выделению мутаций, дефектных в отдельных процессах и, следовательно, ключевых генов в каждом процессе, биологические и биохимические анализы клеток позволили нам определить, как эти отдельные события точно синхронизируются и координируются.

Развитие эмбрионов | BioNinja

Понимание:

• Имплантация бластоцисты в эндометрий необходима для продолжения беременности

Формирование бластоцисты

После слияния яйцеклетки и сперматозоидов (оплодотворение) приток Ca ²⁺ в яйцеклетку вызывает завершение мейоза II

• Ядра яйцеклетки и сперматозоида объединяются, образуя диплоид Ядра и оплодотворенная клетка теперь называется зиготой

Зигота претерпит несколько митотических делений, чтобы сформировать твердый шар клеток, называемый морулой

• По мере того, как морула продолжает делиться, она подвергается дифференцировке и кавитация (образование полости) с образованием бластоцисты

Бластоциста состоит из трех отдельных частей:

• Внутренняя клеточная масса (которая разовьется в эмбрион)
• A, окружающий внешний слой называется трофобластом (он разовьется в плаценту)
• Полость, заполненная жидкостью, называется blastocoele

Раннее развитие эмбриона

Щелкните для переключения между реальными изображениями и схематическими представлениями

Имплантация бластоцисты

Заключительным этапом раннего развития эмбриона является имплантация бластоцисты в слизистую оболочку эндометрия матки

• Бластоциста разрушает желеобразную оболочку, которая ее окружала, и препятствует ее прикреплению к эндометрию
• Высвобождаются пищеварительные ферменты, которые разрушают слизистую оболочку эндометрия, в то время как аутокринные гормоны, высвобождаемые из бластоцисты, вызывают ее имплантацию в стенку матки

Только после того, как бластоциста встраивается в стенку матки, может произойти следующая стадия эмбриогенеза

• Рост эмбрион будет получать кислород и питательные вещества из жидкости ткани эндометрия, обеспечивая его непрерывное развитие
• Весь процесс (от оплодотворения до имплантации) занимает примерно 6-8 дней

Имплантация в эндометрий

Как ДНК эмбриона контролирует развитие?

«Мы знаем, что сам эмбрион практически не контролируется на начальных этапах развития», — говорит она.«Мы знаем, что материнские продукты из яйца задают начальные инструкции по развитию, и что это только временно. В какой-то момент эмбрион берет на себя управление. Как это случилось? Если вы думаете о ряду домино, все, что вам нужно, — это первое падение, чтобы создать каскад кувырка. Мы заинтересованы в том, чтобы выяснить, какие материнские продукты вытесняют первое домино и включают контроль эмбриона над развитием ».

Работая с рыбками данио в лаборатории Антонио Хиральдеса, она использует молекулярные и геномные методы для выявления факторов, важных для раннего развития.«Один из основных методов, которые мы используем, — это высокопроизводительное секвенирование ДНК и РНК», — говорит она. Данио — идеальные объекты, объясняет она, «потому что эмбрионы прозрачны, а развитие можно наблюдать непосредственно в микроскоп; самки откладывают сотни яиц с интервалом в неделю; и эмбриональное развитие происходит быстро, поэтому мы можем проводить множество экспериментов за относительно короткий период. Что наиболее важно, многие из тех же генов, которые участвуют в развитии человека, сохранены у рыбок данио, поэтому мы можем проводить параллели между этими двумя видами.”

С рыбками данио все происходит быстро. Переход от контролируемого яйцами к контролируемому эмбриону развитию занимает всего около трех часов или около десяти клеточных делений после оплодотворения. Относительно легко заметить сдвиг в контроле, потому что «если эмбрион не берет на себя управление, он останавливает развитие и не может пройти мимо клубка клеток, сидящего на желточном мешке». Когда эмбрион вступает во владение, «клетки начнут перестраиваться и двигаться, создавая различные типы клеточных слоев, необходимые для создания организма.”

Эшли и ее коллеги недавно обнаружили, что три фактора транскрипции, а именно Nanog, Pou5f1 (также называемый Oct4) и SoxB1, играют решающую роль в этом процессе. Факторы транскрипции — это белки, которые регулируют активность генов и критически вовлечены в репликацию недифференцированных эмбриональных стволовых клеток. «Эти три фактора очень активны в раннем эмбрионе, и когда мы подавили их функцию, развитие полностью остановилось», — говорит Эшли. Поврежденные клетки не могли читать свои собственные генетические инструкции и оставались незрелыми.«Интересно, что это те же факторы, которые, как было показано Шинья Яманака, превращают взрослые клетки в эмбрионоподобные клетки, что принесло ему долю Нобелевской премии 2012 года».

Об открытиях, сделанных Эшли и командой Хиралдеса, сообщалось в Nature в сентябре. На Европейской встрече данио в 2013 году в Барселоне, Испания, она была удостоена награды за лучший плакат за исследование, опубликованное в журнале Nature.

Эшли не планировала стать молекулярным биологом. После окончания средней школы в Фениксе, штат Аризона, она переехала в Южную Калифорнию.Хотя она закончила учебу с отличием и имела возможность получить стипендию, она не знала, чему она хочет учиться.

«Я всегда любил науку и сначала надеялся стать археологом. После переезда в Калифорнию я провел следующие несколько лет, пытаясь решить, действительно ли я хочу двигаться в этом направлении. Тем временем я работал в сфере ипотечного кредитования ».

Когда она в возрасте 25 лет поступила в Калифорнийский государственный университет на Нормандских островах, она планировала стать врачом, но «влюбилась в исследования и решила поступить в аспирантуру вместо медицинской школы», — говорит она.Ее вдохновляла и поддерживала профессор биологии Нитика Пармер, руководившая независимым исследованием Эшли в ее первом семестре. Она продолжала работать с профессором Пармером над влиянием сайленсинга генов на рост человеческих клеток и на старшем курсе выиграла приз за лучший тематический плакат Американского общества биохимии и молекулярной биологии. Ее презентация «Двойной нокдаун гена Rheb в клетках млекопитающих с использованием РНК-интерференции» была выбрана из более чем 1000 плакатов.

К тому времени, когда она поступила в Йель, Эшли знала, что хочет изучать биологию развития. Она присоединилась к лаборатории Giraldez, которая, по ее словам, «создала поистине прекрасные условия для изучения генетики раннего развития». Эшли была назначена научным сотрудником Грубера в 2011 году, в год открытия стипендий.

Вне лаборатории она и ее муж Дэниел любят исследовать города Новой Англии и покупать антиквариат. Даниэль — звукорежиссер, микширует звук для живых концертов и спортивных мероприятий.Она познакомилась с ним на концерте в Фениксе, когда ей было девятнадцать. «Он намного круче меня», — настаивает она. Они живут в Киллингворте со своими кошками, Кэт и Обезьяной.

В начале: История зародыша

Линда Геддес

Наука должна участвовать в политике в отношении эмбрионов (Изображение и двоеточие; д-р Гопал Мурти / SPL)

Эмбрион был не более чем гипотезой, пока не появился микроскоп.Джейн Майенскиен изучает раннюю жизнь эмбрионов под микроскопом

РАССМАТРИВАЙТЕ эмбрион. Скорее всего, на ум приходит розовое, похожее на креветку существо с выпуклыми глазами. Но теперь подумайте, как бы вы вообразили самые ранние этапы жизни, если бы никогда не видели изображение эмбриона.

Современные технологии позволяют нам не только видеть эмбрионы различных видов, но также создавать, препарировать и реконструировать их с нуля, даже снабжая их новыми инструкциями по изменению их развития.Примечательно, что до изобретения микроскопии человеческий эмбрион был всего лишь гипотезой.

До того, как у нас появилась технология для визуализации развития эмбрионов, физическое возникновение жизни было хорошей питательной средой для идей. Некоторые считали, что мини-версия полностью сформированного ребенка существовала с самого начала и просто вырастала в размерах, в то время как другие предполагали, что форма ребенка возникла со временем, сформированная некой «жизненной» силой.

Религия также могла что-то сказать об этом: и еврейская Тора, и католическая церковь рассматривали жизнь как несформированную и текучую в течение первых 40 дней, после чего развивающийся ребенок «одушевлялся».Папа Пий IX изменил свое мнение по этому поводу в 1869 году, постановив вместо этого, что жизнь начинается с момента зачатия.

В эмбрионах под микроскопом , биолог Джейн Майеншайн исследует научную, культурную, правовую и философскую историю эмбрионов. Это большая задача для отдельной книги, но она делает свою работу основательно. Работая в офисе американского конгрессмена Мэтта Сэлмона, выступающего против абортов, в конце 1990-х годов и читая лекции федеральным судьям о состоянии исследований эмбрионов, она также говорит авторитетно.

Майеншайн не скрывает своих взглядов на такие вопросы, как передача прав эмбрионам. «Политика должна соответствовать имеющимся и устоявшимся научным знаниям, а не противоречить им», — пишет она, добавляя, что те, кто идентифицирует биологический момент оплодотворения как социальный момент, когда права предоставляются отдельным людям, «совершают огромный скачок воображения. о том, что такое оплодотворенное яйцо ».

Книга начинается с Аристотеля, который разрезал куриные яйца и смотрел на студенистое красное пятнышко, которое загрязняло желтый желток, когда он рос и менял форму — он даже заметил момент, когда сердце начало биться.Хотя Аристотель жил около 2400 лет назад, многие его идеи о возникновении человеческой жизни близки к истине. Например, он связал как регулярную потерю менструальной жидкости у женщин, так и эякуляцию жидкости у мужчин с фертильностью. Его проблема заключалась в том, чтобы объяснить, как эти жидкости образовали твердую форму.

Два тысячелетия спустя открытие яйцеклеток и сперматозоидов благодаря недавно изобретенному микроскопу дало еще один кусок головоломки, а открытие ДНК в 1950-х годах дало еще один.Но менее известные события между этими вехами также представляют собой увлекательное чтение. Я узнал, как физиолог XIX века Карл Фридрих Бурдах убил свою семейную собаку, чтобы выяснить, почему у нее течка. Жертва не была полностью напрасной & col; Бурдах нашла яйцо в ее матке, что подтолкнуло к идее о том, что половое размножение млекопитающих начинается с клеток, а не с жидкостей.

Майеншайн отмечает, что одним из величайших парадоксов ранней биологии было то, что изучение жизни чаще всего связано с необходимостью ее убить — сообщение, которое находит отклик в сегодняшних дебатах по поводу сбора стволовых клеток из человеческих эмбрионов.Эти красочные примеры превращают то, что в противном случае могло бы быть чрезвычайно сложным или даже скучным, в предмет удивления и размышлений.

«Один из величайших парадоксов ранней биологии заключался в том, что изучение жизни чаще всего связано с необходимостью ее убить»

Некоторые произведения Майеншайна граничат с поэзией. Возьмите ее отчет о сборе червей Nereis ночью в пруду с угрями в Вудс-Хоул, штат Массачусетс. Она описывает червей, поднимающихся на поверхность, чтобы начать брачный танец & Colon; движение, которое она видит эхом в танце хромосом в их яйцах.Мне также понравилось, как книга помогла мне проникнуть в умы людей, живших до открытия знаний, которые мы сейчас принимаем как должное, таких как существование яйцеклеток и сперматозоидов. Как странно, должно быть, было оказаться беременным, не имея представления о том, как и почему ребенок появился внутри вас.

Это также заставило меня задуматься о том, что, хотя некоторые представления о роли матери изменились — например, вера в то, что пол ребенка зависит от того, на какой стороне спит мать, — сохраняется тенденция обременять беременных женщин ограничительными советами, основанными на зачастую ложных доказательствах.