Nėštumas ir apvaisinimas

Dauguma gydytojų mano, kad pirmoji paskutinių menstruacijų diena yra nėštumo pradžia. Šis laikotarpis vadinamas „menstruaciniu amžiumi“ ir prasideda maždaug dvi savaites prieš apvaisinimą. Štai pagrindinė informacija apie apvaisinimą:

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Ovuliacija

Kiekvieną mėnesį viena iš moters kiaušidžių pradeda gaminti tam tikrą skaičių nesubrendusių kiaušinėlių mažame skysčiu pripildytame maišelyje. Vienas iš maišelių užbaigia brandą. Šis „dominuojantis folikulas“ slopina kitų folikulų augimą, todėl jie nustoja augti ir degeneruoja. Subrendęs folikulas plyšta ir iš kiaušidės išleidžia kiaušinėlius (ovuliacija). Ovuliacija paprastai įvyksta likus dviem savaitėms iki kitų moters mėnesinių.

Geltonkūnio vystymasis

Po ovuliacijos plyšęs folikulas išsivysto į darinį, vadinamą geltonkūniu, kuris išskiria dviejų tipų hormonus – progesteroną ir estrogeną. Progesteronas padeda paruošti endometriumą (gimdos gleivinę) embriono implantacijai, jį sustorindamas.

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

Kiaušinio išleidimas

Kiaušialąstė išsiskiria ir patenka į kiaušintakį, kur lieka tol, kol apvaisinimo metu į ją patenka bent vienas spermatozoidas (kiaušialąstė ir spermatozoidas, žr. toliau). Kiaušialąstę galima apvaisinti per 24 valandas nuo ovuliacijos. Vidutiniškai ovuliacija ir apvaisinimas įvyksta praėjus dviem savaitėms po paskutinių menstruacijų.

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

Menstruacinis ciklas

Jei spermatozoidas neapvaisina kiaušinėlio, jis ir geltonkūnis degeneruoja; padidėjęs hormonų kiekis taip pat išnyksta. Tuomet atšoksta funkcinis endometriumo sluoksnis, dėl kurio prasideda menstruacinis kraujavimas. Ciklas kartojasi.

Tręšimas

Jei spermatozoidas pasiekia subrendusią kiaušialąstę, jis ją apvaisina. Kai spermatozoidas pasiekia kiaušialąstę, kiaušialąstės baltyminiame apvalkale įvyksta pokytis, kuris nebeleidžia spermatozoidams patekti. Šiuo metu yra užrašoma genetinė informacija apie vaiką, įskaitant jo lytį. Motina duoda tik X chromosomas (motina = XX); jei Y spermatozoidas apvaisina kiaušialąstę, vaikas bus vyriškos lyties (XY); jei apvaisina X spermatozoidas, vaikas bus moteriškos lyties (XX).

Apvaisinimas yra ne tik kiaušialąstės ir spermos branduolio medžiagos sumavimas – tai sudėtingas biologinių procesų rinkinys. Oocitą supa granuliuotos ląstelės, vadinamos spinduline vainikėle. Tarp spindulinės vainikėlės ir oocito susidaro skaidrioji zona (zona pellucida), kurioje yra specifinių spermatozoidų receptorių, užkertančių kelią polispermijai ir užtikrinančių apvaisinto kiaušinėlio judėjimą kiaušintakiu į gimdą. Skaidriąją zoną sudaro glikoproteinai, kuriuos išskiria augantis oocitas.

Mejozė atsinaujina ovuliacijos metu. Mejozės atsinaujinimas stebimas po preovuliacinio LH piko. Subrendusio oocito mejozė susijusi su branduolio membranos praradimu, dvivalenčio chromatino surinkimu ir chromosomų atsiskyrimu. Mejozė baigiasi poliarinio kūno išsiskyrimu apvaisinimo metu. Normaliam mejozės procesui būtina didelė estradiolio koncentracija folikuliniame skystyje.

Vyriškos gemalo ląstelės sėkliniuose kanalėliuose dėl mitozinio dalijimosi suformuoja pirmos eilės spermatocitus, kurie pereina kelis brendimo etapus, panašiai kaip ir moteriškoji kiaušialąstė. Dėl mejozinio dalijimosi susidaro antros eilės spermatocitai, turintys pusę chromosomų skaičiaus (23). Antros eilės spermatocitai subręsta į spermatidų ir, nebesidalydami, virsta spermatozoidais. Nuoseklių brendimo etapų rinkinys vadinamas spermatogeniniu ciklu. Žmonėms šis ciklas baigiasi per 74 dienas, o nediferencijuotas spermatogonijus virsta labai specializuotu spermatozoidu, galinčiu savarankiškai judėti ir turinčiu fermentų, reikalingų prasiskverbti į kiaušialąstę, rinkinį. Judėjimo energiją teikia daug veiksnių, įskaitant cAMP, Ca2 ⁺, katecholaminus, baltymų judrumo faktorių, baltymų karboksimetilazę. Šviežioje spermoje esantys spermatozoidai negali apvaisinti. Šį gebėjimą jie įgyja patekę į moters lytinius takus, kur praranda membranos antigeną – įvyksta kapacitacija. Savo ruožtu kiaušialąstė išskiria produktą, kuris ištirpdo akrosomines pūsleles, dengiančias spermos galvutės branduolį, kuriame yra tėvinės kilmės genetinis fondas. Manoma, kad apvaisinimo procesas vyksta kiaušintakio ampulės dalyje. Vamzdelio piltuvėlis aktyviai dalyvauja šiame procese, sandariai prigludęs prie kiaušidės dalies su folikulu, išsikišusiu jos paviršiuje, ir tarsi įsiurbdamas kiaušialąstę. Veikiant kiaušintakių epitelio išskiriamiems fermentams, kiaušialąstė išsiskiria iš spindulinės vainikinės dangos ląstelių. Apvaisinimo proceso esmė – moteriškos ir vyriškos reprodukcinės ląstelės, atskirtos nuo tėvų kartos organizmų, susijungimas, susiliejimas į vieną naują ląstelę – zigotą, kuri yra ne tik ląstelė, bet ir naujos kartos organizmas.

Spermatozoidas į kiaušinėlį įneša daugiausia savo branduolio, kuris susijungia su kiaušinėlio branduolio medžiaga ir sudaro vieną zigotos branduolį.

Kiaušialąstės brendimo ir apvaisinimo procesą užtikrina sudėtingi endokrininiai ir imunologiniai procesai. Dėl etinių problemų šie procesai žmonių organizme nebuvo pakankamai ištirti. Mūsų žinios daugiausia gautos iš eksperimentų su gyvūnais, kurie turi daug bendro su šiais procesais žmonių organizme. Dėl naujų reprodukcinių technologijų, skirtų apvaisinimo mėgintuvėlyje programoms, plėtros, žmogaus embriono vystymosi etapai iki blastocistos stadijos buvo ištirti in vitro. Šių tyrimų dėka sukaupta daug medžiagos apie ankstyvojo embriono vystymosi mechanizmus, jo judėjimą per kiaušintakį ir implantaciją.

Po apvaisinimo zigota juda kiaušintakiu, patirdama sudėtingą vystymosi procesą. Pirmasis dalijimasis (dviejų blastomerų stadija) įvyksta tik antrą dieną po apvaisinimo. Judėdama kiaušintakiu, zigota visiškai asinchroniškai skyla, dėl ko susidaro morula. Iki to laiko embrionas būna išsilaisvinęs iš vitelino ir skaidrių membranų, o morulos stadijoje embrionas patenka į gimdą, sudarydamas laisvą blastomerų kompleksą. Praėjimas per kiaušintakį yra vienas iš kritinių nėštumo momentų. Nustatyta, kad ankstyvojo embriono ir kiaušintakio epitelio ryšį reguliuoja autokrinis ir parakrininis kelias, suteikiantis embrionui aplinką, kuri skatina apvaisinimo ir ankstyvojo embriono vystymosi procesus. Manoma, kad šių procesų reguliatorius yra gonadotropinį atpalaiduojantį hormoną gaminantis tiek preimplantacinis embrionas, tiek kiaušintakių epitelis.

Kiaušintakių epitelis ekspresuoja GnRH ir GnRH receptorius kaip ribonukleino rūgšties (mRNR) ir baltymų pasiuntinius. Paaiškėjo, kad ši raiška priklauso nuo ciklo ir daugiausia pasireiškia liuteininėje ciklo fazėje. Remdamasi šiais duomenimis, tyrėjų grupė mano, kad kiaušintakių GnRH vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant autokrinio-parakrinio kelio veikimą apvaisinimo, ankstyvojo embriono vystymosi ir implantacijos metu, nes gimdos epitelyje maksimalaus „implantacijos lango“ vystymosi laikotarpiu yra didelis GnRH receptorių kiekis.

Įrodyta, kad embrione stebima GnRH, mRNR ir baltymų raiška, kuri didėja morulai virstant blastocista. Manoma, kad embriono sąveika su kiaušintakio epiteliu ir endometriumu vyksta per GnRH sistemą, kuri užtikrina embriono vystymąsi ir endometriumo imlumą. Ir vėl daugelis tyrėjų pabrėžia sinchroninio embriono vystymosi ir visų sąveikos mechanizmų poreikį. Jei dėl kokių nors priežasčių embriono transportavimas gali būti atidėtas, trofoblastas gali parodyti savo invazines savybes dar prieš patekdamas į gimdą. Tokiu atveju gali įvykti kiaušintakių nėštumas. Greitai judant, embrionas patenka į gimdą, kur nėra endometriumo imlumo ir implantacija gali neįvykti, arba embrionas užsilaiko apatinėse gimdos dalyse, t. y. vietoje, mažiau tinkamoje tolesniam kiaušialąstės vystymuisi.

[ 12 ], [ 13 ]

Kiaušialąstės implantacija

Per 24 valandas po apvaisinimo kiaušinėlis pradeda aktyviai dalytis į ląsteles. Kiaušintakyje jis išlieka apie tris dienas. Zigota (apvaisintas kiaušinėlis) toliau dalijasi, lėtai judėdama kiaušintakiu žemyn į gimdą, kur prisitvirtina prie endometriumo (implantacija). Zigota pirmiausia tampa ląstelių gumulu, o vėliau tuščiaviduriu ląstelių kamuoliuku arba blastocista (embrioniniu maišeliu). Prieš implantaciją blastocista išnyra iš apsauginio dangalo. Blastocistai artėjant prie endometriumo, hormonų mainai skatina jos prisitvirtinimą. Kai kurioms moterims implantacijos metu kelias dienas pasireiškia tepimas arba lengvas kraujavimas. Endometriumas sustorėja, o gimdos kaklelis užsikemša gleivėmis.

Per tris savaites blastocistos ląstelės auga į ląstelių sankaupą, sudarydamos pirmąsias kūdikio nervines ląsteles. Kūdikis vadinamas embrionu nuo apvaisinimo momento iki aštuntosios nėštumo savaitės, po to jis vadinamas vaisiu iki gimimo.

Implantacijos procesas gali vykti tik tuo atveju, jei į gimdą patekęs embrionas yra pasiekęs blastocistos stadiją. Blastocistą sudaro vidinė ląstelių dalis – endoderma, iš kurios formuojasi pats embrionas, ir išorinis ląstelių sluoksnis – trofektoderma – placentos pirmtakas. Manoma, kad preimplantacinėje stadijoje blastocistos sudėtyje yra preimplantacinis faktorius (PIF), kraujagyslių endotelio augimo faktorius (VEGF), taip pat mRNR ir baltymas prieš VEGF, kurie leidžia embrionui labai greitai atlikti angiogenezę sėkmingai placentos implantacijai ir sukuria būtinas sąlygas tolesniam vystymuisi.

Sėkmingai implantacijai būtina, kad endometriume atsirastų visi reikalingi endometriumo ląstelių diferenciacijos pokyčiai, kad atsirastų „implantacijos langas“, kuris paprastai stebimas 6–7 dieną po ovuliacijos, ir kad blastocista pasiektų tam tikrą brandos stadiją bei būtų aktyvuotos proteazės, kurios palengvins blastocistos progresavimą į endometriumą. „Endometriumo receptorius yra kompleksinių laiko ir erdvės pokyčių endometriume, reguliuojamų steroidinių hormonų, kulminacija.“ „Implantacijos lango“ atsiradimo ir blastocistos brendimo procesai turi vykti sinchroniškai. Jei taip neatsitiks, implantacija neįvyks arba nėštumas nutrūks ankstyvosiose stadijose.

Prieš implantaciją endometriumo epitelio paviršius yra padengtas mucinu, kuris neleidžia priešlaikinei blastocistos implantacijai įsitvirtinti ir apsaugo nuo infekcijos, ypač Muc1 – episialinu, kuris atlieka savotišką barjerinį vaidmenį įvairiuose moters reprodukcinio trakto fiziologijos aspektuose. Kol atsiveria „implantacijos langas“, mucino kiekį sunaikina embriono gaminamos proteazės.

Blastocistos implantacija į endometriumą apima du etapus: 1 etapą – dviejų ląstelinių struktūrų sukibimą ir 2 etapą – endometriumo stromos decidualizaciją. Nepaprastai įdomus klausimas – kaip embrionas atpažįsta implantacijos vietą, kuri vis dar lieka atvira. Nuo blastocistos patekimo į gimdą iki implantacijos pradžios praeina 2–3 dienos. Hipotetiškai daroma prielaida, kad embrionas išskiria tirpius faktorius/molekules, kurios, veikdamos endometriumą, paruošia jį implantacijai. Adhezija vaidina pagrindinį vaidmenį implantacijos procese, tačiau šis procesas, leidžiantis išlaikyti dvi skirtingas ląstelių mases kartu, yra itin sudėtingas. Jame dalyvauja daugybė veiksnių. Manoma, kad integrinai vaidina pagrindinį vaidmenį adhezijoje implantacijos metu. Ypač reikšmingas yra integrinas-01; jo raiška padidėja implantacijos metu. Tačiau patys integrinai neturi fermentinio aktyvumo ir turi būti susiję su baltymais, kad generuotų citoplazminį signalą. Japonijos tyrėjų grupės atlikti tyrimai parodė, kad maži guanozino trifosfatą surišantys baltymai RhoA integrinus paverčia aktyviu integrinu, kuris gali dalyvauti ląstelių adhezijoje.

Be integrinų, adhezijos molekulės apima baltymus, tokius kaip trofininas, bustinas ir tastinas.

Trofininas yra membraninis baltymas, ekspresuojamas endometriumo epitelio paviršiuje implantacijos vietoje ir blastocistos trofektodermos viršūniniame paviršiuje. Bustinas ir tustinas yra citoplazminiai baltymai, kurie kartu su trofininu sudaro aktyvų adhezinį kompleksą. Šios molekulės dalyvauja ne tik implantacijoje, bet ir tolesniame placentos vystymesi. Užląstelinės matricos molekulės osteokantinas ir lamininas dalyvauja adhezijoje.

Nepaprastai svarbus vaidmuo skiriamas įvairiems augimo faktoriams. Tyrėjai ypatingą dėmesį skiria insulino tipo augimo faktorių ir juos jungiančių baltymų, ypač IGFBP, vaidmeniui implantacijos procese. Šie baltymai atlieka svarbų vaidmenį ne tik implantacijos procese, bet ir modeliuodami kraujagyslių reakcijas bei reguliuodami miometriumo augimą. Pasak Paria ir kt. (2001), implantacijos procesuose reikšmingą vietą vaidina hepariną surišantis epidermio augimo faktorius (HB-EGF), kuris yra ekspresuojamas tiek endometriume, tiek embrione, taip pat fibroblastų augimo faktorius (FGF), kaulų morfogeninis baltymas (BMP) ir kt. Po dviejų ląstelių sistemų – endometriumo ir trofoblasto – sukibimo prasideda trofoblastų invazijos fazė. Trofoblastų ląstelės išskiria proteazės fermentus, kurie leidžia trofoblastui „įsispausti“ tarp ląstelių į stromą, lizuojant tarpląstelinę matricą fermentu metaloproteaze (MMP). Trofoblastų insulino tipo augimo faktorius II yra svarbiausias trofoblastų augimo faktorius.

Implantacijos metu visas endometriumas yra persmelktas imunokompetenčių ląstelių – vieno iš svarbiausių trofoblastų ir endometriumo sąveikos komponentų. Imunologinis ryšys tarp embriono ir motinos nėštumo metu yra panašus į tą, kuris stebimas transplantato ir recipiento reakcijose. Buvo manoma, kad implantacija gimdoje yra kontroliuojama panašiai, per T ląsteles, atpažįstančias placentos ekspresuojamus vaisiaus aloantigenus. Tačiau naujausi tyrimai parodė, kad implantacija gali apimti naują alogeninį atpažinimo kelią, pagrįstą NK ląstelėmis, o ne T ląstelėmis. Trofoblastas neekspresuoja HLAI ar II klasės antigenų, bet ekspresuoja polimorfinį HLA-G antigeną. Šis iš tėvo gautas antigenas tarnauja kaip adhezijos molekulė didelių granuliuotų leukocitų CD8 antigenams, kurių skaičius endometriume padidėja vidurinėje liuteino fazėje. Šios NK ląstelės su CD3-CD8+ CD56+ žymenimis yra funkciniu požiūriu inertiškesnės Th1 susijusių citokinų, tokių kaip TNFcc, IFN-γ, gamyboje, palyginti su CD8-CD56+ decidualiniais granuliuotais leukocitais. Be to, trofoblastas ekspresuoja mažo jungimosi pajėgumo (afiniteto) receptorius citokinams TNFα, IFN-γ ir GM-CSF. Dėl to vyraus atsakas į vaisiaus antigenus, kurį sukelia atsakas per Th2, t. y. daugiausia bus gaminami ne uždegimą skatinantys citokinai, o, priešingai, reguliaciniai (il-4, il-10, il-13 ir kt.). Normali Th1 ir Th2 pusiausvyra skatina sėkmingesnę trofoblastų invaziją. Per didelė uždegimą skatinančių citokinų gamyba riboja trofoblastų invaziją ir sulėtina normalų placentos vystymąsi, dėl ko sumažėja hormonų ir baltymų gamyba. Be to, T citokinai sustiprina protrombino kinazės aktyvumą ir aktyvuoja krešėjimo mechanizmus, sukeldami trombozę ir trofoblastų atsiskyrimą.

Be to, imunosupresinę būseną veikia vaisiaus ir amniono gaminamos molekulės – fetuinas ir sperminas. Šios molekulės slopina TNF gamybą. HU-G ekspresija trofoblastų ląstelėse slopina NK ląstelių receptorius ir taip sumažina imunologinę agresiją prieš įsiveržiančius trofoblastus.

Decidualinės stromos ląstelės ir NK ląstelės gamina citokinus GM-CSF, CSF-1, aINF, TGFbeta, kurie yra būtini trofoblastų augimui ir vystymuisi, proliferacijai ir diferenciacijai.

Dėl trofoblastų augimo ir vystymosi padidėja hormonų gamyba. Progesteronas yra ypač svarbus imuniniams ryšiams. Progesteronas lokaliai stimuliuoja placentos baltymų, ypač baltymo TJ6, gamybą, jungiasi prie decidualinių leukocitų CD56+16+, sukeldamas jų apoptozę (natūralią ląstelių mirtį).

Reaguodama į trofoblastų augimą ir gimdos invaziją į spiralines arterioles, motina gamina antikūnus (blokuojančius), kurie atlieka imunotrofinę funkciją ir blokuoja vietinį imuninį atsaką. Placenta tampa imunologiškai privilegijuotu organu. Normaliai besivystančio nėštumo metu ši imuninė pusiausvyra nusistovi iki 10–12 nėštumo savaitės.

Nėštumas ir hormonai

Žmogaus chorioninis gonadotropinas yra hormonas, kuris atsiranda motinos kraujyje nuo apvaisinimo momento. Jį gamina placentos ląstelės. Tai hormonas, kurį galima nustatyti nėštumo testu, tačiau jo lygis tampa pakankamai aukštas, kad būtų galima aptikti tik praėjus 3–4 savaitėms po pirmosios paskutinių menstruacijų dienos.

Nėštumo vystymosi etapai vadinami trimestrais arba 3 mėnesių laikotarpiais dėl reikšmingų pokyčių, vykstančių kiekviename etape.