Graviditet och befruktning

De flesta läkare anser att den första dagen av din sista menstruation är början på graviditeten. Denna period kallas "menstruationsåldern" och den börjar ungefär två veckor före befruktningen. Här är lite grundläggande information om befruktning:

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Ägglossning

Varje månad börjar en av kvinnans äggstockar utveckla ett visst antal omogna ägg i en liten vätskefylld säck. En av säckarna fullbordar mognaden. Denna "dominerande follikel" hämmar tillväxten av de andra folliklarna, som slutar växa och degenererar. Den mogna follikeln brister och släpper ut ägg från äggstocken (ägglossning). Ägglossning sker vanligtvis två veckor före kvinnans nästa menstruation.

Utveckling av corpus luteum

Efter ägglossningen utvecklas den spruckna follikeln till en formation som kallas corpus luteum, som utsöndrar två typer av hormoner – progesteron och östrogen. Progesteron hjälper till att förbereda endometriet (livmoderslemhinnan) för embryots implantation genom att förtjocka den.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Frisättning av ägget

Ägget frigörs och färdas in i äggledaren, där det stannar kvar tills minst en spermie kommer in i det under befruktningen (ägg och spermie, se nedan). Ägget kan befruktas inom 24 timmar efter ägglossning. I genomsnitt sker ägglossning och befruktning två veckor efter den sista menstruationen.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Menstruationscykeln

Om spermien inte befruktar ägget degenererar både det och gulkroppen; de förhöjda hormonnivåerna försvinner också. Det funktionella lagret av endometriet lossnar sedan, vilket leder till menstruationsblödningar. Cykeln upprepas.

Befruktning

Om en spermie når ett moget ägg befruktar den det. När en spermie når ett ägg sker en förändring i äggets proteinhölje, vilket gör att spermier inte längre kan komma in. Vid denna tidpunkt fastställs den genetiska informationen om barnet, inklusive dess kön. Modern ger endast X-kromosomer (modern = XX); om en Y-spermie befruktar ägget blir barnet en pojke (XY); om en X-spermie befruktar blir barnet en flicka (XX).

Befruktning är inte bara sammanslagningen av kärnmaterialet i ägget och spermien – det är en komplex uppsättning biologiska processer. Äggcellen är omgiven av granulosaceller som kallas corona radiata. Mellan corona radiata och äggcellen bildas zona pellucida, som innehåller specifika receptorer för spermier, vilket förhindrar polyspermi och säkerställer det befruktade äggets rörelse längs äggledaren till livmodern. Zona pellucida består av glykoproteiner som utsöndras av den växande äggcellen.

Meiosen återupptas under ägglossningen. Återupptagande av meiosen observeras efter den preovulatoriska LH-toppen. Meiosen i den mogna äggcellen är förknippad med förlusten av kärnmembranet, den bivalenta sammansättningen av kromatin och separationen av kromosomer. Meiosen avslutas med frisättningen av polkroppen under befruktningen. En hög koncentration av östradiol i follikelvätskan är nödvändig för den normala meiosprocessen.

Manliga könsceller i sädeskanalerna bildar, som ett resultat av mitotisk delning, spermatocyter av första ordningen, vilka genomgår flera mognadsstadier liknande det kvinnliga ägget. Som ett resultat av meiotisk delning bildas spermatocyter av andra ordningen, vilka innehåller hälften så många kromosomer (23). Andra ordningens spermatocyter mognar till spermatider och, när de inte längre delas, förvandlas till spermier. Denna uppsättning successiva mognadsstadier kallas den spermatogena cykeln. Hos människor fullbordas denna cykel på 74 dagar och den odifferentierade spermatogonen förvandlas till en högspecialiserad spermie, kapabel till oberoende rörelse och med en uppsättning enzymer som är nödvändiga för penetration in i ägget. Energin för rörelse tillhandahålls av ett antal faktorer, inklusive cAMP, Ca2 ⁺, katekolaminer, proteinmotilitetsfaktor och proteinkarboxymetylas. Spermier som finns i färsk sperma kan inte befruktas. De förvärvar denna förmåga när de kommer in i det kvinnliga könsorganet, där de förlorar membranantigenet - kapacitering sker. Äggcellen utsöndrar i sin tur en produkt som löser upp de akrosomala vesiklarna som täcker spermiens huvudkärna, där den genetiska fonden av faderligt ursprung finns. Man tror att befruktningsprocessen sker i den ampullära delen av äggledaren. Äggledarens tratt deltar aktivt i denna process, tätt ansluten till den del av äggstocken där follikeln sticker ut på ytan och, så att säga, suger in äggcellen. Under inverkan av enzymer som utsöndras av äggledarnas epitel frigörs äggcellen från cellerna i corona radiata. Kärnan i befruktningsprocessen består i enandet, sammansmältningen av kvinnliga och manliga reproduktionsceller, separerade från föräldragenerationens organismer till en ny cell - en zygot, som inte bara är en cell, utan också en organism av en ny generation.

Spermierna introducerar huvudsakligen sitt kärnmaterial i ägget, som kombineras med äggets kärnmaterial till en enda zygotkärna.

Äggmognad och befruktning sker genom komplexa endokrina och immunologiska processer. På grund av etiska problem har dessa processer hos människor inte studerats tillräckligt. Vår kunskap kommer huvudsakligen från djurförsök, vilka har mycket gemensamt med dessa processer hos människor. Tack vare utvecklingen av nya reproduktionstekniker inom in vitro-fertiliseringsprogram har stadierna av mänskliga embryonutveckling fram till blastocyststadiet in vitro studerats. Tack vare dessa studier har en stor mängd material samlats in om studier av mekanismerna för tidig embryonutveckling, dess rörelse genom äggledaren och implantation.

Efter befruktningen rör sig zygoten längs äggledaren och genomgår en komplex utvecklingsprocess. Den första delningen (stadiet med två blastomerer) sker först på den andra dagen efter befruktningen. När zygoten rör sig längs äggledaren genomgår den en fullständig asynkron klyvning, vilket leder till bildandet av en morula. Vid denna tidpunkt är embryot befriat från vitellinen och de transparenta membranen, och i morulastadiet kommer embryot in i livmodern, vilket representerar ett löst komplex av blastomerer. Passage genom äggledaren är ett av de kritiska ögonblicken under graviditeten. Det har fastställts att förhållandet mellan homeata/tidigt embryo och äggledarens epitel regleras av en autokrin och parakrin väg, vilket ger embryot en miljö som förbättrar befruktningsprocesserna och den tidiga embryonala utvecklingen. Man tror att regulatorn av dessa processer är gonadotropiskt frisättande hormon, som produceras av både det preimplanterande embryot och äggledarnas epitel.

Äggledarnas epitel uttrycker GnRH och GnRH-receptorer som budbärare för ribonukleinsyra (mRNA) och proteiner. Det visade sig att detta uttryck är cykelberoende och huvudsakligen uppträder under cykelns lutealfas. Baserat på dessa data anser en grupp forskare att tubal GnRH spelar en betydande roll i regleringen av den autokrina-parakrina vägen vid befruktning, tidig embryonal utveckling och implantation, eftersom det i livmoderepitelet under perioden med maximal utveckling av "implantationsfönstret" finns betydande mängder GnRH-receptorer.

Det har visats att GnRH-, mRNA- och proteinuttryck observeras i embryot, och det ökar när morula omvandlas till en blastocyst. Man tror att embryots interaktion med äggledarens epitel och endometriet sker genom GnRH-systemet, vilket säkerställer embryots utveckling och endometriets mottaglighet. Och återigen betonar många forskare behovet av synkron utveckling av embryot och alla interaktionsmekanismer. Om embryots transport av någon anledning kan fördröjas kan trofoblasten visa sina invasiva egenskaper innan den kommer in i livmodern. I detta fall kan äggledargraviditet inträffa. Vid snabb rörelse kommer embryot in i livmodern, där det inte finns någon mottaglighet för endometriet och implantation kanske inte sker, eller så hålls embryot kvar i livmoderns nedre delar, dvs. på en plats som är mindre lämplig för vidare utveckling av ägget.

[ 12 ], [ 13 ]

Äggimplantation

Inom 24 timmar efter befruktningen börjar ägget aktivt dela sig i celler. Det stannar kvar i äggledaren i ungefär tre dagar. Zygoten (det befruktade ägget) fortsätter att dela sig och rör sig långsamt ner genom äggledaren till livmodern, där det fäster vid livmoderslemhinnan (implantation). Zygoten blir först en klump av celler, sedan en ihålig boll av celler, eller blastocyst (embryosäck). Före implantationen lossnar blastocysten från sitt skyddande hölje. När blastocysten närmar sig livmoderslemhinnan främjar hormonella utbyten dess vidhäftning. Vissa kvinnor upplever stänkblödningar eller lätt blödning i några dagar under implantationen. Livmoderslemhinnan tjocknar och livmoderhalsen förseglas med slem.

Under loppet av tre veckor växer blastocystcellerna till ett kluster av celler och bildar barnets första nervceller. Barnet kallas embryo från befruktningsögonblicket till åttonde graviditetsveckan, varefter det kallas foster fram till födseln.

Implantationsprocessen kan endast ske om embryot som kommer in i livmodern har nått blastocyststadiet. Blastocysten består av den inre delen av cellerna - endodermet, från vilket själva embryot bildas, och det yttre cellskiktet - trofektodermet - föregångaren till placentan. Man tror att blastocysten i preimplantationsstadiet uttrycker preimplantationsfaktor (PIF), vaskulär endoteltillväxtfaktor (VEGF), samt mRNA och protein till VEGF, vilket gör att embryot mycket snabbt kan genomföra angiogenes för framgångsrik placentation och skapar de nödvändiga förutsättningarna för dess vidare utveckling.

För lyckad implantation är det nödvändigt att alla nödvändiga förändringar i differentieringen av endometrieceller uppträder i endometriet för uppkomsten av "implantationsfönstret", vilket normalt observeras på den 6-7:e dagen efter ägglossning, och att blastocysten når ett visst mognadsstadium och proteaser aktiveras, vilket underlättar blastocystens framfart in i endometriet. "Endometriets receptivitet är kulmen på ett komplex av tidsmässiga och rumsliga förändringar i endometriet, reglerade av steroidhormoner." Processerna för uppkomsten av "implantationsfönstret" och blastocystens mognad måste vara synkrona. Om detta inte sker kommer implantation inte att ske eller graviditeten kommer att avbrytas i ett tidigt skede.

Före implantation täcks endometriets ytliga epitel med mucin, vilket förhindrar för tidig implantation av blastocysten och skyddar mot infektion, särskilt Muc1 - episialin, som spelar en slags barriärroll i olika aspekter av den kvinnliga reproduktionskanalens fysiologi. När "implantationsfönstret" öppnas har mängden mucin förstörts av proteaser som produceras av embryot.

Blastocystimplantation i endometriet omfattar två steg: steg 1 - vidhäftning av två cellstrukturer och steg 2 - decidualisering av endometriets stroma. En extremt intressant fråga är hur embryot identifierar implantationsstället, som fortfarande är öppet. Från det ögonblick då blastocysten kommer in i livmodern tills implantationen börjar går 2-3 dagar. Det antas hypotetiskt att embryot utsöndrar lösliga faktorer/molekyler som, genom att verka på endometriet, förbereder det för implantation. Adhesion spelar en nyckelroll i implantationsprocessen, men denna process, som gör att två olika cellmassor kan hållas samman, är extremt komplex. Ett stort antal faktorer är involverade i den. Integriner tros spela en ledande roll i vidhäftning vid implantationstillfället. Integrin-01 är särskilt betydelsefullt; dess uttryck ökar vid implantationstillfället. Integriner saknar dock själva enzymatisk aktivitet och måste associeras med proteiner för att generera en cytoplasmisk signal. Forskning utförd av en grupp forskare från Japan har visat att de små guanosintrifosfatbindande proteinerna RhoA omvandlar integriner till aktivt integrin, vilket kan delta i cellvidhäftning.

Förutom integriner inkluderar adhesionsmolekyler proteiner såsom trofinin, bustin och tastin.

Trofinin är ett membranprotein som uttrycks på ytan av endometrieepitelet vid implantationsstället och på den apikala ytan av blastocystens trofektoderm. Bustin och tustin är cytoplasmatiska proteiner som bildar ett aktivt adhesivt komplex i samband med trofinin. Dessa molekyler deltar inte bara i implantation utan även i den vidare utvecklingen av placentan. Extracellulära matrixmolekyler, osteokantin och laminin, deltar i adhesion.

Olika tillväxtfaktorer ges en oerhört viktig roll. Forskare ägnar särskild uppmärksamhet åt rollen av insulinliknande tillväxtfaktorer och proteiner som binder dem, särskilt IGFBP, vid implantation. Dessa proteiner spelar en roll inte bara i implantationsprocessen, utan också i modellering av vaskulära reaktioner och reglering av myometriumtillväxt. Enligt Paria et al. (2001) spelar heparinbindande epidermal tillväxtfaktor (HB-EGF), som uttrycks både i endometriet och i embryot, liksom fibroblasttillväxtfaktor (FGF), benmorfogent protein (BMP), etc., en betydande roll i implantationsprocesserna. Efter vidhäftningen av de två cellulära systemen endometriet och trofoblasten börjar trofoblastinvasionfasen. Trofoblastceller utsöndrar proteasenzymer som gör att trofoblasten kan "klämma" sig mellan cellerna in i stroma, och lysera den extracellulära matrisen med enzymet metalloproteas (MMP). Insulinliknande tillväxtfaktor II hos trofoblasten är trofoblastens viktigaste tillväxtfaktor.

Vid implantationstillfället är hela endometriet genomsyrat av immunkompetenta celler, en av de viktigaste komponenterna i interaktionen mellan trofoblast och endometrium. Det immunologiska förhållandet mellan embryot och modern under graviditeten liknar det som observeras vid transplantat-mottagarreaktioner. Man trodde att implantation i livmodern kontrolleras på ett liknande sätt, genom att T-celler känner igen fetala alloantigener som uttrycks av placentan. Nyligen genomförda studier har dock visat att implantation kan involvera en ny allogen igenkänningsväg baserad på NK-celler snarare än T-celler. Trofoblasten uttrycker inte HLAI- eller klass II-antigener, men den uttrycker det polymorfa HLA-G-antigenet. Detta paternalt härledda antigen fungerar som en adhesionsmolekyl för CD8-antigenerna hos stora granulära leukocyter, vilka ökar i antal i endometriet i mitten av luteinfasen. Dessa NK-celler med CD3-CD8+ CD56+ markörer är funktionellt mer inerta i produktionen av Th1-associerade cytokiner såsom TNFcc, IFN-y jämfört med CD8-CD56+ deciduala granulära leukocyter. Dessutom uttrycker trofoblasten receptorer med låg bindningskapacitet (affinitet) för cytokinerna TNFa, IFN-y och GM-CSF. Som ett resultat kommer det att finnas ett övervägande svar på fosterantigener orsakat av svaret via Th2, dvs. det kommer att ske huvudsakligen produktion av icke-proinflammatoriska cytokiner, utan tvärtom regulatoriska (il-4, il-10, il-13, etc.). Den normala balansen mellan Th1 och Th2 främjar en mer framgångsrik trofoblastinvasion. Överdriven produktion av proinflammatoriska cytokiner begränsar trofoblastinvasionen och fördröjer normal placentautveckling, vilket minskar produktionen av hormoner och proteiner. Dessutom ökar T-cytokiner protrombinkinasaktiviteten och aktiverar koagulationsmekanismer, vilket orsakar trombos och trofoblastavlossning.

Dessutom påverkas det immunsuppressiva tillståndet av molekyler som produceras av fostret och amnion - fetuin och spermin. Dessa molekyler hämmar produktionen av TNF. Uttryck på trofoblastceller hämmar HU-G NK-cellreceptorer och minskar därmed även immunologisk aggression mot den invaderande trofoblasten.

Deciduala stromala celler och NK-celler producerar cytokinerna GM-CSF, CSF-1, aINF, TGFbeta, vilka är nödvändiga för trofoblasttillväxt och utveckling, proliferation och differentiering.

Som ett resultat av trofoblastens tillväxt och utveckling ökar hormonproduktionen. Progesteron är särskilt viktigt för immunförsvaret. Progesteron stimulerar lokalt produktionen av placentaproteiner, särskilt protein TJ6, binder till deciduala leukocyter CD56+16+, vilket orsakar deras apoptos (naturlig celldöd).

Som svar på tillväxten av trofoblast och invasion av livmodern till spiralarteriolerna producerar modern antikroppar (blockerande), vilka har en immunotrofisk funktion och blockerar det lokala immunsvaret. Moderkakan blir ett immunologiskt privilegierat organ. Vid en normalt utvecklad graviditet är denna immunbalans etablerad vid 10-12 veckors graviditet.

Graviditet och hormoner

Humant koriongonadotropin är ett hormon som förekommer i moderns blod från befruktningsögonblicket. Det produceras av moderkakans celler. Det är ett hormon som detekteras med ett graviditetstest, men dess nivå blir tillräckligt hög för att detekteras först 3-4 veckor efter den första dagen av den sista menstruationen.

Graviditetsutvecklingens stadier kallas trimestrar, eller 3-månadersperioder, på grund av de betydande förändringar som sker under varje stadium.