28.1: Mbolea

Malengo ya kujifunza

• Eleza vikwazo ambavyo mbegu zinapaswa kushinda kufikia oocyte
• Eleza uwezo na umuhimu wake katika mbolea
• Muhtasari matukio yanayotokea kama mbegu inazalisha oocyte.

Mbolea hutokea wakati mbegu na oocyte (yai) huchanganya na fuse yao ya nuclei. Kwa sababu kila moja ya seli hizi za uzazi ni seli ya haploidi iliyo na nusu ya nyenzo za maumbile zinazohitajika kuunda mwanadamu, mchanganyiko wao huunda seli ya diploidi. Kiini hiki kipya kimoja, kinachoitwa zygote, kina nyenzo zote za maumbile zinazohitajika kuunda binadamu-nusu kutoka kwa mama na nusu kutoka kwa baba.

Transit ya mbegu

Mbolea ni mchezo namba. Wakati wa kumwagika, mamia ya mamilioni ya mbegu (spermatozoa) hutolewa ndani ya uke. Karibu mara moja, mamilioni ya mbegu hizi hushindwa na asidi ya uke (takriban pH 3.8), na mamilioni zaidi yanaweza kuzuiwa kuingia kwenye uterasi na kamasi kubwa ya kizazi. Kati ya wale wanaoingia, maelfu huharibiwa na leukocytes ya uterine ya phagocytic. Hivyo, mbio ndani ya zilizopo za uterine, ambayo ni tovuti ya kawaida zaidi ya mbegu kukutana na oocyte, imepunguzwa kwa washindani elfu chache. Safari yao-inadhaniwa kuwezeshwa na vikwazo vya uterini-kwa kawaida huchukua kutoka dakika 30 hadi saa 2. Ikiwa mbegu haipatikani oocyte mara moja, inaweza kuishi katika zilizopo za uterine kwa siku nyingine 3-5. Hivyo, mbolea bado inaweza kutokea ikiwa ngono hufanyika siku chache kabla ya ovulation. Kwa kulinganisha, oocyte inaweza kuishi kwa kujitegemea kwa masaa 24 tu baada ya ovulation. Ngono zaidi ya siku baada ya ovulation kwa hiyo kwa kawaida haitoi mbolea.

Wakati wa safari, maji katika njia ya uzazi wa kike huandaa mbegu kwa ajili ya mbolea kupitia mchakato unaoitwa capacitation, au priming. Maji ya maji huboresha motility ya spermatozoa. Pia hupunguza molekuli za cholesterol zilizoingia kwenye utando wa kichwa cha mbegu za kiume, kuponda utando kwa njia ambayo itasaidia kuwezesha kutolewa kwa enzymes za lysosomal (digestive) zinazohitajika kwa mbegu za kiume kupenya nje ya oocyte mara moja kuwasiliana. Mbegu lazima iwe na mchakato wa uwezo ili uwe na “uwezo” wa kuimarisha oocyte. Ikiwa wanafikia oocyte kabla ya capacitation kukamilika, hawataweza kupenya safu ya nje ya oocyte ya seli.

Wasiliana Kati ya mbegu na Oocyte

Baada ya ovulation, oocyte iliyotolewa na ovari imeingia ndani na kando ya tube ya uterine. Mbolea lazima kutokea katika tube distal uterine kwa sababu oocyte unfertilized haiwezi kuishi safari ya saa 72 kwenda uterasi. Kama utakavyokumbuka kutokana na utafiti wako wa oogenesis, oocyte hii (hasa oocyte ya sekondari) imezungukwa na tabaka mbili za kinga. Corona radiata ni safu ya nje ya seli za follicular (granulosa) zinazounda kuzunguka oocyte zinazoendelea katika ovari na kubaki nayo juu ya ovulation. Zona ya msingi ya pellucida (pellucid = “uwazi”) ni utando wa uwazi, lakini nene, wa glycoprotein unaozunguka utando wa plasma ya seli.

Kama inavyoingia kwenye tube ya uterine ya distal, oocyte hukutana na mbegu iliyohifadhiwa yenye uwezo, ambayo huelekea kuelekea kwa kukabiliana na vivutio vya kemikali vinavyotolewa na seli za corona radiata. Ili kufikia oocyte yenyewe, mbegu inapaswa kupenya tabaka mbili za kinga. Mbegu hupiga kwanza kupitia seli za radiata ya corona. Kisha, baada ya kuwasiliana na zona pellucida, mbegu hufunga kwa receptors katika zona pellucida. Hii inaanzisha mchakato unaoitwa mmenyuko wa acrosomal ambapo “cap” iliyojaa enzyme ya mbegu, inayoitwa acrosome, hutoa enzymes yake iliyohifadhiwa ya utumbo. Enzymes hizi zinafafanua njia kupitia zona pellucida ambayo inaruhusu mbegu kufikia oocyte. Hatimaye, mbegu moja huwasiliana na receptors ya kisheria ya mbegu kwenye membrane ya oocyte ya plasma (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Utando wa plasma wa mbegu hiyo kisha huunganisha na utando wa plasma wa oocyte, na kichwa na katikati ya mbegu ya “kushinda” huingia ndani ya oocyte.

Je, mbegu hupenya radiata ya corona? Baadhi ya mbegu hupata mmenyuko wa acrosomal wa hiari, ambayo ni mmenyuko wa acrosomal usiosababishwa na kuwasiliana na zona pellucida. Enzymes ya utumbo iliyotolewa na mmenyuko huu huchimba tumbo la ziada la radiata ya corona. Kama unaweza kuona, mbegu ya kwanza kufikia oocyte sio kamwe ya kuimarisha. Badala yake, mamia ya seli za kiume lazima zipate mmenyuko wa acrosomal, kila mmoja husaidia kuharibu radiata ya corona na zona pellucida mpaka njia itengenezwe ili kuruhusu mbegu moja kuwasiliana na fyuzi na utando wa plasma wa oocyte. Ikiwa unazingatia kupoteza mamilioni ya mbegu kati ya kuingia ndani ya uke na uharibifu wa zona pellucida, unaweza kuelewa kwa nini hesabu ya chini ya mbegu inaweza kusababisha utasa wa kiume.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Mbegu na Mchakato wa Mbolea. Kabla ya mbolea, mamia ya mbegu za kiume lazima zivunja kupitia radiata ya corona inayozunguka na zona pellucida ili mtu aweze kuwasiliana na kuunganisha na utando wa plasma ya oocyte.

Wakati mbegu ya kwanza inakabiliwa na oocyte, oocyte hutumia njia mbili za kuzuia polispermy, ambayo inapenya kwa mbegu zaidi ya moja. Hii ni muhimu kwa sababu kama mbegu zaidi ya moja ingekuwa na mbolea ya oocyte, zygote inayosababisha itakuwa kiumbe cha triploid na seti tatu za chromosomes. Hii haikubaliki na maisha.

Utaratibu wa kwanza ni kuzuia haraka, ambayo inahusisha mabadiliko ya karibu mara moja katika upenyezaji wa ioni ya sodiamu juu ya kumfunga mbegu ya kwanza, kuondosha utando wa oocyte plasma na kuzuia fusion ya seli za mbegu za kiume za ziada. Kuzuia haraka huweka karibu mara moja na hudumu kwa muda wa dakika, wakati ambapo mlipuko wa ioni za kalsiamu kufuatia kupenya kwa mbegu husababisha utaratibu wa pili, kuzuia polepole. Katika mchakato huu, inajulikana kama gamba majibu, gamba CHEMBE kukaa mara moja chini ya oocyte plasma utando fyuzi na utando na kutolewa zonal kuzuia protini na mucopolysaccharides katika nafasi kati ya plasma na zona pellucida. Kanda ya kuzuia protini husababisha kutolewa kwa mbegu nyingine yoyote iliyounganishwa na kuharibu receptors ya mbegu za oocyte, hivyo kuzuia mbegu yoyote zaidi ya kumfunga. Mucopolysaccharides kisha huvaa zygote ya asili katika kizuizi kisichoweza kuingizwa ambacho, pamoja na zona pellucida ngumu, inaitwa utando wa mbolea.

Zygote

Kumbuka kwamba wakati wa mbolea, oocyte bado haijakamilisha meiosis; oocytes zote za sekondari zimekamatwa katika metapase ya meiosis II mpaka mbolea. Tu juu ya mbolea haina oocyte kamili meiosis. Msaidizi usiohitajika wa nyenzo za maumbile ambayo matokeo huhifadhiwa katika mwili wa pili wa polar ambao hatimaye umeondolewa. Kwa wakati huu, oocyte imekuwa ovum, gamete ya kike ya haploid. Viini viwili vya haploidi vinavyotokana na mbegu na oocyte na zilizomo ndani ya yai hujulikana kama pronuclei. Wao hupunguza, kupanua, na kuiga DNA yao katika maandalizi ya mitosis. Pronuclei kisha kuhamia kuelekea kila mmoja, bahasha yao nyuklia disintegrate, na kiume- na kike inayotokana maumbile intermingles. Hatua hii inakamilisha mchakato wa mbolea na matokeo katika zygote moja ya seli ya diploid na maelekezo yote ya maumbile ambayo inahitaji kuendeleza kuwa mwanadamu.

Mara nyingi, mwanamke hutoa yai moja wakati wa mzunguko wa ovulation. Hata hivyo, katika asilimia 1 ya mzunguko wa ovulation, mayai mawili hutolewa na wote hupandwa. Zygotes mbili huunda, kuimarisha, na kuendeleza, na kusababisha kuzaliwa kwa mapacha ya dizygotic (au ya kidugu). Kwa sababu mapacha ya dizygotic yanaendelea kutoka kwa mayai mawili yaliyozalishwa na mbegu mbili, sio sawa zaidi kuliko ndugu waliozaliwa kwa nyakati tofauti.

Kiasi kidogo, zygote inaweza kugawanywa katika watoto wawili tofauti wakati wa maendeleo ya mapema. Hii inasababisha kuzaliwa kwa mapacha ya monozygotic (au kufanana). Ingawa zygote inaweza kupasuliwa mapema kama hatua ya kiini mbili, kugawanyika hutokea kwa kawaida wakati wa hatua ya mapema ya blastocyst, na seli takribani 70-100 zilizopo. Matukio haya mawili ni tofauti na kila mmoja, kwa kuwa majani ya pacha yaliyotenganishwa katika hatua ya seli mbili yatakuwa na placentas ya mtu binafsi, ambapo majani ya pacha yanayotokana na kujitenga kwenye hatua ya blastocyst yatashiriki placenta na cavity ya chorionic.

UHUSIANO WA KILA SIKU

Katika Vitro Mbolea

IVF, ambayo inasimama katika mbolea ya vitro, ni teknolojia ya uzazi inayosaidiwa. Katika vitro, ambayo kwa Kilatini hutafsiri “katika kioo,” inahusu utaratibu unaofanyika nje ya mwili. Kuna dalili nyingi za IVF. Kwa mfano, mwanamke anaweza kuzalisha mayai ya kawaida, lakini mayai hayawezi kufikia uterasi kwa sababu zilizopo za uterini zimezuiwa au vinginevyo kuathirika. Mwanamume anaweza kuwa na hesabu ya chini ya mbegu za kiume, mbegu za kiume na asilimia isiyo ya kawaida ya kutofautiana kwa maumbile, au mbegu ambazo haziwezi kupenya zona pellucida ya yai.

Utaratibu wa kawaida wa IVF huanza na ukusanyaji wa yai. Mzunguko wa kawaida wa ovulation hutoa oocyte moja tu, lakini idadi inaweza kuongezeka kwa kiasi kikubwa (hadi oocytes 10—20) kwa kusimamia kozi fupi ya gonadotropini. Bila shaka huanza na analogi ya homoni ya kuchochea follicle (FSH), ambayo inasaidia maendeleo ya follicles nyingi, na kuishia na analog ya homoni ya luteinizing (LH) ambayo husababisha ovulation. Haki kabla ya ova itatolewa kutoka ovari, huvunwa kwa kutumia upatikanaji wa oocyte unaoongozwa na ultrasound. Katika utaratibu huu, ultrasound inaruhusu daktari kutazama follicles kukomaa. Ova ni aspirated (sucked nje) kwa kutumia sindano.

Kwa sambamba, mbegu hupatikana kutoka kwa mpenzi wa kiume au kutoka benki ya mbegu. Mbegu huandaliwa kwa kuosha ili kuondoa maji ya semina kwa sababu maji ya semina ina peptidi, FPP (au, mbolea inayokuza peptidi), kwamba-katika viwango vya juu-huzuia uwezo wa mbegu. Sampuli ya mbegu pia imejilimbikizia, ili kuongeza hesabu ya mbegu kwa mililita.

Kisha, mayai na mbegu huchanganywa katika sahani ya petri. Uwiano bora ni mbegu 75,000 kwa yai moja. Ikiwa kuna matatizo makubwa na manii- kwa mfano hesabu ni ndogo mno, au mbegu ni nonmotile kabisa, au haiwezi kumfunga au kupenya zona pellucida-mbegu inaweza kuingizwa ndani ya yai. Hii inaitwa sindano ya mbegu ya intracytoplasmic (ICSI).

Majusi huingizwa hadi kufikia hatua ya seli nane au hatua ya blastocyst. Nchini Marekani, mayai ya mbolea hupandwa kwa hatua ya blastocyst kwa sababu hii inasababisha kiwango cha juu cha ujauzito. Hatimaye, majani huhamishiwa kwenye uterasi wa mwanamke kwa kutumia catheter ya plastiki (tube). Kielelezo\(\PageIndex{2}\) unaeleza hatua zinazohusika katika IVF.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): IVF. Katika mbolea ya vitro inahusisha ukusanyaji wa yai kutoka ovari, mbolea katika sahani ya petri, na uhamisho wa majani ndani ya uterasi.

IVF ni teknolojia mpya na inayoendelea, na hadi hivi karibuni ilikuwa ni lazima kuhamisha majani mengi ili kufikia nafasi nzuri ya ujauzito. Leo, hata hivyo, majani yaliyohamishwa yana uwezekano mkubwa wa kuimarisha kwa mafanikio, hivyo nchi zinazodhibiti sekta ya IVF zinachukua idadi ya majani ambayo yanaweza kuhamishwa kwa mzunguko kwa mbili. Hii inapunguza hatari ya mimba nyingi za kuzaliwa.

Kiwango cha mafanikio kwa IVF kinahusiana na umri wa mwanamke. Zaidi ya asilimia 40 ya wanawake chini ya miaka 35 hufanikiwa kuzaa kufuatia IVF, lakini kiwango kinashuka hadi asilimia zaidi ya 10 kwa wanawake zaidi ya 40.

Nenda kwenye tovuti hii ili uone rasilimali zinazofunika masuala mbalimbali ya mbolea, ikiwa ni pamoja na sinema na michoro zinazoonyesha muundo wa mbegu na motility, ovulation, na mbolea.

Sura ya Mapitio

Mamia ya mamilioni ya mbegu zilizowekwa katika uke husafiri kuelekea oocyte, lakini mia chache tu hufikia. Idadi ya mbegu inayofikia oocyte imepunguzwa sana kwa sababu ya hali ndani ya njia ya uzazi wa kike. Mbegu nyingi hushindwa na asidi ya uke, wengine huzuiwa na kamasi katika kizazi, wakati wengine wanashambuliwa na leukocytes ya phagocytic katika uterasi. Mbegu hizo ambazo zinaishi hupata mabadiliko katika kukabiliana na hali hizo. Wao hupitia mchakato wa capacitation, ambayo inaboresha motility yao na hubadilisha utando unaozunguka acrosome, muundo wa cap katika kichwa cha mbegu ambayo ina enzymes ya utumbo inayohitajika ili kuunganisha na kupenya oocyte.

Oocyte inayotolewa na ovulation inalindwa na safu nene ya nje ya seli granulosa inayojulikana kama corona radiata na kwa zona pellucida, utando mwembamba wa glycoprotein unao nje ya utando wa plasma wa oocyte. Wakati mbegu za uwezo zinawasiliana na oocyte, hutoa enzymes ya utumbo katika acrosome (mmenyuko wa acrosomal) na hivyo wanaweza kushikamana na oocyte na kuchimba kupitia zona pellucida ya oocyte. Moja ya mbegu hiyo itavunja kupitia kwenye membrane ya oocyte ya plasma na kutolewa kiini chake cha haploid ndani ya oocyte. Muundo wa membrane ya oocyte hubadilika katika kukabiliana (mmenyuko wa kamba), kuzuia kupenya yoyote zaidi na mbegu nyingine na kutengeneza membrane ya mbolea. Mbolea imekamilika juu ya kuunganishwa kwa nuclei ya haploid ya gametes mbili, huzalisha zygote ya diploid.

Mapitio ya Maswali

Swali: Mbegu na ova ni sawa katika suala la ________.

A. ukubwa

B. kiasi kilichozalishwa kwa mwaka

C. idadi ya chromosome

D. motility flagellar

Jibu: C

Swali: Ingawa ejaculate ya kiume ina mamia ya mamilioni ya mbegu, ________.

A. wengi hawana kufikia oocyte

B. wengi huharibiwa na mazingira ya alkali ya uterasi

C. inachukua mamilioni kupenya tabaka za nje za oocyte

D. wengi ni kuharibiwa na capacitation

Jibu: A

Swali: Kama mbegu ya kwanza kufikia oocyte, watawasiliana na ________.

A. acrosome

B. corona radiata

C. sperm-kisheria receptors

D. zona pellucida

Jibu: B

Swali: Fusion ya pronuclei hutokea wakati ________.

A. spermatogenesis

B. ovulation

C. mbolea

D. uwezo

Jibu: C

Swali: Mbegu lazima kwanza kukamilisha ________ ili kuwezesha mbolea ya oocyte.

A. capacitation

B. mmenyuko wa acrosomal

C. mmenyuko wa cortical

D. kuzuia haraka

Jibu: A

Maswali muhimu ya kufikiri

Swali: Darcy na Raul wanapata shida kumzaa mtoto. Darcy hujitokeza kila siku 28, na hesabu ya mbegu ya Raul ni ya kawaida. Ikiwa tungeweza kuchunguza mbegu ya Raul karibu saa moja baada ya kumwagika, hata hivyo, tungeona kwamba wanaonekana kuwa wanahamia kwa uvivu tu. Wakati mbegu ya Raul hatimaye inakabiliwa na oocyte ya Darcy, inaonekana kuwa haiwezi kuzalisha mmenyuko wa kutosha wa acrosomal. Ni mchakato gani pengine umekwenda vibaya?

A. mchakato wa capacitation inaonekana kuwa haijakamilika. Uwezo huongeza motility ya mbegu na hufanya utando wa mbegu kuwa tete zaidi. Hii inawezesha kutolewa kwa enzymes yake ya utumbo wakati wa mmenyuko wa acrosomal. Wakati capacitation haitoshi, mbegu haiwezi kufikia utando wa oocyte.

Swali Sherrise ni mwanafunzi wa chuo kimapenzi. Jumamosi usiku, ana ngono isiyozuiliwa na mpenzi wake. Jumanne asubuhi, yeye uzoefu twinge ya maumivu katikati ya mzunguko kwamba yeye kawaida anahisi wakati yeye ni ovulating. Hii inafanya Sherrise kuwa na wasiwasi sana kwamba anaweza kujifunza hivi karibuni ana mjamzito. Je, wasiwasi Sherrise halali? Kwa nini au kwa nini?

A. wasiwasi Sherrise ni halali. Mbegu inaweza kuwa na faida kwa muda wa siku 4; Kwa hiyo, inawezekana kabisa kwamba mbegu za kiume bado zinaishi katika zilizopo za uterine na zinaweza kuzalisha oocyte aliyokuwa na ovulated tu.

faharasa

acrosome

cap-kama vesicle iko katika eneo anterior-zaidi ya mbegu ambayo ina matajiri na enzymes lysosomal uwezo wa digestion tabaka kinga jirani oocyte

acrosomal mmenyuko

kutolewa kwa enzymes utumbo na mbegu ambayo inawawezesha kuchimba kupitia corona radiata na kupenya zona pellucida ya oocyte kabla ya mbolea

uwezo

mchakato ambao hutokea katika njia ya uzazi wa kike ambayo mbegu huandaliwa kwa mbolea; husababisha kuongezeka kwa motility na mabadiliko katika utando wao wa nje ambao huboresha uwezo wao wa kutolewa kwa enzymes zinazoweza kuchimba tabaka za nje za oocyte

corona radiata

katika oocyte, safu ya seli za granulosa zinazozunguka oocyte na ambazo zinapaswa kupenya na mbegu kabla ya mbolea inaweza kutokea

mmenyuko wa kamba

kufuatia mbolea, kutolewa kwa CHEMBE za gamba kutoka kwenye membrane ya plasma ya oocyte ndani ya pellucida ya zona, kujenga utando wa mbolea unaozuia attachment yoyote zaidi au kupenya kwa mbegu; sehemu ya kuzuia polepole kwa polispermy

utungisho

umoja wa vifaa vya maumbile kutoka kwa gametes ya kiume na ya kike

utando wa mbolea

kizuizi kisichoweza kuingizwa ambacho kanzu zygote ya nascent; sehemu ya kuzuia polepole kwa polypermy

polispermy

kupenya kwa oocyte kwa mbegu zaidi ya moja

zona pellucida

nene, gel-kama glycoprotein membrane ambayo huvaa oocyte na lazima iingizwe na mbegu kabla ya mbolea inaweza kutokea

zygote

yai ya mbolea; kiini cha diploid kutokana na mbolea ya gametes haploid kutoka mistari ya kiume na ya kike