Döllenme
Döllenme, bir sperm ve bir oosit (yumurta) birleştiğinde ve çekirdekleri kaynaştığında gerçekleşir. Bu üreme hücrelerinin her biri, bir insanı oluşturmak için gereken genetik materyalin yarısını içeren haploid bir hücre olduğundan, bunların birleşimi diploid bir hücre oluşturur. Bu yeni tek hücreye "zigot" adı verilir ve insanı oluşturmak için gereken tüm genetik materyali içerir - bu materyal biyolojik ebeveynlerden her birinden yarısıyla oluşmuştur.
Sperm Geçişi
Döllenme bir sayı oyunudur. Boşalma sırasında yüz milyonlarca sperm (spermatozoa) vajinaya salınır. Hemen hemen anında, bu spermlerin milyonları vajinanın asiditesi (yaklaşık pH 3.8) tarafından etkisiz hale getirilir ve milyonlarca daha fazlası kalın servikal mukus tarafından rahme girişi engellenebilir. İçeri girenlerin binlercesi fagositik uterus lökositleri tarafından yok edilir. Böylece, spermin oositle karşılaştığı en tipik yer olan rahim tüplerindeki yarış birkaç bin yarışmacıya indirgenmiş olur. Rahim kasılmalarının kolaylaştırdığı düşünülen yolculukları genellikle 30 dakika ile 2 saat arasında sürer. Sperm hemen bir oositle karşılaşmazsa, rahim tüplerinde 3-5 gün daha hayatta kalabilir. Bu nedenle, cinsel ilişki yumurtlamadan birkaç gün önce gerçekleşirse döllenme hala gerçekleşebilir. Buna karşılık, bir oosit yumurtlamayı takiben sadece yaklaşık 24 saat boyunca bağımsız olarak hayatta kalabilir. Bu nedenle yumurtlamadan bir gün sonra cinsel ilişki genellikle döllenmeyle sonuçlanmayacaktır.
Yolculuk sırasında, kadın üreme kanalındaki sıvılar, kapasitasyon veya hazırlama adı verilen bir süreçle spermi döllenmeye hazırlar. Sıvılar spermatozoanın hareketliliğini artırır. Ayrıca sperm başının zarında gömülü olan kolesterol moleküllerini tüketerek zarı, temas sağlandığında spermin oositin dış yüzeyine nüfuz etmesi için gereken lizozomal (sindirim) enzimlerin salınmasını kolaylaştırmaya yardımcı olacak şekilde inceltirler. Sperm, bir oositi dölleme "kapasitesine" sahip olmak için kapasitasyon sürecinden geçmelidir. Kapasitasyon tamamlanmadan önce oosite ulaşırlarsa, oositin kalın dış hücre tabakasına nüfuz edemezler.
Sperm ve Oosit Arasındaki Temas
Yumurtlamanın ardından, yumurtalık tarafından salınan yumurta hücresi rahim tüpüne ve tüp boyunca süpürülür. Döllenme distal uterin tüpte gerçekleşmelidir çünkü döllenmemiş bir oosit rahme giden 72 saatlik yolculukta hayatta kalamaz. Oogenez çalışmanızdan hatırlayacağınız gibi, bu oosit (özellikle ikincil bir oosit) iki koruyucu tabaka ile çevrilidir. Korona radiata, yumurtalıkta gelişmekte olan bir oositin etrafında oluşan ve yumurtlama sırasında onunla birlikte kalan foliküler (granüloza) hücrelerin dış tabakasıdır. Altta yatan zona pellucida (pellucid = "şeffaf"), hücrenin plazma zarını çevreleyen şeffaf, ancak kalın bir glikoprotein zardır.
Distal uterin tüp boyunca süpürülürken oosit, korona radiata hücreleri tarafından salınan kimyasal cezbedicilere yanıt olarak kendisine doğru akan hayatta kalan kapasite kazanmış spermlerle karşılaşır. Spermin oositin kendisine ulaşabilmesi için iki koruyucu tabakayı geçmesi gerekir. Spermler ilk olarak korona radiata hücrelerini oyar. Daha sonra, zona pellucida ile temas ettikten sonra, sperm zona pellucida'daki reseptörlere bağlanır. Bu, spermin akrozom adı verilen enzim dolu "kapağının" depolanmış sindirim enzimlerini serbest bıraktığı akrozomal tepkime adı verilen bir süreci başlatır. Bu enzimler zona pellucida boyunca spermin oosite ulaşmasını sağlayan bir yol açar. Son olarak, tek bir sperm oositin plazma zarındaki sperm bağlayıcı reseptörlerle temas eder (aşağıdaki şekil). Bu spermin plazma zarı daha sonra oositin plazma zarı ile birleşir ve "kazanan" spermin başı ve orta parçası oositin içine girer.
Sperm korona radiataya nasıl nüfuz eder? Bazı spermler, zona pellucida ile temasla tetiklenmeyen bir akrozomal tepkime olan spontan bir akrozomal tepkime geçirir. Bu tepkimeyle salınan sindirim enzimleri korona radiatanın hücre dışı matrisini sindirir. Gördüğünüz gibi, oosite ulaşan ilk sperm asla onu dölleyen sperm değildir. Bunun yerine, yüzlerce sperm hücresi akrozomal tepkimeye girmeli ve her biri, bir spermin oositin plazma zarıyla temas etmesine ve kaynaşmasına izin verecek bir yol oluşturulana kadar korona radiata ve zona pellucida'nın bozulmasına yardımcı olmalıdır. Vajinaya giriş ile zona pellucida'nın bozulması arasında milyonlarca spermin kaybolduğunu düşünürseniz, düşük sperm sayısının neden erkek kısırlığına neden olabileceğini anlayabilirsiniz.
İlk sperm oosit ile birleştiğinde, oosit birden fazla sperm tarafından penetrasyon olan polispermiyi önlemek için iki mekanizma kullanır. Bu çok önemlidir çünkü birden fazla sperm oositi döllerse, ortaya çıkan zigot üç kromozom setine sahip triploid bir organizma olacaktır. Bu yaşamla bağdaşmaz.
İlk mekanizma, ilk spermin bağlanması üzerine sodyum iyonu geçirgenliğinde neredeyse anlık bir değişiklik içeren, oosit plazma zarını depolarize eden ve ek sperm hücrelerinin füzyonunu önleyen hızlı bloktur. Hızlı blok neredeyse anında devreye girer ve yaklaşık bir dakika sürer; bu süre zarfında sperm penetrasyonunu takiben kalsiyum iyonlarının akışı ikinci mekanizma olan yavaş bloğu tetikler. Kortikal tepkime olarak adlandırılan bu süreçte, oosit plazma zarının hemen altında bulunan kortikal granüller zarla kaynaşır ve plazma zarı ile zona pellusida arasındaki boşluğa zonal inhibitör proteinler ve mukopolisakkaritler salar. Zonal inhibitör proteinler, bağlı diğer spermlerin salınmasına neden olur ve oositin sperm reseptörlerini yok eder, böylece daha fazla spermin bağlanmasını önler. Mukopolisakkaritler daha sonra yeni oluşan zigotu, sertleşmiş zona pellusida ile birlikte döllenme zarı olarak adlandırılan aşılmaz bir bariyerle kaplar.
Zigot
Döllenme noktasında oositin henüz mayoz bölünmeyi tamamlamadığını hatırlayın; tüm ikincil oositler döllenmeye kadar mayoz II'nin metafazında durdurulmuş olarak kalır. Sadece döllenmeden sonra oosit mayoz bölünmeyi tamamlar. Ortaya çıkan gereksiz genetik materyal tamamlayıcısı, sonunda dışarı atılan ikinci bir kutup gövdesinde depolanır. Bu anda oosit, dişi haploid gamet olan ovum haline gelmiştir. Sperm ve oositten türeyen ve yumurta içinde bulunan iki haploid çekirdek pronüklei olarak adlandırılır. Mitoz bölünmeye hazırlanmak için DNA'larını ayrıştırır, genişletir ve çoğaltırlar. Daha sonra pronükleuslar birbirlerine doğru göç eder, nükleer zarfları parçalanır ve erkek ve dişi kaynaklı genetik materyal birbirine karışır. Bu adım döllenme sürecini tamamlar ve bir insana dönüşmek için ihtiyaç duyduğu tüm genetik talimatlara sahip tek hücreli diploid bir zigotla sonuçlanır.
Çoğu zaman, bir kişi yumurtlama döngüsü sırasında tek bir yumurta bırakır. Ancak yumurtlama döngülerinin yaklaşık yüzde 1'inde iki yumurta salınır ve her ikisi de döllenir. İki zigot oluşur, implante olur ve gelişir, bu da dizigotik (veya çift yumurta) ikizlerin doğumuyla sonuçlanır. Dizigotik ikizler iki sperm tarafından döllenen iki yumurtadan geliştiği için, farklı zamanlarda doğan kardeşlerden daha fazla özdeş değildirler.
Çok daha az yaygın olarak, bir zigot erken gelişim sırasında iki ayrı yavruya bölünebilir. Bu da monozigotik (veya tek yumurta) ikizlerinin doğumuyla sonuçlanır. Zigot iki hücreli aşamaya kadar bölünebilse de, bölünme en yaygın olarak erken blastosist aşamasında, yaklaşık 70-100 hücre mevcutken gerçekleşir. Bu iki senaryo birbirinden farklıdır, çünkü iki hücreli aşamada ayrılan ikiz embriyolar ayrı plasentalara sahip olurken, blastosist aşamasında ayrılma sonucu oluşan ikiz embriyolar bir plasenta ve bir koryonik boşluğu paylaşacaktır.
| GÜNDELİK BAĞLANTI İn Vitro Döllenme İn vitro döllenme anlamına gelen IVF, bir yardımcı üreme teknolojisidir. Latince’de “camda” anlamına gelen in vitro, vücut dışında gerçekleşen bir prosedürü ifade eder. IVF için birçok farklı endikasyon vardır. Bu prosedür taşıyıcı anne/hamile kullanan kişileri ve üreme güçlüğü çeken kişileri desteklemek için sıklıkla kullanılmaktadır. Örneğin, bir kişi sağlıklı yumurtalar üretebilir, ancak rahim tüpleri tıkalı veya başka bir şekilde tehlikede olduğu için yumurtalar rahme ulaşamaz. Bir kişide düşük sperm sayısı, düşük sperm hareketliliği, alışılmadık derecede yüksek morfolojik anormallik yüzdesine sahip sperm veya bir yumurtanın zona pellucida’sına nüfuz edemeyen sperm olabilir. Tipik bir IVF prosedürü yumurta toplama ile başlar. Normal bir yumurtlama döngüsü yalnızca bir oosit üretir, ancak kısa bir gonadotropin kürü uygulanarak bu sayı önemli ölçüde (10-20 oosite kadar) artırılabilir. Süreç, çoklu folikül gelişimini destekleyen folikül uyarıcı hormon (FSH) analogları ile başlar ve yumurtlamayı tetikleyen bir lüteinizan hormon (LH) analoğu ile sona erer. Yumurtalar yumurtalıktan salınmadan hemen önce, ultrason kılavuzluğunda oosit alımı kullanılarak toplanır. Bu prosedürde ultrason, doktorun olgun folikülleri görselleştirmesini sağlar. Yumurtalar bir şırınga kullanılarak aspire edilir (emilir). Buna paralel olarak, sperm erkek partnerden veya bir sperm bankasından elde edilir. Sperm, seminal sıvıyı uzaklaştırmak için yıkanarak hazırlanır çünkü seminal sıvı, yüksek konsantrasyonlarda spermin kapasitasyonunu önleyen bir peptit, FPP (veya döllenmeyi teşvik eden peptit) içerir. Mililitre başına sperm sayısını artırmak için sperm örneği de konsantre edilir. Daha sonra yumurtalar ve spermler bir petri kabında karıştırılır. İdeal oran bir yumurtaya 75.000 spermdir. Spermle ilgili ciddi sorunlar varsa -örneğin, sayı çok düşükse veya sperm tamamen hareketsizse veya zona pellucida’ya bağlanamıyor veya nüfuz edemiyorsa- bir sperm yumurtaya enjekte edilebilir. Buna intrasitoplazmik sperm enjeksiyonu (ICSI) denir. Embriyolar daha sonra sekiz hücre aşamasına veya blastokist aşamasına ulaşana kadar inkübe edilir. Amerika Birleşik Devletleri’nde döllenmiş yumurtalar tipik olarak blastosist aşamasına kadar kültüre edilir, çünkü bu daha yüksek bir gebelik oranıyla sonuçlanır. Son olarak, embriyolar plastik bir kateter (tüp) kullanılarak kadının rahmine transfer edilir. Aşağıdaki şekil IVF’de yer alan adımları göstermektedir. IVF nispeten yeni ve hala gelişmekte olan bir teknolojidir ve yakın zamana kadar iyi bir gebelik şansı elde etmek için birden fazla embriyo transfer etmek gerekiyordu. Ancak günümüzde, transfer edilen embriyoların başarılı bir şekilde implante olma olasılığı çok daha yüksektir, bu nedenle IVF endüstrisini düzenleyen ülkeler, döngü başına transfer edilebilecek embriyo sayısını ikiyle sınırlamaktadır. Bu, çoğul gebelik riskini azaltır. IVF’nin başarı oranı gebelik taşıyıcısının (çocuğun annesi veya taşıyıcı anne olabilir) yaşı ile ilişkilidir. 35 yaşın altındaki kadınların yüzde 40’ından fazlası IVF sonrasında doğum yapmayı başarırken, bu oran 40 yaşın üzerindeki kadınlarda yüzde 10’un biraz üzerine düşmektedir. |
| İNTERAKTİF BAĞLANTI Sperm yapısı ve hareketliliği, yumurtlama ve döllenmeyi gösteren filmler ve animasyonlar da dahil olmak üzere döllenmenin çeşitli yönlerini kapsayan kaynakları görüntülemek için bu siteye gidin. Önceki Ders: Gelişim ve Kalıtım (Başlangıç) Sonraki Ders: Embriyonik Gelişim |
Yorumlar
Yorum Gönder