Dezvoltarea organelor genitale în embriogeneză.
Determinarea sexului
Medicina de reproducere nu ar fi apărut dacă nu ar exista dimorfismul sexual al unei persoane. Se manifestă la câteva săptămâni după concepție, iar în fazele inițiale de dezvoltare fenotipul în embrionii ambelor sexe este același. Diferențierea sexuală la om este un lanț de evenimente, determinat de o combinație de cromozomi de sex formate ca urmare a fertilizării. Încălcarea oricăror legături din acest lanț este plină de malformații ale organelor genitale. Patogeneza acestor vicii poate fi înțeleasă numai prin cunoașterea dezvoltării sistemului reproductiv.
La mamifere, sexul genetic este în mod normal determinat de cromozomul sexual transmis de celulele spermei fertilizate. Acest fapt bine cunoscut a fost stabilit la începutul secolului trecut, când a devenit clar că sexul determină cariotipul. Prezența în ea a cromozomului Y conduce la dezvoltarea fenotipului mascul, iar absența lui este de sex feminin. Sa sugerat că o genă specifică este localizată pe cromozomul Y, produsul căruia determină dezvoltarea fătului în funcție de tipul masculin. Astfel, prezența cromozomului Y duce la diferențierea glandelor sexuale indiferente în testicul și nu în ovar.
Rolul cromozomului Y în determinarea sexului este văzut în exemplul clasic al sindroamelor Klinefelter și Turner. Sindromul Klinefelter apare cu un cariotip de 47, XXY; prezența a două cromozomi X nu împiedică formarea unui fenotip masculin. Pacienții cu sindrom Turner au un cariotip de 45, X și un fenotip feminin. Este de asemenea cunoscută existența femeilor cu cariotip 46, XY și bărbați cu cariotip de 46, XX. Motivul pentru această discrepanță între sexul genetic și fenotipic este pierderea sau adăugarea unei porțiuni a cromozomului Y responsabilă de determinarea sexului. Se crede că adăugarea acestui sit are loc ca urmare a trecerii în timpul meiozei, iar pierderea poate fi o consecință a mutației.
Când a fost cartografiat site-ul cromozomului Y responsabil pentru determinarea sexului, gena SRY a fost izolată și clonată. Această genă se găsește la bărbați cu cariotip de 46, XY și rhyotip 46, XY, având un fenotip feminin, au fost găsite mutații ale acestei gene. În experimente pe șoareci sa demonstrat că prezența genei SRY este o condiție suficientă pentru manifestarea fenotipului masculin. După inserarea genei sry (analogă genei SRY umane) în genomul XX, șoarecii s-au dezvoltat ca masculi, în ciuda absenței tuturor celorlalte gene de cromozom Y. Gena SRY codifică un factor de transcripție care reglementează funcționarea genelor responsabile pentru dezvoltarea testiculelor. Cu toate acestea, pentru ca spermatogeneza să apară în testicul, sunt necesare și alte gene situate pe cromozomul Y, astfel că astfel de șoareci transgenici sunt infertili.
Dezvoltarea glandelor sexuale
Glandele sexuale umane se dezvoltă dintr-o gonadă indiferentă, care în cursul diferențierii poate deveni ovar sau testicul. Acesta este un fenomen unic în embriologie uman - de obicei, dezvoltarea normală a primordii de organe sunt strict determinate și pot merge doar într-o singură direcție. Alegerea căii de dezvoltare a glandei reproductive este determinată de produsul genei SRY. Dezvoltarea altor organe genitale, descrisă mai jos, nu depinde direct de cariotip, ci este determinată de prezența gonadelor masculine sau feminine. Glanda sexuală se dezvoltă din lanțul sexual situat în apropierea rinichiului primar, care, la rândul său, participă la formarea organelor genitale. Componenta sexuală apare în mesoderm la a 4-a săptămână, iar în săptămânile 5 și 6 celulele sexuale încep să migreze în ea. C. 7 săptămâni cordoanele sexuale încep să se diferențieze în ou sau cancer ovarian: de la epiteliul său coelomic adânc în stroma mezenchimale cresc cordoanele sexuale, care sunt situate in celulele germinale. Dacă celulele sexuale nu se dezvoltă și nu penetrează tractul genital, glanda sexuală nu se formează.
În embriogeneza, dimorfismul sexual apare mai întâi în stadiul formării corzilor genitale. În embrionul masculin, cordurile genitale continuă să se prolifereze, iar în embrionul feminin acestea suferă degenerare.
Când embrionul feminin se dezvoltă, cordonul sexual primar se degenerează și, în locul lor, se formează cordoane genitale secundare (corticale) din mezoteliul rola sexuală. Aceste cordoane nu cresc în mezenchimul ovarului, rămânând în cortex, unde sunt situate celulele sexuale feminine. În procesul de embriogeneză, corzile sexuale secundare nu formează o rețea ramificată, ci se separă în insulele din jurul celulelor sexuale. În viitor, foliculii se formează din ele, iar celulele epiteliale ale cordoanelor sunt transformate în celule granuloase, iar celulele mezenchimale în teucocite.
Inițial, celulele sexuale se formează în afara glandelor sexuale și apoi migrează la locul de dezvoltare, dând naștere fie ovulelor, fie spermatozoizilor. Acest lucru asigură izolarea jocurilor de la stimularea semnalelor și împiedică diferențierea lor prematură. Deoarece gonadele indiferente se formează în placa genitală a mezodermei, care acoperă cavitatea abdominală. În gonad, ele pătrund în partea mediană a arborilor genitali, unde, interacționând cu alte celule, se formează glandele sexuale. Mecanismele care controlează migrarea și proliferarea celulelor germinale nu au fost pe deplin înțelese. În experimentele pe șoareci sa demonstrat că în acest proces un anumit rol este jucat de proteina Kit și de receptorii săi. Se demonstrează că această proteină este exprimată în celulele de reproducere migratoare, în timp ce ligandul sau factorul de celule stem se exprimă de-a lungul întregii căi de migrare a celulelor germinale. Mutația oricare dintre genele responsabile de producerea acestor proteine, se poate reduce numărul de celule germinale care intră funiile sexuale, ceea ce indică o necesitate în natravlyayuschih celule către o destinație germene semnalele.
Dezvoltarea organelor genitale interne
Genitalia internă se dezvoltă din conductele genitale. Luptele cuplate, sau mezofile, sunt canalele rinichiului primar, care există doar în perioada embrionară. Se deschid în cloaca. Lateral din părțile lor craniene ale invaginațiile ale epiteliului coelomic stabilite Mullerian sau paramezonefricheskie, conducte, care fuzionează în linia mediană, și, de asemenea, se deschide în cloaca. Unii experți cred că conductele mulleriene sunt derivate ale lupului. Canalul Volfov direcționează dezvoltarea canalului mullerian.
Pentru a forma organele genitale interne masculine, testosteronul secretat de celulele Leydig și hormonul antimulic, secretat de celulele Sertoli, este necesar. În absența testosteronului, are loc degenerarea conductelor de lupi și, în absența hormonului antimulo-oleic, aceste canale persistă.
În punerea în aplicare a efectelor testosteron un rol important este jucat de receptorii androgeni. Acest lucru este evident în cazul pacienților cu rezistență totală la androgeni (feminizarea testiculară). Astfel de pacienți au cariotipul 46, XY și, în consecință, gena SRY, ceea ce înseamnă că testiculele sunt în mod normal dezvoltate și produc testosteron.
Spre deosebire de canalele de lupi, nu sunt necesare stimulente speciale pentru dezvoltarea conductelor mulleriene. Cu toate acestea, în embrionul masculin, aceste canale degenerate și se dizolvă. După cum sa menționat deja, acest lucru necesită un hormon antimulic. Este produsă de celule Sertoli și este o glicoproteină constând din 560 de aminoacizi aparținând familiei factorilor de creștere transformatori.
În cazul în care gonadelor este absent (de ex., E. Nici testosteron, nici hormonul anti-Mullerian nu este produs), organele sexuale interne se dezvolta pe tipul de sex feminin. Pacienții cu feminizare testiculară au testicule care produc hormoni antimulari, astfel încât canalele mulleriene degenerează. Astfel, pe de o parte, testosteronul nu stimulează conductele volfovyh de diferențiere, iar pe de altă parte, de asemenea, nu Mullerian diferențiate, deoarece acest lucru previne hormonul anti-Mullerian.
Pentru dezvoltarea uterului este necesară secreția de estrogeni care afectează receptorii de estrogen. La șoareci cu un receptor alfa estrogen deteriorat, există numai organe genitale rudimentare, deși este posibilă o distincție clară între tuburile uterine, uterul, cervixul și vaginul. Recent, au fost descrise genele responsabile de specializarea morfofuncțională a segmentelor de tuburi mulleriene.
Genele care determină direcția de dezvoltare sunt destul de conservatoare pe parcursul evoluției. Toate animalele multicelulare au aproximativ același set de gene. Genele care conțin homeobox (genele HOX) determină diferențierea și specializarea structurilor axiale ale embrionului la toate animalele multicelulare mai mari. Canalele Mullerian și Wolff sunt doar acele axe nediferențiate. Genele HOX asigură segmentarea diferențiată a embrionului și dezvoltarea structurilor axiale.
Baza pentru descoperirea genelor HOX a fost pusă acum mai bine de 100 de ani, când William Batson a descris cazul transformării unui organ în altul într-o muște de fructe. Acest fenomen se numește homeosis. Acum 20 de ani, baza genetică a homeostaziei, o mutație, a fost găsită în genele speciale care conțin homeobox (genele NOx). Mutațiile din aceste gene au condus adesea la înlocuirea unui organ cu altul; ca rezultat, conceptul a apărut ca ele servesc drept principalii regulatori ai diferențierii țesutului de-a lungul tuturor axelor corpului, inclusiv sistemul nervos central, coloanei vertebrale, membrelor și organelor genitale. Există 39 de gene HOX în 4 clustere paralele: NOXA, HOX, HOX și HOXD. Fiecare cluster prezintă colindearitate spațială; genele sunt situate pe cromozom în aceeași ordine în care sunt exprimate de-a lungul axelor corpului (de la cranial la caudal).
Genele HOX codifică factorii de transcripție. Ele controlează expresia genelor, determinând cu acuratețe diferențierea segmentelor corpului. Ordinea în care genele HOX sunt exprimate de-a lungul axelor corpului determină dezvoltarea corectă a organelor și structurilor relevante. Genele NOXA9-NOXA13 sunt exprimate în zone strict restricționate de-a lungul axelor conductelor Wolffian și Mullerian aflate în curs de dezvoltare. Gena este exprimată la site-ul NOHA9 Mullerian conductă, dând naștere la trompa uterină, gena Noh 10 - in dezvoltarea uterului, Noh si - in partea inferioara a primordium segmentului uterin și gulerul său, un Noh 13 - în locul viitorului părții superioare a vaginului. Exprimarea acestor gene pe secțiunile corespunzătoare ale conductelor mulleriene asigură formarea corectă a organelor genitale. Genele HOXS și HOXD sunt de asemenea exprimate în canalele mulleriene și, aparent, contribuie și ele la dezvoltarea derivaților lor.
Rolul genelor HOX în dezvoltarea sistemului reproductiv uman poate fi demonstrat de exemplul femeilor care au mutații ale genei NOXA.13 Unele dintre aceste femei au un așa-numit sindrom de chist-stop-uterin. Se caracterizează printr-o încălcare a fuziunii conductelor mulleriene, care conduce la dezvoltarea unui uter bifurcat sau cu două coarne (vezi mai jos).
dietilstilbestrol estrogeni în timpul sarcinii duce la malformații ale organelor sexuale la făt. Aparent, aceste defecte sunt cauzate de o încălcare a expresiei genelor HOX și a altor gene care controlează dezvoltarea. Astfel, se demonstrează că acest medicament afectează exprimarea genelor NOXA în canalele mulleriene. Sub influența dietilstilbestrol în expresia uterului NOHA9 îmbunătățită a genei, și expresia genelor și NOHA11 Noh scade invers. Ca rezultat, uterul poate dobândi caracteristicile acelor structuri care în mod normal controlate NOHA9 genei, t. E. Trompele uterine.
Aproximativ 9 săptămâni de sarcină, după fuziune și formarea de coarne uterine Mulleriene, caudal departamentul duct Mullerian este în contact cu sinusul urogenital. Aceasta stimulează proliferarea endodermului cu formarea tuberculilor Müllerian, din care formează bulbii axilario-vaginali. Proliferarea ulterioară a endodermului conduce la formarea unei plăci vaginale. Înainte de săptămâna 18 de sarcină în cavitatea în formă de bulb-axilare vaginale, sinusul urogenital se conectează la partea de jos a conductei Mullerian. bolta vaginală și al treilea de sus, pare să se dezvolte din Mullerian și cele mai mici de două treimi - a bulbilor-axilare vaginale. Hemul constă din rămășițele țesutului care separă sinusul urogenital de cavitatea vaginală. Se compune din celule provenite din celulele vaginului și din sinusul urogenital.
Dezvoltarea organelor genitale externe
Pe patra săptămână a celulelor mezenchimului migreaza spre zona cloaca și formează o pereche de pliuri. Într-un loc de convergență a acestor falduri forme de movilă sexuale, din care se dezvoltă sau, clitoris sau penisului.
La băieții nou-născuți cu deficiență de 5a-reductază, atât hormonul de testosteron, cât și hormonul antimulic sunt produse.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: