Життєвий цикл людини

Хто пам’ятає, де і коли у людини відбувається мейоз? На 3-му тижні ембріонального розвитку людини (т. Е. Як раз тоді, коли мати ще тільки починає підозрювати, що вагітна) у стінці аллантойса (одна з ембріональних оболонок, розташована поблизу задньої частини кишечника зародка і виконувала у еволюційних предків, у яких зародок багато часу проводив у яйці, функцію мішка для збору продуктів виділення) відокремлюються первинні статеві клітини, які мігрують через стінку кишечника і первинну нирку в статеві валики, з яких утворюється строма гонад. Там вони виявляються до 8-10-му тижні розвитку.

У чоловіків вони дають початок сперматогенного епітелію сім’яників, який починає функціонувати в ранній пубертатний період. Окремі клітини цього епітелію – сперматогонії – активно розмножуються і перетворюються на первинні сперматоціти, ростуть і набирають мейоз, в результаті якого утворюються сперматіди, що дозрівають в сперматозоїди. І первинні сперматоціти, і сперматіди, і дозрівають сперматозоїди частково занурені у великі клітини Сертолі (останні – буквально як коренеплоди, з хвостами, виступаючими назовні), які виступають для них як “колиски”, живлять їх і фагоцитируют “зайву” цитоплазму. Весь процес від вступу в мейоз до утворення сперматозоїда займає близько 75 днів. У чоловіків сперматогенез і відповідно мейоз відбувається безперервно протягом усього їхнього життя.

У жіночого ембріона первинні статеві клітини спочатку активно діляться. Цікаво, що жіночі сперматоціти проходять кілька циклів синхронних поділів, в яких дочірні клітини залишаються з’єднаними цитоплазматическими містками, в результаті утворюючи так звану цисту. Значення цього явища не цілком ясно, однак так йде справа у всіх вивчених в цьому відношенні тварин. Можливо, це якось пов’язано з регулюванням клітинного циклу і вступом в мейоз. На 17-22 тижні ембріонального розвитку, тобто на п’ятому місяці вагітності матері, ділення закінчується утворенням первинних овоцитів, які вступають в профазу першого поділу мейозу, яка зупиняється на стадії діплотени. До цього моменту вони виявляються оточеними шаром плоских клітин, разом утворюючи прімордіальние фолікули (цікаво, що спочатку фолікулярні клітини оточують всю цисту, але потім розділяють її, оточуючи собою кожен індивідуальний первинний овоціт. Як первинний овоціт всередині нього, так і навколишні клітини покояться, генетичний матеріал не функціонує, і в такому стані, що покоїться можуть перебувати до 50 років (весь цей час первинний овоціт знаходиться на стадії діплотени!). Утворюється їх від 35 тис до 2,5 млн, в середньому 300 тис. До моменту народження дівчинки їх число скорочується до 25 тис – 1,5 млн, в середньому 180 тис, до моменту статевого дозрівання залишається близько 15 тис., до 20 років – 5-7 тис, до менопаузи – близько 1 тис. В момент першої менструації, від десятка до тисячі прімордіальних фолікулів вступають в фолікулогенез, який триває 13 менструальних циклів (близько 375 днів) і закінчується овуляций, і так відбувається і при кожному наступному циклі. При вступі до фолікулогенез геном овоциту оточуючих його клітин реактивується, починається транскрипція, він вступає в період малого росту. Протягом приблизно п’яти днів в кінці 12 циклу після ініціації даної когорти фолікулів, більша частина їх гине допомогою апоптозу (в даному випадку цю загибель називають атрезією), і лише 5-7 з них вступають в 13й цикл і стадію великого зростання, змагаючись один з другом, але лише один (рідко більше) доходить до овуляції. Незадовго до овуляції мейоз просувається далі, до метафази другого поділу, на якою він знову зупиняється до моменту запліднення. (Ми відволікаємося від складних ендокринних взаємодій, які забезпечують всі ці процеси). У момент овуляції фолікул розривається, а яйцеклітина, все ще в оточенні фолікулярних клітин, потрапляє в порожнину очеревини і відразу ж захоплюється бахромки фаллопиевой труби, в якій повинно відбутися запліднення. Друге поділ мейозу завершується тільки в момент проникнення в нього сперматозоїда.

Тут є один підступ. Клітини – попередники сперматозоїдів – до набрання мейоз безперервно діляться. При цьому в них працює дуже багато генів, і в разі серйозних мутацій така клітина може відбраковані, незважаючи на завадостійкість диплоидного ядра. У цьому сенсі сперматозоїди завжди свіжі. (Проте в них можуть накопичуватися мутації по генах, які не працюють під час сперматогенезу, наприклад, по генам, що регулює розвиток багатоклітинного організму). Первинний же овоціт, як Ілля Муромець, покоїться від 12 до 50 років. І якщо в ньому будуть відбуватися мутації, вони там і залишаться до самого запліднення, якщо цей овоціт не згине. Швидше за все, біологічний сенс явище атрезії полягає саме в відбракування овоцитов з генетичними дефектами. Але так чи інакше, чим довше овоціт покоїться, тобто чим більше вік матері, тим більше мутацій він встигне накопичити. Дійсно, було встановлено, що частота мутацій, пов’язаних з нуклеотидними замінами у потомства корелює з віком матері, але не корелює з віком батька. З іншого боку, момент реплікації ДНК вельми чутливий до ушкоджувальних чинників, оскільки в цей момент деякі її ділянки представлені однією ниткою. Оскільки ДНК діляться сперматогонієв безперервно реплікується, вони більш чутливі до факторів, що провокує розриви ДНК, наприклад до радіації.

Не слід забувати і про цитоплазмі – спочиваючому овоціт вона також частково старіє, а в діляться сперматогоний завжди свіжа. Імовірність роздобути неповноцінне потомство наростає з віком матері також і за рахунок цього фактора. І дійсно, близько 1% дітей, народжених жінками після 40 років, мають синдром Дауна – результат нерозходження гомологів однієї з хромосом в 1-му розподілі мейозу, мабуть, пов’язаного з порушеннями цитоплазми. Таким чином, з біологічної точки зору раннє розмноження для жінок бажано, для чоловіків (якщо вони не піддають себе зайвому опроміненню) – досить байдуже.

Ми стикаємося з важливим явищем – поділом тваринного організму на соматичний і зародковий шляху. Простеживши за долею майбутніх статевих клітин, ми бачимо, що вони спочатку виявляються в стінці аллантойса, а потім мігрують в зачатки статевих органів. І ніякі інші клітини організму ні на якій стадії не здатні породити статеві клітини. Інакше кажучи, ті клітинні індивідууми, які дадуть початок людському індивідууму наступного покоління, ніяк не беруть участь в життя даного людського індивідуума. Всі спадкові ознаки організму зумовлюються в момент злиття яйцеклітини зі сперматозоїдом. Індивідуальність гамет, у свою чергу, визначається в момент мейозу. Ніякі події, пов’язані з життям організму, не можуть впливати на генетичну інформацію, доставлену нащадкам, вона визначається виключно двома ключовими подіями статевого процесу – мейозом і заплідненням. На цю інформацію можуть впливати тільки мутагенні фактори (радіація, ультрафіолетове випромінювання, висока температура, певні хімічні речовини). Вплив материнського організму відбувається фактично тільки через харчування – яйцеклітини або (при живонароджених) дитинчати або дитини. Однак генетична інформація, що зберігається в клітинах зародкового шляху, перевіряється в соматичних клітинах, і найголовніше вплив материнський організм надає на клітини зародкового шляху допомогою власного виживання до розмноження, плюс турбота про потомство – там де вона передбачена. Саме цим впливом, в кінцевому рахунку визначається те, що клітини зародкового шляху мають саме такі, а не які-небудь інші гени.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.50 out of 5)

Життєвий цикл людини