Curs de Embriologie Umană Normală Şi Patol Ogică

download Curs de Embriologie Umană Normală Şi Patol Ogică

of 72

Transcript of Curs de Embriologie Umană Normală Şi Patol Ogică

CURS DE EMBRIOLOGIE UMAN NORMAL I PATOLOGIC

CURS DE EMBRIOLOGIE UMAN NORMAL I PATOLOGIC

INTRODUCEREEmbriologia, tiina care se ocupa cu studiul embrionilor, are un coninut mai larg la om, cuprinznd ntreaga perioad de dezvoltare prenatal,etapa embrionar i etapa fetal.

Embriologia actual definete i interpreteaz astzi fenomenele dezvoltrii: inducia, reglarea, micrile celulare sau formarea primordiilor, prin prisma geneticii i,a biologiei moleculare. Se cunosc acum mai multe mecanisme prin care oul fecundat,ca prim celul a unui organism nou, se dezvolt i se diversific; de asemenea, se tie c dezvoltarea i diferenierea snt strns corelate cu activitatea genelor i snt controlate de acestea; au fost identificate gene ale dezvoltrii sau morfogene.

Dezvoltarea prenatal, ca i cea postnatal, nu se desfoar totdeauna normal. Accidentele dezvoltrii induc o ntreag patologie pre- i postnatal. Multe din aceste accidente exprimate rea anomalii congenitale trebuie bine cunoscute att de ctre medicii de orice specialitate (pediatri, obstetricieni, chirurgi, medici de medicin general, stomatologi etc), ct i de ctre studeni. Anomaliile congenitale, pe lng faptul c ajut nelegerea dezvoltrii normale, impun medicului, o atitudine profilactico-curativ, ele grevnd morbiditatea i mortalitatea perinatal. Perioada dezvoltrii prenatale este o perioad de mare sensibilitate n dinamismul ei; morfo- i fiziogenetic existnd premisele, strii ulterioare de sntate sau de boal.

Genetica i biologia reproducerii i a embriogenezei, descifrnd multe secrete ale dezvoltrii, au adus embriologia, n preocuparea i practica medical curent, raaerializnd prin tehnici ndrznee sclipiri ale minii omeneti, nzuine irealizabile altdat, ca: fecundaia i dezvoltarea in vitro, transferul de gene, clonarea, ia iniiat o nou direcie n embriologie pentru viitor. Este genetica dezvoltrii embrionare, pe care o ncredinm spre mai departe elevilor notri medici, actuali i viitori studeni.

Dezvoltarea prenatal ncepe cu fecundaia, cnd se formeaz zigotul, din contopirea gametului feminin cu cel masculin, moment care corespunde cu nceputul realizrii programului genetic individual. Destinul zigotului depinde n primul rnd de calitatea gameilor i de mediul n care zigotul se dezvolt.n perioada prenatal a dezvoltrii, exist stadii caracteristice cu importan deosebit n biologia dezvoltrii.

Gametogeneza este perioada n care se formeaz i se maturizeaz n organismul prinilor celulele sexuale, difereniate i foarte specializate.

Fecundaia reprezint contopirea celor 2 gamei de sex opus, avnd ca rezultat zigotul sau celula, cu care ncepe dezvoltarea unei fiine noi.

Morula este rezultatul diviziunilor rapide ale zigotului la 3 zile de la fecundaie, rezultnd un germene cu aspect de mur i blastomere de 2 feluri, interne i externe.

Blastocistul reprezint stadiul n care apare cavitatea numit blastocel, la polul opus blastomerelor interne. La amfibieni, n acest stadiu (de blastul), se iniiaz cmpurile morfogenetice i se difereniaz viitoarele celule sexuale. La om, blastocistul dureaz de la sfritul primei sptmni i pn la sfritul celei de-a 2-a.

Gastrularea este stadiul n care prin multiplicri i micri celulare seformeaz cele 3, foie embrionare primare: endodermul, ectodermul i mezodermul. Acum se realizeaz embrionul tridermie i se sintetizeaz proteina de specie. Gastrularea cuprinde sptmna a 3-a.

Neurulaia definete stadiul n care apare placa neural i se formeaz tubul neural ca fenomen, secundar induciei notocordului; apar somitele, ncepe organogeneza histogeneza i fiziogeneza embrionului. Acest stadiu, are loc n sptmna a 4-a

Organogeneza ncepeau apariia primordiilor de organe. Este o perioad de mare sensibilitate, dominat de diferenieri celulare maxime. Se desfoar ntre, vrsta de 2 sptmni, i 2, luni. Histogeneza, care ncepe concomitent, dureaz mai mult i n unele cazuri se continu i dup natere. Fiziogeneza ncepe discret, n perioada gastrulrii i se perfecteaz odat cu dezvoltarea organelor n condiiile specifice ale dezvoltrii intrauterine: mediul lichid i relaiile cu mama.n viaa intrauterin, produsul de concepie poart denumiri diferite: el este germene n primele 2 sptmni, embrion ntre 2 sptmni i 2 luni, ft neviabil ntre 2 luni i 6 luni, ft viabil ntre 6 i 9 luni. Termenul de concept folosit de unii autori definete embrionul cu toate nveliurile lui.

Diferenierea specific uman a embrionului ncepe dup.2 luni, iar viabilitatea este posibila dup 6 luni, prin maturizarea aparatului respirator, care devine apt pentru respiraia aerian. Durata normal a gestaiei la om este de aproximativ 273 de zile; 9 luni solare sau 10 luni lunare, perioad dup care se nate ftul matur. Naterea nainte de termen este prematur i ftul prematur necesit ngrijiri speciale.ETAPELE CARE PRECED IMPLANTAREA . GAMETOGENEZA I PATOLOGIA EI Gametogenez cuprinde o serie de procese, n cursul crora se formeaz i se difereniaz n glandele sexuale spermatozoidul i ovulul, celulele sexuale, mature, capabile de fecundare. Ca prim faz, ea condiioneaz dezvoltarea individual i traseaz drumul i rezultatul evoluiei ulterioare a produsului de concepie.

Cele 2 celule foarte specializate ajung la sfritul primei diviziuni meiotice a gametogenezei s posede jumtate din numrul de cromozomi caracteristic speciei, numr care se va reface n zigot, prin aportul cromozomilor gametului de sex opus. Prin gametogenez; se asigur stabilitatea speciei, odat cu stabilirea numrului de cromozomi i variabilitatea ei prin recombinri i mutaii ale materialului, genetic.

n timpul meiozei, cei 46 de cromozomi (44 autozomi i 2 cromozomi de sex) se dispun n 23 de perechi de cromozomi omologi, n fiecare pereche existnd cte un cromozom provenit de la mama i unul de la tat.

n acelai timp, cei 2 cromozomi din pereche se vor separa, trecnd cte unul din fiecare pereche n cele 2 celule-fiice, care vor deveni gamei, fiecare cu cte 23 de cromozomi, asortai la ntmplare din cromozomii materni i paterni. Aceast asortare ntmpltoare a cromozomilor n gamei n timpul meiozei determin diversitatea enorm a genotipurilor, pentru fiecare din cele 23 de perechi de cromozomi existnd 23 de combinaii diferite. Diversitatea genetic crete i mai mult prin recombinrile genetice din meioz, care se produc cu mare frecven la om.

Meioza reprezint o etap dificil a gametogenezei, n care pot s apar accidente de non-disjuncie sau de ntrziere anafazic, avnd c rezultat formarea de gamei anormali genetic; acetia au anse egale de participare la fecundaie ca cei normali, dar au consecine detrimentale n embriogenez.

Gametogeneza poate fi influenat de o serie de factori (fizici,chimici, infecioi, nutriionali i de alt natur), care acioneaz diferit. Radiaiile ionizante produc degenerri ale foliculilor ovarieni primari cu transformarea lor hialin. Lumina favorizeaz activitatea ovarian (ovulaia), prin ci retino-hipotalamice, fapt confirmat la om de amenoreea de noapte polar a femeilor eschimose.

Progesteronul inhib ovulaia, fapt pentru care este folosit n prepararea unor contraceptive orale, iar FSH o stimuleaz. Aceti hormoni se folosesc n practic pentru producerea ciclurilor, n cazuri de sterilitate prin anovulaie.

Ovogeneza mai este influenat i de starea de nutriie a femeii prin intermediul centrului hipotalamo-hipofizar, care comand activitatea ciclic ovarian .

Spermatogeneza este influenat de temperatur. n general, o temperatur peste 35, ct este temperatura normal n scrot, produce degenerarea celulelor sexuale. Astfel, n ectopia testicular intern, n tubii seminiferi dispar celulele seminale i snt prezente numai celulele Sertoli.

Spermatogeneza este stimulat de FSH, pn la formarea spermatocitelor secundare. Maturarea pn la spermatoziozi se face prin aciunea testosteronului secretat de celulele interstitiale, ele nsele la rndul lor stimulate de hormonul ICSH al hipofizei anterioare.

Virusul urlian, n caz de orhit urlian, ti mod indirect, prin edem inflamator, comprim tubii seminiferi i poate determina atrofia lor.

Unele infecii cronice, tuberculoza sau nefrita, au de asemenea efecte negative asupra spermatogenezei.

Alcoolul i benzinele snt toxice spermatice la roztoare, fapt dovedit prin cercetri experimentale: alcoolul stimuleaz spermatogeneza prin congestie vascular interstiial n prima faz i mrete numrul formelor anormale de spermatoztoizi.

Medicamentele fenotiazinice produc necroza spermatogoniilor secundare i scad libidoul. n acelai fel, acioneaz i alte medicamente psihotrope, dar cu variaii individuala. Aa snt medicamentele anxiolitice, neuroleptice, antidepresivele triciclice i tetraciclice.

Alte medicamente influeneaz negativ spermatogeneza: busulfanul (Myleran, Citosulfan), utilizat n tratamentul leucemiilor i metotrexatul.

Substanele radioactive i unele metale grele (cadmiu) au,efect toxic asupra spermatogenezei.

Carenele alimentare proteice i vitaminice, hipovitaminozele A, B, C, E, inhib spermatogeneza.

Varicocelul tulbur spermatogeneza, printr-un mecanism; incomplet cunoscut, fie prin creterea temperaturii din cauza stazei, fie prin metabolii toxici. Fenomenele pot s dispar n urma interveniei chirurgicale.

Unii hormoni pot, de asemenea, s influeneze spermatogeneza. Hormonii gonadostimulatori hipofizari FSH, LH sau ICSH, hormonul hipofizar stimulator al activitii celulelor interstitiale o stimuleaz, iar estrogenii i progestogenii o inhib.

Sistemul nervos intervine asupra funciei spermatogenetice prin intermediul centrilor hipotalamici (nucleii mamilari), prin centrii corticali ai mirosului (rinencefalul), prin zonele corticale 6, 10, 24 i prin alte numeroase legturi.

Dup vrsta de 45 de ani, spermatogeneza scade continuu, iar procentul spermatozoizilor anormali i neviabili crete proporional cu vrsta.

SPERMATOGENEZAn procesul de spermatogenez, printr-o serie de diviziuni i diferenieri celulare, se, formeaz celulele sexuale masculine mature, spermatozoizii sau gameii masculini. Aceste fenomene, care au loc n glandele sexuale masculine sau testiculi, se petrec continuu de la pubertate (1314 ani) pn la btrnee.

Testiculul

Testiculul sau glanda genital masculin are un nveli conjunctiv numit albuginee, un parenchim constituit din tubi seminiferi (al cror produs celular final l reprezint spermatozoizii) i spaii interstiiale cu esut conjunctiv lax, numeroase capilare i celule interstiiale Leydig, care elaboreaz hormonii masculini.

n, testiculul puber, n interiorul unui tub seminifer, exist 2 tipuri de celule: celulele Sertoli i celulele sexuale.

Celulele Sertoli, mai puin numeroase, nalte, neregulate, sprijinite cu, un pol pe membrana tubului, iar cu cellalt ajungnd n lumenul tubului seminifer, au funcie trofic, de susinere, de fagocitoz i secretorie.

Celulele sexuale, dispuse gradual de la periferie spre lumenul tubului seminifer, reprezint diversele aspecte ale spermatogenezei: spermatogonii, spermatocite primare, spermatocite secundare, spermatide, spermatozoizi. Celula sexual primordial sau spermatogonia devine spermatozoid n 74 de zile n felul urmtor: evoluia spermatogoniilor A dureaz 18 zile, a spermatogoniilor B dureaz; 9 zile, a spermatocitelor primare dureaz 23 de zile, a. spermatocitelor secundare 1 zi, iar spermatidele devin spermatozoizi n 23 de zile.

Etapele spermatogenezein evoluia ei, de la spermatogonie la spermatozoidul matur, apt pentru fecundaie, celula sexual masculin parcurge 4 etape caracteristice, care se desfoar n tubii seminiferi i constituie spermatogeneza. Fenomenul de activare a spermatozoidului sau de capaciaie se realizeaz n afara organismului masculin, n contact cu mucoasa uterin sau tubar, completnd maturizarea funcional .a spermatozoidului.

n prima etap, de multiplicare, spermatogoniile mici de pe membrana bazal dau prin diviziuni mitotice noi generaii de spermatogonii: de tip A cu nucleu intens colorat celule stem" care se divid din noii, i spermatogonii de tip B mai difereniate, cu nucleu sferic i granulaii fine de cromatin, care prin noi mitoze dau natere spermatociilor primari.

n a 2-a etap, de cretere, celulele de tip B ncep s-i mreasc volumul, se mbogesc n substane nutritive, se dispun spre lumenul tubilor i devin spermatocite primare. Spermatogoniile i spermatocitele primare au numrul de cromozomi caracteristic speciei 2 n=46,XY la om.

A 3-a etap, de maturaie, cuprinde cele 2 diviziuni ale meiozei: meioza I sau heterotipic, reducional, din care rezult spermatocitele II, i meioza II, ecuaional, care are ca rezultat spermatidele.n prima diviziune, spermatocitele primare se divid in spermatocite secundare, mai mici. Aceast prim diviziune meiotic reduce la jumtate numrul diploid de cromozomi (2n), care devine un numr haploid n (haploos = simplu). n=23.X sau 23,Y la spermatozoizii umani.

Meioza I esle un fenomen complex i cuprinde aceleai faze ca mitoza, cu deosebirea c profaza este mai lung i mai complicat, n timpul ei sintelizndu-se ADN suplimentar, bogat n guanin i citozin. Durata profazei din meioza I a fost mprit n 5 stadii succesive: leptoten, zigoten, pahiten, diploten, diakinez.

Meioza II, ecuaional, pstreaz n spermatide numrul haploid de cromozomi din meioza I (23,X sau 23, Y).

A 4-a etap a spermatogenezei este spermiogeneza ea cuprinde o serie de transformri morfologice ale spermatidelor care devin spermatozoizi.

La microscopul electronic, spermiogeneza a fost observat n detaliu i sistematizat n felul urmtor:

La nivelul aparatului Golgi n interiorul veziculelor golgiene apar granule. Aceste vezicule i aceste granule conflueaz i formeaz o vacuol acrozomial, care conine o granul mare, dens. Vacuola acrozomial mai este numit i vezicul acrozomial.

Vezicula acrozomial se apropie de membrana nuclear, care prezint o condensare n apropierea ei i n cele din urm ea se transform, n acrozom. Acesta acoper aprox. 2/3 din nucleu, poriunea neacoperit rmnnd n raport direct cu citoplasm; unii autori denumesc acrozomul capion cefalic sau capion acrozomial.

Centriolii se deplaseaz n mod ordonat, cel proximal se dispune n vecintatea imediat a corpului nuclear nenvelit de capionul cefalic, iar cellalt, numit centriolul distal, i pierde aspectul ultrastructural i devine colul spermatozoidului (cervix). De la nivelul colului, pornesc diversele filamente, care constituie flagelul spermatozoidului (coada). Mitocondriile se grupeaz n vecintatea nucleului, unde iau orientare longitudinal, paralel cu filamentele flagelului i n jurul filamentelor flgelului alctuind un manon helicoidal cu aprox. 14 spire a crui extremitate distal este limitat de un inel dens, cunoscut sub numele de anulus.

- Restul citoplasmei se dispune n jurul nucleului, sub forma unui: strat extrem de subire, i n jurul manonului mitocondrial, tot ca ,un nveli subire, n care se mai pot observa resturi ale veziculei golgiene. Spermatozoizii cu structura astfel, definit prsesc celulele Sertoli, care i-au hrnit i pe ale cror prelungiri citoplasmatice s-au sprijinit,n timpul acestor fenomene. Ei sunt mpini nspre lumenul tubului seminifer, de unde trec n retetestis, n canalele eferente, n epididim, n canalul deferent, vezicula seminal, ductul ejaculator i uretr. Traversnd epididimul ei devin mai mobili, mai viguroi i mai maturi. Dac nu snt ejaculai, spermatozoizii degenereaz i snt resorbii n epididim.SpermatozoidulCelula sexual masculin matur a fost bine studiat n ultimul timp, la, microscopul electronic, Prezint 1 cap i 1 flagel unii printr-o poriune foarte scurt numit col, totul acoperit de o lam fin de citoplasm i deo membran (fig. 1.3.).

Fig. 1.3. Schema spermatozoidului de mamifer examinat la ullramicroscop (dup Hamilton): 1 scufia acrosomial; 2 nucleul; 3 gtul spermatozoidului sau piesa de legtur; 4 rnitocondrie in piesa intermediar; 5 coloanele fibroase externe; 6 coloanele fibroase interne; 7 filamentul axial; 8 membrana celular secionat; .9 teaca mitocondrial; 10 anulus; 11 teaca fibroas; 12 filamentul axial (7).

Spermatozoidul msoar n medie 60 i cntrete aproximativ 2,4 x l0-8 mg (100 000000 de spermatozoizi cntresc 2,42,9 mg).

La microscopul electronic, se observ urmtoarele: Capul cu nucleul are cromatina foarte condensat, fiind acoperit n cele 2/3 anterioare de acrozom. n acrozom exist diferite enzime (hialuronidaz, proteaze), care nlesnesc traversarea spermatozoidului; prin nveliurile ovulului, n timpul fecundaiei. Polul, posterior al nucleului prezint o mic depresiune, numit foseta de implantare. Colul este poriunea ngust, limitat de cei 2centrioli; sub foseta de implantare, are placa bazal, care intr n raport cu formaiunile numite coloane segmentate. Coloanele segmentate I converg la extremitatea cefalic, atand coada spermatozoidului de cap. Coloanele segmentate au, la exterior 2 sau mai multe mitocondrii.

Flagelul sau coada spermatozoidului are 3 poriuni: piesa intermediar, piesa principal i piesa terminal.

Piesa intermediar se ntinde de la gt la anulus (inelul Jensen) i prezint n centru complexul filamentos axial format din 2 fibrile centrale, nconjurate de 2 inele concentrice formate din cte 9 fibrile, cele interioare minore, cele exterioare majore, totul fiind nvelit n teaca spiral de mitocondrii, care asigur energia pentru micare.

Piesa principal are n centru complexul filamentos axial neschimbat, nvelit de o teac fibroas dens, format din 2 coloane longitudinale, unite prin fibre transversale. Aceast teac se subiaz spre segmentul terminal, ca i complexul de fibre.

Piesa terminal continu distal piesa principal, teaca fibroas dispare, filamentul axial se continu, acoperit de un strat subire de citoplasm sub membrana celular, care acoper tot spermatozoidul. Flagelul spermatozoidului este asemntor n structura lui cu anexele de micare ale celulelor animalelor.

Mobilitatea spermatozoidului este nlesnit de forma hidrodinamic i de structura cu simetrie bilateral. Mobilitatea se datorete prezenei n flagel a unei proteine contractile asemntoare miozinei numit tubulin. Micarea este helicoidal, iar deplasarea n cile genitale feminine se face la om cu o vitez medie de 2 mm/minut.

Viteza de deplasare este influenat de numeroi factori, cum snt: pH-ul, contractilitatea tractului genital, fluiditatea lichidului din tractul genital.

Viabilitatea sperinatozoidului este o alt caracteristic important. Aceasta este de 24 ore n tractul genital feminin, dar poate ajunge pn la 34 zile n criptele glandelor cervicale uterine i n mucusul cervical, de unde spermatozoizii pot iei n cavitatea uterin i se pot deplasa n cile genitale.

Spermatozoizii ejaculai pot fi pstrai mai mult timp n condiii speciale, conservai prin frig la -196, n criobnci.

Puterea fecundant a spermatozoidului depinde de motilitatea, de vitalitatea i de maturitatea lui. Aceste caliti le capt n mucoasa uterin sau tubar, unde spermatozoidul pierde prin decapacitaie factorul care l protejeaz n drumul lui prin cile genitale masculine. Aceti spermatozoizi repui n lichidul spermatic redobndesc factorul protector.

Spermatozoizii ajuni n contact cu secreiile tractului genital feminin dobndesc prin capacitaie puterea de a ptrunde n ovocitul secundar. Aceast activare, care apare la 6-7 ore dup contactul cu mucoasa utero-tubar, const n ndeprtarea nveliului glicoproteic al capului spermatozoidului i

al proteinelor din membrana plasmatic care acoper acrozomul. n felul acesta, se denudeaz enzimatic partea anterioar a capului spermatozoidului i el poate s ptrund n ovocit. Membrana rmne ataat membranei ovocitului, iar spermatozoidul devine fecundant.Fenomenul de capacitaie, fr care nu se poate produce fecundaia, a putut fi realizat i in vitro folosind: gamma-globuline, ser dializat, extract de medulo-suprarenal, albumin, dextran i lichid folicular. Toate aceslea induc capacitaia spermatozoidului.

Sperma

Produsul de secreie a glandelor i cilor genitale masculine esle un lichid vscos, dens, de culoare albicioas sau uor glbuie, tulbure, floconos, cu miros caracteristic, fad, cu un pH variabil ntre 7 i 8,7. El conine celulele sexuale masculine mature (spermatozoizii) i, n proporie de 5% celulele spermatogenezei aflate n diverse stadii. n sperm, mai exist leueocite, celule descuamate din cile genitale i lichid seminal.

Lichidul seminal conine ap, constitueni anorganici (acid citric, acid ascorbic 315 mg% la om, fosfor anorganic i fosfor solubil, carbonai de potasiu etc.) i organici (constitueni proteici). n sperm, mai exist baze azotate i fructoz, ultima reprezentnd substrat energetic al spermatozoizilor.

Substanele proteice din lichidul spermatic snt: albumine, globuline, mucoproteine i aminoacizi (la om: glicin, treonin. alanin, valin, leucin, izoleucin, cistin, prolin, lizin, arginin, acid aspartic, acid glutamic). Toi aceti aminoacizi au rol n pstrarea integritii morfologice i funcionale a spermatozoizilor. De asemenea, n lichidul spermatic exist i enzime: fibrinogenaza, amino-peptidaza, aminoacidoxidaze, fosfataze alcaline i acide, adenozin-trifosfataze etc.

Dintre bazele azotate ale spermei spermina i colina au important n practic, testarea lor n medicina legal permind diagnosticarea petelor de sperm. De asemenea, au fost identificate proslaglandine, secretate de veziculele seminale (acizi grai nesaturai cu 20 atomi de carbon). Ele snt nespecifice spermei dar acioneaz asupra muchilor netezi ai tractului genital feminin, nlesnind ascensiunea spermatozoizilor prin inversarea peristaltismului uterin i tubar, factor principal n ascensiunea lor.

Fructoza este sursa principal de energie a spermatozoizilor; ea a fost gsit n cile genitale masculine nainte de a ncepe funcia spermatogenetic. Ea poate fi utilizat n anaerobioz. Scderea cantitii de fructoz din sperm duce la astenospermie, care poate fi corectat la om, prin adugarea plasmei seminale eterologe, care conine o cantitate normal de fructoz.

n mod obinuit, volumul unui ejaculat este de 3-5 ml de sperm cu variaii individuale. Densitatea la brbaii fertili, n medie, este de 20 100 milioane spermatozoizi/ml. Acest numr reprezint 10% din volumul spermei. Din totalitatea spermatozoizilor, doar 10% snt fecundani. Sub concentraia de 20 milioane/ml poate s apar sterilitatea, mai ales cnd n sperm snt semnalate forme imature de spermatozoizi forme anormale sau forme mai puin mobile.

Din totalul de 100 000 000 de spermatozoizi ejaculai, aprox. 20% snt morfologic anormali i aprox. 25% snt lipsii de mobilitate. n timpul pasajului utero-tubar, o mare parte din spermatozoizi rmn n criptele glandelor colului uterin, o parte i pierd din mobilitate, astfel nct doar cteva sute (300500) ajung la locul fecundaiei, n 1/3 extern a tubei uterine.

S-a calculat i s-a dovedit experimental c timpul necesar parcurgerii distanei ntre locul nsmnrii i locul fecundaici este de 4570 de minute.

Cnd lichidul spermatic prezint numai celule sexuale rotunde, fr spermatozoizi maturi, se vorbete de azoospermie. Cnd lipsesc total celulele liniei germinale apare aspermia; n ambele cazuri exist sterilitate masculin.OVOGENEZA

Ovarul i foliculii ovarieni

Ovarele snt situate n cavum retrouterin, n cte o depresiune, a peretelui pelvin numit foset ovarian. La femeia adult, ovarele snt organe ovoide, neacoperite de peritoneu. Fiecare ovar este acoperite de un epiteliu subire, numit epiteliu ovaria i este format dintr-o strom conjunctiv foarte bine vascularizat, numit, zona medular i din zona cortical cu foliculi ovarieni. Pe seciune se observ ambele regiuni: corticala n stroma creia se dezvolt foliculii i medulara.

Ca i testiculul, ovarul arc o dubl funcie: funcia exocrin, al crei produs final este ovocitul, i funcia endocrin, care const n elaborarea hormonilor sexuali feminini. n timp ce la testicul, cele 2 funcii depind de parenchime diferite, la ovar ele se intric intim n aceeai unitate morfologic, foliculul ovarian, n care este coninut ovocitul, celula sexual feminin pe cale de maturizare.

O seciune prin ovarul adult arat prezena n zona cortical a formaiunilor specifice: ovarului, foluculii ovarieni. Diversele imagini ale foliculilor ovarieni corespund stadiului lor de evoluie: foliculul primar, simplu, foliculul secundar i foliculul matur, numit i folicul de Graaf. Acesta elibereaz n cursul ovulaiei gametul femel sub form de ovocit II. La pubertate, n cortical ovarului apar f o l i c u lii ovarieni n diferite stadii de evoluie: foliculi primari, foliculi secundari i foliculi teriari sau maturi.Foliculul primar este format dintr-un ovocit primar, nconjurat de un strat de celule foliculare aplatizate, endoteliforme, nvelite ntr-o membran vitroas, subire, numit membrana Slavjanski. Foliculii primari snt repartizai n mai multe straturi la periferia ovarului. Unii dintre aceti foliculi, evolund spre stadiul al II-lea, apar ca foliculi plini, cu ovocitul primar mai mare, aezat n centru i nconjurat de membrana vitelin i de unul sau mai multe straturi de celule foliculare, poliedrice, mrite n volum membrana Slavjanski se ngroae.

Foliculul secundar (pe cale de cretere sau cavitar) se caracterizeaz prin mrirea n volum i prin prezena unei caviti numit antrum, plin cu lichid folicular, care se dispune n mijlocul celulelor foliculare. Membrana Slavjanski este mai groas i nconjurat de 2 teci: o teac intern, celular i o teac extern, fibroas. n interiorul tecilor, se dispun 45 straturi de celule foliculare, care formeaz ptura granuloas i la un pol, cumulus ooforus. n imediata apropiere a ovocitului, se difereniaz un strat hialin cu o grosime de 1520 m, n care snt cuprinse prelungirile celulelor foliculare periovocitare, care se numete zona pellucida; n afara ei, stratul de celule foliculare formeaz corona radiata. Celulele foliculare n general i cele din corona radiata n special, au cteva caracteristici care au fost clarificate la microscopul electronic. Ele au uu important aparat de organite celulare; mitocondrii, aparat Golgi, ergastoplasm, reticul endoplasmatic, ribozomi liberi. n foliculii; maturi, celulele foliculare ncrcate cu enclave lipidice trimit prelungiri lungi, care traverseaz n totalitate zona pellucida. Unele dintre ele ating ovocitul i se nfund n depresiunile membranei acestuia. OVOCIT PRIMARFoliculul teriar, matur sau foliculul de Graaf, ajunge ca mrime pin la un diametru de 15 -20 mm i se maturizeaz alternativ cte unul, din ovarul stng i din cel drept. El cuprinde de obicei un singur ovocit, uneori i doi. Foliculul ovarian matur este plin cu lichid folicular, rezultat din secreiile celulelor foliculare i proemin la suprafaa ovarului. n jurul ovocitului (diametru 150200 ), se difereniaz straturile de celule foliculare dispuse radiar, care alctuiesc n ansamblu corona radiata, din prelungirile crora se formeaz zona pellucida.Cele 2 teci. intern i extern, din afara membranei Slavjanski, se subiaz mult spre regiunea foliculului care proemin la suprafaa ovarului; aceast zon care apare translucid devine stigma sau macula pellucida.Unii autori mai menioneaz o faz in evoluia foliculului; faz de folicul dehiscent. Ea reprezint imaginea ruperii foliculului matur, la nivelul stigmei i are o durat foarte scurt fimbria ovarica aplicat pe proeminena foliculului capteaz i conduce ovulul spre ostiul abdominal al tubei uterine. Ovocitul cu zona pellucida i celulele foliculare, care alctuiesc corona radiata, snt expulzate mpreun cu lichidul folicular, realiznd ovulaia.

Ovulaia are loc la aprox. 141 zi. ncepnd cu prima zi a hemoragiei menstruale, indiferent de lungimea ciclului menstrual, care poate fi de 23, 28 sau 30 de zile. n timpul ovulaiei, fimbria ovarica a tubei uterine se aplic pe relieful foliculului i capteaz ovocitul, care mpreun cu lichidul folicular ptrunde n tuba uterin. Dup ovulaie, foliculul ovarian deschis sufer o serie de transformri, care l duc la starea de corp galben; acesta, prin secreia de progesteron, pregtete mucoasa uterin pentru nidaie i gestaie. Dac fecundaia nu are loc, corpul galben involueaz (corp galben periodic), iar n momentul de criz hormonal local, mucoasa uterin hiperemial se desprinde i se elimin cu hemoragia numit flux menstrual. ncepe apoi maturarea unui nou folicul ovarian, care dureaz aprox. 14 zile i este urmat de ovulaie i de evoluia corpului galben n urmtoarele 14-zile. n felul acesta, un ciclu ovarian de 28 de zile, care cuprinde maturarea foliculului si evoluia corpului galben, mucoasa uterin i rspunde funcional tot cu un ciclu de 28 de zile, care se termin cu eliminarea ei n fluxul menstrual, pentru ca s nceap un nou ciclu ovarian. La adolescente, apar i cicluri anovulatorii, dar cu menstruaia prezent. Cele 2 cicluri, maturarea foliculului cu deschiderea lui i hipertrofia mucoasei uterine, ajung n aceeai perioad s ofere condiii optime pentru nidarea oului.

Administrarea de progesteron poate s opreasc procesul de ovulaie, fapt care explic folosirea lui n contraceptivele orale. Ovulaia poate fi stimulat prin administrarea de FSH, urmat de hormonul corionic gonadotrop sau prin tratarea cu citrat de clomifen, procedeu recomandat n sterilitatea anovulatorie.

Corpul galben rezult din transformrile peretelui folicular dup ovulaie: ptura granuloas sufer o luteinizare i este invadat de capilare sanguine de ordine tecal.

Dup ruperea foliculului, pereii se plicatureaz i apare corpul galben cu un coagul central. Peretele lui este constituit de celulele granuloase modificate, mpreun cu celulele tecii interne. Teaca extern se subiaz. Coagulul central devine o mas fibroas, care nglobeaz celule detaate din ptura granuloas, organizndu-se ulterior ntr-un esut de tip mixoid.

Celulele pturii granuloase i ale tecii interne se multiplic i se modific in felul urmtor: primele i mresc volumul i citoplasm lor ia aspect vacuolar, devenind celulele luteale granuloase, iar la nivelul tecii, o parte din celulele tecale i schimb forma i devin celule luteale tecale. Ele se hipertrofiaz, se alungesc i ptrund n ptura granuloas prin ruperea membranei Slavjanski de ctre vasele tecii.

n interiorul celulelor corpului galben, au fost delectate numeroase enclave lipidice (colesterol, fosfolipide, cerebrozide), acid ascorbic dozabil biochimic i un echipament enzimatie coninnd peste 40 de enzime. Ultrastructura lor demonstreaz prezena unor modificri, care le deosebesc de celulele pturii granuloase: reticul endoplasmatic i elemente ergastoplasmice reduse, un numr mai mic de ribozomi liberi i mitocondrii n vecintatea capilarelor sanguine:

-Evoluia clinic a foliculilor ovarieni nu intereseaz dect un numr limitat de foliculi. Aproximativ 300- 400 ajung la evoluia ciclic complet i devin foliculi evolutivi. nc nu se cunosc cauzele care determin evoluia unui folicul sau a altuia. Foliculii ovarieni (primari sau secundari) care nu evolueaz prezint un fenomen de involuie, care se numete atrezie folicular. Acelai fenomen se petrece i cu corpul galben, dac nu apare sarcina, iar fenomenul se numete luteoliz.Fenomenele de atrezie folicular intereseaz i ovocitul. Citoplasm devine granuloas, nucleul hipercromatie i picnotic. Celulele foliculare se altereaz i ele, suferind picnoze, iar locul foliculului n totalitate este ocupat de o mas de esut scleros, numit corpus albicans.Activitatea endocrin a ovarului se traduce prin elaborarea mai multor hormoni: esterogeni, progesteron, relaxin i hormoni androgeni. Se admite, n general c hormonii estrogeni snt elaborai de ctre glanda tecal i celulele interstiiale. Progesteronul este elaborat de celulele luteale, iar relaxina se elaboreaz n celulele luteale din ovar, n placent, n endometru. Hormonii androgeni snt elaborai de ctre celulele stromei corticale a ovarului i celulele hilului ovarului.

Etapele ovogenezei

Ovogeneza cuprinde succesiunea evenimentelor, prin care se realizeaz ovulul (ovum), celula sexual feminin matur, apt pentru fecundaie.

Ovogeneza parcurge aceleai etape, ca i spermatogeneza, cu deosebirea c prima diviziune a meiozei ncepe n timpul vieii fetale (luna a III-a) i se termin n momentul ovulaliei, n intervalul dintre pubertate i menopauz.

n prima faz, de multiplicare, ovogoniile sau celulele sexuale feminine primare, venite n gonade din peretele sacului vitelin, se nmulesc prin mitoze n corticala ovarelor, ntre lunile fetale a III-a i a VII-a i constituie un stoc de aprox. 2 milioane de ovocite primare cu 46, XX cromozomi, la ftul de sex feminin. Acest numr se reduce mult n timpul copilriei.

Faza de cretere are loc n viala intrauterin, nucleul ovocitului I devenind mai mare, citoplasm mai palid i mai bogat n substane nutritive. n jurul ovocitului, se organizeaz un strat de celule foliculare i tot ansamblul formeaz foliculul primar.Faza de maturaie ncepe tot nainte de natere, prin iniierea primei diviziuni a meiozei. Aceasta ramne blocat n profaz, ntr-un lung diploten numit dictioten, pn cnd ovocitul respectiv ajunge la ovulaie. Cu 12 zile nainte de ovulaie, meioza I se termin. Rezult ovocitul secundar i primul globul polar sau polocitus I. Acesta este o celul mic, nefuncional, cu urme de citoplasm i cu 23,X cromozomi, ca i ovocitul II, care primete toat citoplasm.

La ovulaie, ovocitul II ncepe a 2-a diviziune a meiozei dar aceasta se oprete n metafaz. Dac are loc fecundaia, diviziunea a II-a meiotic se completeaz i rezult ovocitul matur i al 2-lea corpuscul polar sau polocitus II; care degenereaz rapid. Ambele celule au 23,X cromozomi.

Starea de ateptare a ovocitului n dictioten sau status quiescens se datorete unei substane numit inhibitor al maturaiei ovocitului (OMI); substan secretat de celulele foliculare, care nconjur ovocitul primar i care oprete meioza. Aceast faz, n care meioza rmine blocat, este o perioad de mare labilitate genetic i de mare susceptibilitate fa de factorii teratogeni (n special radiaii ionizante). Cu ct aceast perioad este mai lung, cu att riscul teratogen este mai mare.Dup natere, din stocul mare de ovocite primare, o parte dispare n foliculii atrezici, iar din cele care rmin numai 300 400-ajung la maturaie n toat perioada reproductiv a femeii.

Celula sexual feminin matur sau ovocitul matur este una din cele mai mari celule ale corpului avnd aprox. 150m. Ea are n citoplasm suficient material nutritiv pentru primele zile ale dezvoltrii embrionului, la formarea cruia particip. Materialul nutritiv este adunat n citoplasm, ncepnd cu perioada de ovocit I. Ficatul particip activ la acest fenomen, fapt dovedit prin studii experimentale asupra vitelogenezei la psri.

Nucleul ovocitului este rotund i situat central sau excentric, cu unul sau mai muli nucleoli i acoperit de o membran dubl cu pori.

Citoplasm conine organitele comune grupate n vecintatea nucleului: mitocondrii (formeaz o coroan perinuclear uneori incomplet), aparat Golgi, lizozomi, puini ribozomi, reticul endoplasmatic i numeroase plcue de vitelus, ncorporate sau elaborate prin procesul de vitelogenez. Citoplasm, conine mult ARN liber i nucleul vitelin sau corpul Balbiani format din lamele inelare i mitocondrii asamblate lng nucleu ntr-o formaiune ovoidal.

Organizarea citoplasmei n ovocite i interrelaia ei cu suprafaa oului se consider a fi baza diferenierii celulare, care conduce la formarea unor blastomere cu potenialiti diferite. Diferenierea se realizeaz direct, prin repartizarea unor factori specifici n anumite blastomere, sau indirect, prin formarea de cmpuri morfogenetice sau a altor sisteme care conduc la, difereniere. Aceste mecanisme singulare; sau combinate snt confirmate la unele specii, dar la mamifere nu exist indicaii precise asupra localizrilor citoplasmatice n ovocit.Membrana ovocitului, bilaminat, lipoproteic, prezint microviloziti, care se angreneaz cu prelungirile celulelor foliculare nconjurtoare care l hrnesc.

Membrana ovocitului (ovulului) are proprieti multiple la nceputul dezvoltrii: n polarizaia citoplasmei, n organizarea ei, n stabilirea poziiei nucleului i n activitatea nuclear, n fecundaie, n activare, n stabilirea planurilor de diviziune a zigotului i altele.

Mecanismul dominant, care regleaz majoritatea acestor funcii, pare s fie interrelaia dintre citoplasm cortical i membrana celular.

Zona pellucida, care nconjoar ovocitul, are aspect filamentos, este de natur mucoproteic i conine acid hialuronic, mucopolizaharide i glicoproteine; dimensiunile ei ajung la 17 m.

n faza de maturizare, ovocitul I din foliculul matur are un numr crescut de mitocondrii, care se disperseaz n toat citoplasm i aparatul Golgi extins. Acum se formeaz zona cortical a citoplasmei sau cortexul, bogat n actin.i microfilamente i situat imediat sub membrana celular. Toate acestea au rol n fecundaie, participnd la formarea lichidului perivitelin, care asigur i el monospermia.

Gametul feminin, la om, devine matur i apt pentru fecundaie, n stadiul de ovocit II, stadiu la care ajunge n momentul ovulaiei.

Capacitatea vital a gametului feminin, diferit dup specie, este de 24 de ore la om.

PATOLOGIA GAMEILORPe parcursul desfurrii gametogenezei, meioza este perioada cea mai labil. n timpul meiozei, pot s apar mai frecvent accidente de non-disjuncie, ntrziere anafazic i alte erori de recombinare intra- i intercromozomic. Tendina ereditar la non-disjuncie a fost semnalat foarte rar. Gameii anormali pot participa la fecundaie condiionnd o vast patologie embriofetal prin zigoi anormali, purttori de anomalii cromozomiale de numr sau de structur. Aberaiile cromozomiale ale gameilor pot interesa orice cromozom.

Durata lung a meiozei I, care este blocat din timpul vieii fetale pn la ovulaia oricnd posibil n perioada reproductiv a femeii, expune ovocitul la un numr mai mare de accidente cromozomiale, n special la femeile trecute de 35 de ani.

n meioza ovogenezei, poate avea loc ntrzierea anafazic a cromozomului 21 i formarea de gamei inegali: 24,X i 22,X. Ovulul este de asemenea implicat ntr-o mai mare msur dect spermatozoidul n apariia sindromului Turner.

Ovociii nu prezint forme patologice, pot ns exista 2 sau mai muli ntr-un folicul primar. Acetia de obicei nu ajung la maturaie, dar dac totui snt expulzai i fecundai, din ei se dezvolt gemeni neidentici. Ovociii cu 2 sau 3 nuclei de asemenea nu ajung la maturaie.Experimental s-a putut obine deplasarea aparatului meiotic al ovocitului prin centrifugare: s-au obinut ovule i polocii gigani, egali ca mrime cu ovocitul. S-ar putea ca acest fenomen s se ntmple i n realitate n mod accidental. Acest fapt ar explica apariia himerelor din fuziunea zigoilor rezultai prin fecundaia celor 2 celule ale fazei finale a ovogenezei.

Vrsta naintat a tatlui crete riscul mutaiilor genice n timpul spermatogenezei n senectute, crete numrul celulelor rotunde i scade fertilitatea spermei.

Anomaliile morfologice ale spermatozoizilor apar mai degrab ca accidente ale spermiogenezei, 20% din spermatozoizii unui ejaculat fiind de obicei anormali. Se consider c acetia nu iau parte la fecundaie, cei mai muli nefiind n stare s depeasc bariera de mucus din colul uterin. Astzi, se cunosc o serie de factori, care mresc procentul de spermatozoizi anormali: razele X, substanele alergizante i unele substane antispermatogene, colchicina i alte toxice ale diviziunilor celulare.

Ambele feluri de gamei, masculini i feminini, pot prezenta aberaii cromozomiale de numr sau structur, frecvena celor numerice crescnd cu vrsta.FECUNDAIA l PATOLOGIA El

FECUNDAIA l CONSECINELE ElFecundaia reprezint complexul de fenomene cuprinse ntre momentul contactului celor 2 gamei de sex opus, cu amestecul materialului lor i metafaza primei diviziuni mitotice a zigotului; sfritul fecundaiei devine astfel timpul I a ontogenezei, startul dezvoltrii embrionare.

Din milioanele de spermatozoizi depui n vagin, cteva mii ajung s traverseze cavitatea uterin i doar cteva sute urc n tubele uterine. Pe acest parcurs, spermatozoizii dobndesc putere fecundant sau capacitaie. Ascensiunea spermatozoizilor n cile genitale feminine devine posibil prin propriile lor micri i prin micrile antiperistaltice, utero-tubare, favorizate de prostaglandinele din sperm. Coborrea ovocitului este favorizat de micrile cililor epiteliului tubar, de direcia de circulaie a lichidului din tubele uterine spre cavitatea uterin i de peristaltismul musculaturii tubare. ntlnirea gameilor are loc n 1/3 extern a tubei uterine, unde spermatozoizii nconjur corona radiata i unii o traverseaz, dispersnd celulele foliculare cili ajutorul hialuronidazei acrozomiale i a micrilor flagelului. Tot cu ajutorul enzimelor acrozomiale este strbtut i zona pellucida. La traversarea ei, intervine activ acrozimul acrozomial.

Ea contactul primului spermatozoid cu membrana ovulului, apare o reacie n zona cortical a citoplasmei, care i schimb consistena; de asemenea, prin modificri fizico-chimice, induse de enzimele lizozomale eliberate din granulele cortexului ovocitului secundar, se mpiedic ptrunderea altor spermatozoizi, realiznd monospermia. Tot fenomen de suprafa este i recunoaterea speciei spermatozoidului, deoarece numai cel care aparine aceleiai specii poate fi fecundant. Spermatozoidul care a strbtut zona pellucida ajunge n contact cu membrana plasmatie a ovocitului i capul lui se ataeaz de aceasta, n regiunea de contact, membranele celor 2 gamei fuzioneaz i se rup, permind astfel intrarea spermatozoidului n ovocit.

Spermatozoidul ptrunde ntreg, cap i flagel, dar fr membrana de nveli, care rmne afar, ataat de membrana celular a ovocitului. Se crede astzi c el este; condus spre nucleul ovocitului prin activitatea contractil a corticalei, stratul, de citoplasm de la suprafaa ovocitului, care formeaz un adevrat sistem dinamic, capabil s reacioneze la stimuli diferii, n acest timp, ovocitul i termin cea de a 2-a diviziune meiotic, elibereaz al 2-lea corpuscul polar i devine ovul matur. Nucleul lui se umfl i se transform n pronucleu feminin.

Nucleul spermatozoidului fecimdant se mrete i devine pronucleu masculin, n timp ce flagelul se dizolv n citoplasm. Formarea pronucleilor este un moment n care se pot transfera gene. Snt acceptate gene strine i nserate n genomul zigotului.

Cei 2 pronuclei se apropie, vin n contact, membran nuclear se dizolv, se recombin materialul genetic (amfimixia) i ncepe metafaza. primei diviziuni mitotice a zigotului, fapt care marcheaz nceputul unei viei noi.

n timpul amfimixiei, se pot produce mutaii induse de unii teratogeni din lichidul tubar.

Consecinele fecundaiei. Prima consecin a fecundaiei este activarea ovocitului, care i termin a 2-a diviziune a meiozei, eliminnd surplusul de ADN sub forma celui de-al 2-lea corpuscul polar. n activare, este implicat i suprafaa oului, care intervine n nceputul i felul segmentrii. n citoplasm, apar modificri legate de creterea metabolismului, se redistribuie Ca++ i K+ crete consumul de oxigen, se accentueaz, metabolismul proteic apar cureni citoplasmatici i se elimin surplusul de citoplasm n spaiul perivitelin (deuteroplasmoliz), crete vscozitatea citoplasmei. Participarea activ a citoplasmei i a membranei gametului feminin face ca rolul acestui gamet n evoluia zigotului s fie preponderent. Experimental, s-a constatat, la unele animale nemamifere, c interaciunea celor 2 gamei este foarte trns nc de la contactul, lor, punctul de intrare a spermatozoidului fecundat fiind un stimul pentru orientarea spaial a citoplasmei ovocitului.

Zona cortical a ovociilor apare astfel ca un sistem dinamic, capabil s reacioneze la stimuli, care se demasc numai la fecundaie i care pot activa potenialiti pn atunci ascunse. Alte experiene dovedesc relaia dintre membrana celular i genom. Semnale din micromediul celulei sunt percepute de receptorii de membran i transmise genomului, care la rndul Iui este programat s produc anumite secvenei de receptori n membran.

La nivelul nucleului, se reconstituie numrul diploid de cromozomi, caracteristic speciei, 2n=46 la om, numr care asigur viabilitatea zigotului fecundaia compensnd astfel meioza. n fecundaie, continu transcrierea genelor structurale, care a nceput deja n ovocit. Translaia apare numai dup fecundaie. n acest fel, apar unele proteine embrionare, cum ar fir actina, tubulina i unele proteine embrionare.

Aportul materialului genetic din cromozomii materni i paterni permite la nivelul zigotului realizarea unui numr impresionant de combinaii, care asigur unicitatea noii fiine.

Determinarea cromozomic a sexului este o alt consecin a fecundaiei. Combinaia unui gamet masculin 23,X cu gametul feminin 23,X produce un zigot de sex feminin 46,XX, iar combinaia unui gamet masculin 23,Y cu un gamet feminin 23,X produce un zigot de sex masculin, 46XY. Sexul cromozomial stabilit prin fecundaie va fi n mod normal acelai cu sexul fenotipic al fiinei care se dezvolt din zigot, dac toate celelalte etape de sexualii zare se desfoar normal.

Proporia sexelor n momentul concepiei, considernd numrul egal al gameilor, ar trebui s fie de 1 : 1, dar ea nclin n unele regiuni spre sexul masculin. Probabil spermatozoizii 23, Y snt mai favorizai de pH-ul vaginal.

n alte regiuni ale globului, balana sexelor nclin uor spre sexul feminin, probabil n urma eliminrii prin avort spontan a unui numr mai mare de embrioni masculini, mai sensibili.

In vitro, se pot separa spermatozoizii cu cromozom de sex X de cei cu Y datorit diferenei de mobilitate dintre ei, felului diferit de migrare n cmpul electric i diferenelor morfologice. n practic, la om nu se folosesc asemenea tehnici pentru a nu influena sex ratio natural. S-a renunat i la amniocenteza practicat n scopul cunoaterii timpurii a sexului, din aceleai motive.

n zilele 812 ale dezvoltrii embrionare, apare evident cromatina de sex, sex cromatina sau corpusculul Barr, care reprezint cromozomul X inactivat din perechea de cromozomi de sex ai femeii. Numrul corpusculilor Barr este totdeauna egal cu numrul cromozomilor X minus 1.

O ultim consecin a fecundaiei este seria de diviziuni de clivaj de, la nceputul dezvoltrii zigotului.

PATOLOGIA FECUNDAIEI

Rezultatul fecundaiei este formarea unui zigot din materialul genetic al celor 2 gamei, care particip la fecundaie. Toat dezvoltarea lui ulterioar depinde de acest moment.

n clinic, se, discut uneori despre superfetaie i superfecundaie. Superfetaia csle rezultatul unei fecundaii care se suprapune unei sarcini deja ncepute, fenomen rar la om. Superfecundaia se realizeaz n cazul cnd exist mai multe ovocite fecundate de spermatozoizi provenii de la masculi diferii. Fenomenul se ntlnete la unele mamifere, nu ns i la om. Ambele cazuri snt abateri de la fecundaia normal, fr a avea ns caracter patologic.

Partenogeneza sau dezvoltarea unei singure celule sexuale cte un fenomen obinuit la unele specii inferioare. La speciile superioare i la om are ca rezultat dezvoltarea unui teratom. De obicei evolueaz partenogenetic o celul diploid cu 46 de cromozomi aflat n stadiile dinaintea diviziunii meiotice. Ovulele imature i cele hipermature pot accepta dispermia, caz n care apare o himer. Ea rezult din unirea celor 2 zigoi provenii din fecundarea ovulului i a corpusculului polar II. Individul are 2 linii celulare deosebite i cnd spermatozoizii fecundanti au fost diferii ca sex, el va avea cariotipul 46,XX /46,XY.Din constatrile lui Hertig, reiese c 16% din ovocitele fecundate nu snt capabile de clivaj, fie pentru c spermatozoizii nu le-au ptruns, fie c nu funcioneaz normal mecanismul lor mitotic. Zigotul normal, capabilele a se dezvolta, este rezultatul unei fecundaii normale ntre gamei normali. Gameii anormali, participani la fecundaie dezvolt zigoi anormali, n general incapabili de a forma embrioni, care s depeasc primele 2 luni ale dezvoltrii. Cei cu aberaii cromozomiale grave se pierd n primele 34 sptmni, prin avort spontan. Totalul avorturilor prin aberaii cromozomiale ajunge s formeze jumtate din totalul avorturilor spontane. Cu toate c selecia natural acioneaz att de sever n viaa intrauterin, o parte dintre embrionii cu aberaii cromozomiale, aproximativ 10-13% i continu dezvoltarea. .

Aberaiile cromozomiale numerice de tipul: poliploid (de, cteva ori setul haploid de cromozomi) snt incompatibile cu dezvoltarea. Aneuploidiile (modificarea n plus sau n minus a numrului normal diploid de cromozomi) permit formarea schiei embrionare, dar majoritatea se pierd prin avort genetic.

Aberaiile structurale ale cromozomilor, translocaiile dezechilibrate, deleiile, izocromozomii, cromozomii n inel permit ntr-o oarecare msur formarea i dezvoltarea embrionilor. Unii se pierd prin avort spontan; cei care se dezvolt prezint malformaii congenitale.CICLUL OVARIAN l UTERINActivitatea endocrin ciclic, lunar a ovarelor, cu consecinele ei la nivelul cilor genitale feminine i al glandelor mamare, este coordonat de hormonii secretai de lobul anterior al hipofizei i de hipotalamus.

Sub influena gonadotropinelor hipofizare, activitatea endocrin, difazic, a ovarelor este stimulat odat cu pubertatea. Ciclului ovarian i corespunde un ciclu uterin, cu transformri la nivelul mucoasei uterine, care trebuie s fie: pregtit s primeasc i s hrneasc produsul de concepie.

Hormonul hipofizar foliculostimulant (FSH) antreneaz dezvoltarea i creterea foliculului ovarian. Acesta la rndul lui secret hormoni estrogeni (estradiolul), care determin transformrile mucoasei uterine din perioada preovulatoare. Creterea cantitii de estrogeni n snge determin secreia de hormon hipofizar luteotrop (LH) prin feed-back, pozitiv. Descrcarea brusc de LH i FSH, care are loc cu 37 40 de ore nainte de ovulaie va produce ovulaia, acionnd asupra celulelor din tecile foliculare. Ovulaia are loc la 14 zile 1 zi, socotind din prima zi a fluxului menstrual. Cnd ovulaia este absent, ea poate fi indus prin administrarea de gonadotropine sau de un alt agent ovulator, cum este clomifenul, care stimuleaz secreia de gonadotropine.

Dup expulzia ovulului, foliculul ovarian se transform n corp galben (corpus luteum), sub influena continu a hormonului hipofizar luteotrop (LH). Corpus luteum, provenit din transformrile peretelui folicular (teaca intern i ptura granuloas), ncepe s sintetizeze progesteron i hormoni estrogeni. Dac nu intervine sarcina, corpus luteum continu timp de 2 sptmni secreia acestor hormoni; cnd producerea lor nceteaz i nivelul lor sanguin scade brusc apare menstruaia. Dac are loc fecundaia, corpus luteum crete, devenind corp galben gestativ, a crui secreie crete i ea. Pe parcursul sarcinii, funcia lui este preluat de placent.

Paralel cu fenomenele ciclului ovarian apar transformri ale mucoasei uterine, constituind ciclul uterin, care are 6 perioad preovulatorie i o perioad postovulatorie.

Perioada preovulatorie sau faza estrogenic a ciclului uterin este constituita din 3 subfaze; de descuamare, ntre prima i a 4-a zi a ciclului, care coincide cu fluxul menstrual (dispare zona funcional a mucoasei uterine i rmne cea rezidual sau stratul bazai); de regenerare, ntre a 4-a i a 8-a zi a ciclului, caracterizat prin reconstituirea epiteliului, formarea glandelor uterine i a vaselor dintre ele; de proliferare, care are loc ntre a 8-a i a 14-a zi, reprezentat prin ngroarea mucoasei uterine, dezvoltarea glandelor care devin sinuoase. Apar acum i transformri la nivelul arteriolelor, care se dispun helicoidal. n substana fundamental a corionului mucoasei uterine, apare o cretere a mucopolizaharidelor acide.

Perioada postovulatorie este faza estro-progesteronic a ciclului, care cuprinde i ea tot 3 sub faze: de transformarea glandelor, de edem n corion i de secreie propriu-zis.

Prima subfaza, de transformri glandulare, se desfoar ntre ziua a 16-a i a 21-a a ciclului i se mai numete foliculino-luteinic. n primele 48 de ore dup ovulaie i, formare a corpului galben se constat dezvoltarea glandelor uterine, care devin mai numeroase, mai lungi i mai sinuoase. Celulele glandulare snt foarte nalte (17-20m) i au nucleul deplasat spre partea mijlocie. Ele se ncarc cu glicogen demonstrnd n mod sigur existena corpului galben, ca urmare a unei ovulaii. Vasele sanguine arteriale se dezvolt spiralat, iar corionul se edemaiaz uor.

Subfaza cu edem n corion cuprinde zilele a 21-a i a 22-a i este considerat pregtitoare a nidrii.

Subfaza de secreie propriu-zis, care se desfoar ntre ziua a 22-a i a 28-a este caracterizat prin modificri ale tuturor componentelor mucoasei uterine, n care snt evidente acum 3 straturi: stratul bazal, pe seama cruia se va reface mucoasa dup fluxul menstrual, stratul spongios i stratul compact; ultimele 2 straturi se elimin n timpul fluxului menstrual. n acest timp, celulele corionului prezint o reacie predecidual, cu rotunjirea formei i ncrcarea lor cu glicogen. Apar celulele cu nuclei n halter, glandele uterine devin sinuoase i i mresc activitatea secretorie. Vasele, n special arteriolele, se dezvolt mult, se dispun spiralat, caracteristic, i ating o lungime de 10 ori mai mare dect grosimea endometrului; arterele spiralate snt prevzute cu sfinctere precapilare.

Dac nu are loc fecundaia i nidaia, structurile mucoasei uterine (cu excepia celor din straturile profunde, bazale) se necrozeaz la sfritul ciclului i se elimin pe cale vaginal, cu o pierdere sanguinolent (menstruatia), care conine 3/4 snge modificat, incoagulabil, 1/4 resturi endometriale, mucus i ap. Acest fenomen este determinat de scderea brusc a hormonilor estrogeni i a progesteronului. Astfel, prima zi, a menstruaiei nseamn sfritul unui ciclu i nceputul altuia. Fenomenul este prezent la femeie i la femelele unor specii de maimue.

n cursul ciclului uterin, epiteliul vaginal urmeaz unele modificri caracteristice, cu o faz de proliferare sau.estrogenic i o faz de descuamare sau, luteal posibil de urmrit prin examenul citovaginal.ImplantaiaOul neimplantatOul neimplantat care se formeaz n trompa uterin sufer diviziuni rapide i este transportat spre sediul implantrii (care este uterul) pe parcursul mai multor zile. Astfel, oul st 5 zile n tromp, pn la stadiul de 9- 16 blastomere, dup care se ndreapt spre jonciunea utero tubar i apoi n uter, unde mai sufer diviziuni active nc 24 ore dup care se implanteaz. Experimental, in vitro oul ajunge la stadul de 16 celule n 85 ore, Ia cel de morul n 11-135 ore, iar pentru a ajunge la stadiul de biastocist arenevoie de 123-147 ore.Pentru a avea loc dezvoltarea oului i implantarea trebuie ndeplinite mai multe condiii:

condiii fizico-chimice; presiunea osmotic 285 - 300 mmoli/l; -Ph 7,3;

C02 5% n faza gazoas; vitamine;

-ser uman care este strict necesar pentru ca oul s creasc peste 8 celule.

Aceste condiii sunt eseniale pentru succesul fecundrii in vitro.Tot eseniale pentru implantare sunt secreiile uterine, substanele proteice, cum ar fi uteroglobina care fixeaz progesteronul, lactroferina, precum i substanele cu aciune enzimatic implicate n implantare. n perioada de staionare liber, la nivelul oului au loc sinteze proteice active. Zona pellucid dispare n stadiul de blastul (58 celule) cnd e difereniaz doua feluri de celule:

-trofoblastice - celule periferice alungite, cu microviloziti i canale;

-celule centrale din care se va dezvolta viitorul organism. Acestea sunt globuloase, cu numeroase viloziti. ntre aceste celule apare un spaiu lichidian, formndu-se o cavitate plin cu lichid. Oul a ajuns n stadiul de biastocist, forma n care are loc implantatia.

ImplantaiaEste un mecanism complex prin care oul mamiferelor sub aciunea citokinelor se orienteaz, ader i se cuibrete n grosimea mucoasei uterine. Este un proces foarte important pentru asigurarea dezvoltrii placentare care va permite schimburile materno-fetale. Implantatia marcheaz sfritul perioadei de via liber a oului i are loc n a 6 sau a 7- a zi de la fecundaie.La om implantatia are loc n grosimea stromei endometriale (de tip interstiial). La alte mamifere exist alte tipuri de implantaie: central (pe suprafaa mucoasei) sau excentric (n diverticulii mucoasei) . Cel mai propice endometru pentru implantaie este endometrul n stadiul secretor mijlociu, cnd glandele au activitate secretorie maxim, dar endometrul poate primi oul n orice faz a ciclului.

Blastocistul se deplaseaz i ajunge pe faa ventral sau dorsal a corpului uterin (antimezometrial); deplasarea blastocistului se face prin mijloace puin cunoscute la om. La iepure aceast deplasare se face pe seama contraciilor uterine. Are loc aderarea blastocistului, cu polul embrionar la endometru. Progesteronul activeaz anhidraza carbonic care determin o alcalinizare local mare. Pe de alt parte are loc o activitate litic trofoblastic a polului embrionar al oului i se creaz astfel un contact direct ntre blasiocist i suprafaa endometrului realizndu-se ptrunderea blastocistului, care ncepe s se ngroape n endometru. n acest moment ncepe reepitelizarea, putnd avea loc o mic hemoragie de nidaie - semnul Hartman.

Arteriolele spiralate din imediata vecintate a blastocistului sunt stimulate de prezena blastocistului, suferind un proces de hipertrofie i dilataie capilar. Ca urmare se produce staza sanguin cu eliberarea de substane de tip histaminic care determin transformarea celulelor din jur (pre-deciduale) n celule deciduale. Are astfel loc procesul de decidualizare, care debuteaz n stroma din jurul blastocistului i se extinde apoi n tot endometrul. Ea este maxim n 1/3 superficial. Celulele deciduale sunt celule cu citoplasm clar, vezicular, legate ntre ele prin legturi laxe intercelulare. Prezena blastocistului implantat este principalul stimul al procesului de decidualizare.Decidualizarea are dou roluri:

protectiv fa de proprietile invazive ale trofoblastului; astfel pot apare placenta acreta, increta, percreta;

nutritiv fetal.

Se individualizeaz astfel:

decidua capsular care acoper cavitatea uterin i oul;

decidua bazal care nvelete oul i miometrul;

-decidua vera care reprezint restul mucoasei uterine.Embrionul crete i ajunge s ocupe ntreaga cavitate uterin spre sfritul lunii a III-a decidua capsular i vera fuzioneaz. Mai poate apare astfel menstruaia peste sarcin.

Oul este considerat o semialogref (substane proteice sintetizate de informaia genetic patern) i ca urmare determin formarea de aloantigeni (semnalai la mamiferele inferioare). Cu toate acestea nu apar fenomene de reject, indiferent de paritate, datorit mecanismelor de protecie imunologic. n afar de aceasta n sarcin exist o supresie imunologic general.

EmbriogenezaProdusul de concepie uman parcurge n dezvoltarea sa intrauterin dou mari perioade:

Perioada embrionar ce dureaz aproximativ 2 luni, incluznd la rndul ei mai multe faze succesive:

-segmentarea n cursul creia oul fecundat (zigotul) se divide n blastomere; gastrularea,n cursul creia prin migrrile celulelor se formeaz cele trei fore embrionare.

organogeneza, de-a lungul creia are loc edificarea aparatelor i sistemelor (cu diversele lor organe);

histogeneza, constnd n diferenierea celulelor organelor nou formate, prin care acestea devin apte s-i ndeplineasc funciile crora le sunt destinate.Perioada fetal, care ncepe cu a treia lun de via intrauterin, de-a lungul creia ftul nu sufer practic dect fenomenele de maturare.

Prima sptmn: segmentarea i nidaia ouluiOul fecundat sau zigotul, rezultat la contopirea celor doi gamei (celule sexuale mature) de sex opus, se divide succesiv n blastomere. Segmentarea debuteaz imediat dup fecundare:

la 30 de ore de la fecundare, oul este format din dou blastomere inegale; la 60 de ore, este format din 8 blastomere;-n ziua a 3-a, a 4-a, oul ajuns n stadiul de MORUL este format din 12-16 blastomere alctuind dou grupe distincte:

a.un grup intern, embrioblastul alctuit din celule mal voluminoase din care se va dezvolta embrionul,

b.un grup extern, trofoblastul alctuit din celule mai mici din care se vor individualiza corionul i placenta.n primele 3-4 zile de via oul plutete n lichidul tubar, nspre ostiumul uterin al salpingei, fiind nconjurat de ctre zona pelucid. Urmtoarele zile, nconjurat de aceeai zona pellucida rtcete liber n cavitatea uterin.

Pe ntreg parcursul su tubar, se hrnete graie rezervelor sale nutritive limitate i a secreiilor tubare - etapa de hrnire embriotrof.Implantarea are loc la 6-7 zile de la fecundare. Oul atinge n acest moment stadiul de blastocist, prin interpunerea ntre embrion i trofoblast a unei caviti cu coninutul lichidian.

n stadiul de blastocist, hrnirea oului este asigurat prin produsele de secreie ale glandelor mucoasei uterine i resturile tisulare celulare epiteliale sau conjunctive.

n mod schematic, n cursul dezvoltrii intrauterine produsul de concepie uman parcurge cteva etape succesive sub aspectul nutriiei sale : etapa embriotrof, pe parcursul creia apeleaz la vitelusul nutritiv de provenien ovular, la corona radiat i secreiile glandelor endosalpingiene i endometriale;

histiotrof, n care oul uzeaz structurile celulare materne, la locul de implantare. Produsele de nutriie i parvin embrionului prin difuziune direct transtrofoblastic, iar mai trziu prin intermediul circulaiei sacului vitelin);

hematotrof, modalitate de nutriie ce se instituie odat cu stabilirea circulaiei feto - placentare i care se menine pn la natere.Oul se implanteaz (nideaz) n grosimea mucoasei uterine prin intermediul polului su embrionar i graie activitii proteolitice a celulelor trofoblastice. Prin antilizine mucoasa uterin limiteaz aciunea histolitic a trofoblastului. Se stabilete astfel un echilibru, care concur n ultim instan la grefarea normal a oului.

Sptmna a doua: formarea discului embrionarCelulele embrioblastului - butonului embrionar - i se difereniaz la nceputul celei de-a doua sptmni de via, n dou foie: - superficial: ectoblastul - ectophyllum (denumit nc i ectoderm)-profund: endoblastul-endophyllum (sau endoderm)

Se constituie astfel discul embrionar.didermic care va persista ca atare pn n ziua a 15-a de via. Celulele discului embrionar vor suferi n acest interval de timp o continu multiplicare.

ntre ectoblast i troboblast se formeaz vezicula amniotic primar, tapisat n interior cu celule aplatizate denumite amnioblati i care conine lichid amniotic.Sptmna a treia: gastrulareaSe caracterizeaz prin apariia celei de a treia foie embrionare mezoblastul sau mezodermul (cordomezodermul). Mezoblastul se formeaz din celule ectoblastice care alunec i se insnueaz ntre cele dou foie iniiale, la nivelul liniei primitive. Embrionul i va forma, prin invaginarea ectodermului la extremitatea anterioar a liniei primitive, prelungirea cefalic.n ziua 19-a, prelungirea cefalic se alungete n direcia caudal, transformndu-se n canal cordal.La cele dou extremiti ale embrionului apar membranele faringian i respectiv cloacal, ambele lipsite de mezoblast . ncepnd din sptmna a 3-a, embrionul nu mai este ataat la trofoblast dect prin intermediul pediculului embrionar-pedicul de fixare, viitorul cordon ombilical. n aceast sptmn, anterior membranei cloacale apare i canalul alantoidian, diverticul n form de deget de mnu care se afund progresiv n ,grosimea pediculului de fixare.

Foiele embrionare i derivatele lorEctodermul (ectophyllum) d natere esutului nervos i epidermului.

Mezodermul va forma scheletul, muchii, esutul conjunctiv, aparatul circulator i aparatul renal.Sptmna a patran aceast sptmn, prin creterea progresiv, cavitatea amniotic va nconjura n totalitate embrionul.

Sacul vitelin (secundar) s-a divizat deja n intestin primitiv i vezicula ombilical (sac vitelin definitiv) care va regresa ulterior.Alantoida nainteaz treptat n grosimea pediculului embrionar mpreun cu vasele ombilico-alantoidiene. Se difereniaz capul i extremitatea caudal.

Tubul cardiac primitiv ncepe s fie animat de pulsaii ritmice. n ziua a 30-a de dezvoltare, embrionul msoar 4,5 mm n lungime.

Luna a II-a de vian prima lun de via, creterea embrionului este lent. n cea de-a doua lun, procesele de cretere i difereniere sunt, n schimb, mult accelerate. Embrionul parcurge o perioad rapid de morfogenez.Embrionul i modific majoritatea organelor sale, dup o cronologie care, n mare, este urmtoarea:

schiele cordului i ale placodelor auditive apar n ziua a 18-a; tubul neural i ncepe diferenierea din ziua a 20-a; placoda optic, pulmonul, pancreasul, membrele inferioare i ncep morfogenez n ziua a 28-a;

-placoda olfactiv apare n ziua a 30-a; - minile se schieaz n ziua a 42-a; -cordul este definitiv structurat din ziua a 49-a de dezvoltare.

Procesele de morfogenez sunt controlate prin mecanisme complexe. Acestea pot fi perturbate cu uurin datorit marii sensibiliti fa de anumii factori de mediu intern sau extern, ce pot agresiona embrionul prin intermediul organismului matern. Intervalul cuprins ntre zilele a 16-a i a 60-a de dezvoltare reprezint perioada de maxim sensibilitate teratogen.n luna a II-a de via intrauterin se dezvolt mult extremitatea cefalic i se modeleaz faa.Pe cele dou flancuri ale embrionului apar crestele lui Wolf, reliefuri alungite la extremitile crora se formeaz schiele membrelor. Spre sfritul lunii a II-a, alantoida dispare. Vasele alantoidiene realizeaz din ziua a 21-a racordul ntre capilarele vilozitare i vasele embrionului, participnd astfel la stabilirea circulaiei feto-placentare. Poiiunea intraembrionar a veziculei alantoide contribuie la formarea sinusului urogenital, n timp ce restul su se transform ntr-un vestigiu fibros-uraca.

Luna a III-a de vian cursul acestei luni ncepe perioada fetal de via intrauterin. Produsul de concepie uman devine ft, prezentnd n continuare rapide procese de cretere. Se finiseaz n acest timp, histogeneza. Dezvoltarea morfo-fiziologic a principalelor aparate i sisteme face ftul viabil, ncepnd cu finele lunii a VI-a i debutul lunii a VII-a de via.FOIELE EMBRIONARE l DERIVATELE LORECTODERMEpiderm, sistem nervos (plac-an-tub neural).MEZODERM- axial-coaste dorsale-schelet prirnitiv

-paraaxial-esu conjunctiv i schelet miotoame-muchi dermatoame i esut subcutanat

-intermediar-cordon nefrogen-aparat renal al lamei laterale somato i splahnopleuraENDODERM - glande digestive.anexe

-epiteliul digestiv -epiteliul respirator

SACUL VITELIN - primar-secundar-intraembrionar- tubul digestiv primitiv, canalul vitelin - extraembrionar- vasele vitelineALANTOIDA (dispare la sfritul lunii a II-a) -intraernbrionar-aparat urinar -extraembrionar-vasele ombilicoalantoidieneGeneticDiviziunea celulara

Mitoza diviziunea celulelor somatice

La plante si animale, diviziunea celulara este un mecanism complex, un fenomen ciclic.

CICLUL CELULAR:cuprinde diviziunea nucleului (mitoza) care are loc in 4 faze, diviziunea citoplasmei (citochineza) si interfaza.

Ciclul celular este alcatuit dintr-o faza in care se dubleaza numarul de molecule (interfaza) si din mitoza.

Mitoza este acea faza a ciclului celular in care au loc procesele de distribuire a moleculelor sintetizate in interfaza la cele doua celule fiice. In interfaza cromozomii exista dar sunt invizibili la microscop.

Fazele mitozei:

Profaza: In profaza, primul stadiu al mitozei cromatina (substanta nucleara) se impacheteaza in cromozomi nucleolul disparand.

centrioli

Cromozomi bicromatidici

Formarea fusului de diviziune

Metafaza: In aceasta faza, cromozomii sunt foarte condensati, bicromatidici si imobilizati in centrul celulei, formandu-se placa ecuatoriala. Tot acum se formeaza fusul de diviziune, membrana nucleara se dezorganizeaza si are loc separarea cromatidelor.

Centrioli

Fus de diviziune

Anafaza: In faza a treia, cromozomii sunt monocromatidici si se deplaseaza pe fusul de diviziune spre polii celulei. La celula animala exista la polii celulei doi centrioli.

Separarea cromatidelor surori

Telofaza: Faza ultima a mitozei incepe cu formarea celor doua celule-fiice. Cromozomii monocromatidici formeaza grupuri distincte la cei doi poli ai celulei. Tot acum incepe sa se formeze invelisul nuclear si sa se separe cele doua celule fiice.

Formarea invelisului celular

Citochineza sau diviziunea citoplasmei: In elulele fiice apare o membrana care imparte citoplasma si vechea celula in doua parti distincte.

Importanta: - Mitoza ajuta la cresterea si regenerarea tesuturilor uzate.

Exista si diviziuni celulare necontrolate, cu ritm ridicat de inmultire rezultatul lor fiind tumorile canceroase.

Meioza diviziunea celulelor reproducatoare

Celulele cu n cromozomi se numesc haploide iar cele cu 2n cromozomi se numesc diploide.Formarea gametilor are loc prin meioza (din grecescul meion=a micsora) din celule cu 2n cromozomi. Prin fecundatie se restabileste numarul 2n.

Meioza reprezinta un ansamblu de doua diviziuni succesive, pornind de la o celula diploida si terminand cu formarea a 4 celule haploide.

Prima diviziune meiotica: este reductionala. Ea se desfasoara in etapele numite profaza 1, metafaza 1, anafaza 1, telofaza 1.

In profaza 1 are loc un fenomen deosebit de important: imperecherea cromozomilor de origine paterna cu cei de origine materna (omologi). Cromozomii omologi sunt similari ca structura si functie. Prin unirea lor iau nastere tetradele.

Din cele 4 cromatide ale cromozomilor omologi doua sunt implicate in schimbul reciproc de material genetic.

In metafaza 1, cromozomii sunt inca in tetrade (tetracromatidici) si sunt alineati in zona ecuatoriala a celulei.

In anafaza 1 are loc separarea cromozomilor omologi din tetrada acestia devenind bicromatidici.

In telofaza 1, cromozomii bicromatidici migreaza spre cei doi poli. Se despiralizeaza si se formeaza doua celule haploide; de aceea aceasta prima diviziune este reductionala.

Prima si a doua diviziune meiotica sunt separate de o interfaza de scurta durata in care nu se dubleaza cantitatea de ADN.

A doua diviziune meiotica: se dasfasoara ca o mitoza obisnuita, dar cromozomii sunt recombinati formand un mozaic de material genetic de origine materna si paterna.

CromozomiiProgresele din domeniul citologiei, studiul celulei i a componenilor celulari, a condus la o realizare major n nelegerea naturii fizice a ereditii. Cromozomii sunt structuri celulare dinamice i constante, cu funcii citologice i genetice eseniale. Cromozomii eucariotelor sunt constituii din cromatin, nume colectiv dat cromozomilor n interfaz, despiralizai. n interfaz, cromatina are rol n transmiterea informaiei genetice de la o molecul de ADN la alta, precum i de la ADN la ARNm. Cromatina reprezint un complex, alctuit din ADN, histone, proteine nehistonice i puin ARN ct i ioni de calciu i magneziu care formeaz cromozomii. Exist sub dou forme: dens (heterocromatin) i cromatin dispersat (eucromatin). ADN-ul din eucromatin este format n special din secvene nucleotidice unice, dar i din secvene repetitive care servesc ca situsuri de iniiere i de stopare a transcripiei, precum i ca puncte de mpachetare pentru meninerea structurii cromozomiale n timpul diviziunii celulare. ADN heterocromatic este format n mare parte din ADN repetitiv.

Proteinele cromozomiale sunt histone, proteine bazice i conin peste 20% aminoacizi bazici, n special arginin i lizin. Se cunosc patru tipuri de histone: H1, H2, H3 i H4. Histonele au rol n stabilitatea dublului helix de ADN, represarea transcripiei genelor prin legarea lor de ADN. Proteinele cromozomiale nehistonice sunt proteine acide, bogate n acid glutamic i acid aspartic. Ele ndeplinesc rolul de reglatori ai transcripiei genice.

Datorit marilor progrese realizate n ultimele decenii avem o nou imagine a organizrii cromatinei. Ea este format din subuniti repetate, numite nucleozomi. Un nucleozom este o structur cilindric, turtit, alctuit din 8 molecule de histone globulare. n jurul acestui nucleu se desfoar ADN-ul. Segmentul ADN dintre doi nucleozomi succesivi are o lungime variabil de cteva zeci de perechi de nucleotide i este asociat cu histone H1; acestea sunt situate la exterior deoarece protejeaz, mai bine dect celelalte tipuri de histone, ADN-ul de atacul ADN-azelor, avnd i un rol structural. Aceste structuri globulare sunt dispuse regulat i legate ntre ele prin filamente de ADN internucleosomal, realiznd n ansamblu aspectul unui colier de perle. Fibrele mai groase (cu diametrul de 250-300 ) se formeaz prin spiralizarea n solenoid a fibrelor subiri. Pornind de la ADN, condensarea general este de circa 7000 ori pn la 250.000 de ori n cromozomul metafizic. Aa se explic cum moleculele de ADN extinse de la nivelul cromozomilor umani avnd o lungime total de aproximativ 2 m/celul, pot fi adpostite la nivelul celor 46 de cromozomi a cror lungime total este de pn la 220 m. La nceputul diviziunii (profaz) fibrele de cromatin realizeaz o nou spiralizare, mult mai intens, se plicatureaz, se condenseaz, devenind vizibile sub form de cromatide i cromozomi. Fiecare cromatid este alctuit dintr-o singur molecul de ADN, continu (nentrerupt nici la centromer), fixat la capete (telomere). Aceast molecul de ADN se condenseaz puternic prin spiralizare i/sau plicaturare, pentru a realiza sub form de cromatide i cromozomi, mpachetarea regulat a materialului genetic (ADN), uurnd i protejnd distribuia (segregarea) sa prin diviziune, n celulele fiice. La sfritul telofazei, fenomenele sunt reversibile, ntruct cromozomii se despiralizeaz i devin filamente de cromatin.

Cromatidele au n lungul lor o structur heterogen sub forma unor benzi. Ele sunt determinate de: tipul i cantitatea de ADN, interaciunea ADN cu proteinele cromozomiale, gradul de condensare. Distribuia benzilor este precis, specific fiecrui cromozom i identic la toi indivizii speciei. Cromozomii din cariotipul uman aflai n metafaz conin 400 benzi, n prometafaz 900 benzi, iar n profaz 1700 benzi.

n funcie de tehnica folosit se pot evidenia urmtoarele tipuri de benzi cromozomiale:

- G prin colorarea Giemsa;

- Q se coloreaz cromozomii metafizici cu quinacrin (substan fluorescent);

- C se evideniaz cromatina constitutiv din vecintatea centromerilor prin denaturare termic;

- R se pun n eviden benzile ce au dispoziie invers fa de benzile G i Q. Benzile G i Q au o dispoziie identic (se suprapun).

Exist i alte tipuri de benzi cum ar fi benzile din regiunile telometrice, la extremitatea braelor cromozomale, aa-numitele benzi T.

Fiecare bra cromozomal este constituit din regiuni, una sau mai multe, i fiecare regiune este format din benzi succesive colorate sau necolorate, n funcie de tehnica folosit. Ca atare nu exist regiuni nebandate (fig. 2.17). Un cromozom metafizic este format din dou cromatide surori unite la nivelul centromerului. Regiunea centromeric a cromozomului mitotic este format din constricia primar care unete cele dou cromatide surori i de doi kinetocori. Kinetocorii sunt situsurile de ancoraj a cromatidelor de microtubulii fusului de diviziune. Centromerul are poziia constant n fiecare cromozom i constituie unul din markerii citogenetici caracteristici pentru identificarea cromozomilor.n funcie de poziia centromerului la om, exist trei tipuri de cromozomi: - metacentrici cu centromerul situat median; - submetacentrici cu centromerul situat submedian spre captul braelor scurte; - acrocentrici cu centromerul localizat foarte aproape de captul braelor scurte. Acrocentricii pot prezenta satelii (formaiuni mici, rotunde situate la extremitatea anumitor cromozomi (D i G) legai de corpul cromozomului printr-un filament subire ce conine genele care codific ARNr 18 S i 28 S.

(a) (b) (c)

Tipuri de cromozomi:(a) Metacentrici; (b) Submetacentrici; (c) Acrocentrici

Tot n funcie de poziia centromerului, cromozomul are dou brae: unul scurt notat cu p i altul lung notat cu q. Capetele braelor (cromatidelor) cromozomiale se numesc telomere i ndeplinesc urmtoarele funcii:

- sunt asociate cu membrana nuclear

- au rol n organizarea cromatinei i faciliteaz iniierea mperecherii cromozomilor n meioz;

- intervin n replicarea cromozomilor.

Cariotipul uman (totalitatea cromozomilor unui individ sau grup de indivizi, populaie sau specie, ordonai dup criterii precise: lungime, poziia centromerului, constricii secundare, satelii, numrul i poziia benzilor) normal conine 23 de perechi de cromozomi, 22 de perechi sunt autosomi, iar o singur pereche sunt cromozomi de sex (heterozomi): XX la femeie i XY la brbat. Celulele somatice, adic totalitatea celulelor corpului n afar de cele sexuale, conin dou seturi de cromozomi, unul de la mam (23 cromozomi) i altul de la tat (23 cromozomi).

Cromozomii unei perechi, cu origine dubl, nu sunt identici ci similari sau omologi. Pe baza a trei parametrii: lungimea cromozomilor, poziia centromerului i prezena sau absena sateliilor, cromozomii umani sunt mprii n 7 grupe.STRUCTURA CHIMIC A ACIZILOR NUCLEICIDescoperirea structurii ADN-ului a fost realizat n anul 1953 de ctre: J. Watson, F. Crick i M. Wilkins. Ei au primit n anul 1962 premiul Nobel pentru aceast realizare.

Acizii nucleici sunt substane chimice macromoleculare alctuite din uniti mai simple denumite nucleotide. O nucleotid este constituit dintr-o baz azotat, un zahr i un radical fosforic.Bazele azotate din macro-molecula acizilor nucleici sunt de dou feluri: baze purinice i baze pirimidinice. le rezult dintr-un nucleu denumit purin i, respectiv, pirimidin.

Purina este un tip de baz azotat, alctuit- dintr-un heterociclu format din 5 atomi de carbon i 4 de azot. ele mai importante baze purinice sunt: adenina (A) i guanina (G). Acestea sunt prezente att n molecula de ADN, ct i n cea de ARN.

Pirimidina este un alt tip de baz azotat, cu o structur similar benzenului, la care doi atomi de azot nlocuiesc atomii corespunztori de carbon n poziiile 1 i 3.

Cele mai importante pirimidine sunt: citozina (C) i timina (T) n ADN. La ARN, n locul timinei se afl uracitut (U).

Zaharurile care intr n alctuirea acizilor nucleici sunt riboza n ARN i dezoxiriboza la ADN. Ambele sunt pentoze. in combinarea unei baze azotate purinice sau pirimidinice cu o pentoz rezult o nucleosid.Prin ataarea unui grup fosfat de la pentoza unei nucleoside, rezult o nucleotid, unitatea de baz a acizilor nucleici. Prin nlnuirea nucleotidelor'se obin polinucieotidele.Un lan polinucleotidic este format cu ajutorul unor legturi ntre carbonul 5' al unei pentoze i carbonul 3' al pentozei urmtoare, prin intermediul unui grup fosfat. Ca urmare, lanul polinucleotidic are o form regulat datorit legturilor fosfodiesterice dintre nucleotide.

ACIDUL DEZOXIRIBONUCLEIC (ADN)Macromolecula de ADN este format din dou lanuri polinu-cleotidice, nfurate elicoidal n jurul unui ax comun, astfel c formeaz un dublu helix. Datorit faptului c legturile dintre dou nucleotide succesive sunt de tip 5-3', cele dou catene aie helixului ADN sunt antiparalele.Cele dou lanuri polinucleotidice sunt complementare, n sensul c ntotdeauna o nucleotid care conine o baz azotata purinic se leag cu una ce conine o baz azotat pirimidinic i invers. C urmare, n macromolecula de ADN nu exist dect 4 tipuri de legturi A-T, T-A, G-C, C-G.

Structura bicatenar a ADN se realizeaz cu ajutorul unor punidehidrogen (duble ntre adenin i timin i triple ntre guanin i citozina. Aceste legturi sunt de natur electrostatic.Denaturarea i renaturarea ADN. Un fenomen foarte interesant legat de structura bicatenar a ADN este denaturarea. Prin nclzirea, de pild, a soluiei n care se gsete ADN, cele dou catene se despart i ADN devine monocatenar. Daca se realizeaz o rcire brusc a soluiei, moleculele rmn sub form monocatenar i capt denumirea de ADN denaturat. Dac rcirea se realizeaz treptat, se refac punile de hidrogen - dintre cele dou tipuri de catene complementare i moleculele devin bicatenare, rezultnd ADN renaturat.Pe aceast baz se pot realiza hibrizi moleculari ntr-un amestec de catene de ADN, provenind de la diferite specii. Msura n care se realizeaz renaturarea depinde de secvena nucleotidelor n cadrul moleculelor de ADN. Cu ct speciile sunt mai nrudite, cu att renaturarea se realizeaz mai repede i ntr-o proporie mai mare i invers. De asemenea, se pot realiza hibrizi moleculari ADN-ARN.Replicaia ADN. n celulele fiecrei specii se gsete o anumit cantitate de ADN, n care seafl sub forma codificat informaia genetic. Pentru realizarea diviziunii celulare este necesar, printre altele, dublarea prealabil a cantitii de material genetic, n acest fel, celulele-fiice vor avea aceeai cantitate de ADN cu celula-mam.

Sinteza ADN poart denumirea de replicaie, deoarece se realizeaz dup modelul semi-conservativ . Prin ruperea punilor de hidrogen, macromolecula de ADN se separ n cele dou catene complementare, iar nucieotidele libere din citoplasm se ataeaz pe baz de complementaritate de catenele vechi. Vor rezulta dou molecule de ADN bicatenar, fiecare avnd o caten veche (care a avut rolul de model) i o caten nou-sintetizat. n felul acesta se asigur sinteza noilor molecule de ADN cu o mare fidelitate, moleculele-fiice fiind identice cu molecula-mam. n procesul de replicaie al ADN intervin numeroase enzime, cum sunt ADN-polimerazeie, ligazele etc.

ACIZII RIBONUCLEICI (ARN)Aceti acizi nucleici au, n general, o structur monocatenar, fiind alctuii dintr-un singur lan polinucleotidic.

Exist mai multe tipuri de ARN care au funcii diferite:

1.ARN viral constituie materialul genetic al unor ribovirusuri cum sunt: virusul mozaicului tutunului, virusul poliomielitei, virusul gripal etc;

2. ARN mesager (ARNm) are rolul de a copia informaia genetic a unei catene din macromolecula de ADN i, n felul acesta, realizeaz ceea ce se cheam fenomenul de transcripie, o etap n procesul de decodificare a informaiei genetice i de sintez proteic. La ARNm, succesiunea nucleotidelor este complementar cu aceea a catenei de ADN de la care a copiat informaia. Greutatea molecular a ARNm este variabil, deoarece i mrimea informaiei copiate este variabil;

3. ARN de transfer (ARNt) are rolul de a transfera aminoacizii la locul sintezei proteice. Are o greutate molecular mic i relativ constant, fiind alctuit dintr-o succesiune de 70-90 nucleotide. Este monocatenar, cu poriuni bicatenare, care formeaz o tij i trei bucle mari, fapt care i confer forma unei frunze de trifoi;4. ARN ribozomal (ARNr) intr n alctuirea ribozomilor i are rol important n sinteza celular a proteinelor. n molecula sa sunt numeroase plieri neuniforme datorit legturilor dintre nucleotidele complementare U-A sau G-C. La procariote i eucariote exist mai multe tipuri de ARNr;5. ARN nuclear mic (ARN sn*) se gsete n nucleul eucariotelor, legat n mod stabil de proteinele nucleare. Acest tip de ARN este alctuit dintr-o secven de circa 100 nucleotide, este relativ eterogen i are rol important n funcionarea nucleului.

CODUL GENETICMacromoleculele de ADN conin programul sintezei proteinelor, informaia genetic ce determin ordinea de succesiune a aminoacizilor.Legtura dintre secvena nucleotidelor n ADN i succesiunea aminoacizilor n molecula proteic se realizeaz cu ajutorul codului genetic. Unitile de codificare a informaiei genetice sunt reprezentate de codoni.

Codonul este alctuit dintr-o secven de trei nucleotide din macromolecula de ADN, avnd capacitatea de a determina includerea unui anumit aminoacid n molecula proteic.

Pentru codificarea celor 20 de aminoacizi care intr n alctuirea proteinelor, exist 64 de codoni, fiecare fiind format dintr-o secven de trei nucleotide. Informaia genetic din moleculele de ADN este mai nti transferat ntr-o macromolecula de ARN mesager, prin fenomenul de transcripie; dup care este decodificat i transformat ntr-o secven de aminoacizi prin translaie .

ntre secvena nucleotidelor din ADN i secvena aminoacizilor din molecula proteic exist o strns corelaie, fenomen denumit colinearitate.Prin combinarea variat a celor 20 de aminoacizi prin modificarea secvenei lor n catenele polipeptidice, se poate realiza un numr imens de proteine.Macromoleculele de ADN sunt alctuite dintr-un numr mare de nucleotide, care ns sunt de numai 4 tipuri. Prin modificarea secvenei celor 4 tipuri de nucleotide se poate nregistra, cu ajutorul codului genetic, o cantitate imens de informaie genetic. ADN este deci alctuit dintr-o secven de codoni, ce determin succesiunea aminoacizilor n moleculele proteinelor.

Descifrarea codului genetic constituie una dintre marile realizri ale biologiei secolului al XX-lea.

CARACTERISTICILE CODULUI GENETICCodul genetic este alctuit din 64 de codoni, cifra reprezentnd totalitatea combinaiilor posibile a celor 4 tipuri de nucleotide luate cte 3, adic 43 .

innd deci seama c exist mai muli codoni dect aminoacizi, s-a dovedit experimental c mai muli codoni pot codifica un acelai aminoacid. Deci, codul genetic este degenerat. De pild, feniialanina este codificat de dou triplete: UUU i UUC.Codul genetic este nesuprapus, ceea ce nseamn c doi codoni vecini nu au nucleotide comune i este fr virgule (citirea informaiei genetice se face continuu: ntre doi codoni succesivi nu exist semne de punctuaie).

Din totalul de 64 codoni ai codului genetic, un numr de 61 codific cei 20 de aminoacizi, iar 3 codoni (UAA, UAG i UGA) nu codific aminoacizi, ci numai marcheaz sfritul unui mesaj genetic (STOP).

O excepie a fost semnalat la animalul nevertebrat. Tetrahymena thermophila la care codonul UAA (STOP) codific glutamina.

Codul genetic este universal la organismele vii, aceleai triplete codificnd acelai aminoacid. inndu-se seama de universalitatea codului genetic, s-a dedus c el are o origine foarte veche, lund natere n nsui procesul apariiei vieii pe pmnt.

SINTEZA PROTEINELORProteinele sunt componente eseniale ale organismelor vii. Ele reprezint, de regul, circa 50% din substana uscat a celulelor.

Unele proteine, cum este colagenul, au rol n realizarea structurilor organismului, iar altele, cum sunt enzimele, au rolul de a cataliza reaciile metabolice.

Sinteza proteinelor in vivo" se realizeaz pe baza informaiei genetice din acizii nucleici.

FUNCIILE MATERIALULUI GENETICRezultatele cercetrilor privind funciile materialului genetic pot fi sintetizate n relaia ADNARNproteine. Conform acesteia, informaia genetic se reproduce prin replicaie i este decodificat (transformat ntr-o protein sau enzim specific) prin transcripie i translaie..Recent s-au descoperit unele ribovirusuri, la care materialul genetic este o molecul de ARN, sunt capabile s determine n celula respectiv sinteza unui ADN cu ajutorul cruia se replic. Este pentru prima oar cnd se demonstreaz experimentai c ARN-viral poate servi ca matri pentru sinteza ADN~ului. Aceasta este o reverstranscripie sau inverstranscripie.ETAPELE SINTEZEI PROTEICEDependena sintezei proteice de informaia genetic din nucleu a fost pus n eviden la alga monocelular Acetabularia mediteraneea.Dac se ndeprteaz nucleul celular, biosinteza proteinelor continu ctva timp n celulele anucleate ale algei, ns cu o vitez mai redus.

Dup aproximativ 20 de zile, activitatea biosintetic nceteaz complet i alga anucleat moare. Dac ns n acest timp se introduce un nucleu n citoplasm respectiv, n cteva minute alga i reia pe deplin activitatea.Prima etap n procesul de sintez proteic o constituie transcripia informaiei din ADN n ARNm.Fenomenul de transcripie a informaiei genetice de la ADN la ARN se realizeaz cu ajutorul enzimei ARN-polimeraza. ARNm copiaz informaia genetic numai a unei catene din macromolecula de ADN. n celulele procariotelor, ARNm copiaz informaia genetic a mai multor gene adiacente care alctuiesc un operon. Ca urmare, se sintetizeaz concomitent mai multe proteine, de care celula are nevoie la un moment dat. Pe msur ce se sintetizeaz moleculele de ARNm, ncepe i sinteza catenelor polipeptidice.La eucariote, ARNm copiaz de regul informaia genetic a unei singure gene. Acest ARNm, dup ce sufer unele modificri prin eliminarea secvenelor noninformationaie, migreaz n citoplasm, unde are loc sinteza proteic. Prin transcripia informaiei genetice se nelege nu numai sinteza ARNm, ci i a celorlalte dou tipuri de acizi ribonucleici (ARNr i ARNt), care sunt necesari pentru realizarea sintezei proteice.Etapa a doua a sintezei proteice este reprezentant de translaie, n urma creia o secven de nucleotide din ARNm este transformat ntr-o secven de aminoacizi n molecula proteic. ARNm se cupleaz cu ribozomii din citoplasm formnd poiiribozomi. Concomitent are loc activarea aminoacizilor (AA) din citoplasm prin legarea lor de ATP (adenozintrifosfat), substan chimic ce servete ca donator de energie.Cele 3 faze ale biosintezei proteice pot fi redate sintetic astfel: aminoacil- 1. AA + ATP--------------AA-AMP+PPsintetazen aceast faz un aminoacid oarecare AA este activat n urma reaciei cu molecula de ATP donatoare de energie sub influena enzimelor denumite aminoacilsintetaze. Ca urmare, aminoacidul se leag de AMP (adenozinmonofosfat), iar dou grupri fosfat sunt puse