Меню


Синдром Елерса-Данло - гетерогенна спадкова хвороба сполучної тканини з різними типами успадкування. Часткове клінічне опис цього синдрому вперше було зроблено ще в 1657 р. голландським хірургом Д. ван Мекреном з замальовкою хворого. Перша документальна фотографія (хворий позував, сильно розтягнувши шкіру на грудях) була зроблена в 1880 р. В Росії синдром докладно описав А. Н. Черногубов (1891), назвавши його генералізованим порушенням сполучної тканини. Однак він не продовжив цих спостережень, а за кордоном був опублікований лише реферат його роботи. Згодом цей синдром був описаний Е. Элерсом (1901) та Х. А. Данло (1908) і названий по імені цих вчених.

Основні клінічні характеристики синдрому Елерса-Данло обумовлені вродженою гиперрастяжимостью сполучної тканини в зв'язку з порушеннями синтезу колагену, зумовленими мутаціями в різних генах колагену. Ідентифіковано (клінічно, біохімічно, молекулярно-генетично) 10 типів синдрому Елерса-Данло, які з клініко-генетичної точки зору повинні вважатися самостійними нозологічними формами.

Основні симптоми синдрому Елерса-Данло:

  1. Шкіра: сверхрастяжимость (щоки, під зовнішніми кінцями ключиць, лікті, коліна), бархатистість, крихкість, кровоточивість, темно-коричневі веснянки (більше 20), рубці (множинні, типу цигаркового паперу, келоїдні), стриї в області попереку, що просвічують вени, розбіжність післяопераційних швів.
  2. Суглоби: пасивне розгинання мізинця на 90° і більше, приведення великого пальця кисті на передпліччя, перерозгинання ліктьового суглоба на 10° і більше, перерозгинання колінного суглоба на 10° і більше, вільний дотик долонями підлоги при незігнутий колінах, перерозгинання міжфалангових, зап'ястних, гомілковостопних і інших суглобів, звичний вивих суглобів, плоскостопість.
  3. Очі: птоз, периорбитальная повнота, відшарування сітківки, залишки эпиканта, розрив очного яблука.
  4. Вуха: сверхрастяжимость.
  5. Зуби: часткова адонтия, сверхкомплектные зуби, опалесціююча емаль, пародонтоз, множинний карієс.
  6. Грудна клітка: сколіоз, кіфоз, лордоз, плоска спина, вдавлення грудини.
  7. Живіт: грижі (пупкова, білої лінії, пахова, діафрагмальна), спонтанна перфорація кишечника.
  8. Кінцівки: варикозні вени, підшкірні рухливі вузлики на гомілках.
  9. Серце: пролапс мітрального клапана, аритмії, вегетосудинна дистонія.
  10. Внутрішні органи: птоз шлунка, нирок і матки.
  11. Мозок: аневризма судин мозку, субарахноїдальний крововилив.
  12. Стрімкі пологи.

Таким чином, при синдромі Елерса-Данло є порушення (первинні або вторинні) у всіх системах організму. Найбільш важливими діагностичними ознаками є гіпереластичність шкіри; підшкірні вузлики (сферулы), легше прощупываемые на передній поверхні гомілки; перерозгинання суглобів; підвищена ранимість тканин; симптоми геморагічного діатезу; пролапс мітрального клапана.

Поєднання симптомів різних типів синдрому Елерса-Данло з аутосомно-домінантним типом успадкування

Тип синдрому
Шкірні прояви
Разболтанність суглобів
Інші отличительные ознаки і ускладнення
гіпереластичність
крихкість (нееластичність)
схильність до синців
1-ї
+++
+++
++
+++
Судинні і кишкові ускладнення (рідко)
2-й
++
++
+
++
-
3-ій
++
+
+
+++
Артрити
4-й
+++
+++
+
Розриви артерій, кишок, матки; пневмоторакс

Клінічна картина різних типів синдрому Елерса-Данло «перекривається» майже по всіх симптомів. Для диференціальної діагностики використовують критерії, засновані на комбінаціях вираженості симптомів і ускладнень. Для цього потрібен досвід лікування хворих з вродженими порушеннями сполучної тканини. 5-10-й типи зустрічаються дуже рідко. Найбільш «важкими» типами є 1-й і 4-й. «Легкий» 2-й тип важко відрізнити від вродженої дисплазії сполучної тканини.

Генетика синдрому Елерса-Данло повинна розглядатися окремо для кожного з 10 типів. З них аутосомно-домінантно успадковані 1-4, 7 і 8-й, аутосомно-рецессивно - 6-й, Х-сцепленно - 5-й і 9-й типи. Для 10-го типу закономірність спадкування не встановлена, оскільки він зустрічається вкрай рідко.

Синдром Елерса-Данло - типовий приклад разнолокусной гетерогенності. Всі локуси, мутації в яких викликають синдром, що мають відношення до синтезу білків волокнистих елементів сполучної тканини (головним чином колагену). Колагенові волокна мають неправильну форму і розташовані невпорядковано

Синдром Елерса-Данло мало відбивається на репродуктивній функції, хоча у хворих частково знижене число нащадків. Є ізоляти з вираженим ефектом родоначальника протягом кількох поколінь, в яких хворі з синдромом 1-го типу становлять 10% всього населення.

Етіологічними факторами спадкових хвороб є геномні, хромосомні та генні мутації. Захворювання, пов'язані з геномними (зміна числа хромосом) і хромосомними (зміни структури хромосом) мутаціями, називаються хромосомними хворобами. Як правило, при хромосомних хворобах порушуються збалансованість набору генів і сувора детермінованість нормального розвитку організму. Це призводить до внутрішньоутробної загибелі ембріонів і плодів, появи вроджених вад розвитку та інших елементів клінічної картини хромосомних хвороб.

Більшість форм спадкових захворювань обумовлено генними мутаціями, тобто молекулярними змінами на рівні ДНК (муковісцидоз, гемофілія, фенілкетонурія, нейрофіброматоз, міопатія Дюшенна і т. д.). Це генні хвороби.

Мутації транскрибируемых ділянок (визначають аминокислотную послідовність у молекулі синтезованого білка) призводять до синтезу аномального продукту, в той час як мутації нетранскрибируем их областей можуть призводити до зниження швидкості синтезу незамінного білка різного ступеня вираженості. Фенотипічно генні мутації можуть проявлятися на молекулярному, клітинному, тканинному і органному рівнях.

Множинність метаболічних шляхів, функцій білків в організмі, обмеженість наших уявлень про нормальному метаболізмі ускладнюють розробку обгрунтованої етіологічної класифікації генних хвороб. Навіть кількість генних хвороб можна визначити тільки орієнтовно (3500-4500), тому що немає строгих критеріїв нозологічних форм ні з клінічної, ні з генетичної точки зору. Наприклад, з клінічної точки зору міопатії Дюшенна і Беккера є різними формами, а з генетичної точки зору це результат мутації в одному і тому ж локусі. Більш точно можна говорити про тих генах, в яких ідентифіковані хвороба-зумовлюють мутації. В даний час відомо близько 1100 таких генів. Проте можна очікувати, що найближчим часом на основі знань геному людини процес виявлення генів і мутацій у них буде прискорено. У зв'язку з тим, що різні мутації в одному і тому ж гені часто призводять до вирізняється порушень, загальне число хвороб з встановленої мутаційної природою можна вважати рівним 1500.

Успадковуваність патологічного гена (а у випадку рецесивних мутацій - двох алелей) не завжди супроводжується розгорнутою клінічною картиною. Вище вже говорилося про можливий вплив факторів зовнішнього середовища на прояв генів. Проте й інші гени, що формують генотип особини, тобто генетичну конституцію індивіда, можуть модифікувати прояв патологічного гена. У таких випадках кажуть про неповну пенетрантності і варьирующей експресивності. Оскільки генетична середовище для патологічного гена завжди індивідуальна, виникають широкі можливості для різного прояву цього гена у різних індивідів.

Багато генні мутації обумовлюють виникнення таких молекулярних форм білків, патологічне дія яких виявляється не в звичайних умовах, а тільки при взаємодії зі специфічними факторами зовнішнього середовища. Це так звані экогенетические варіанти. Наприклад, у осіб з мутаціями в локусі глюкозо-6-фосфатдегідрогенази при лікуванні сульфаніламідами виникає гемоліз еритроцитів, в осіб з аномальною холинэстеразои введення дитиліну призводить до тривалої зупинки дихання

Протягом прогресуюче захворювання, з дуже великим спектром клінічної картини. Поряд з описаними нижче симптомами (вони або вроджені, або залежать від віку) у 20-30% дітей спостерігаються когнітивні порушення (труднощі в навчанні). Найбільш небезпечними проявами є пухлини, іноді з-за їх злоякісності, іноді з-за місця розташування (черепні нерви, малий таз, ЖКГ). Несприятливий перебіг нейрофіброматозу 1-го типу спостерігається у 30% хворих.

Патогенез захворювання неясний, оскільки в одну ланку важко об'єднати найрізноманітніші прояви: пігментні плями, кісткові зміни, когнітивні порушення і т. д. Ускладнення можуть виникати в будь-якій системі організму, до складу якої входять тканини, що відбуваються з ектодерми, мезодерми і нервової трубки. Фенотипічні прояви нейрофіброматозу 1-го типу значно варіюють навіть у членів однієї родини.

Хворі з нейрофіброматозом 1-го типу зустрічаються в практиці лікарів багатьох спеціальностей. В першу чергу пацієнти звертаються до дерматологів з косметичних міркувань з приводу пігментних плям і нейрофибром. Найбільш часто хворі з нейрофіброматозом 1-го типу є пацієнтами невропатологів і нейрохірургів. Разом з тим певна частина таких хворих лікується у хірургів і ортопедів.

Частота нейрофіброматозу 1-го типу дорівнює приблизно 1 на 3500-4000 новонароджених. Вона однакова у осіб обох статей, всіх рас і етнічних груп. Аутосомно-домінантний тип успадкування не порушується ні в одній популяції. Частка спорадичних випадків становить 50-70%. Частота мутацій по цьому гену висока: 1 мутація на 10 000 гамет на покоління.

Симптоматика нейрофіброматозу 1-го типу різноманітна, в патологічний процес втягуються кілька систем. Прийняті наступні діагностичні критерії. Діагноз нейрофіброматозу 1-го типу можна поставити у пацієнта при наявності у нього не менше двох з перерахованих нижче ознак, але за умови, що вони не є симптомами якої іншої хвороби.

  • Світло-коричневі пігментні плями. У дітей число їх повинно бути не менше 5, а діаметр плям не менше 5 мм У дорослих число плям повинно бути не менше 6, а діаметр плям не менше 15 мм. Для виявлення плям необхідно мати хороше освітлення. Пігментні плями з'являються в дитинстві, і число їх збільшується з віком.
  • Вирішальний ознака - наявність (за даними анамнезу або клінічного обстеження) двох нейрофибром будь-якого типу та більше або одного плексиформной нейрофіброми. Нейрофіброми можуть виникати в будь-якій ділянці тіла, захоплюючи шкірні нерви. Часто вони розташовуються по ходу нервових стовбурів і іноді захоплюють великі нерви і нервові сплетення (плексиформные нейрофіброми). Іноді у одного хворого можуть бути тисячі нейрофибром, а маса їх може досягати 15 кг і більше, якщо вчасно не зроблено їх висічення. У дітей таких нейрофибром мало. Їх кількість збільшується з віком, особливо при вагітності.
  • Множинні, схожі на ластовиння, пігментні плями в пахвовій ямці, пахової області, на інших ділянках тіла зі складками. Вони зазвичай виникають у дитинстві. Кількісно їх оцінити важко.
  • Кісткові зміни (дисплазія крила клиноподібної кістки, вроджене викривлення або стоншення довгих трубчастих кісток, хибний суглоб). Дисплазія очниці поєднується з плексиформной нейрофибромой очниці.
  • Гліома зорового нерва. Ця пухлина характерна для нейрофіброматозу 1-го типу. За допомогою комп'ютерної томографії (КТ) і магнітно-резонансної томографії (МРТ) виявляється потовщення зорового нерва.
  • Вузлики Ліша (два і більше) на райдужній оболонці. Вузлики являють собою гамартомные новоутворення і не впливають на зір. Після настання статевого дозрівання вузлики Ліша спостерігаються практично у всіх хворих. Для перевірки очі на наявність вузликів необхідно користуватися щілинною лампою.

Наявність нейрофіброматозу 1-го типу за наведеними вище критеріями у родичів I ступеня спорідненості (батько, сибс, нащадок). Нейрофіброматоз 1-го типу відноситься до повністю пенетрантным аутосомно-домінантним хвороб, тому наявність його у родича дозволяє використовувати цей факт як діагностичний критерій.

Генетика нейрофіброматозу 1-го типу на генеалогічному рівні була зрозуміла вже на початку XX століття. В останні роки вона з'ясована до рівня гена. Локус нейрофіброматозу 1-го типу розташований в короткому плечі хромосоми 17qll.2. Величина гена - 350 000 пар нуклеотидів. У ньому 59 екзонів. Ген повністю секвенирован. Виявлено понад 100 типів мутацій (транслокації, поділі, вставки, точкові заміни), однак кореляція клінічної картини з типом мутацій ще не встановлена.

Мітохондрії передаються з цитоплазмою яйцеклітин. Спермії не мають мітохондрій, оскільки цитоплазма елімінується при дозріванні чоловічих статевих клітин. У кожній яйцеклітині міститься близько 25 000 мітохондрій. Кожна мітохондрія має кільцеву хромосому. Описані мутації різних генів мітохондрій. Генні мутації в мітохондріальної ДНК виявлені при атрофії зорового нерва Лебера, мітохондріальних міопатії, доброякісної пухлини (онкоцитоме), при прогресуючих офтальмоплегиях.

Для мітохондріальної спадковості характерні наступні ознаки.

  1. Хвороба передається від матері.
  2. Хворі і дівчатка, і хлопчики.
  3. Хворі батьки не передають хвороби ні дочкам, ані синам.

Дозрівання ооцитів починається ще до народження дитини. Первинні статеві клітини, мігрувавши в гонаду жінки, шляхом диференціації перетворюються в оогонии.

  • Оогенез
  • Сперматогенез
  • Запліднення
  • Дроблення
  • Двошаровий зародковий диск

Оогенез

Оогонии здійснюють численні мітози і в кінці третього місяця ембріонального розвитку формують кластери, оточені одним шаром плоских епітеліальних клітин (фолікулярних клітин, що походять з поверхневого епітелію яєчника) і утворюють примордиальные фолікули.

Оогонии продовжують мітотичний поділ, а деякі з них підлягають більшої диференціації і утворюють первинні ооцити. Відразу після утворення первинні ооцити реплікують свою ДНК і вступають в профазу першого мейотичного поділу. Протягом наступних місяців кількість оогоний швидко росте, і до п'ятого місяця розвитку загальна кількість статевих клітин в яєчнику досягає максимуму — близько 7 млн.

В цей час починається масова загибель клітин і численні оогонии, як і первинні ооцити, відчувають атрезії. До сьомого місяця ембріонального розвитку більшість оогоний дегенерує, за винятком невеликого їх кількості поблизу поверхні яєчника. Всі первинні ооцити оточені одним шаром плоских епітеліальних клітин і формують примордиальные фолікули.

Перед народженням дитини всі первинні ооцити вже вступили в профазу мейозу, але замість переходу до метафазі вони вступають в стадію диплотена (специфічну стадію спокою під час профазы), яка характеризується утворенням мереживною сітки хроматину. Первинні ооцити залишаються в профазі і не завершують першого мейотичного поділу аж до досягнення пубертатного періоду (періоду статевого дозрівання). Це, можливо, відбувається під дією інгібітора дозрівання ооцита, який утворюється фолликулярными клітинами.

Вважають, що загальна кількість первинних ооцитів при народженні дівчинки коливається від 700 000 до 2 млн. Протягом наступних років життя більшість ооцитів піддається атрезії, і тільки близько 400 000 клітин залишаються до початку пубертатного періоду, з яких менше 500 піддаються овуляції в репродуктивному періоді. Важливим є той факт, що деякі ооцити, які досягають зрілості пізніше, знаходяться у стані спокою (у диплотенний фазі першого мейотичного поділу) протягом 40 і більше років.

Досі невідомо, чи є диплотеновая стадія найбільш сприятливою для захисту ооцита від агресивних факторів зовнішнього середовища, які діють на яєчник протягом усього життя жінки. Доведено, що ризик народження дітей з хромосомними аномаліями збільшується з віком матері: старіння первинних ооцитів робить їх вразливими до пошкоджень.

При досягненні статевої зрілості кожен черговий оваріальний цикл починається зі вступу в фазу дозрівання 5-15 примордиальных фолікулів. Первинний ооцит, який знаходиться в стадії диплотена, починає рости, а навколишні його фолікулярні клітини з плоских перетворюються в кубічні, проліферують і утворюють багатошаровий епітелій зернистої зони (гранулезы), таким чином утворюється первинний фолікул. Клітини гранулезы відокремлені базальною мембраною від оточуючих стромальних клітин, які утворюють зовнішню оболонку, дах — папку фолікула.

Клітини гранулезы і ооцит секретують глікопротеїни, які утворюють на поверхні ооцита прозору зону. Протягом росту фолікула клітини зовнішньої оболонки розділяються на два шари: внутрішній шар секреторних клітин — внутрішню папку і зовнішній шар сполучної тканини, що містить фибробластоподобные клітини — зовнішню папку. Фолікулярні клітини утворюють маленькі пальцеподібні відростки, що проходять через прозору зону і можуть відігравати важливу роль у транспортуванні речовин з фолікулярних клітин до ооциту.

Протягом оогенеза між клітинами гранулезы з'являються заповнені рідиною простору, при злитті яких утвориться печера (антрум), і фолікул стає вторинним. Спочатку печера має форму півмісяця, але потім збільшується. Клітини гранулезы, що локалізуються навколо ооцита, формують яйценосний горбок. Зрілий фолікул, який має діаметр> 10 мм, називається третинним або пузырчатым, граафовым фолікулом. Третинний фолікул оточений внутрішньої папкою, яка утворена стероидсекретирующими клітинами і багата на кровоносні судини і зовнішньої папкою, яка поступово переходить у строму яєчника.

У кожному яичниковом циклі в стадію зростання вступають кілька фолікулів, але зазвичай лише один з них досягає повної зрілості, тоді як решта підлягають дегенерації (атрезії). Після досягнення зрілості фолікула первинний ооцит в ньому відновлює перше мітотичний поділ (мейоз I), що призводить до утворення двох неоднакових за розмірами дочірніх клітин, кожна з яких має 23 двохроматидные хромосоми.

Одна з цих клітин, вторинний ооцит, отримує більшу частину цитоплазми, а друга, перше полярне тільце, цитоплазми майже не має. Перше полярне тільце локалізується між прозорою зоною і клітинної оболонкою вторинного ооцита в перивителиновом просторі. Перше мейотическое поділ відновлюється безпосередньо перед овуляцією.

Після завершення першого мейотичного поділу вторинний ооцит, не повертаючись у стадію спокою і не реплицируя ДНК, вступає в друге мейотическое поділ (мейоз II). Під час утворення у вторинному ооците мітотичного веретена і метафазной хромосомної пластинки відбувається овуляція. Під тиском накопичилася фолікулярної рідини тонкішою ділянку стінки граафового фолікула розривається, і ооцит виштовхується з яєчника в просвіт маткової труби.

Другий розділ дозрівання завершується тільки в разі запліднення ооцита. Якщо запліднення не відбувається, ооцит гине (дегенерує) через 24 год після овуляції. Невідомо, здійснює перше полярне тільце другий розділ, хоча описані випадки спостереження заплідненої яйцеклітини в супроводі трьох полярних тілець.

Сперматогенез

Дозрівання сперматозоїдів (сперматогенез), на відміну від ооцитів, починається лише в пубертатному періоді і включає процеси перетворення сперматогония у сперматозоїди. При народженні хлопчика статеві клітини знаходяться в статевих шнурах яєчок (маленькі світлі клітини, оточені підтримуючими клітинами Сертолі). Підтримуючі клітини Сертолі походять з клітин поверхневого епітелію яєчка, подібно фолікулярних клітин яєчника.

Незабаром перед статевим дозріванням у статевих шнурах виникає просвіт, і вони перетворюються в сім'яні канальці. В даний час первинні статеві клітини дають початок сперматогонії, серед яких є 2 типи: сперматогоний типу А і сперматогоний типу Б. Сперматогонії типу А підрозділяються мітозом і забезпечують резерв стовбурових клітин, сперматогонії типу Б дають початок первинним сперматоцитам.

При нормальних умовах деякі клітини типу А виходять з популяції стовбурових клітин, щоб почати подальші генерації сперматогония, кожна з яких є більш диференційованою в порівнянні з попередньою генерацією. Після завершення останнього поділу клітин типу А формуються сперматогоний типу Б, який після серії мітозів перетворюються на первинні сперматоциты. Первинні сперматоциты вступають в продовжену профазу (22 дні), після якого настає швидке завершення мейозу І з утворенням вторинних сперматоцитів.

Вторинні сперматоциты відразу починають друге мейотическое поділ, в результаті чого утворюються гаплоїдні сперматиды. Протягом цих процесів, починаючи з моменту, коли клітини типу А залишають популяцію стовбурових клітин, та до утворення сперматида, цитокинез не закінчується, і клітини послідовних генерацій залишаються пов'язаними цитоплазматичними містками. Отже, нащадки одного сперматогонического типу А формують кластер статевих клітин, які зберігають контакт між собою протягом усього диференціації.

Крім того, сперматогоний і сперматиды протягом свого розвитку занурені в глибокі кишені з клітин Сертолі. Клітини Сертолі забезпечують підтримку для дозріваючих статевих клітин, їх захист і харчування, створюють умови для вивільнення зрілих сперматозоїдів.

Спермиогенез — ряд змін, в результаті яких сперматиды перетворюються у сперматозоїди. У людини процес перетворення сперматогоний в зрілий сперматозоїд триває 64 доби. Спермиогенез включає наступні фази:

1) формування акросоми, що покриває половину поверхні ядра і містить ензими, які допомагають пенетрації в яйцеклітину через її мікрооточення під час запліднення;

2) конденсацію ядра;

3) формування шийки, середньої частини і хвоста;

4) відторгнення більшій частині цитоплазми.

Сформовані сперматозоїди направляються в просвіт сім'яних канальців. З сім'яних канальців шляхом скорочення їх елементів стінки сперматозоїди просуваються в канальці придатка яєчка. Спочатку сперматозоїди малорухливі і набувають активну рухливість в придатку яєчка.

Клінічні кореляції. Аномальні гамети. У людини, як і у більшості ссавців, один фолікул яєчника іноді може містити 2 або 3 первинних ооцита. Такі ооцити можуть дати початок двійні або трійні, але зазвичай вони дегенерують, не досягнувши стадії зрілості. У рідкісних випадках один ооцит може містити два або три ядра. Такі багатоядерні ооцити також гинуть, не досягнувши зрілості.

На відміну від ооцитів, аномалії сперматозоїдів зустрічаються часто (близько 10% сперматозоїдів мають дефекти). Головка, хвіст, сперматозоїди можуть бути маленькими, гігантськими або сполученими. Сперматозоїди з відхиленнями в морфології не мають нормальної рухливості і зазвичай не здатні до запліднення ооцитів.

Запліднення

Запліднення — це процес злиття чоловічої та жіночої гамет. Запліднення відбувається в ампулярній частині маткової труби.

Ооцит, який виштовхується з фолікула разом з навколишніми клітинами гранулезы ділянки яйценосного горбка, потрапляє в ампулу маткової труби. Деякі клітини яйценосного горбка після цього переорієнтуються навколо прозорої зони і утворюють променистий вінець, чи корону. У момент викиду ооцита, оточеного клітинами яйценосного горбика, з яєчника (овуляція) завершується перше мейотическое поділ і вторинний ооцит починає друге мейотическое поділ.

Сперматозоїди зберігають здатність до запліднення в статевих шляхах протягом декількох діб. Вони швидко проникають з піхви в шийку матки, матку і маткові труби, що обумовлено руховою активністю хвостів сперматозоїдів в слизу і скороченнями мускулатури матки, маткової труби. Для сперматозоїдів, які виявляються в матковій трубі, перешийок служить резервуаром, а рух з цієї ділянки в ампули є синхронізованим процесом.

Сперматозоїди, які щойно потрапили в жіночі статеві шляхи, не здатні до запліднення ооцита. Для придбання здатності до запліднення їм потрібно здійснити капацитацию і акросомную реакцію.

Капацитация — це хімічна модифікація (кондиціонування) поверхні сперматозоїдів і насінної рідини у жіночих статевих шляхах. У людини цей процес триває близько 7 годин. Суть капацитации, яка відбувається в матковій трубі, полягає у взаємодії між сперматозоїдом і поверхнею слизової оболонки маткової труби. При цьому гликопротеиновые покриття і білки насінної рідини видаляються з плазматичної мембрани акросомного ділянки сперматозоїда. Тільки капацитованнные сперматозоїди можуть пройти крізь променистий вінець ооцита і здійснити акросомную реакцію.

Акросомная реакція відбувається після зв'язування сперматозоїда з прозорою зоною і обумовлена білками останньої. Суть акросомної реакції полягає у вивільненні ензимів, необхідних для пенетрації прозорої зони — акрозина і трипсиноподібних речовин.

Запліднення складається з трьох фаз, або стадій:

1) пенетрація променистого вінця;

2) пенетрація прозорої зони;

3) злиття мембран ооцитів і сперматозоїда.

Запліднення

У стадії 1 з 200-300 млн сперматозоїдів, що потрапляють в жіночі статеві шляхи при сім'явиверганні, тільки 300-500 досягають місця запліднення і тільки один з них запліднює яйцеклітину; інші сперматозоїди, можливо, допомагають йому проникнути крізь бар'єри, що оточують ооцит. Капацитованные сперматозоїди легко проникають через клітини променистого вінця.

У стадії 2 прозора зона— гликопротеиновая оболонка, навколишнє ооцит, забезпечує зв'язування сперматозоїдів і індукує акросомную реакцію. Зв'язування сперматозоїдів з прозорою зоною індукується лігандом 2Р3, білком прозорої зони і рецепторами сперматозоїда. Вивільнення акросомных ензимів (акрозина) дозволяє сперматозоїду проникнути крізь прозору зону і вступити в контакт з плазматичної мембраною ооцита.

Після взаємодії головки сперматозоїда з поверхнею ооцита проникність прозорої зони змінюється. Результатом цієї взаємодії є секреція лізосомних ферментів кортикальних гранул, що містяться під плазмолеммой ооцита. Ці ферменти викликають зміну властивостей прозорої зони, що запобігає пенетрації інших сперматозоїдів і інактивує видоспецифические сайти рецепторів сперматозоїдів на поверхні прозорої зони. У прозору зону можуть заглиблюватися багато сперматозоїдів, але лише один з них проникає в ооцит.

В стадії 3 первинна адгезія сперматозоїда з ооцитом частково опосередковується взаємодією інтегринів поверхні ооцита і їх лігандів на сперматозоїди. Відразу після адгезії відбувається злиття цитоплазматичних мембран сперматозоїда і яйцеклітини. Оскільки плазматична мембрана акросомного ділянки сперматозоїда зникає в результаті акросомної реакції, зливаються мембрана ооцита і мембрана задній частині головки сперматозоїда. У людини в цитоплазму ооцита входять голівка та хвіст сперматозоїда, тоді як плазмолемма сперматозоїда залишається фіксованою до поверхні ооцита.

На проникнення сперматозоїда ооцит реагує трьома процесами:

1. Кортикальна реакція і зона-реакція. В результаті викиду з ооцита кортикальних гранул, у яких містяться лізосомальні ферменти, мембрана ооцита стає непроникною для інших сперматозоїдів і прозора зона змінює свою структуру і склад, запобігаючи зв'язування і проникненню інших сперматозоїдів. Цей механізм запобігає полиспермию (проникнення в ооцит більш ніж одного сперматозоїда).

2. Оновлення другого мейотичного поділу. Відразу після входження сперматозоїда ооцит завершує свій другий мейотическое поділ. Одна з дочірніх клітин майже не отримує цитоплазми — друге полярне тільце, інша — є дефинитивным ооцитом. Хромосоми дефинитивных ооцита (22 + Х) утворюють пузырчатое ядро — жіночий пронуклеус.

3. Метаболічна активація яйцеклітини. Фактор активації, можливо, вноситься сперматозоїдом. Активація після злиття ооцита зі сперматозоїдом включає в себе первинні клітинні та молекулярні процеси, пов'язані з раннім эмбриогенез.

Після проникнення через оболонки ооцитів сперматозоїд рухається вперед, до досягнення тісній близькості з жіночим пронуклеусом. Ядро сперматозоїда набухає, утворює чоловічий пронуклеус, тоді як хвіст відокремлюється і дегенерує.

Морфологічно чоловічий і жіночий пронуклеусы розрізнити неможливо. Вони вступають в тісний контакт, втрачають ядерні оболонки і реплікують свої ДНК. Відразу після синтезу ДНК хромосоми утворюють веретено поділу і готуються до митозу. Материнські (23) і батьківські (23) двохроматидные хромосоми розщеплюються поздовжньо в області центромери. Сестринські хроматиди рухаються до протилежних полюсів, забезпечуючи кожну клітину двоклітинного зародка нормальним диплоїдним кількістю хромосом і ДНК. Коли сестринські хроматиди рухаються до протилежних полюсів, на поверхні клітини утворюється глибока борозна, яка з часом поділяє цитоплазму на 2 частини.

Отже, основні результати запліднення включають наступні процеси:

1) відновлення диплоїдного набору хромосом, половина з яких походить від отця, половина — від матері. Утворена зигота містить нову комбінацію хромосом, відрізняється від генотипу батьків;

2) визначення статі нового індивіда. Сперматозоїд, що несе Х-хромосому, обумовлює розвиток ембріона жіночої статі (ХХ), а сперматозоїд, що несе У-хромосому, ембріона чоловічої статі (ХУ);

3) початок дроблення. Якщо запліднення не відбувається, ооцит зазвичай дегенерує через 24 год після овуляції.

Клінічні кореляції. Проблема безпліддя зачіпає 15-30% подружніх пар. Чоловіче безпліддя обумовлена аномаліями кількості і якості сперматозоїдів. У нормі еякулят має обсяг 3-4 мл і містить 100 млн сперматозоїдів. Якщо кількість сперматозоїдів <50 млн в еякуляті (або <20 млн в 1 мл сперми), має місце олігозооспермія і чоловіче безпліддя.

Жіноче безпліддя може бути обумовлено анатомічними факторами (непрохідність маткових труб та ін), відсутністю овуляції (ановуляцією), несприятливим впливом цервікального слизу на сперматозоїди; імунітетом до сперматозоїдів і іншими причинами.

При екстракорпоральному заплідненні, або фертилизации зростання фолікулів в яєчниках стимулюють уведенням гонадотропінів; забирають ооцити перед овуляцією, поміщають їх у культуральне середовище і додають сперматозоїди. Запліднені яйцеклітини культивують до 8-клітинної стадії, а потім імплантують в матку. Ембріони доимплантационных стадій нечутливі до дії тератогенних факторів, тому ризик пороків розвитку при здійсненні маніпуляцій при екстракорпоральному заплідненні не збільшується.

Дроблення

Після досягнення зародком двухклеточной стадії він здійснює серію мітотичних поділів (процес дроблення), що призводить до збільшення кількості клітин. Ці клітини (бластомеры) зменшуються з кожним поділом дроблення і до восьмиклеточной стадії формують нещільний конгломерат. Після третього поділу дроблення бластомеры максимально збільшують площу міжклітинних контактів, формуючи компактну клітинну масу, яка міститься разом завдяки тісним контактам.

Процес компактизації призводить до відокремлення зовнішніх клітин від внутрішніх, які поєднуються між собою щілинними контактами (Нексус). Приблизно через 3 год після запліднення клітини компактизированного ембріона знову діляться, утворюючи 16-клітинну морулы (ягода шовковиці). Внутрішні клітини морулы утворюють внутрішню клітинну масу, а зовнішні клітини — зовнішню клітинну масу. Внутрішня клітинна маса дає початок тканин ембріона, а зовнішня клітинна маса утворює трофобласт, з якого формується плацента.

Бластоциста

Коли морула потрапляє в порожнину матки, через прозору зону з мікрооточення ембріона починає просочуватися рідина, що накопичується в міжклітинних просторах внутрішньої клітинної маси. Поступово міжклітинні простору зливаються і формують єдину порожнина — бластоцель. Клітини внутрішньої клітинної маси утворюють эмбриобласт і локалізовані на одному полюсі, тоді як клітини зовнішньої клітинної маси або трофобласт, стають плоскими і утворюють стінку бластоцисти. Прозора зона зникає, що дає можливість бластоцистам здійснити імплантацію.

Клітини трофобласта, які локалізуються над эмбриобластным полюсом бластоцисти, близько шостого дня починають вростати в епітелій ендометрію — слизової оболонки матки. Прикріплення і інвазія трофобласта забезпечуються дією інтегринів, що виділяються клітинами трофобласта, а також ламинином і фибронектином міжклітинного матриксу ендометрію.

Імплантація є результатом комплексних взаємодій трофобласта та ендометрію. До кінця першого тижня розвитку зародок людини проходить стадію морулы, бластоцисти і починає імплантацію в слизову оболонку матки. Отже, імплантація відбувається в кінці першого тижня розвитку.

Клінічні кореляції. Аномальні зародки зазвичай гинуть через 2-3 тижнів після запліднення, тому їх частоту визначити важко. Вважають, що близько 50% вагітностей закінчуються мимовільними викиднями, і половина з них обумовлена хромосомними аномаліями. Ці викидні є наслідком так званих «пренатальних фільтрів», що відбраковують аномальні ембріони і тим самим зменшують кількість індивідів з вродженими вадами до 2-3% замість 12%.

При комбінації методів екстракорпорального запліднення і полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) проводиться молекулярний скринінг ембріонів з генетичними аномаліями (преимплантационная діагностика). Для цього досить виділити один бластомер з ембріона на ранній стадії розвитку і реплификовать його ДНК для подальшого дослідження. Програма «Геном людини» займається вивченням зв'язку специфічних генів з різними клінічними синдромами.

Двошаровий зародковий диск

На другому тижні розвитку (8-е добу) бластоциста частково занурена в строму ендометрію. В області над эмбриобластом трофобласт диференціюється на два шари: внутрішній шар одноядерних клітин — цитотрофобласт, зовнішню багатоядерних масу без чітких клітинних кордонів — синцитиотрофобласт.

Фігури мітозу спостерігаються тільки в цитотрофобласте; в синцитиотрофобласте вони відсутні. Клітини цитотрофобласта діляться і мігрують в синцитиотрофобласт, там зливаються і втрачають свої індивідуальні клітинні оболонки. Клітини эмбриобласта також диференціюються на два шари: шар маленьких кубоидальних клітин, прилеглих до порожнини бластоцисти, — гипобласт, і шар високих циліндричних клітин, прилеглих до амніотичної порожнини, — эпибласт. Разом ці два шари эмбриобласта утворюють плоский двошаровий зародковий диск.

Одночасно всередині эпибласта утворюється маленька порожнину, яка з часом розширюється і утворює амніотичну порожнину. Клітини эпибласта, прилеглі до цитотрофобласте (амниобласты), разом з іншими клітинами эпибласта вистилають амніотичну порожнину. Строма ендометрію навколо місця імплантації характеризується набряком і вираженою васкуляризацією; великі розгалужені залози продукують значну кількість глікогену і слизу.

На 9-10-ту добу бластоциста глибше занурюється в ендометрій. Трофобласт на ембріональному полюсі розвивається найбільш інтенсивно, в його синцитии утворюються вакуолі, які з часом зливаються у великі лакуни — лакунарна стадія розвитку трофобласта. Цим часом на протилежному полюсі бластоцисти плоскі клітини, можливо, гипобластического походження, формують тонку экзоцеломическую мембрану — мембрану Гейзера, яка вистилає внутрішню поверхню цитотрофобласта. Мембрана Гейзера разом з гипобластами утворює вистилки экзоцеломической порожнини — первинного жовткового мішка.

На 11-12-ту добу розвитку бластоциста повністю занурюється в строму ендометрію, а поверхневий епітелій закриває первинний дефект ендометрію. Бластоциста трохи випинається в просвіт матки. Трофобласт утворює лакунарные простору в синцитии, які поєднуються між собою з утворенням сітки. Ця сітка найбільш виражена на ембріональному полюсі, тоді як на протилежному полюсі трофобласт утворений переважно клітинами цитотрофобласта. Клітини синцитиотрофобласта проникають в строму ендометрію і руйнують едотелиальний шар материнських капілярів. Ці капіляри стають розширеними, синусоидными.

Синцитіальна лакуни поєднуються з синусоидными капілярами, і материнська кров потрапляє в лакунарну систему трофобласта. При руйнуванні трофобластом все більшої кількості синусоидов материнська кров починає циркулювати через лакунарну систему, виникає матково-плацентарний кровотік. Між внутрішньою поверхнею цитотрофобласта і зовнішньою поверхнею экзоцеломической порожнини з'являється нова популяція клітин. Ці клітини походять з жовткового мішка і утворюють пухку сполучну тканину — внезародышевую мезодерму, яка заповнює весь простір між трофобластом зовні і амнионом і экзоцеломичсекой мембраною зсередини.

Незабаром в внезародышевой мезодерме виникають великі порожнини, при злитті яких утворюється простір — порожнина хоріона. Це простір оточує первинний жовтковий мішок і амніотичну порожнину, за винятком тієї ділянки, де зародковий диск прикріплюється до трофобласту сполучної ніжкою. Та частина внезародышевой мезодерми, яка вистилає цитотрофобласт і амніон, називається внезародышевой соматоплевральной мезодермой. А частина, що покриває жовтковий мішок, називається внезародышевой спланхноплевральной мезодермой.

Зростання двошарового зародкового диска відбувається відносно повільно. Клітини ендометрію в цей час стають полігональними, накопичує глікоген і ліпіди, міжклітинні простори накопичують рідина, тканина стає набряклою — відбувається децидуальної реакція, спочатку охоплює місце імплантації, а потім распространяющаясяя на весь ендометрій.

До 13-ї доби дефект на поверхні ендометрію заживає, але іноді з місця імплантації може виникати кровотеча внаслідок збільшення кровотоку в лакунарних просторах. Це кровотеча відбувається близько 28-го дня циклу і може сприйматися як менструація, що призводить до неточного визначення гестаційного віку.

Клітини цитотрофобласта проліферують і вростають в синцитиотрофобласт, формуючи оточені синцитием клітинні колонки — первинні ворсинки. З гипобласта тоді виселяються клітини, які мігрують уздовж внутрішньої поверхні экзоцеломической мембрани, проліферують і формують нову порожнину всередині экзоцеломической порожнини — вторинний, або дефинитивный жовтковий мішок. Цей жовтковий мішок значно менше, ніж первинна экзоцеломическая порожнину, або первинний жовтковий мішок.

При формуванні дефинитивного жовткового мішка великі частини экзоцеломической порожнини стискаються і з них утворюються экзоцеломические бульбашки під внезародышевом целоме — хорионической порожнини. Внезародышевая мезодерма, що вистилає всередині цитотрофобласт, отримує назву хорионической пластинки. Єдина дільниця, де внезародышевая мезодерма пронизує хорионическую порожнину, називається сполучної ніжкою, яка з розвитком кровоносних судин перетворюється в пупковий канатик.

В кінці другого тижня розвитку зародковий диск представлений двома прилеглими один до одного клітинними дисками: эпибласт, який формує дно амніотичної порожнини, продовжує розширюватися, і гипобласт, який формує дах вторинного жовткового мішка. У головній області гипобласт утворює потовщення з циліндричних клітин, які щільно прилягають до диска эпибласта — щічно-глоткова перетинка.

Клінічні кореляції. Імплантація є критичним періодом розвитку ембріона. Синцитиотрофобласта забезпечує секрецію гормонів, у тому числі хоріонічного гонадотропіну людини (ХГЛ), визначення якого в крові або сечі лежить в основі тестів на вагітність. Оскільки 50% генів імплантованого ембріона мають батьківське походження, він получужеродный для материнського організму.

Але відторгнення зародка не відбувається завдяки захисту комплексу факторів, які викликають продукцію цитокінів і протеїнів, а також специфічних молекул Н ^ А-З, належать до класу основного комплексу гістосумісності і блокують розпізнавання зародка як сторонньої тканини. При наявності у матері аутоімунних захворювань (системний червоний вовчак, антифосфоліпідний синдром) відторгнення ембріона відбувається за рахунок аутоантитіл, які вдруге атакують зародок.

Аномальна імплантація може мати місце навіть у матці — не в передній або задній стінці, як зазвичай, а у внутрішнього зіва (передлежання плаценти). Імплантація поза матки призводить до розвитку позаматкової або ектопічної вагітності — в матковій трубі (95% випадків), в яєчнику, черевної порожнини.

Аномальні бластоцисти трапляються дуже часто. Більшість аномальних бластоцист не ставлять проявів вагітності, тому що їх трофобласт не здатний підтримувати функцію жовтого тіла. Такі ембріони, ймовірно, відторгаються з черговою менструацією, і тому вагітність не настає. У деяких випадках аномальний розвиток трофобласта призводить до розвитку плацентарних оболонок при відсутності або зменшення ембріональної тканини — і утворюється міхурово занесення, один з варіантів гестационной трофобластической хвороби.

Іншим варіантом цієї хвороби є розвиток злоякісної клітини з тканин трофобласта - хориокарцинома. У разі утворення пузирного занесення його клітини є диплоїдними, але повністю мають батьківське походження, тобто має місце запліднення ооцитів, в якому відсутнє ядро, з подальшою дупликацией чоловічих хромосом для відновлення диплоїдного набору. Ці дані також свідчать про те, що саме батьківські гени обумовлюють розвиток трофобласта, оскільки при міхурово заметі трофобласта формується навіть при відсутності жіночого пронуклеусів.