Ferilizarea (fecundatia)

Fecundatia este procesul de patrundere si unire a spermiei cu ovulul si formarea zigotului.

Marcheaza inceputul sarcinii si are loc in treimea laterala a trompei uterine unde sunt

transportate spermiile si ovulul. Dupa coit (actul sexual) spermiile din vagin ajung in trompa

uterina in aproximativ 45 de minute prin motilitate flagelara si contractiile peristaltice ale

uterului si trompei uterine. Ovulul este dirijat din cavitatea peritoneala in trompa uterina.

Fimbriile tubare imbraca ovarul pentru a nu permite ovocitului sa cada in cavitatea

peritoneala. La om fertilizarea este monospermica, realizandu-se de catre o singura

spermie. Extrem de rara este dispermia prin penetrarea simultana a doua spemii in ovul,

rezultand un embrion cu 69 de cromozomi (triploidie), cand are loc avortul spontan.

Ferilizarea se poate realiza:1. prin insamantare naturala interna = copulatie

2. prin insamnatare artificiala (in sterilitate): spermiile prelevate sunt inoculate in tractul

genital feminin, fecundatia realizandu-se in vivo.

3. fertilizarea in vitro - ovocitul prelevat este fertilizat cu spermiile recoltate in conditii de

laborator si tinute in mediul de cultura pana la stadiul de morula, de 8 celule apoi este

transferat in cavitatea uterina unde se dezvolta pana la termen.

4. superfecundatia consta in fecundatia simultana a mai multor ovule ovulate rezultand mai

multi zigoti si sarcina gemelara multipla.

Pregatirea spermiei pentru penetratie:Pentru ca o spermie sa devina apta pentru fecundare trebuie sa sufere doua procese:

capacitatia

reactia acrozomiala

1. Capacitatia este procesul de activare a spermiei pentru declansarea reactiei acrozomiale si

dobandirea capacitatii de a patrunde in ovul. Spermiile sunt activate dupa o perioada de

aproximativ 7 ore in tractul genital feminin prin indepartarea startului de glicoproteine de pe

acrozomul acestora sub influenta secretiilor din tractul genital feminin si a lichidului folicular.

2. Reactia acrozomiala are loc in vecinatatea ovulului sub actiunea substantelor eliberate de

invelisurile acestuia: acrozomul obt o activitate lizozomiala necesara pentru perforarea

invelisurilor ovulului. Membrana plasmatica si cea acrozomiala fuzioneaza si se rupe

eliberandu-se enzimele acrozomiale. Enzimele hidrolitice (hialuronidaza) degradeaza corona

radiata iar cele proteolitice (zonalizina) degradeaza zona pellucida.

Penetratia spermiei se desfasara in trei faze:1. Penetratia prin corona radiata - are loc prin dispersia celulelor coroanei radiate la locul de

fixare a spermiei fertilizante sub actiunea hialuronidazei acrozomiale.

2. Penetratia prin zona pellucida are loc prin activitate proteolitica realizata de zonalizina.

3. Fuziunea membranelor plasmatice ale spermiei si ovulului. Spermia patrunde in citoplasma

ovului impreuna cu coada care apoi se detaseaza si degenereaza.

Reactia ovulului la penetratie:1. Membrana plasmatica sub influenta unei enzime acrozomiale (neuraminidaza) va forma o

bariera impermeabila (membrana de fertilizare) pentru celelalte spermii a caror penetratie este

astfel blocata.

2. Ovocitul secundar imediat dupa penetratia spermiei va finaliza meioza secundara devenind

ovul matur si realizand al doilea globul polar care se va dispune in spatiul perivitelin

impreuna cu primul globul polar.

3. Se declanseaza o activitate metabolica intensa necesara pentru evenimentele consecutive

fertilizarii.

Consecintele fertilizarii: 1. Nucleul spermiei si cel al ovulului = pronucleul masculin/feminin se unesc (amfimixie) si

va rezulta singurul nucleu diploid al zigotului.

2. Pronucleii, ambii haploizi isi dedubleaza/replica cantitatea de ADN si dupa unire vor reface

numarul diploid de cromozomi in nucleul zigotului care e organizat pentru diviziunile

mitotice urmatoare.

3. Se stabileste sexul cromozomial/genetic, spermia fecundata X/Y avand rolul determinant.

Sexul feminin are formula 46 XX iar cel masculin 46 XY.

4. Se transmit caracterele ereditare si un potential de recombinatie genetica noua (genotipul)

prin materialul genetic patern si matern al zigotului.

5. Se formeaza ovulul fertilizat alcatuit din pronucleii masculini si feminini. Globulul polar

(polocitul I si II) si centriolul spermiei care devine centriol al ovulului fertilizat pentru fusul

de diviziune al zigotului.

6. Fertilizarea initiala (formarea zigotului) declanseaza procesul de fisiune al acestuia.

7. Zigotul (oul) este ovulul fertilizat imprejmuit de zona pellucida si avand un nucleu diploid

format din fuziunea pronucleilor si diametre care nu le depasesc pe cele ale ovulului.

Particulele zigotului sunt organizate cu potentialitati distincte = polaritate

Fisiunea are loc prin diviziuni mitotice succesive care incep la 30 de ore dupa fecundatie si

se termina dupa 4 zile. Numarul celulelor formate creste rapid, zigotul trecand prin stadiile de

blastomer (germen) si apoi morula.

I. Stadiul de blastomer

In urma primelor mitoze vor rezulta din zigot celule mici denumite blastomere. Fisiunea

zigotului este totala si egala => blastomere uniforme in raport cu planurile de fisiune care sunt

in numar de 3.

1.Planul meridional - longitudinal, trece prin polii zigotului rezultand doua blastomere

(stadiul II celular)

2. Planul latitudinal- longitudinal, perpendicular pe primul si rezulta 4 blastomere (stadiul IV

celular)

3. Planul ecuatorial - dispus orizontal pe primele doua si rezulta 8 blastomere (stadiul VIII

celular)

II. Stadiul de morula

Prin cresterea planurilor de fisiune si a numarului de blastomere, incepand din stadiul de 12-

16 celule, zigotul capata aspectul de mura, fiind denumit morula. Corona radiata a morulei

este distrusa, zona pellucida persista inca, dimensiunile morulei raman aceleasi cu ale

zigotului, unele blastomere devenind din ce in ce mai mici. Pe masura ce fisiunea continua,

procesul de conceptie este impins catre cavitatea uterina.

Implantatia (nidatia)

Transportul tubar al conceptului are durata de 3 zile iar faza de preimplantare a

perioadei uterine de sarcina in care conceptul de afla liber in cavitatea uterului corespunde

zilelor 4 si 5 de la fertilizare. Are loc in ziua 6 dupa fecundatie, in faza de implantare a

perioadei uterine de sarcina, si dureaza 5-6 zile (pana in ziua 11-12 dupa fecundtie).

Conceptul, in perioada de implantatie se afla in stadiul de blastocist unilaminar, apoi

bilaminar. Zona pellucida impiedica implantatia in mucoasa tubei.

In cavitatea uterina dispare, absenta ei permitand in ziua 6 atasarea blastocistului de

endometru in dreptul polului embrionar prin interactiunea de recunoastere reciprca specifica.

Endometrul este pregatit pentru nidatie aflandu-se in faza luteala (progestationala): are

grosimea crescuta, glandele proliferate si reteaua vasculara abundenta. Este perioada de

receptivitate sau de compententa uterina care dureaza cateva ore. Blastocistul invadeaza

stratul functional si bazal endometrial cu ruperea glandelor si a peretilor capilarelor

implantandu-se profund in stroma. Aceasta implantatie este invaziva, de tip interstitial.

Nidatia va declansa reactia deciduala a endometrului care va deveni decidua si formara

placentei. Implantatia in mod obisnuit are loc in partea anterioara sau posterioara a corpului

uterin sau la nivelul fundului uterin. Implantatia anormala in afara cavitatii uterine constituie

diferite forme de sarcina ectopica (extrauterina).

Formarea blastocitului Blastocistogeneza incepe in ziua a 4-a si are loc si in a doua saptamana de la fecundatie

prin aparitia cavitatii blastocistice in interiorul morulei. Blastomerele periferice mici

(micromere) formeaza trofoblastul iar cele interne, mari (macromere) formeaza

embrioblastul. In raport cu numarul lamelor care formeaza peretele cavitatii blastocistului

acesta are 3 stadii evolutive: blastocist unilaminar, bilaminar si trilaminar. Concomitent, are

loc si formarea, evolutia discului embrionar bilaminar.

I. Blastocistul unilaminar are aspect de vezicula cu un singur strat de celule periferice care

formeaza trofoblastul si o masa celulara interna care formeaza embrioblastul. Separarea

blastomerelor are loc la sfarsitul S1 deoarece zona pellucida dispare in ziua a 5-a, blastocistul

prolifereaza, numarul de celule creste repede, mai accentuat celulelel trofoblastice.

1. Diferentierea trofoblastului: el alcatuieste cea mai timpurie membrana extraembrionara din

care se va dezvolta componenta fetala a placentei. Celulele trofoblastice se diferentiaza in:

a) citotrofoblast = stratul celular intern

b) sincitiotrofoblast = stratul celular extern

2. Diferentierea embrioblastului: gruparea compacta a celulelor masei interne ramane atasata

trofoblastului, formeaza embrioblastul si se dispune opus cavitatii blastocistului formand

polul embrionar. Celulele embrioblastice au capacitate variata de diferentiere:

a) celulele embriogene - care sunt majoritare si contribuie la formarea discului

embrionar

b) celulele amniogene cotribuie la formarea amniosului

c) celulele vitelogene- formeaza sacul vitelin primar

II. Blastocistul bilaminar se caracterizeaza prin diferentieri care au loc incepand cu ziua a 7-

a dupa fecundatie:

1. Discul embrionar bilaminar/blastodermul reprezinta transforamrea embrioblastului intr-o

masa preembrionara discoidala formata din 2 straturi celulare:

a) epiblastul = stratul supraiacent (de deasupra)

b) hipoblastul = startul subiacent

2. Formarea cavitatii amniotice: apare pe fata dorsala a discului embrionar, intre trofoblast si

embrioblast ca o mica vezicula, apoi devine cavitate reala delimitata de celule turtite

(amnioblastele)

3. Formarea sacului vitelin primar (primitive) - are loc spre cavitatea blastocistului pe fata

ventrala a discului embrionar.

Straturile blastocistului bilaminar

1. Stratul extern - origine trofoblastica, format din:

a. sincitiotrofoblast care are suprafata marita pentru functii de transport transmembranare

intense si o retea lacunara = lacunele trofoblastice care reprezinta primordiul spatiului

intrevilos al placentei.

b. citotrofoblastul - format din celule bine individualizate = celulele Langhans cu rol in

producerea sincitiotrofoblastului si de formare a mezoblastului extraembrionar.

2. Stratul intern - origine embrioblastica din endoblastul discului embrionar bilaminar. Este

format din endoplastul extraembrionar (membrana exocelomica Heuser).

3. Blastocistul trilaminar se formeaza la sfarsitul S2 si se caracterizeaza prin formarea

mezoblastului si celomului extraembrionar, trilaminarea peretelui blastocistului iar discul

embrionar ramane bilaminar.

Diferentierea mezoblastului extraembrionar - prin proliferea citotrofoblastului spre cavitatea

blastocistica rezulta mezoblastul care este lax, lichidian si inconjoara cavitatea amniotica si

sacul vitelin primitiv.

Mezoblastul este extraembrionar, nu participa la formarea discului embrionar gasindu-se in

spatiul dintre acesta si citotrofoblast sub forma de retea neorganizata. Interiorul mezoblastului

embrionar devine cavitar formand cavitatea coriala/ celomul extraembrionar. Acesta are

peretele format din mezoblast extraembrionar mai dens care se divide in:

mezoblast extraembrionar somatic (somatopleura)

mezoblast extraembrionar splanhnic (splanhnopleura)

pediculul de conexiune din care se va dezvolta cordonul ombilical.

In interiorul blastocistului trilaminar raportat la discul embrionar se afla doua cavitati

suprapuse:

a) cavitatea amniotica - supraiacenta

b) cavitatea vitelina primara - subiacenta

Straturile blastocistului trilaminar (denumite impreuna corion) sunt:

1. Sincitiotrofoblast = lacunele vasculare dobandesc o orientare radiara fiind despartite intre

ele prin trabecule sincitiotrofoblastice si contin sange matern.

2. Citotrofoblast - invadeaza trabeculele sincitiotrofoblastice formand vilozitatile coriale.

3. Mezoblast extraembrionar somatic (somatopleura) - captuseste blastocistul si patrunde in

vilozitatile coriale. Cavitatea blastocistului trilaminar devine sac corionic si contine discul

embrionar bilaminar suspendat prin pediculul de fixare si cele doua cavitati extraembrionare –

amniotica si vitelina.

Gastrulatia este etapa morfogenetica complexa ce marcheaza inceputul perioadei de embrion

si are loc in S3.

Procesele funadmentale sunt:

formarea mezodmului intraembrionar

formare discului embrionar trilaminar

formarea notocordului

I. Formarea mezodermului intraembrionar

In Z15 dupa fecundatie, in partea caudala a suprafetei dorsale a blastocistului bilaminar

apar: linia primitiva - o ingrosare epiblastica mediosagitala proeminenta in cavitatea

amniotica.

Linia primitiva se alungeste prin proliferarea regiunii ei caudale in timp ce la extremitatea

craniala se ingroasa formand nodului primitiv Hansen.

Epiblastele liniei primitive pluripotente, intens active se invagineaza in profunzime formand

santul primitiv, apoi se desprin si migreaza in profunzime intre epiblast si hipoblast formand

masa celulara cordomezodermala din care se dezvolta mezodermoul intraembrioanr si

notocordul. Linia primitiva a epiblastului devine sursa celor 3 foite embrionare ale discului

embrionar trilaminar si stabileste polaritatea craniocaudala si axa simetriei bilaterale a

discului embrionar.

II. Discul embrionar trilaminar - format din cele 3 foite embrionare germinative, toate cu

origine epiblastica:

ectodermul - format din celulele epiblastice ramase pe loc, nemigrate

mezodermul intraembrionar - foita intermediara, formata din celulele epiblastice

invaginate intre epiblast si hipoblast si apoi desprinse

endodermul - foita interna, format din celulele epiblastice migrate in profunzime si

care deplaseaza hipoblastul de pe suprafata ventrala a discului.

Ariile si membranele distincte ale discului embrionar trilaminar sunt:

Aria cardiogenica - formeaza primordiul cardiac.

Lama/ placa precordala - formeaza extremitatea cefalica, axul craniocaudal embrionar

si participa la formarea membranei orofaringiene.

Membrana oro-faringiana/buco-faringiana care optureaza, acopera temporal cavitatea

orala spre faringe, apoi de dezintegreaza.

Membrana cloacala care se afla la extremitatea caudala a discului si optureaza

temporar interstinul terminal.

III. Formarea notocordului

Incepe in Z15, dupa fertilizare - celulele epiblastice ale nodulului primitiv invaginate

formeaza pe linia mediana o prelungire craniala sub forma de cordon celular plin (procesul

notocordal). Foseta primitiva a nodulului se invagineaza in interiorul procesului notocordal

formand in centrul acestuia canalul notocordal Lieberkuhn. In Z18 peretele inferior al

canalului notocordal fuzioneaza si se inglobeaza in endodermul subiacent, apoi degenereaza

astfel incat canalul notocordal va realiza o comunicare directa intre sacul vitelin si cavitatea

amniotica (canalul neuroenteric). Notocordul definitiv se va dezvolta din celulele notocordale

proliferate ramase din procesul notocordal (lama notocordala). Notocordul situat in axa

mediana a discului embrionar intre ectoderm si endoderm flancat de mezodermul paraxial

declanseaza prin inductie neurulatia (inductorul embrioanr primar) si are rol fundamental in

stabilirea planului structural al embrionului.

Neurulatia

Incepe in Z18 dupa fertilizare si se deruleaza pana la sfarsitul S4 si se desfasoara in doua

perioade:

1.Perioada santului neural - deasupra notocordului si inaintea nodulului primitiv

ectodermul aflat pe linia medina (neuroectoderm) se ingroasa formand o banda longitudinala

in forma de racheta (lama/placa neural). Marginile acesteie se ridica si aceasta se invagineaza

pe toata lungimea ei rezultand santul neural.

Jonctiunea neuroectodermala de o parte si de alta a santului neural va forma plicile neurale.

Corespunzator acestora, din neuroectoderm se detaseaza un cordon celular care formeaza

crestele neurale situate dorsolateral si deplasate in mezodermul subiacent.

2. Perioada tubului neural - plicile neurale se apropie între ele și fusionează pe linia mediană

transformând șantul în tub neural. Închiderea tubului neural începe în ziua a 21-a în regiunea

cervicală în dreptul somitei 6 (viitorul gât) și progresează cranial și caudal. La extremități,

tubul neural rămâne deschis prin două orificii:

• Neuroporul cranial

• Neuroporul caudal

Ambele comunică cu cavitatea amniotică: neuropolii se închid în săptămâna a 4-a. Din

porţiunea mijlocie şi caudală a tubului neural şi formează măduva spinării iar din partea

anterioară rezultă veziculele encefalului.