Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

15.7A: Статеве розмноження

  • Page ID
    5283
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Статеве розмноження - це утворення нової особини після об'єднання двох гамет. У людей та більшості інших рослин еукаріотів, а також тварин дві гамети відрізняються за структурою («анізогамія») і вносяться різними батьками. Гаметам потрібна рухливість, щоб мати можливість зустрічатися та об'єднуватися та харчуватися для харчування ембріона, що розвивається. У тварин (і деяких рослин) ці дві досить контрастні потреби задовольняють анізогамети: рухливі (і дрібні) сперми та яйцеклітини, що містять їжу.

    Статеві органи людини чоловічої статі

    Репродуктивна система чоловіка виконує дві основні функції: (1) вироблення сперми та (2) доставка їх до репродуктивних шляхів жінки. Вироблення сперми - сперматогенез - відбувається в яєчках. Кожне яєчко упаковане насіннєвими канальцями (закладені встик до кінця, вони простягнулися б більше 20 метрів), де відбувається сперматогенез.

    альт
    Малюнок 15.7.1.1 Чоловіча репродуктивна система

    сперматогенез

    Стінки насіннєвих канальців складаються з диплоїдної сперматогонії, стовбурових клітин, які є попередниками сперматозоїдів. Сперматогонії ділять по мітозу, щоб виробляти більше сперматогонії або диференціювати на сперматоцити. Мейоз кожного сперматоцита виробляє 4 гаплоїдних сперматида. Цей процес займає більше трьох тижнів, щоб завершити. Потім сперматиди диференціюються в сперматозоїди, втрачаючи в процесі більшу частину своєї цитоплазми.

    figure-43-03-05.jpg
    Малюнок 15.7.1.2 Сперматогенез. Під час сперматогенезу з кожного первинного сперматоцита утворюються чотири сперматоцити, який ділиться на два гаплоїдних вторинних сперматоцити; ці клітини пройдуть через другий мейотичний поділ, щоб виробляти чотири сперматиди. (CC BY; OpenStax).

    Для простоти на малюнку показано поведінку всього однієї пари гомологічних хромосом з одним кросовером. Маючи 22 пари аутосом і в середньому два кросовери між кожною парою, різноманітність комбінацій генів у спермі дуже велика.

    Сперма

    Сперматозоїдів трохи більше, ніж джгутикові ядра. Кожен складається з голови, яка має акросому на кінчику і містить гаплоїдний набір хромосом у компактному, неактивному стані, середину, що містить мітохондрії та одну центриоль, і хвоста, який є джгутиком. Ця електронна мікрофотографія (люб'язно надано доктором Доном Фосеттом та Сусуму Іто) показує сперматозоїд кажана. Відзначимо впорядковане розташування мітохондрій. Вони постачають АТФ для живлення хвитоподібного руху хвоста.

    альт
    Малюнок 15.7.1.3 Сперма кажана

    Дорослий чоловік виробляє понад 100 мільйонів сперматозоїдів щодня. Вони поступово переміщаються в придатки яєчка, де проходять подальше дозрівання. Кисле середовище в придатку яєчка тримає зрілі сперматозоїди неактивними. Крім виготовлення сперми, яєчко є ендокринною залозою. Його головний гормон, тестостерон, відповідає за розвиток вторинних статевих ознак чоловіків, таких як борода, глибокий голос, і чоловіча форма тіла. Тестостерон також має важливе значення для виготовлення сперми. Тестостерон виробляється в інтерстиціальних клітині (також називаються клітинами Лейдіга), які лежать між насіннєвими канальцями.

    ЛГ

    Інтерстиціальні клітини, в свою чергу, є мішенями для гормону, який часто називають інтерстиціальним клітиностимулюючим гормоном (ІКСГ). Є продуктом передньої частки гіпофіза. Однак ІКСГ ідентичний лютеїнізуючого гормону (ЛГ), який зустрічається у жінок, і я вважаю за краще називати його ЛГ.

    РИБА

    Фолікулостимулюючий гормон (також названий за його роль у жінок) діє безпосередньо на сперматогонії, щоб стимулювати виробництво сперми (за допомогою ЛГ, необхідного для синтезу тестостерону).

    Статеві органи людини жіночої статі

    Відповідальність самки ссавця за успішне розмноження значно більше, ніж у самця.

    альт
    Малюнок 15.7.1.4 Жіноча репродуктивна система

    Вона повинна

    • виготовлення яєць
    • бути обладнаним для отримання сперми від самця
    • забезпечити середовище, сприятливе для запліднення та імплантації
    • годують дитину, що розвивається не тільки до народження, але і після

    Оогенез

    Освіта яйцеклітини відбувається в яєчниках. На відміну від самців, початкові етапи несучості відбуваються до народження. Диплоїдні стовбурові клітини, звані оогонією, діляться мітозом, щоб виробляти більше оогонії та первинних яйцеклітин. До того часу, коли плоду виповниться 20 тижнів, процес досягає свого піку і всі яйцеклітини, якими вона коли-небудь буде володіти (~ 4 мільйони з них) були сформовані (*). До моменту її народження залишається лише близько 1 мільйона з них (інші усуваються апоптозом). Кожна з них почала перші кроки зупинки першого мейотичного поділу на диплотеновій стадії мейозу І.

    альт
    Малюнок 15.7.1.5 Огенез

    Ніякого подальшого розвитку не відбувається до тих пір, поки дівчинка стає статевозрілої. Потім первинні яйцеклітини відновлюють свій розвиток, як правило, по одній і раз на місяць. Первинна яйцеклітина виростає набагато більше і завершує мейоз I, утворюючи велику вторинну яйцеклітину і маленьке полярне тіло, яке отримує трохи більше одного набору хромосом. Які хромосоми опиняються в яйці, а які в полярному тілі - це цілком справа випадковості.

    У людини (і більшості хребетних) перше полярне тіло не переходить до мейозу II, але вторинний яйцеклітина дійсно протікає до метафази мейозу II, а потім зупиняється.

    Тільки якщо відбудеться запліднення, мейоз II коли-небудь буде завершений. Входження сперми відновлює клітинний цикл, руйнуючи MPF (фактор, що сприяє M-фазі) і включення комплексу, що сприяє анафазі (APC). Завершення мейозу II перетворює вторинну яйцеклітину в запліднену яйцеклітину або зиготу (а також друге полярне тіло). Як і на схемі сперматогенезу, поведінка хромосом значно спрощується.

    альт
    Малюнок 15.7.1.6 Формування полярного тіла в період оогенезу

    На мікрофотографії (люб'язно надано Туртокс) показано формування полярного тіла під час оогенезу у сига. Навіть допускаючи той факт, що ікра риб більше яєць ссавців, можна з легкістю побачити, як полярне тіло отримує трохи більше одного набору хромосом.

    Ці події відбуваються всередині фолікула, заповненої рідиною оболонки клітин, що оточують розвивається яйцеклітину. Дозріває фолікул також служить ендокринною залозою. Його клітини роблять суміш стероїдних гормонів, спільно відомих як естроген. Естроген відповідає за розвиток вторинних статевих ознак зрілої жінки, наприклад,

    • розширення таза
    • розвиток молочних залоз
    • зростання волосся навколо статевих органів і в пахвових западинях
    • розвиток жирової тканини, що призводить до більш округлих контурів тіла дорослих жінок.

    Естроген продовжує виділятися протягом репродуктивних років жінок У цей період він відіграє важливу роль у місячному менструальному циклі.

    Овуляція

    Овуляція настає приблизно через два тижні після початку менструації. У відповідь на раптовий сплеск ЛГ фолікул розривається і скидає вторинну яйцеклітину. Це змітається в відкритий кінець маткової труби і починає повільно рухатися вниз по ній.

    Злягання і запліднення

    Щоб відбулося запліднення, сперма повинна відкладатися у піхву протягом декількох (5) днів до або в день овуляції. Перенесення сперми здійснюється шляхом злягання. Сексуальне збудження розширює артеріоли, що постачають кров'ю статевий член. Кров накопичується в трьох циліндричних губчастих пазухах, які проходять уздовж через статевий член. Отриманий тиск змушує пеніс збільшуватися і ерегуватися і таким чином здатний проникати у піхву. Рух статевого члена вперед-назад всередині піхви викликає сексуальну напругу, що збільшується до точки еякуляції. Скорочення стінок кожного сім'явивідного протоки просуває сперматозоїд уздовж. Рідина додається до сперми насіннєвими бульбашками, залозами Каупера, передміхуровою залозою. Ці рідини забезпечують

    • джерело енергії (фруктоза)
    • лужне середовище для активації сперми
    • можливо, іншими способами забезпечити оптимальне хімічне середовище для них

    Суміш сперми та допоміжних рідин називається спермою. Вона проходить через уретру і виганяється в піхву. Фізіологічні зміни відбуваються як у жінки, так і у чоловіка у відповідь на сексуальне збудження, хоча вони не так легко очевидні. Однак, на відміну від чоловічої статі, такі відповіді не є обов'язковою умовою для того, щоб відбулися злягання та запліднення. Опинившись у піхві, сперматозоїди продовжують свій шлях у матку та через неї, а також вгору в маткові труби. Саме тут може статися запліднення, якщо присутня «яйцеклітина» (строго кажучи, це ще вторинний яйцеклітина до завершення мейозу II).

    Хоча сперматозоїди можуть плавати по кілька міліметрів кожну секунду, їх поїздці до маткових труб і через них може сприяти м'язове скорочення стінок матки та труб. Поїздка загрожує важкою смертністю. Середній людський еякулят містить понад сто мільйонів сперматозоїдів, але лише кілька десятків завершують подорож, приїхавши протягом 15 хвилин після еякуляції. І з них тільки одному вдасться запліднити яйцеклітину.

    Сперма плаває до яйцеклітини шляхом хемотаксису, слідуючи градієнту прогестерону, що виділяється клітинами, що оточують Прогестерон відкриває канали CatSper («катіонний сперматозоїд») в плазматичній мембрані, що оточує передню частину хвоста сперми. Це дозволяє припливу іонів Ca 2+, що призводить до того, що джгутик б'ється швидше і енергійніше. Запліднення починається з зв'язування головки сперматозоїда з глікопротеїновим покриттям яйцеклітини (називається zona pellucida). Екзоцитоз акросоми на кінчику головки сперми вивільняє ферменти, які перетравлюють шлях через зону і дозволяють головці сперми зв'язуватися з плазматичною мембраною яйцеклітини. Зв'язування опосередковано зв'язуванням двох мембранних білків:

    • Ізумо1 на поверхні сперматозоїдів
    • Юнона, його рецептор на поверхні яєць

    Злиття відповідних мембран дозволяє втягувати весь вміст сперматозоїда в цитозол яйцеклітини. Навіть незважаючи на те, що мітохондрії сперми потрапляють в яйцеклітину, вони майже завжди руйнуються аутофагією і не вносять свої гени в ембріон. Так що ДНК мітохондрій людини майже завжди успадковується тільки від матерів. Протягом декількох хвилин ферменти, що виділяються з цитозолу яйцеклітини, діють на зону, роблячи її непроникною для інших сперматозоїдів, які надходять. Незабаром ядро успішного сперматозоїда збільшується в чоловічий пронуклеус. При цьому яйцеклітина (вторинний яйцеклітина) завершує мейоз II, утворюючи друге полярне тіло і жіночий пронуклеус.

    Чоловічі та жіночі пронуклеї рухаються один до одного, дублюючи свою ДНК у фазі S. Їх ядерні оболонки розпадаються. Утворюється веретено (після реплікації центриоли сперми), і на ньому збирається повний набір діад. Запліднена яйцеклітина або зигота тепер готова до свого першого мітозу. Коли це робиться, формується по 2 клітини, кожна з диплоїдним набором хромосом.

    У морських їжаків блок додаткового входу сперми та злиття пронуклеї викликаються оксидом азоту, що генерується в яйцеклітині акросомою сперми.

    Вагітність

    Розвиток починається тоді, коли запліднена яйцеклітина все ще знаходиться в матковій трубі. Повторні мітотичні поділи виробляють тверду кульку клітин, звану морулою. Подальший мітоз і деяка міграція клітин перетворює це в порожнистий куля клітин, який називається бластоциста. Приблизно через тиждень після запліднення бластоциста вбудовується в потовщену стінку матки, процес, званий імплантацією, і настає вагітність.

    альт

    Рис.15.7.1.7 Бластоциста

    Бластоциста виробляє дві основні колекції клітин:

    • Три-чотири клітини бластоцисти розвиваються у внутрішню клітинну масу, яка сформує 3 екстраембріональні мембрани: амніон, жовтковий мішок і (вестигіальний) аллантоіс і приблизно через 2 місяці стануть плодом і, в кінцевому рахунку, дитиною.
    • Решта 100 або близько того клітин утворюють трофобласт, який переросте в хоріон, який буде продовжувати складати більшу частину плаценти. Всі екстраембріональні мембрани відіграють життєво важливу роль під час розвитку, але будуть відкинуті під час народження.

    Плацента росте щільно зрощена зі стінкою матки. Її кровоносні судини, що постачаються серцем плода, буквально купаються в крові матері. Хоча зазвичай не відбувається змішування двох запасів крові, плацента полегшує перенесення різноманітних матеріалів між плодом та матір'ю, таких як

    • прийом їжі
    • отримання кисню і скидання вуглекислого газу
    • скидання сечовини та інших відходів
    • прийом антитіл (головним чином класу IgG). Вони залишаються протягом тижнів після народження, захищаючи дитину від захворювань, до яких мати імунітет.

    Але плацента - це не просто переносний пристрій. Використовуючи сировину з крові матері, він синтезує велику кількість білків, а також деякі гормони. Метаболічна активність плаценти майже така ж велика, як і самого плоду. Пуповина з'єднує плід з плацентою. Він отримує дезоксигенізовану кров з клубових артерій плода і повертає насичену киснем кров до печінки і далі в нижню порожнисту вену.

    альт
    Малюнок 15.7.1.8 Овальний отвір

    Оскільки його легені не функціонують, кровообіг у плода різко відрізняється від циркуляції дитини після народження. Перебуваючи всередині матки, кров, що перекачується правим шлуночком, обходить легені, протікаючи через овальний отвір і артеріальну протоку.

    Хоча кров у плаценті знаходиться в тісному контакті з кров'ю матері в матці, переплетення їх крові в нормі не відбувається. Однак деякі клітини крові плода зазвичай втечуть в кровообіг матері - там, де вони, як відомо, виживають десятиліттями. Це підвищує можливість проведення пренатальної діагностики генетичних порушень шляхом забору крові матері, а не покладатися на більш інвазивні процедури амніоцентезу та забору ворсин хоріона (CVS).

    Фрагменти ДНК плода (довжиною ~ 300 б.п.) з апоптотичних клітин плаценти також виявляються в плазмі матері вже через 5 тижнів після імплантації. Вони можуть бути перевірені на різні форми анеуплоїдії, наприклад трисомії 21 синдрому Дауна. Набагато рідше відбувається витік клітин крові матері в плід. Однак це все ж відбувається. Кілька вагітних жінок з лейкемією або лімфомою перенесли злоякісне утворення своєму плоду. Деякі діти також придбали меланому від трансплацентарного проходження цих високо злоякісних клітин від матері.

    Протягом перших 2 місяців вагітності формується основна будова малюка. Це включає поділ клітин, міграцію клітин та диференціювання клітин на багато типів, виявлених у дитини. У цей період розвивається дитина - називається ембріоном - дуже чутливий до всього, що заважає задіяним крокам. Вірусна інфекція матері, наприклад, вірусом краснухи («німецька кір») або вплив певних хімічних речовин може спричинити вади розвитку ембріона, що розвивається. Такі кошти називаються тератогенами («монстер-утворюють»). Транквілізатор, талідомід, прийнятий багатьма вагітними європейськими жінками між 1954 і 1962 роками, виявився потужним тератогеном і був відповідальним за народження декількох тисяч деформованих немовлят.

    Приблизно через два місяці всі системи малюка сформувалися, по крайней мере, рудиментарним способом. Відтоді розвиток плода, як його зараз називають, - це перш за все питання зростання і незначних структурних модифікацій. Плід менш сприйнятливий до тератогенів, ніж ембріон. Вагітність передбачає складну взаємодію гормонів.

    Плацента - аллотрансплантат

    Однією з найбільших нерозгаданих загадок в імунології є те, як плацента виживає протягом 9 місяців, не відторгаючись імунною системою матері. Кожна клітина плаценти несе геном батька (гаплоїдний набір його хромосом); включаючи одну з його хромосом #6, де розташовані гени основних антигенів гістосумісності (HLA).

    Одне часткове виключення: жоден з генів на Х-хромосомі батька не виражений. Хоча інактивація Х-хромосом є випадковою в клітині плода, вона НЕ є випадковою в клітині трофобласта. У кожній клітині трофобласта - і його нащадків - інактивується саме батьківська Х-хромосома. Але це не вирішує нашу проблему, оскільки гени для всіх основних антигенів гістосумісності розташовані на хромосомі 6, яка не інактивована.

    Таким чином, плацента імунологічно настільки ж чужа для матері, як трансплантація нирки. Тим не менш, він процвітає. Незважаючи на півстоліття досліджень, механізм цього імунологічно привілейованого статусу залишається невизначеним. Але ясно одне - мати не по суті терпима до антигенів батька. Вона оперативно відкине пересадку шкіри від батька. Вона виробляє антитіла проти його антигенів гістосумісності, виражених плодом. Насправді жінки, які народили кілька дітей одним і тим же батьком, часто є чудовими джерелами сироватки проти HLA для використання в тканинному типуванні. Так що ж пояснює явище? Деякі можливості:

    • Плацента не виражає антигенів гістосумісності класу II.
    • Він також не виражає сильноімуногенних антигенів гістосумісності класу I (HLA-A, HLA-B). Він дійсно експресує HLA-C, але це лише слабо імуногенний.
    • Клітини плаценти виділяють прогестерон, який є імунодепресивним.
    • У лабораторних щурів ембріони (і ендометрій матері) виділяють кортикотропін-рилізинг гормон (CRH). Цей гормон індукує експресію фас-ліганду (FaSL) на клітині плаценти. Активовані Т-клітини експресують Fas, щоб будь-які загрозливі Т-клітини покінчили життя самогубством шляхом апоптозу, коли вони стикаються з FaSL на своїй цілі.
    • У лабораторних мишей клітини плаценти деградують амінокислоту триптофан. Триптофан необхідний для роботи Т-клітин. Коли мишей обробляють інгібітором ферменту, що руйнує ТРП, їх плоди оперативно абортуються під дією лімфоцитів матері. (Д. Мунн та ін., Наука, 281: 1191, 21 серпня 1998 р.)
    • У мишей експресія генів, що кодують цитокіни, необхідні для залучення ефекторних Т-клітин (наприклад, CTL) в тканину, пригнічується в клітині плаценти.
    • Мабуть, найважливішим з усіх є підвищене вироблення у матері імуносупресивних регуляторних Т-клітин (Treg).
      • Виснаження клітин Treg у вагітних мишей призводить до мимовільного аборту при
      • ін'єкція клітин Treg мишам, які інакше схильні до аборту, дозволяє їм переносити свої плоди до терміну.
      • У людини кількість клітин Трега підвищується під час вагітності (у плода так само, як і у матері).
    Екстракорпоральне запліднення

    25 липня 2013 року Луїза Браун відсвяткувала свій 35-й день народження. Вона була першою з того, що сьогодні налічує близько чотирьох мільйонів (у всьому світі) «немовлят з пробірки»; тобто вона розвинулася з яйцеклітини, яка була запліднена поза тілом матері - процес, який називається екстракорпоральним заплідненням (ЕКЗ). ЕКО передбачає

    • Збір зрілих яєць у матері. Це непростий процес. Мати повинна пройти гормональне лікування, щоб виробляти кілька яйцеклітин, які потім повинні бути видалені (під наркозом) з яєчників.
    • Збір сперми у батька. Збір врожаю, як правило, не є проблемою, але часто сперматозоїди дефектні в їх здатності до запліднення (тому встановлюючи етап для ІКСІ).
    • Змішування сперми і яйцеклітин в культуральній посудині («in vitro»).
    • Вирощування заплідненої яйцеклітини протягом декількох днів, поки вони не розвинуться принаймні до 8-клітинної стадії.
    • Розміщення двох або більше з них в матку матері (які її гормональні методи лікування підготували для імплантації).
    • Тримаючи пальці схрещеними, оскільки лише близько однієї третини спроб призводять до успішної вагітності.

    Внутрішня цитоплазматична ін'єкція сперми (ICSI)

    Успішне ЕКО передбачає наявність здорових сперматозоїдів. Але багато випадків безпліддя виникають через дефекти сперми батька. Часто їх можна подолати шляхом безпосереднього введення в яйцеклітину одного сперматозоїда. Сьогодні в США близько двох третин процедур АРТ використовують ІКСІ (хоча половина з них не стосується чоловічого безпліддя).

    Плазмовий перенесення

    Безпліддя в деяких випадках може виникати через дефекти цитоплазми материнської яйцеклітини. Щоб обійти їх, цитоплазму можна видалити з яйцеклітини молодої здорової жінки («Донорська яйцеклітина») і вводити разом з одним сперматозоїдом в яйцеклітину майбутньої матері. Незважаючи на те, що кілька здорових дітей народилися після перенесення оплазми, присяжні все ще не дотримуються своєї безпеки, і це не схвалено для використання в США. Однією з причин занепокоєння є те, що оплазматичний перенесення призводить до яйцеклітини, що несе як мітохондрії матері, так і мітохондрії від донора (в нормі запліднення, всі мітохондрії в спермі батька руйнуються в яйцеклітині). Цей стан, який називається гетероплазмією, створює у дитини два різних геноми мітохондріальної ДНК у всіх її клітині.

    альт

    Рис.15.7.1.9 Плазмовий перенесення

    У рідкісних, але важливих випадках дефект цитоплазми майбутньої матері є результатом наявності у неї мітохондрій з мутантним геном. Передача оплазми в цих випадках не допомагає, оскільки запліднена яйцеклітина все ще буде містити перевагу дефектних мітохондрій матері. Але три методики, розроблені на лабораторних тварин, показують обіцянку бути адаптованими, щоб допомогти таким жінкам виробляти здорову молодь.

    Три можливі способи запобігання передачі мітохондріальних захворювань

    Материнська передача шпинделя

    Дослідники в штаті Орегон повідомили в 17 вересня 2009 року випуску про природу, що вони змогли виробляти 4 здорових резус-мавп без мітохондрій від їх біологічної матері.

    альт
    Малюнок 15.7.1.10 Передача материнського шпинделя

    Їх процедура:

    • Видаліть веретено з усіма прикріпленими до нього хромосомами з яйцеклітини матері при метафазі II мейозу. Їм вдалося зробити це без вилучення жодної з її мітохондрій.
    • Енуклейте яйцеклітину донора мітохондрій, а потім вставте в нього хромосоми матері - все ще прикріплені до веретена. Потім вводять сперму від батька.
    • Дозвольте заплідненої яйцеклітини перерости в бластоцисту.
    • Імплантуйте це в матку сурогатної матері.
    • Результат: 4 здорові немовлята, кожен з ядерними генами матері та батька, але жодна з мітохондрій матері.

    Пройменна передача

    У цій процедурі

    • Яйцеклітина, що містить мутантні мітохондрії, запліднюється методом ЕКЗ.
    • Два пронуклеї видаляють і вводять у запліднену яйцеклітину зі здоровими мітохондріями та власні пронуклеї якої були видалені.
    • Дозвольте яйцеклітині розвинутися в бластоцисту.
    • Імплантуйте це в матку.

    Обидві процедури (1) і (2) знаходяться під дослідженням для використання у людей.

    Полярний перенесення тіла

    І перше полярне тіло (сформоване до запліднення), і друге полярне тіло (утворене після запліднення) містять геном, еквівалентний геному вторинної яйцеклітини та зиготи відповідно. Однак вони містять мало, якщо такі є, мітохондрій. У мишей перенесення будь-якого полярного тіла до енуклейованої яйцеклітини-реципієнта (зі здоровими мітохондріями) дає молодим мишам мало мітохондрій матері донора з їх дефектною мтДНК. Тож у мишей, принаймні, ця техніка виробляє потомство з меншою гетероплазмою, ніж дві інші методи.

    Якщо будь-яка з цих методів може бути застосована до людей (існують перешкоди безпеки та регулювання, які ще потрібно подолати), це дозволило б жінкам, які несуть дефектні мітохондрії, виносити немовлят без недуги.

    Вгору мистецтва

    • Це дозволило приблизно чотирьом мільйонам раніше безплідних пар мати дітей.
    • Це дозволяє скринінг (на одній клітині, видаленій з 8-клітинної морули) на наявність генетичних порушень - таким чином уникаючи початку вагітності, якщо виявлено розлад.
    • Можна використовувати заморожену сперму, що дозволяє батьківство для чоловіка, який більше не в змозі забезпечити свіжу сперму.
    • Оскільки створюється ряд морул, додаткові матеріали можуть бути заморожені, збережені та використані пізніше
      • якщо початкова спроба зазнає невдачі (майбутня мати все одно повинна отримувати гормони, щоб підготувати матку до імплантації, а рівень успіху нижчий при розморожених морулах).
      • Там, де дозволяють правила, додаткові засоби можуть бути використані як джерело ембріональних стовбурових (ES) клітин.

    Недолік АРТ

    • Хоча покращується, рівень успіху все ще досить низький (~ 35%), що процес часто доводиться повторювати (що є фізично вимогливим, а також дуже дорогим).
    • Оскільки зазвичай переносяться кілька морул, багаторазові пологи є загальними (близько 50%), і як це часто буває при багаторазових пологах, діти народжуються рано і важать менше (~ третина всіх дітей АРТ в США народжуються рано). Щоб зменшити кількість близнюків, трійниць і т.д., все більше центрів АРТ звертаються до «перенесення одного ембріона» (СЕТ). Деякі АРТ-центри вважають, що вони можуть збільшити рівень успішності і, таким чином, більше покладатися на SET, культивуючи морули протягом 5—6 днів, замість звичайних 2—3 днів, перш ніж передавати їх (на сьогоднішній день вони стали бластоцистами) матері.
    • Ризик вроджених вад може бути збільшений незначно (від ~ 6% при «нормальних» вагітностях до ~ 8% при вагітності АРТ).
    • Процедури АРТ у експериментальних тварин часто призводять до збою правильного імпринтингу генів. Чи стане це проблемою для людей, ще належить з'ясувати.

    Народження і лактація

    Саме те, що спричиняє початок пологів, до сих пір до кінця не вивчено. Ймовірно, на роботі працюють різноманітні інтегровані гормональні засоби контролю. Зростаючий обсяг доказів передбачає підвищення рівня ДНК плода в крові матері як тригер для початку пологів. Перший результат пологів - розкриття шийки матки. При триваючих потужних скороченнях амніон розривається і навколоплідні води («води») витікають через піхву. Дитина стежить, і його пуповину можна перерізати. Легені немовляти розширюються, і він починає дихати. Це вимагає серйозного перемикання в кровоносній системі. Потік крові через пуповину, артеріальну протоку та овальний отвір припиняється, і починається схема кровотоку дорослої людини через серце, аорту та легеневі артерії. У деяких немовлят перемикання неповне, а кровотік по легеневих артеріях недостатній. Нездатність синтезувати достатню кількість оксиду азоту (NO) є однією з причин. Незабаром після дитини плацента і залишки пуповини («послід») виганяються.

    альт
    Малюнок 15.7.1.11 Плід на повному терміні

    У момент народження, і протягом декількох днів після, груди матері містять рідину під назвою молозиво. Він багатий калоріями і білками, в тому числі антитілами, які забезпечують пасивний імунітет новонародженого немовляти. Через три-чотири дні після пологів груди починають виділяти молоко.

    • Його синтез стимулюється гормоном гіпофіза пролактином (PRL).
    • Його вивільнення стимулюється підйомом рівня окситоцину, коли малюк починає вигодовувати.
    • Молоко також містить інгібуючий пептид. Якщо груди повністю не спорожняються, пептид накопичується і пригнічує вироблення молока. Таким чином, ця автокринна дія відповідає пропозиції з попитом.

    Контроль народжуваності

    Наступна таблиця узагальнює різні методи контролю народжуваності, доступні та використовуються сьогодні.

    Популярність (% використання методу) і відносна ефективність декількох методів контролю народжуваності серед жінок США, які використовують контрацептиви. Норма вагітності - це кількість вагітностей на 100 жінок в перший рік використання методу.
    Метод Популярність Швидкість вагітності
    Природне планування сім'ї (ритм) 1% 25
    Чоловічий презерватив 16% 17
    Оральні контрацептиви («таблетки») 28% 0,3—8,7*
    Внутрішньоматкові спіралі (ВМС) 8,5% 0,1—1,0*
    Імплантати, наприклад, Імпланон® ~ 1% 0,05—1,0*
    Ін'єкції DMPA ~ 3,5% 6.7
    Чоловіча та жіноча стерилізація 37% << 1%
    Жоден   85
    * Нижнє значення виявляється в ідеальних умовах; тобто серед високомотивованих жінок, які отримують хорошу медичну допомогу.

    Дописувачі та атрибуція