Pagalbinis apvaisinimas, dar kitaip vadinamas dirbtiniu apvaisinimu, yra medicininė procedūra, teikianti vilties poroms, susiduriančioms su nevaisingumo iššūkiais. Tai sudėtingas, kelių etapų procesas, kurio tikslas - padėti susilaukti vaikų.
Pagalbinio apvaisinimo priežastys ir metodai
Pagalbinio apvaisinimo poreikis gali kilti dėl įvairių priežasčių. Viena jų - moters nevaisingumas, kuris gali būti susijęs su ovuliacijos sutrikimais, kiaušidžių problemomis, kiaušintakių užsikimšimu ir kitomis būklėmis. Kita vertus, vyro nevaisingumas gali reikšti mažą spermos kiekį, prastą jos kokybę ar sutrikusį judrumą. Atsižvelgiant į konkrečią situaciją, porai pasiūlomas labiausiai tinkantis pagalbinio apvaisinimo metodas:
- In vitro fertilizacija (IVF): Šio metodo metu kiaušinėliai išimami iš moters kiaušidžių ir apvaisinami vyro spermatozoidais laboratorijoje. Vėliau apvaisinti kiaušinėliai (embrionai) perkeliami į moters gimdą.
- Intracitoplazminė spermatozoido injekcija (ICSI): Šis metodas taikomas, kai vyro spermos kokybė yra labai prasta. Jo metu vienas spermatozoidas įšvirkščiamas tiesiai į kiaušinėlio vidų.
- Intrauterininė inseminacija (IUI): Šiuo atveju vyro sperma specialiai paruošiama ir įšvirkščiama į moters gimdą.
Pagalbinio apvaisinimo procesas yra individualus ir priklauso nuo pasirinkto metodo bei poros sveikatos būklės. Paprastai jis prasideda nuo išsamios diagnostikos ir tyrimų.
Dirbtinio apvaisinimo trukmė
Nors tiksliai nustatyti dirbtinio apvaisinimo trukmę sunku, ji gali svyruoti nuo kelių savaičių iki kelių mėnesių. Diagnozė ir tyrimai paprastai užtrunka kelias savaites. Kiaušinėlių stimuliacija trunka apie 10-14 dienų. Kiaušinėlių surinkimas yra trumpa chirurginė procedūra, trunkanti apie 20-30 minučių. Apvaisinimas, embrionų auginimas ir perkėlimas į gimdą trunka dar 3-5 dienas. Svarbu paminėti, kad skirtingi pagalbinio apvaisinimo metodai (IVF, ICSI ir kt.) gali turėti įtakos bendrai gydymo trukmei.
Lytinis ir nelytinis dauginimasis: pagrindiniai skirtumai
Gyvūnai dauginasi įvairiais būdais, kuriuos galima suskirstyti į lytinį ir nelytinį dauginimąsi. Nelytiniam dauginimuisi pakanka vieno organizmo, jam nereikia lytinių ląstelių (spermatozoidų ir kiaušialąsčių). Tokiu būdu besidauginantis organizmas palieka tikslias savo kopijas, kurios turi tuos pačius požymius kaip ir tėvas. Tai gali būti pranašumas, jei aplinka nekinta, nes tėvo prisitaikymas išgyventi perduodamas be pakitimų. Nelytinis dauginimasis taupo energiją, nes nereikia ieškoti partnerio, ir leidžia greitai susilaukti daugybės palikuonių, efektyviai išnaudojant palankias aplinkybes.
Kita vertus, lytinis dauginimasis priklauso nuo lytinių ląstelių, vadinamų gametomis. Dvi gametos, paprastai po vieną iš kiekvieno tėvo, susijungia ir sudaro zigotą. Lytinio dauginimosi privalumas yra tai, kad palikuonys nėra tikslios tėvų kopijos, todėl gali būti geriau prisitaikę prie kintančios aplinkos. Tačiau lytinis dauginimasis yra sudėtingesnis, reikalauja gametų ir dažnai duoda mažiau palikuonių.
Gametos ir apvaisinimas
Lytinis dauginimasis priklauso nuo tam tikrų ląstelių, vadinamų gametomis. Dvi gametos, paprastai po vieną iš tėvų, jungiasi tarpusavyje ir susidaro zigota. Kai kurie gyvūnai ir daugelis augalų yra hermafroditai, t. y. tame pačiame individe susidaro ir vyriškos, ir moteriškos gametos. Lytiniam dauginimuisi reikia dviejų tėvų: vieno kiaušialąstė yra apvaisinama kito spermatozoidu.
Augalų dauginimosi ypatumai
Žiediniai augalai, kurie turi tikrus žiedus ir subrandina sėklas su tvirta apsaugine danga, yra viena klestinčių augalų grupių. Šios prisitaikymo priemonės leidžia jiems lytiškai daugintis nesant aplinkoje vandens ir išplatinti sėklas naujose teritorijose.
Žiede ant trumpo žiedkočio viena virš kitos prisitvirtinusios struktūros yra išsidėsčiusios spirale arba atskirais apskritimais. Vyriškoji žiedo dalis yra kuokelis, kurio viduje, dulkinių dulkializdžiuose, vystosi žiedadulkės. Kiekvienoje žiedadulkėje yra dvi vyriškosios gametos. Moteriškoji žiedo dalis yra piestelė, kurioje susidaro moteriškosios gametos. Piestelė susideda iš mezginės, liemenėlio ir purkos. Mezginė primena tuščiavidurį maišelį, saugantį moteriškąsias gametas nuo išdžiūvimo. Mezginėje yra vienas ar daugiau sėklapradžių, o kiekviename sėklapradyje mejozės būdu susidaro po vieną gametą.
Apdulkinimas - tai žiedadulkių pernešimas nuo vieno augalo kuokelio ant kito augalo purkos. Kryžminio apdulkinimo atveju žiedadulkės pernešamos ant kito augalo purkos, tačiau augalai gali formuoti ir savidulką. Kai spermis susilieja su kiaušialąste, įvyksta apvaisinimas. Zigota sparčiai vystosi, kol susidaro gemalas, kuris turi būti apsaugotas nuo išdžiūvimo. Augalo gemalas turi audinių, iš kurių susiformuos šaknys, stiebas ir lapeliai, kai tik sėkla ims dygti. Sėklos dažnai turi maisto medžiagų atsargų, kurios kaupiamos audinyje, vadinamame endospermu. Sėklos išsivysto iš sėklapradžių.
Gyvūnų dauginimosi įvairovė
Gyvūnų dauginimosi būdai yra labai įvairūs. Kai kurie gyvūnai derina nelytinį ir lytinį dauginimąsi. Pavyzdžiui, duobagyviai, kaip hidros, dauginasi pumpuruodami, kai naujas individas atsiranda kaip tėvinio organizmo išauga. Kiti duobagyviai turi dvi diploidines kartas: polipų stadijos duobagyviai pumpuravimo būdu gamina diploidinius medūzoidus, o medūzoidai gamina haploidines kiaušialąstes ir spermatozoidus. Daug plokščiųjų kirmėlių gali dalytis pusiau ir iš kiekvienos pusės regeneruoja vienas individas. Regeneracijos lydimą fragmentaciją taip pat matome pinčių ir dygiaodžių tarpe.
Partenogenezė - tai lytinio dauginimosi atmaina, kai individas išsivysto iš neapvaisintos kiaušialąstės. Šiuo būdu dauginasi kai kurios plokščiųjų kirmėlių, apvaliųjų kirmėlių, vėžiagyvių, žieduotojų kimėlių, vabzdžių, žuvų ir driežų rūšys. Bičių motinėlė gali dėti apvaisintus arba neapvaisintus kiaušinius.
Lytinio dauginimosi metu paprastai vieno iš tėvų kiaušialąstę apvaisina kito spermatozoidas. Netgi tarp sliekų vyksta kryžminis apvaisinimas. Todėl palikuonių genų rinkinys skiriasi nuo abiejų tėvų. Taip pat vyksta pakaitinis hermafroditizmas ir lyties pakeitimas. Kai kurioms koralinių rifų žuvų rūšims būdingi kamerai, kuriuos sudaro vienas patinas ir kelios patelės.
Gyvūnai lytines ląsteles paprastai gamina specializuotuose organuose, vadinamuose lytiniais organais, arba gonadomis. Vyriškos lytinės liaukos yra sėklidės, gaminančios spermatozoidus, o moteriškos - kiaušidės, gaminančios kiaušialąstes. Kiaušialąstės ir spermatozoidai atsiranda iš užuomazginių ląstelių, kurios šiam tikslui specializuojasi jau ankstyvoje fazėje. Kitos lytinių liaukų ląstelės palaiko ir maitina besivystančias lytines ląsteles arba gamina hormonus, būtinus dauginimosi procesui. Taip pat yra papildomi organai - latakai ir kaupyklos, kurios padeda lytinėms ląstelėms susijungti.
Zigotos ir embriono apsauga
Daug vandens gyvūnų yra apvaisinami išoriškai, kai kiaušialąstė ir spermatozoidai susitinka ne kūno viduje, o vandenyje. Sausumos gyvūnams labiau būdingas vidinis apvaisinimas, kai kiaušialąstės ir spermatozoidai susijungia patelės kūno viduje. Dauguma abiejų tipų gyvūnų padeda kiaušinius.
Vabzdžių kiaušiniai gaminasi kiaušidėse. Bręstant kiaušiniai didėja, nes prie jų prisideda trynys - atsarginis maistas, kurį sunaudos besivystantis embrionas. Po to, apsaugai nuo išdžiūvimo, kiaušiniai pasidengia luoba, susidedančia iš kelių baltymų ir vaško turinčios medžiagos sluoksnių. Viename kiaušinio gale lieka mažos skylutės spermatozoidams patekti. Kai kurie vabzdžiai turi specialų vidinį organą, kurį laiką po kopuliacijos išsaugantį spermą.
Vabzdžių lerva yra nepriklausoma gyvūno vystymosi stadija. Lervos stadijos metu gyvūnas gana dažnai skiriasi nuo suaugėlio savo išvaizda ir gyvenimo būdu. Kol tampa suaugėliu, lerva pati susiranda išgyvenimui reikalingo maisto. Kai kurie sausumos vabzdžiai praeina kelias lervines stadijas, tada lerva tampa lėliuke. Lėliukę dengia sukietėjusi kutikulė ir ji dažnai būna kokone. Čia įvyksta metamorfozė (žymus formos pasikeitimas). Po to pasirodo suaugėlis, kuris nuskrenda ieškoti partnerio ir daugintis. Lervos stadija sutinkama ir daugelyje vandens organizmų. Dėl skirtingo gyvenimo būdo lervos stadijos gyvūnas gali naudoti kitus maisto šaltinius negu suaugėlis.
Roplių, ypač paukščių, trynio yra labai daug, nes jie neturi lervos stadijos. Pilnas vystymasis vyksta lukštu padengto kiaušinio viduje. Jame yra gemalo poreikiams būtini ekstraembrioniniai dangalai. Išorėje esanti membrana - chorionas - yra tuoj pat po lukšto ir dalyvauja dujų apykaitoje. Amnionas apie gemalą sudaro vandens pilną maišelį, užtikrinantį, kad gemalas neišdžius. Trynio maišelyje yra gemalą maitinantis trynys, o alantojyje kaupiasi azotinės atliekos. Gyvūnai, kurių kiaušiniai padengti lukštu, yra žymiai geriau prisitaikę gyventi sausumoje.
Kai kurie gyvūnai kiaušinių nededa ir neperi, nes jie yra gyvagimdžiai. Tai reiškia, kad kiaušiniai iki jauniklių išsiritimo būna kūne. Iš jų išeina pilnai išsivystęs jauniklis, kurio gyvenimo būdas toks pat kaip ir tėvų. Gyvavedystė rodo didžiausią rūpinimąsi zigota ir gemalu.
Lytinių ląstelių ir embrionų šaldymas
Lytinių ląstelių ir embrionų šaldymas yra procedūra, atliekama tiek privačiose klinikose, tiek valstybinėse ligoninėse. Naudojant pagalbinio apvaisinimo procedūras galima šaldyti spermatozoidus, kiaušialąstes ir embrionus, taip pat kiaušidžių ir sėklidžių audinį. Ši procedūra aktuali sergantiems sunkiomis ligomis, tokiomis kaip onkologinės, dėl kurių gali sumažėti vaisingumas, taip pat moterims, kurių kiaušidžių rezervas išsekęs.
Prieš užšaldant ląstelės apdorojamos specialiomis medžiagomis (krioprotektoriais), apsaugančiomis jas nuo neigiamo šalčio poveikio. Mėginiai išskirstomi ir dedami į talpas, pripildytas skystojo azoto. Porai nusprendus susilaukti vaikų, kreipiamasi į kliniką, kurioje lytinės ląstelės ar embrionai buvo užšaldyti. Valstybinėse ligoninėse sunkiomis ligomis sergantiems pacientams suteikiama galimybė lytines ląsteles ir embrionus užšaldyti ir laikyti nemokamai iki 2 metų.
Svarbu paminėti, kad lytinės ląstelės ir embrionai negali būti komercinių sandorių objektas. Sukurti, tačiau į moters organizmą neperkelti embrionai laikomi lytinių ląstelių banke.
Lytinių ląstelių chromosomų skaičius
Lytinės ląstelės turi perpus mažiau chromosomų (haploidinis rinkinys, n) negu kitos organizmo ląstelės (diploidinis rinkinys, 2n). Tai būtina, kad apvaisinimo metu, susiliejus dviem lytinėms ląstelėms, susidarytų nauja ląstelė (zigota) su normaliu, dvigubu (diploidiniu) chromosomų rinkiniu. Mejozės (lytinio dauginimosi) metu chromosomų skaičius sumažėja dvigubai. Pirmame etape dalijantis ląstelei chromosomų skaičius sumažėja dvigubai, o antrojo dalijimosi metu ploidiškumas nesikeičia.
Mejozė
Žmogaus gemalo vystymasis
Žmogaus gemalo vystymasis yra sudėtingas ir nuoseklus procesas, prasidedantis nuo apvaisinimo. Pirmąją savaitę po apvaisinimo vyksta gemalo užuomazgos segmentacija ir kelionė implantacijos link. Apie 24-30 val. nuo apvaisinimo zigota pasidalija į dvi dukterines ląsteles, vadinamas blastomerais. Toliau blastomerai mitoziškai dalijasi, spartėja dukterinių ląstelių daugėjimas. Apie trečiąją parą gemalo užuomazga būna sudaryta iš 12-16 blastomerų ir primena avietę - morulę. Apie ketvirtąją parą morulė patenka į gimdos ertmę ir virsta blastocista.
Antrąją savaitę vyksta gemalo užuomazgos implantacija ir toliau tęsiasi jos segmentacija. Implantacija - tai blastocistos įsiskverbimas ir panirimas į gimdos gleivinę. Besiskverbdama blastocistos trofoblastas pasidalija į du sluoksnius: citotrofoblastą ir sincitiotrofoblastą. Sincitiotrofoblastas gamina fermentus, ardančius gleivinės audinius, ir pradeda sekretuoti žmogaus chorioninį gonadotropiną, kurį nustato ankstyvieji nėštumo testai.
Trečiąją savaitę vyksta gastruliacija - procesas, kurio metu susidaro trys gemaliniai lapeliai: ektoderma, endoderma ir mezoderma, iš kurių formuojasi visi gemalo audiniai ir organai. Savaitės pradžioje susiformuoja pirmykštė linija, vaga ir duobė, pro kurias ląstelės pradeda migruoti ir formuoti gemalinius lapelius.
Žmogaus vaisius (lot. fetus) yra žmogaus vystymosi stadija tarp gemalo ir naujagimio. Pirmąsias 8 nėštumo savaites nuo apvaisinimo žmogaus gyvybė vadinama gemalu. Apie devintą savaitę jis ima įgauti žmogui būdingų bruožų. Vaisiaus judesiai prasideda nuo 12-osios nėštumo savaitės. Apie 4 mėnesį ima formuotis išoriniai lytiniai organai. Nuo nėštumo vidurio jau galima aptikti širdies plakimą.
