Первичные половые клетки

экспрессия прослеживается на пути миграции предшественников половых клеток). (A. McLaren / Developmental Biology 262 (2003) 1–1513)

McLaren (1999).
6.0 dpc: сигнал (черные стрелки), исходящий из внезародышевой эктодермы (голубая) воздействует на клетки проксимального слоя эпибласта (оранж.), превращая часть из них в предшественников половых клеток (PGC). Во время гаструляции эти клетки движутся в каудальную область первичной полоски и, потом, во внезародышевую область вместе с клетками внезародышевой мезодермы, выселяющейся из первичной полоски).
7.0 dp: внезародышевая мезодерма (желтая) формирует заднюю амниотическую складку (белая область – экзоцелом). Часть(?) предшественников PGC превращается в PGC. Вероятно, это происходит под влиянием дополнительных сигналов, в том числе и из области висцеральной энтодермы).

Выделение линии половых клеток у эмбриона мыши

6,0 dpc 7,0 dpc

6,25 dpc.

6,0 dpc.

6,5 dpc.

7,0 dpc.

7,5 dpc.

To date (2011), only a few genes that mark the onset of germ cell commitment in the epiblast—the outer layer of cells of the embryo—including tissue non-specific alkaline phosphatase (TNAP), Blimp1, Stella and Fragilis—have been used with some success to detect PGC formation in in vitro model systems.

лабораторных животных:
Рис.1: у мыши окрашены только радужка глаз и уши.
Рис.2: меланоциты отсутствуют на некоторых участках тела мышей.

Линии мышей, несущих мутации, при которых наблюдается снижение численности популяции ППК и нарушение в их миграции:
W – мутации в локусе W Sl (Steel) – мутации в локусе Sl

# локус W несет ген рецептора тирозинкиназы (c-Kit)
# локус Sl кодирует его лиганд (Kit-ligand или Steel factor – SLF).
Высокая активность тирозинкиназы необходима для нормального процесса размножения и миграции ППК и клеток других популяций, мигрирующих в эмбриональный период развития (клетки нервного гребня, кроветворные клетки).

Е З

Histology

Иммуногистохимическое окрашивание клеток Сертоли
(окрашивание на один из ферментов, участвующих в метаболизме глюкозы – альдоз-редуктазу)

человека описывающих три основные этапа (молекулярных механизма): уровень межклеточного взаимодействия (“рецептор смерти”) цитоплазматический уровень (ЭПР) и митохондриальный .

Ruwanpura S M et al. J Endocrinol 2010;205:117-131

© 2011 Society for Endocrinology

половые клетки называют гониями (при сперматогенезе – сперматогониями)
2 период: Мейоз. Этот период включает в себя профазу мейоза и два мейотических деления – редукционное и эквационное. Мужскую половую клетку в этот период называют сперматоцитом.
3 период: Спермиогенез - период, во время которого происходят постмейотические цитологические преобразования гаплоидной клетки - сперматиды, приводящие к формированию сперматозоида.

Последовательность событий при сперматогенезе

(пахитена)

хромосома, розовым – материнская).
Перекрест хроматид. Недостающий участок достраивается по коньюгировавшей цепи.
Результат: гомологичные хромосомы после обмена участками.

Схема кроссинговера.

Во время этого процесса, происходящего в половых клетках на стадии профазы мейоза, гомологичные хромосомы обмениваются своими участками.
В результате хромосомы гамет не являются идентичными хромосомам соматических клеток данной особи: часть хромосом содержит как гены, полученные от отца, так и гены полученные от матери.
Таким образом, при кроссинговере увеличивается генетическое разнообразие гамет, что дает большее количество генетических комбинаций в следующем поколении.

гонады воздействуют на секрецию гормонов гипоталамуса и гипофиза
2. Короткая петля обратной связи: гонадотропные гормоны гипофиза воздействуют на секрецию рилизинг-факторов гипоталамуса
3. Ультракороткая петля обратной связи: гормоны гипоталамуса регулируют собственную секрецию в пределах центральной нервной системы.

постоянный уровень тестостерона в крови

При повышении уровня тестостерона в крови уменьшается выработка гормонов гипоталамуса и гипофиза (отрицательная обратная связь)
При снижении уровня гормонов гипофиза в крови снижается и выработка стероидных гормонов гонадой (положительная прямая связь)
При понижении уровня тестостерона в крови увеличивается выработка гормонов гипоталамуса и гипофиза. (отрицательная обратная связь)

к отрицательной обратной связи.
В результате увеличивается выработка рилизинг-фактора в гипоталамусе, гонадотропных гормонов в аденогипофизе и выработка тестостерона в семеннике.
Выработка тестостерона постепенно увеличивается, до тех пор, пока система не выйдет на новый устойчивый уровень, характерный для взрослого организма.

воздействие ФСГ и тестостерона на сперматогенез:
Слева – существующие экспериментальные данные (черные рамки)
Справа – нерешенные вопросы (красные рамки)

Endocrinology

Сперматогенез у человека

Диаграмма, суммирующая воздействие ФСГ и тестостерона на сперматогенез:
Слева – существующие экспериментальные данные (черные рамки)
Справа – нерешенные вопросы (красные рамки)

(cortex ovari).
3. - Остаток мезентерия яичника.
4. - Белочная оболочка.
5. - Примордиальные фолликулы
6. - Первичные фолликулы
7. - Вторичные или лакунарные фолликулы
8. - Третичный или преовуляторный фолликул (или антральный фолликул, или Граафов пузырек (в честь анатома Д.Р.Граафа, впервые описавшего его)
9. - Атретические фолликулы: Большая часть фолликулов, вступивших вступивший в рост, погибают на разных этапах фолликулогенеза. На месте погибших вторичных или третичных фолликулов формируются так называемые белые тела.

et al. 2001, Barnett et al. 2006, Edson et al. 2009)

Luteinizing (LH) induces the expression of Areg in the preovulatory follicle, and AREG (amphiregulin) acts in an autocrine and paracrine manner to mediate LH effects throughout the follicle, including the promotion of oocyte meiotic resumption and cumulus expansion. Areg expression is also upregulated in granulosa cells by prostaglandin E2 (PGE2);79,81 at a time preceding ovulation, AREG can also induce the expression of its mRNA in cumulus cells by the PGE2-PGE2 receptor subtype (PTGER2) pathway.81 AREG protein is present in abundant levels in the human follicular fluid85(A.M. Zamah et al, unpublished data). EGF and transforming growth factor alpha (TGF-α) protein levels are very low or undetectable in the fluid and higher in serum, indicating that the presence of these factors in the follicular fluid is likely serum derived. Whether epiregulin (EREG) and betacellulin (BTC) are also present in the fluid remains to be determined.

Пик ЛГ активирует комплекс паракринных и аутокринных регуляторов, в том числе активирует сеть EGF

Hsieh M, Zamah AM, Conti M. Epidermal growth factor-like growth factors in the follicular fluid:
role in oocyte development and maturation. Semin Reprod Med. 2009 Jan;27(1):52-61. doi: 10.1055/s-0028-1108010.

functions, including steroidogenesis, activin production, cumulus–oophorus complex formation and expansion, cell–cell communication, ovulation and luteolysis are shown.

Schematic diagram summarizing functional roles of BMPs and GDF9 in the human ovary.

BMP, bone morphogenetic protein;
COC, cumulus–oophorus complex;
Cx43, connexin 43;
GC, granulosa cell;
HAS2, hyaluronan synthase type 2;
PTX3, pentraxin 3;
StAR, steroidogenic acute regulatory protein.

follicle.

In this follicular microenvironment, the locally produced GDF8 may promote aromatase/estradiol and FSHR expression, suppress StAR/progesterone and LHR expression and down-regulate PTX3 expression. In addition, GDF8 induces the expression of CTGF, which contributes to the suppression of GC proliferation and the increase in LOX activity. 3βHSD, 3β-hydroxysteroid dehydrogenase; CTGF, connective tissue growth factor; ECM, extracellular matrix; LOX, lysyl oxidase; P450scc, P450 side-chain cleavage enzyme; PTX3, pentraxin 3; FSHR, FSH receptor; LHR, LH receptor.

Chang HM, Qiao J, Leung PC. Hum Reprod Update. 2016 Dec;23(1):1-18.

в Брюсселе повезло увидеть процесс овуляции прямо во время операции по гистерэктомии. И не только увидеть, но и снять при помощи камеры, записывающей операцию. Яйцеклетка, попавшая в кадр, принадлежала 45−летней бельгийке.
Кстати, по словам автора, ценные кадры, которые он получил, позволяют теперь с уверенностью утверждать, что яйцеклетка покидает фолликул не мгновенно, а за 15 минут. Это опровергает теории о взрывной, внезапной овуляции

Несмотря на самое современное эндоскопическое оборудование, до сих пор овуляцию ученые наблюдали только у животных

диплотена-диакинез профазы мейоза (2n4c)

Ооцит с разрушившейся оболочкой ядра (зародышевого пузырька):
Метафаза 1-го деления созревания (2n4c)

Зрелый ооцит с выделившимся первым редукционным тельцем:
диплотена-диакинез профазы мейоза
Ооцит - n2c
Редукционное тельце – n2c

к на периферию в кортикальную область (в ту часть, которая ближе к веретену). Веретено 2-го деления мейоза располагается в кортикальной зоне параллельно поверхности ооцита и поворачивается только после оплодотворения
Схема предположительного механизма транслокации веретена в кортикальную область (актин-зависимый процесс) (I) Contraction of anti-parallel actin filaments connecting the cortex to the spindle by bipolar myosin II mini thick filaments, (II) cargo-like transport of the spindle along actin filaments with barbed ends oriented toward the cortex, with myosin II localized at the spindle pole (III) actin polymerization-driven motility from the rear. Actin – red, microtubules – green, chromosomes – blue, myosin II – black. Outer circle = zona pellucida.

Веретено 1 и 2 деления мейоза
(ооцит мыши)