Развитие клеток при оплодотворении

Считается, что женские половые клетки (ооциты) и мужские (сперматозоиды) вносят одинаковый вклад в развитие эмбриона. Так считается, в основном, потому, что ооцит и сперматозоид имеют по 50% генетического материала будущего эмбриона. Однако помимо наследования ядерной ДНК развитие эмбриона зависит от нескольких факторов.

Во-первых, эмбрион наследует материнские митохондрии – органеллы, являющиеся “энергетическими станциями” клетки. Митохондрии имеют свою независимую молекулу ДНК, которая передается по наследству строго по материнской линии.

Во-вторых, в период роста предшественники ооцитов накапливают огромное количество РНК разных типов – молекул, которые будут использоваться на первых стадиях развития эмбриона для синтеза необходимых белков.

И, наконец, огромное значение имеет правильное формирование сложных белковых комплексов, пронизывающих клетку – цитосклета, микрофиламентов, а также правильное формирование органелл.

Таким образом, ооцит включает в себя множество важных для дальнейшего развития компонентов, тогда как основной вклад сперматозоида – ядерная ДНК.

Оплодотворение

Не останавливаясь подробно на механизмах оплодотворения, стоит сказать, что при естественном оплодотворении, при ЭКО или же ЭКО+ИКСИ возможно несколько вариантов. В норме через 16-20 часов после оплодотворения внутри бывшего ооцита образуются оформленные проядра (пронуклеусы) – мужское и женское, которые хорошо видны под микроскопом. В этот же период ооцит делится, выделяя маленькую клетку с половинным набором хромосом – полярное тело. Еще одно полярное тело выделяется в период созревания ооцита, еще до оплодотворения. Возможны варианты патологии.

1) Пронуклеусов не образуется вовсе. Такое может случиться, если сперматозоид не смог по каким-либо причинам запустить механизм активации ооцита. Обычно это происходит в случае, когда ооцит не был готов к оплодотворению.

2) Образуется один пронуклеус.

3) Образуется три и более пронуклеусов – эмбрион может развиваться и даже давать беременность, которая потом замирает. Такая ситуация может возникнуть, если в ооцит проникло 2 и более сперматозоида, либо если отделившееся полярное тело слилось с зиготой.

4) Клетка не жизнеспособна и дегенерирует (погибает).

Пригодны только эмбрионы, имеющие два пронуклеуса.

Дробление

Стадия дробления – стадия быстрых клеточных делений зиготы (оплодотворенного ооцита/яйцеклетки), характеризующаяся отсутствием фазы роста у получаемых после деления клеток (бластомеров). Также важно помнить, что в эту фазу эмбрион для своей жизнедеятельности расходует РНК, накопленную ооцитом, при этом свой геном эмбриона пока молчит. В норме на 2-е сутки после оплодотворения образуется 2-4 клетки, а на 3 сутки 6-8 бластомеров.

Важным критерием оценки качества эмбрионов на этой стадии является образование безъядерных фрагментов – мембранных пузырьков с цитоплазмой, отделяемых клеткой. В норме этот процесс происходит с малой частотой и фрагменты, отделившиеся от клетки, через несколько часов втягиваются обратно. У слабых эмбрионов целые клетки могут распадаться на такие фрагменты – уходить в апоптоз, т.е. гибнуть. В зависимости от количества таких фрагментов эмбриону присваивается буква – A, B, C или D.

Образование морулы

В норме к 4-м суткам межклеточные контакты в эмбрионе видоизменяются, и он превращается в компактную морулу. Качество компактной морулы не всегда просто оценить, поэтому обычно для переноса эмбриона дожидаются стадии бластоцисты (в норме 5-е сутки). Однако, само развитие эмбриона до стадии компактной морулы свидетельствует о запуске генетического аппарата эмбриона. Если развитие застопорилось на предыдущей стадии – это, скорее всего, говорит о генетических нарушениях в эмбрионе.

Образование бластоцисты.

С течением времени внутри морулы начинает образовываться большая межклеточная полость, характеризующая переход к стадии бластоцисты. Стадия бластоцисты – последняя стадия развития эмбриона перед имплантацией, и далеко не все эмбрионы в норме до нее доживают. Бластоциста состоит их трофобласта – тонкого слоя клеток, расположенных по краю полости бластоцисты, и внутренней клеточной массы – группы клеток, выглядящих как небольшая компактная морула внутри бластоцисты. Именно из внутренней клеточной массы образуются впоследствии ткани зародыша, а трофобласт даст внезародышевую ткань.

Характеризуется бластоциста с одной стороны размером своей полости по шкале от 1 до 5. С другой стороны, оценивается сформированность внутренней клеточной массы и трофобласта по трехбалльной шкале (буквами A, B или C). Клетки трофобласта должны быть мелкими, ровными, и в совокупности образовывать сферу. Внутренняя клеточная масса не должна фрагментироваться, и все ее клетки должны иметь плотные контакты, не позволяющие различать отдельных клеток. Более-менее точно оценить качество бластоцисты можно со стадии 3 (бластоциста среднего размера), но надо помнить, что криоконсервацию лучше всего переживают бластоцисты с маленькой полостью.