Koliko staršev prispeva spolne celice pri oploditvi

Pri oploditvi vsaka gameta - moška oziroma semenčica in ženska oziroma jajčna celica - prispeva polovico genetskega materiala, kar omogoči nastanek zigote z 46 kromosomi. Potuje običajno 23 kromosomov iz semenčice (polovica jih nosi kromosom X in druga polovica kromosom Y) in 23 kromosomov iz jajčnih celic.

Kapacitacija in pot semenčic do jajčeca

Sveže ejakulirano seme oz. sperma ni sposobna oz. je slabo sposobna oploditve. Seme mora opraviti kapacitacijo v ženskem reproduktivnem traktu več ur. Oploditev se po naravni poti zgodi v ampularnem delu jajcevoda. To je del blizu jajčnika. Tja semenčice priplavajo kake pol ure po izlivu. Čeprav je v semenu na milijone semenčic, jih do jajčeca priplava nekaj sto in le ena oplodi jajčece. Zato je tako pomembno, da je seme kakovostno. To ne pomeni le, da so semenčice žive, ampak morajo biti normalne, v smeri gibljive, mora jih biti dovolj in morajo biti sposobne najti jajčno celico in se nanjo vezati.

Privlačnost, vezava in akrosomska reakcija

Kapacitirano semenčico privlači progesteron, ki ga izločajo kumulusne celice, ki obdajajo jajčece. Progesteron se veže na CatSper receptor na membrani semenčice, kar sproži vdor kalcija v celico, to pa povzroči hiperaktivno gibanje. Semenčice prepoznajo in se vežejo na ti. Corona radiata na jajčni celici. To je ovoj iz celic granuloze, ki so okrog jajčne celice oblikovane kot žarkasta korona. Po vezavi nanjo semenčica doseže cono pellucido oz. steklasto cono, ki je necelični ovoj jajčne celice sestavljen iz glikoproteinov. Posebna molekula na površini glave semenčice se veže na glikoprotein ZP3. Ta vezava sproži akrosom da poči, sprosti encime, ki pomagajo semenčici prebiti se skozi želatinasti ovoj jajčeca.

Vdor semenčice in preprečevanje polyspermije

Kjer je semenčica tik pred prebojem, se rumenjak (ooplazma) izboči v stožčasto tvorbo, ki se imenuje cona privlačnosti. Ko semenčica vstopi, se periferni del rumenjaka spremeni v membrano, perivitelinsko ovojnico, ki preprečuje prehod drugim semenčicam. Nastane kortikalna reakcija, ki poskrbi, da se dvigne perivitelinska ovojnica okrog jajčne celice. To preprečuje oploditev jajčeca z več kot eno semenčico.

Združitev in uskladitev genetskega materiala

Ko semenčica vstopi v citoplazmo jajčeca se rep in glava ločita. Jajčece je sedaj podvrženo drugi meiotični delitvi, ki tvori haploidno jajčece in sprosti polarno telo. Jedro semenčice se nato zlije z jajčecem, kar omogoči združitev njihovega genskega materiala. Rep in mitohondriji semenčice se degenerirata. Zato so vsi mitohondriji pri ljudeh materinskega izvora. Jedri moškega in ženske se selita proti središču jajčeca in hitro podvojijo svojo DNK, da pripravijo zigoto na prvo mitotično delitev. Membrane se raztapljajo in med kromosomi moškega in ženske ni več ovir. Kromosomi obeh partnerjev se zlijejo oz. premešajo. Združita se torej jedri moške in ženske spolne celice v zigoto oz. Med raztapljanjem membran nastane mitotično vreteno. Vreteno vleče kromatide proti centriolam in celica se deli. Vsaka celica ima en set vseh kromatid, ki so bile podvojene v prejšnjem stadiju. Tako so genetsko identične.

Razvoj zigote v zgodnje stadije zarodka

Po 3 dneh delitev ima zigota navadno 16-32 celic. Iz morule se razvije blastocista, ki ima votlino (blastocel), napolnjeno s tekočino. Blastocisto tvorita dva dela, notranja skupina celic in zunanji ovoj ali trofoblast (del bodoče posteljice). Proces izločanja tekočine se imenuje kavitacija. Notranjo skupino celic delimo na dva dela, epiblast in hipoblast. Nekateri imenujejo notranjo skupino celic embrioblast, vendar dejansko se zarodek razvije le iz epiblasta.

Blastocista ostane v ampularnem delu jajcevoda 3 dni, nato potuje 8 ur do istmičnega dela maternice. Prehod med jajcevodom in maternico se sprosti pod vplivom hormona progesterona in blastocista se proti koncu 1. tedna razvoja (6. do 8. dan) ugnezdi na sredino zadnje stene maternice. Mesto ugnezdenja blastociste v maternico je opazno in ga imenujemo koagulacijski čep. Zigoto in kasneje morulo ter blastocisto še vedno obdaja zona pelucida. Celice trofoblasta izločajo encime, ki jo postopoma razgrajujejo, kar omogoči ugnezdenje blastociste v sluznico maternice. Za uspešno ugnezdenje je potrebno usklajeno delovanje zarodka in sluznice maternice.

Invazija trofoblasta in nadaljnji razvoj

Sledi prodiranje blastociste v sluznico. Celice trofoblasta se ob notranji skupini celic združijo in tvorijo večjedrne celice sinciciotrofoblasta. Celice sinciciotrofoblasta so zelo invazivne, hitro prodirajo v sluznico in postopoma popolnoma obdajo zarodek (sredi 2. tedna razvoja). 10. do 12. Zarodek ali embrij je človeški organizem v zgodnji fazi razvoja in sicer do vključno osmega tedna razvoja v maternici.

Vpliv starosti in reproduktivna biologija

Starost ženske je namreč dejavnik, ki močno vpliva na možnost za zanositev. Jajčnik organ, ki se najhitreje stara: "Že po 35. letu je sposobnost jajčnika močno zmanjšana, po 40. letu pa praktično strmoglavi. To je organ, ki se najhitreje postara in izgubi svojo funkcijo." Poleg tega se ženska rodi z določenim številom jajčec, ki se nato v življenju zmanjšuje. Moški imajo več sreče, saj so njihove semenčice tudi v zrelih letih, dokler jih tvorijo, enako stare kot tiste, ki so jih tvorili v mladosti.

Neplodnost, darovanje spolnih celic in zakonske omejitve

Reproduktivna medicina je v zadnjih desetletjih izjemno napredovala in pari, ki se soočajo z neplodnostjo, imajo danes veliko večje možnosti, da lahko tudi samo uživajo v radostih starševstva. Tisti pari, pri katerih eden od partnerjev zaradi različnih vzrokov nima lastnih spolnih celic (spermijev ali jajčnih celic), potrebujejo darovane celice. Tu pa se v Sloveniji pojavi težava, saj je darovalcev in darovalk občutno premalo.

Pari brez lastnih spolnih celic za postopek zunajtelesne oploditve potrebujejo ženske ali moške celice, torej spermije ali jajčne celice. Kot pripoveduje Sašo Drobnič, dr. med., specialist ginekologije in porodništva, gre pri moških brez lastnih spolnih celic običajno za posledico motnje v razvoju spolnih žlez, ki povzroči azoospermijo, pri kateri razvoj spermijev ni dokončan ali ga sploh ni in ki se pojavi pri približno 1 % moške populacije. Če gre za obstruktivno obliko azoospermije, pri kateri je prisotna zapora, je večinoma posledica pridobljenih motenj - vnetja obmodka in semenovoda, izjemno redke so prirojene motnje (npr. obojestranska odsotnost semenovodov). V teh primerih zdravniki s pomočjo biopsije običajno pridejo do zadostnega števila spermijev, razlaga Drobnič. Pri neobstruktivni obliki azoospermije se razlog za odsotnost spermijev po Drobničevih besedah skriva v nenormalnem tkivu, ki je običajno posledica redkih genetskih bolezni, razvojnih motenj, pa tudi določenih kemoterapij v mladosti.

Kar pa se tiče žensk, pripoveduje Drobnič, se vzrok za odsotnost lastnih jajčnih celic običajno skriva v odsotnosti menstruacije oz. amenoreji, zaradi česar jajčniki nikoli ne prevzamejo razvojne funkcije in se jajčeca ne razvijejo. Ločimo t. i. primarno amenorejo (ki je redka), pri kateri dekle menstruacij sploh ne dobi, jajčniki in hormonski status takega dekleta pa so podobna tistim v menopavzi; ter sekundarno amenorejo, pri kateri ženska v začetku ima menstruacijo in ovulacije, menopavza pa nastopi bistveno prej (pred 40. letom) in je večkrat posledica genetske motnje (npr. t. i. sindrom fragilnega kromosoma X). Na odsotnost jajčnih celic vplivajo tudi razni operativni posegi.

Postopki zunajtelesne oploditve in uporaba darovanih celic

O umetni oploditvi in darovanju spolnih celic smo se pozanimali na Oddelku za reproduktivno medicino in ginekološko endokrinologijo UKC Maribor, kjer umetne oploditve delijo na inseminacijo (IUI), zunajtelesno oploditev po klasičnem postopku (IVF), oploditev z mikrokirurškim vnosom semenčice v citoplazmo jajčne celice (ICSI) ter oploditev s semenčico iz bioptičnega materiala moda (TESA).

Pregledi in hormonsko zdravljenje: Pred posegom oba partnerja pregledajo in naredijo preiskave ter se nato na podlagi izsledkov preiskav odločijo za njima najbolj primeren način umetne oploditve. Če niso primerne spolne celice nobenega od njiju, ženski vstavijo zarodek, ki ga vzgojijo iz spolnih celic darovalca in darovalke, drugače pa ženska začne z hormonskim zdravljenjem v obliki injekcij, ki spodbudi zorenje jajčec.

Pri inseminaciji ženski vbrizgajo pripravljene partnerjeve semenčice neposredno v maternično votlino. Če to ni možno, se odločijo za zunajtelesno oploditev po klasičnem postopku (IVF). To je metoda, pri kateri v laboratoriju ustvarijo optimalne pogoje za združitev jajčeca s semenčico. Tudi pri tem postopku najprej spodbudijo zorenje jajčec s hormonskim zdravljenjem, nato pa tik pred ovulacijo s punkcijo ali aspiracijo z iglo iz jajčnega mešička ženski izsrkajo tekočino, v kateri je tudi jajčna celica.

Jajčno celico po punkciji prenesejo v posodico z gojiščem, ki jo postavijo v poseben inkubator, kjer se celice razvijajo naprej. V laboratoriju obdelajo tudi semensko tekočino partnerja, iz katere pridobijo le gibljive semenčice. Če je semenčic dovolj, z njimi osemenijo jajčeca, če jih je premalo ali je njihova gibljivost slaba, uporabijo drugačen način zunajtelesne umetne oploditve, ICSI ali TESA. Pri prvem ne potrebujejo toliko semenčic, saj v vsako jajčno celico potisnejo le po eno. Pri drugem pa jajčno celico oplodijo s semenčicami, ki jih izolirajo iz tkiva moda, kadar jih v izlivu ni, ter zopet v jajčno celico potisnejo le po eno semenčico.

Ali je dejansko prišlo do združitve semenčic in jajčne celice, preverijo že naslednji dan, oplojene celice pa nato v inkubatorju gojijo še najmanj en in največ tri dni, kar je odvisno od tega, na kateri stopnji razvoja se odločijo zarodke prenesti v maternico. Ženski vstavijo največ tri zarodke na enkrat, izberejo pa takšne, ki se razvijajo najbolj pravilno. Če se v postopku uspešno oplodi več jajčnih celic, ki se pravilno razvijejo v kakovostne zarodke, tiste, ki jih ne vstavijo bodoči mami, zamrznejo. Hranijo jih v posebnih pogojih in jih lahko kasneje spet odmrznejo in vstavijo v telo matere. Postopek prenosa zarodkov v maternico je neboleč.

Darovanje spolnih celic - pogoji, pravila in varnost

Tako darovalke jajčnih celic kot tudi darovalci semena morajo biti polnoletni. Moški ne sme biti starejši od 55 let, ženska ne od 35 let. Oba morata biti zdrava in v dobri telesni pripravljenosti. Ne darovalka ne darovalec ne sme imeti kakšnega resnejšega obolenja in ne sme soditi v katero od skupin, pri katerih obstaja velika nevarnost okužbe s prenosljivimi boleznimi. Če se odločite za darovanje svojih spolnih celic, ne smete biti nosilci znanih, družinsko prenosljivih bolezni.

Preden darujete svoje spolne celice, opravite tudi razgovor, na katerem vas povprašajo po vašem zdravstvenem stanju, družinskih obolenjih in vaših pogledih na posledice darovanja spolnih celic ter oploditve z darovanimi spolnimi celicami.

Pri morebitnih darovalcih semena v laboratoriju najprej pregledajo vzorec semenske tekočine ter ugotovijo, ali je moški sploh primeren za darovalca. Semenčice zamrznejo, da ugotovijo, ali postopek prenesejo, kar pove tudi, ali je vzorec kakovosten. V primeru, da je, moškega povprašajo po krvni skupini, opraviti pa mora tudi preiskus, ki ovrže okužbo s hepatitisom B in C, sifilisom in aidsom, ki ga mora nato ponovno opraviti še po šestih mesecih.

Tudi morebitno darovalko pregledajo in preverijo, ali je primerna za darovanje jajčnih celic in v primeru, da je, določijo krvno skupino, Rh faktor ter tako kot pri moških preverijo, ali niste morda okuženi s hepatitisom B in C, sifilisom ali aidsom. Test se tako kot pri moških ponovi po šestih mesecih, nakar vam jajčne celice odvzamejo z ultrazvočno vodeno punkcijo, ki smo jo opisali že zgoraj.

Moški v posebni sobi oddajo vzorec semena, ki ga na kliniki nato zamrznejo in shranijo. Po šestih mesecih ponovno pregledajo darovalčevo kri; s tem izključijo spolno prenosljive okužbe. Če so izvidi ustrezni, se seme lahko uporabi za oploditev z biomedicinsko pomočjo. Plodni ženski jajčno celico odvzamejo v ciklusu, ki ga spodbujajo z zdravili. Dozorevanje jajčnih celic opazujejo z ultrazvočnimi preiskavami. Odvzamejo jih z nebolečo ultrazvočno vodeno punkcijo, skozi nožnico in v lokalni anesteziji. Jajčne celice nato oplodijo s semenom partnerja neplodne ženske in jih vstavijo v njeno maternico. Druge zarodke zamrznejo in shranijo v posebnih zbiralnikih.

AAnonimnost, omejitve in število otrok

V Sloveniji darovalci in darovalke spolnih celic po zakonu ne smejo izvedeti, kdo je njihov biološki otrok, razlaga Drobnič. Sam meni, da je to pozitivno, saj se je mogoče na ta način izogniti nepotrebnim emocionalnim vpletanjem. Darovalci in darovalke torej nimajo nikakršnih pravic do otroka in jih tudi nikoli ne morejo imeti. Drobnič pove, da zaradi varnosti sicer obstaja seznam darovalcev, namenjen izključno primerom, če bi pri otroku prišlo do zdravstvenih zapletov (in bi otrok denimo potreboval darovalca kostnega mozga, ledvic itd.).

Pravila postopkov z darovanimi spolnimi celicami: V Sloveniji so postopki z darovanimi spolnimi celicami dovoljeni le, kadar gre za zdravstvene razloge. Vsaj eden od bodočih staršev mora biti otrokov genetski roditelj. Darovalci semenskih in jajčnih celic se morajo odreči vsem pravicam do otroka. Darovanje je anonimno, identiteta darovalcev pa strogo varovana. Tudi otroci, ki so bili spočeti z darovanimi spolnimi celicami, nimajo pravice izvedeti, kdo je daroval spolne celice za njihovo spočetje. Le v izjemnih zdravstvenih okoliščinah, na primer če ima otrok levkemijo in za preživetje potrebuje presaditev kostnega mozga, bi lahko darovalca anonimno prosili za darovanje kostnega mozga, vendar ne bi bil dolžan pomagati. Spolne celice enega darovalca se lahko uporabijo za rojstvo otrok v največ dveh družinah. Par lahko za celice istega darovalca zaprosi večkrat.

Pomanjkanje darovalk in etično-pravne dileme

In prav zato, ker je postopek darovanja jajčnih celic precej bolj zahteven in neprijeten kot postopek pridobivanja spermijev, je tudi darovalke precej težje najti kot moške. V izogib morebitnim neželenim posledicam darovanja je, vsaj v Sloveniji, aktiviranih vrsta varovalk in varnostnih protokolov, razlaga Drobnič. Darovalke, ki so v postopku zase in višek celic odstopijo, morajo imeti na postopek vsaj 10 jajčnih celic, da lahko tri darujejo. Zaželeno je tudi, da vsaka darovalka pred tem vsaj enkrat že rodi, da ne bi bila zaradi darovanja prikrajšana za lastne biološke otroke.

Na vprašanje, ali bi bilo tudi pri nas glede na pomanjkanje darovalcev smiselno uvesti plačljivo darovanje, Drobnič tehtno odgovarja, da se je treba najprej vprašati, kakšne darovalce bi s tem pridobili. Drobnič izpostavi tudi težavo, s katero se v tujini soočajo ženske. Vseeno se zdi, da je prav altruistično darovanje velik razlog za pomanjkanje donatorjev spolnih celic pri nas.

Uspešnost in dostopnost storitev v Sloveniji

Slovenija se po uspešnosti na tem področju uvršča v sam evropski vrh. Vsako leto se v naši državi namreč rodi približno 1.300 otrok, spočetih s tem postopkom, kar pomeni nekaj več kot pet odstotkov. Zdravljenje neplodnosti izvajajo tri ustanove: univerzitetna klinična centra v Ljubljani in Mariboru ter Porodnišnica Postojna. Skupaj opravijo od 3.000 do 4.000 ciklov zunajtelesnih oploditev na leto. Pare v ambulanto napotijo ginekologi na primarni ravni, potem ko si par neuspešno prizadeva za zanositev eno leto, če je ženska stara več kot 35 let, pa pol leta.

Zavod za zdravstveno zavarovanje je v letu 2018 financiral 3.271 postopkov oploditve z biomedicinsko pomočjo. Ana Vodičar, ki je v zavodu zadolžena za odločanje o pravicah in za medicinske pripomočke, poudarja, da se ti postopki v celoti plačujejo iz sredstev obveznega zdravstvenega zavarovanja: "Cena je odvisna od tega, ali gre za stimuliran ali spontan ciklus. Pri spontanem ciklusu je trenutna cena 900 evrov, pri stimuliranem pa 1.925 evrov za en postopek." Po podatkih ljubljanske ginekološke klinike je ob ponovitvi vseh šestih ciklov postopkov zunajtelesne oploditve uspešnost več kot 90-odstotna.

Raziskave in prihodnost: tvorba gamet iz matičnih celic

Skupini znanstvenikov z ameriške univerze Stanford je pri ljudeh uspelo to, kar je njihovim kolegom doslej uspevalo le pri miših: iz zarodnih matičnih celic so v laboratoriju s posebnim postopkom »ustvarili« žensko in moško gameto - jajčno celico in spermije. Članek o tem je objavila zadnja številka revije Nature. Jajčne celice in spermiji, ki so jih ustvarili v laboratoriju, niso bili še zreli in tudi ne primerni za oploditev. Gre za nekakšne predhodne razvojne stopnje spermijev, imenovane spermatogoniji, ki imajo nekoliko manjšo glavo in rep, vendar so strokovnjaki prepričani, da jim bo v prihodnjih letih uspelo narediti povsem zdrave reproduktivne celice. Njihove jajčne celice so bilo v tako imenovanem nenaprednem stadiju, a razvitejše, kot je to doslej uspelo številnim skupinam raziskovalcev, so sporočili.

Poskus na stanfordski univerzi je bil po mnenju neodvisnih strokovnjakov precej uspešnejši. Znanstvenikom je uspelo ugotoviti, kako je mogoče matične celice pripraviti do tega, da se razvijejo v jajčne oziroma v spermij. »Doslej smo te poskuse opravljali na miškah, pri človeku pa je zadeva precej bolj zapletena, tako da ne gre za prenos že znanega postopka. To je bil prvi poskus, med katerim smo v laboratoriju ustvarili reproduktivne celice, s katerimi bi lahko v prihodnosti pomagali neplodnim parom,« je povedala vodja raziskave dr. Renée A. Reijo Pera, sicer direktorica Centra za raziskavo zarodnih celic na Stanfordu. Jajčeca in spermiji, ki so jih naredili iz zarodnih celic, še niso dovolj zreli, da bi bili primerni za oploditev. Ustvarjanje povsem zrelih jajčec in spermijev pa ostaja njihov cilj, ki ga nameravajo doseči v naslednjih nekaj letih, je povedala Reijo Pera. Uporabno rešitev za zdravljenje neplodnosti, ki prizadene od 10 do 15 odstotkov vseh parov, bi lahko po njenih predvidevanjih pričakovali najprej čez pet let.

Trije odločilni geni: Ameriški znanstveniki so bili še posebej pozorni na družino genov DAZ in na proteine, ki jih ti proizvajajo. Ugotovili so, da je gen DAZL odgovoren za spremembo matične celice v zarodek s 46 kromosomi, do katere pride v nekakšnem predhodniku reproduktivne celice, ki ima prav tako 46 kromosomov. Preostala dva gena DAZ1 in BOULE nadzirata naslednji korak, ki povzroči celični proces, imenovan mejoza in velja za kritično točko v razvoju spermijev. Priti mora namreč do redukcije genetske zasnove na 23 kromosomov. S tem, ko spermij, ki ima 23 kromosomov, oplodi jajčece z enakim številom kromosomov, nastane zarodek s 46 kromosomi, kolikor jih imajo tudi vse celice pri človeku.

»Domnevali smo, da so ti geni pomembni pri razvoju spolnih celic, zdaj pa smo dobili še neposredne dokaze, kar je za biologe neverjetno vznemirljivo. Zdaj moramo še ugotoviti, kako je mogoče določene procese pri razvoju spolnih celic upočasniti ali vzpodbuditi,« pravi Reijo Pera. Znanstveniki na stanfordski univerzi so torej s »prižiganjem« in »ugašanjem« določenih genov in s posebnim proteinskim koktejlom ustvarili predhodne oblike jajčec in spermijev, ki so znali že sami plavati v tekočini. Nadaljnje raziskave v prihodnjih letih bi poleg možnosti zdravljenja neplodnosti lahko prispevale tudi k preprečevanju rojstev otrok z raznimi okvarami, pa tudi k podaljšanju plodnega obdobja pri ženskah. »Morda nam bo uspelo popraviti določne vrste genov pri neplodnih parih, tako da bodo lahko 'popravljeni' geni sami poskrbeli za jajčeca oziroma spermije. V tem primeru seveda ne bi bila potrebna oploditev in vitro,« je povedala Pera. Raziskovalci so podobne poskuse že večkrat opravljali, pot, ki so si jo zadali ameriški znanstveniki, pa se zdi mnogim strokovnjakom precej obetavna.

tags: #koliko #starsev #prispeva #spolne #celice #pri