Neįtikėtina spermatozoidų kelionė: nuo pasigaminimo iki apvaisinimo paslaptys

Gyvybės pradžia - tai magiškas momentas, kuriame daugybė procesų susijungia, kad po pasaulį klajotų dar vienas žmogus. Šiame straipsnyje aptarsime žmogaus vystymosi stadijas nuo apvaisinimo iki gimimo, įskaitant ikigemalinį, gemalo ir vaisiaus laikotarpius, bei kai kuriuos įdomius faktus apie kūdikio reakcijas ir prioritetus dar būnant mamos pilvelyje.

Lytinės sistemos struktūra ir vaisingumo reguliavimas

Vyro lytinėse liaukose sėklidėse gaminasi vyriški lytiniai hormonai androgenai ir bręsta lytinės ląstelės - spermatozoidai. Moters lytinėse liaukose kiaušidėse gaminasi moteriški lytiniai hormonai: estrogenai bei progesteronas, ir bręsta lytinės ląstelės - kiaušialąstės. Tačiau bendrąją vaisingumą užtikrinančią sistemą sudaro ne vien lyties organai - jie negali funkcionuoti atskirai nuo kitų organų sistemų. Vaisingumą reguliuoja centrinė nervų sistema - visų pirma pagumburis ir posmegeninė liauka (hipofizė), kurie taip pat yra susiję su smegenų žieve bei kitomis smegenų dalimis.

Galvos smegenų dalis pagumburis išskiria gonadotropinus atpalaiduojančius hormonus (angl. gonadotropin releasing hormone - GnRH), kurie savo ruožtu skatina posmegeninę liauką hipofizę gaminti:

gonadotropinius hormonus:
- folikulus stimuliuojantį hormoną (FSH) - jis skatina folikulų brendimą kiaušidėse, estrogenų sekreciją folikulo ląstelėse, vyro organizme - spermatozoidų vystymąsi,
- liuteinizuojantį hormoną (LH) - jis inicijuoja kiaušidėse ovuliaciją, geltonkūnio brendimą bei progesterono gamybą, vyro organizme - skatina androgenų (testosterono) sekreciją sėklidėse,
- prolaktiną - jis atsakingas už pieno liaukų vystymąsi, pieno gamybą krūtyse, skatina motinystės instinktą, slopina gonadotropinų išsiskyrimą, ovuliaciją bei mėnesinių ciklą, daugiausiai jo išsiskiria nėštumo metu ir ypač po gimdymo.

Be to, tiek moters, tiek vyro lytinės liaukos svarbios ne tik vaisingumui, bet ir atskiroms lytims būdingų išorinių bruožų susiformavimui. Lytinių hormonų receptorių yra ne tik lyties organuose, bet ir įvairiose kitose žmogaus kūno vietose: kauluose, raumenyse, odoje ir kt.

Hormoninė kontracepcija šiurkščiai įsikiša į šį natūralų reguliacijos ratą ir veikia ne tik visą moters lytinę sistemą, bet ir visą organizmą. Plačiau apie hormoninės kontracepcijos veikimą.

Vyro lytinės ląstelės - spermatozoidai

Vyro lytinėse liaukose sėklidėse gaminasi vyriški lytiniai hormonai androgenai ir bręsta lytinės ląstelės - spermatozoidai. Per spermatogenezę spermatozoidas netenka beveik visos citoplazmos. Tačiau bendrąją vaisingumą užtikrinančią sistemą sudaro ne vien lyties organai - jie negali funkcionuoti atskirai nuo kitų organų sistemų.

Apvaisinime dalyvauja subrendęs, t. y. baigęs spermatogenezę, spermatozoidas. Gametos įgyja specialių struktūrų, pvz., spermatozoidas tampa uodeguotas, kad galėtų judėti.

Vienas iš dažniausių neigiamai spermatogenezę - vyriškųjų lytinių ląstelių susidarymą ir brendimą sėklidėje - veikiančių veiksnių yra varikocelė. Manoma, kad išsiplėtę veniniai rezginiai padidina sėklidės temperatūrą ir blogina spermos kokybę. Tam tikrais atvejais atlikus varikocelės pašalinimo operaciją, tikimybė susilaukti vaikų ženkliai padidėja.

Retais atvejais spermoje nerandama spermatozoidų, tokiu atveju atliekami specialūs tyrimai ir sėklidžių punktavimas siekiant įvertinti ar apskritai vyksta spermatogenezė ar tiesiog dėl tam tikrų mechaninių kliūčių spermatozoidai į spermą nepatenka.

Jeigu spermoje spermatozoidų nėra, yra nustatyta azoospermija, daliai atvejų spermatozoidai gali būti gaunami iš sėklidžių. Nei kiaušialąstės, nei spermatozoidai nėra dirbtinai sukuriami. Tam, kad kiaušialąstė galėtų būti apvaisinta, užtenka ją patalpinti į terpę, kurioje būtų šimtas tūkstančių spermatozoidų. Mes tai ir padarome. Kitaip sakant, jeigu moters organizme spermatozoidai neranda kelio pas kiaušialąstę, ar jiems netinka ją supanti aplinka, tai laboratorijoje mes sukuriame kiaušialąstės ir spermatozoido pasimatymą.

Beveik pusę atvejų mes neturime šimtų tūkstančių reikiamo judrumo spermatozoidų. Kartais turime tik pavienius spermatozoidus. Tokiu atveju embriologas turi atrinkti morfologiškai taisiklingus, pačius judriausius bei fiziologiškai subrendusius spermatozoidus. Iš jų vieną, visais atžvilgiais geriausią, plona adatėle, mikroskopo, mikromanipuliatoriaus ir, pageidautina, hyalurono rūgšties pagalba, įterpti jį į kiaušialąstę, tai yra atlikti intracitoplazminę spermatozoido injekciją (ICSI).

Kelias iki apvaisinimo: nuo ovuliacijos iki zigotos

Moters menstruacinis ciklas yra reguliarus procesas, kurio vidutinė trukmė - apie 28-32 dienos (nors gali svyruoti), skaičiuojant nuo pirmosios mėnesinių dienos. Maždaug ciklo viduryje (apie 14-ą dieną 28 dienų cikle, bet laikas gali skirtis priklausomai nuo ciklo trukmės ir individualių ypatumų) įvyksta ovuliacija.

Kas vyksta ovuliacijos metu? Subrendęs kiaušinėlis išsilaisvina iš kiaušidės folikulo ir pradeda kelionę kiaušintakiu link gimdos. Kai kurios moterys ovuliacijos metu gali jausti nestiprų, trumpalaikį skausmą pilvo apačioje (vadinamąjį „ovuliacijos skausmą“).

Vaisingos dienos: Nors pats kiaušinėlis po ovuliacijos yra gyvybingas ir gali būti apvaisintas tik gana trumpą laiką (apie 12-24 valandas), vaisingų dienų langas yra platesnis. Taip yra todėl, kad spermatozoidai moters lytiniuose takuose gali išlikti gyvybingi iki 5 dienų (kartais net iki 7, nors tai rečiau).

Vaisingasis langas: Dėl ilgo spermatozoidų gyvybingumo, didžiausia tikimybė pastoti yra turint lytinių santykių kelios dienos prieš ovuliaciją ir pačią ovuliacijos dieną. Šis periodas, trunkantis apie 6 dienas, ir yra vadinamas vaisinguoju langu.

Lytinio akto metu į moters organizmą patenka milijonai spermatozoidų, tačiau tik nedidelė dalis jų pasiekia kelionės tikslą - kiaušintakį, kuriame laukia kiaušinėlis. Keli šimtai atkakliausių apsupa kiaušinėlį, tačiau tik vienam spermatozoidui pavyksta prasiskverbti pro jo apvalkalus ir jį apvaisinti.

Apvaisinimas, fertilisatio, fecundatio - tai sudėtingas ir nuoseklus lytinių ląstelių susijungimo procesas. Natūralus apvaisinimas dažniausia įvyksta kiaušintakio ampulėje, o kartais ir kitoje kiaušintakio dalyje ar pilvaplėvės ertmėje ne vėliau kaip per 12 val. (kai kurių autorių duomenimis - per 24 val.) po ovuliacijos ir ne vėliau kaip per 2 paras (kai kurių autorių duomenimis - per 3 paras) po ejakuliacijos. Į moters makštį lytinio akto metu patenka keli šimtai milijonų (nuo 200 iki 600 milijonų) spermatozoidų. Kiaušintakių ampulę pasiekia apie 200-500 jų (kiti degeneruoja ir rezorbuojami moters lytiniuose takuose).

Spermatozoidas juda dėka savo uodegos banguojančių ir sukamųjų judesių 1,5-3 mm/min. greičiu. Gimdoje jam „padeda“ šarminė terpė ir gimdos sienos raumenų susitraukimai, kiaušintakiuose - sienos raumenų ir jie išsklaido folikulines ląsteles. Manoma, kad spindulinį vainiką padeda išskaidyti ir kiaušintakių gleivinės gaminami fermentai. Pirmojo pro spindulinį vainiką prasiskverbusio spermatozoido galvos citolema jungiasi prie skaidriosios srities receptorių, glikoproteinų ZP3.

Tai sukelia spermatozoido akrosominę reakciją, kurios metu plyšta akrosomos pūslelė, vesicula acrosomatica, esanti priekiniame jo galvos polyje, lyg kepurė dengianti branduolį ir pripildyta fermentų. Išorinė akrosomos pūslelės membrana daugelyje vietų susilieja su spermatozoido citolema ir joje buvę fermentai - akrozinas, esterazė, neuraminidazė ir kt. - išsilieja ir pradeda toje vietoje ardyti skaidriąją kiaušinėlio sritį. Spermatozoidas pro nedidelį skaidriosios srities plyšį patenka į aplinkinį trynio tarpą, spatium perivitellinum - (tarpą, susidariusį tarp skaidriosios srities ir kiaušinėlio citolemos).

Spermatozoidui prisiglaudus prie kiaušinėlio, susijungia abiejų lytinių ląstelių citolemų baltymai, vyksta kiaušinėlio citolemos depoliarizacija, o citoplazmoje padidėja kalcio jonų koncentracija. Tai lemia kiaušinėlio antrosios mejozės pabaigą, kai iš antrinio ovocito, ovocytus secundarius, susidaro subrendęs kiaušinėlis, ovum maturum, turintis haploidinį chromosomų rinkinį, ir nedidelis antrinis polocitas arba redukcinis kūnelis, corpus polare secundum, kuris išstumiamas į aplinkinį trynio tarpą. Be to, tai įjungia tolesnį dalijimosi ir metabolizmo mechanizmą bei sukelia žievinę (kortikinę) reakciją.

Žievinės reakcijos metu kiaušinėlio žievės granulės išlieja savo turinį į aplinkinį trynio tarpą. Atsipalaidavę šių granulių fermentai modifikuoja ZP3 receptorius. Vyksta skaidriosios srities zoninė reakcija, todėl kiti spermatozoidai prie šių receptorių prisijungti nebegali ir nepajėgia prasiskverbti pro skaidriąją sritį (keletas jų gali likti „įmūryti“ skaidriojoje srityje). Taigi skaidrioji sritis tampa polispermijos bloku ir dabar vadinama apvaisinimo dangalu, membrana fertilisationis.

Būtent dėl šios priežasties tik vienas vienintelis spermatozoidas „įveikia“ visus kiaušinėlio dangalus ir jį apvaisina (tai monospermija). Kiaušinėlio paviršiuje, kur prisiliečia spermatozoido galva, susidaro apvaisinimo kūgis, conus fertilisationis. Susiliejus citolemoms (tuo metu, kai vyksta žievinė ir zoninė reakcijos), susilieja ir gametų citoplazma. Spermatozoido galva ir uodega įplaukia į kiaušinėlio citoplazmą, o jo citolema lieka išorėje. Tolesnis spermatozoido kelias vadinamas lytinio susijungimo keliu, via copulativa. Jo galvutė su branduoliu pasisuka 180° kampu, uodega degeneruoja.

Abiejų ląstelių branduoliai dabar vadinami moteriškuoju ir vyriškuoju probranduoliais, pronucleus femininus et masculinus, persitvarko. Jie didėja, artėja vienas prie kito, netenka apvalkalų. Tai vadinama probranduolių šokiu. Jiems susiliejus į vieną apvaisinto kiaušinėlio, arba zigotos, branduolį, nucleus zygoticus, susidaro nauja ląstelė - vienaląstė gemalo užuomazga - zigota. Netrukus susidaro dalijimosi verpstė.

Po apvaisinimo zigota pradeda kelionę kiaušintakiu link gimdos ir tuo pačiu metu ima sparčiai dalintis:

Dalijimasis: Pirmasis ląstelės pasidalijimas įvyksta maždaug po 24-30 valandų. Vėliau ląstelės dalijasi vis greičiau, maždaug kas 12-15 valandų.
Morulė: Praėjus maždaug 3-4 dienoms po apvaisinimo, susidaro ląstelių kamuolėlis, sudarytas iš keliolikos ar keliasdešimties ląstelių, vadinamas morule (išvaizda primena avietę).
Blastocista: Keliaudama link gimdos, morulė toliau vystosi ir virsta blastocista - pūslelės pavidalo struktūra, turinčia vidinę ląstelių masę (iš kurios vystysis embrionas) ir išorinį sluoksnį (trofoblastą, iš kurio formuosis placenta). Blastocistą sudaro jau apie 100-250 ląstelių.

Implantacija ir ankstyvoji nėštumo eiga

Maždaug 6-10 dieną po apvaisinimo (atitinka maždaug 20-24 ciklo dieną), blastocista pasiekia gimdą ir pradeda įsitvirtinti jos gleivinėje. Šis procesas vadinamas implantacija. Implantacijos metu kai kurios moterys gali pastebėti nežymų kraujavimą ar patepliojimą, kurį kartais galima supainioti su prasidedančiomis mėnesinėmis.

Po sėkmingos implantacijos prasideda embriono periodas, trunkantis iki 8 savaičių po apvaisinimo (tai atitinka maždaug 10 savaičių nuo paskutinių mėnesinių pradžios). Tai itin spartaus vystymosi laikas:

Formuojasi placenta - organas, per kurį embrionas gauna maisto medžiagas ir deguonį iš motinos organizmo.
Atsiranda visų svarbiausių organų ir sistemų užuomazgos (nervų sistema, širdis, virškinimo traktas ir kt.). Šis procesas vadinamas organogeneze.
Formuojasi kūno dalys: galva, liemuo, galūnės, veido bruožai.
8 savaičių embrionas jau yra akivaizdžiai panašus į mažą žmogutį (ūgis siekia apie 3-4 cm), turi susiformavusias pagrindines organų sistemas, galima pradėti skirti lytį.

Pirmasis nėštumo trimestras (ypač embriono periodas, pirmosios 8 savaitės po apvaisinimo) yra labai jautrus laikotarpis. Tuo metu formuojasi visi gyvybiškai svarbūs organai, todėl embrionas yra itin pažeidžiamas žalingų išorės veiksnių (teratogenų): alkoholis, rūkymas (įskaitant pasyvų), narkotinės medžiagos, kai kurie vaistai (todėl būtina pasitarti su gydytoju dėl bet kokių vaistų vartojimo), infekcijos (pvz., raudonukė, toksoplazmozė), radiacija. Šių veiksnių poveikis gali sutrikdyti normalią raidą, sukelti įvairius raidos sutrikimus (apsigimimus) ar net savaiminį persileidimą. Todėl planuojant nėštumą ir jo metu ypač svarbu vengti žalingų įpročių ir saugoti sveikatą.

Pagalbinis apvaisinimas: kai gamta nepadeda

Pagalbinis apvaisinimas yra medicininė procedūra, kuri gali padėti poroms susiduriančioms su nevaisingumo problemomis - susilaukti vaikų. Tai yra gana sudėtingas procesas, kuris apima keletą etapų. Pagalbinio apvaisinimo priežastys gali būti įvairios. Pirmiausia - moters nevaisingumas, kuris gali būti susijęs su ovuliacijos sutrikimais, kiaušidžių problemomis, užsikimšimais kiaušintakiuose ir kt. Arba - vyro nevaisingumas, kuris susijęs su mažu spermos kiekiu, prasta spermos kokybe, sutrikusiu spermos judėjimu ir kt.

Priklausomai nuo situacijos - pasiūlomas konkrečiai porai labiausiai tinkamas pagalbinio apvaisinimo (dirbtinio apvaisinimo) metodas:

In vitro fertilizacija (IVF) - kai kiaušinėliai išimami iš moters kiaušidžių ir apvaisinami vyro spermatozoidais laboratorijoje. Vėliau perkeliami į moters gimdą.
Intracitoplazminė spermatozoido injekcija (ICSI) - kai vienas spermatozoidas įšvirkščiamas tiesiai į kiaušinėlio vidų. Šis metodas taikomas, kai vyro spermos kokybė yra prasta.
Intrauterininė inseminacija (IUI) - kuomet vyro sperma specialiai paruošiama ir įšvirkščiama į moters gimdą.

Pagalbinio apvaisinimo procesas yra individualus ir priklauso nuo pasirinkto metodo bei poros situacijos. Paprastai jis apima diagnozės nustatymą (atliekami išsamūs tyrimai. Kiek laiko trunka dirbtinis apvaisinimas? Tiksliau - jis gali trukti nuo kelių savaičių iki kelių mėnesių. Diagnozė ir tyrimai gali trukti kelias savaites. Stimuliacija trunka 10-14 dienų. Kiaušinėlių surinkimas yra nedidelė chirurginė procedūra, kuri trunka apie 20-30 minučių. Apvaisinimas ir embrionų auginimas ir implantavimas trunka 3-5 dienas. Dirbtinio apvaidinimo trukmę koreguoja ir pasirinktinas metodas. Įvairių metodų (IVF, ICSI ir kt.) trukmė gali skirtis.

Šiuolaikinis nevaisingumo gydymo principas yra paremtas greita ir tikslia diagnostika, negaištant laiko ir pateikiant aiškias ir tikslias gydymo rekomendacijas. Akušeris ginekologas rekomenduoja pradėti nuo paprasto ir greito spermos tyrimo, kurio metu įvertinama spermatozoidų koncentracija, jų judrumas, morfologijos pokyčiai, atliekami įvairūs funkciniai testai. Jei spermograma bloga, siekiant diagnozuoti priežastis, vyrui rekomenduojama urologo konsultacija, atliekamas ultragarsinis, hormoniniai tyrimai, įvertinama varikocelės (kapšelio venų išsiplėtimo) rizika ir kita galima patologija.

Taip pat atliekamas visapusiškas moters reprodukcinių organų ištyrimas, siekiant įvertinti gimdos ertmę, mažojo dubens organus, kiaušides, kiaušintakius, patikrinti praeinamumą ir pan. Remiantis rezultatais, pateikiamas atsakymas dėl nustatytos patologijos ar sutrikimų ir jų koregavimo poreikio.

Jei, taikant medikamentinį ir chirurginį gydymą, nevaisingumo problemų išspręsti nepavyksta, pasitelkiamos pagalbinio apvaisinimo procedūros, kurių pagrindinės - apvaisinimas moters kūne (IUI-intrauterinė inseminacija) arba apvaisinimas ne moters kūne (IVF -pagalbinis apvaisinimas mėgintuvėlyje). Esant labai žymiems vyro spermos pakitimams, atliekamos intracitoplazminės spermatozoido injekcijos (ICSI).

Lietuvoje leidžiama taikyti visus metodus. Dirbtinė reprodukcija yra donoro arba genetinių tėvų spermos ir kiaušidžių (gametų) dirbtinis suliejimas, jei natūraliai yra sunku ar neįmanoma susilaukti vaiko. Lietuvoje dirbtinę apvaisinimo procedūrą iš dalies finansuos valstybė, jei įvykdysite tam tikrus reikalavimus. Jūsų teisė susilaukti vaiko dirbtinio apvaisinimo būdu yra saugoma teisės į privataus ir šeimos gyvenimo gerbimą.

Vaisingumo klinikos neįsivaizduojamos be pagalbinio apvaisinimo laboratorijos ir joje dirbančių embriologų. Nuo jų profesionalumo ir kruopštumo dažnai priklauso, ar moters kūne užsimegs nauja gyvybė.