oplození

• Samčí pohlavní soustava


  • Varlata
  • Nadvarlata
  • Chámovody
  • Přídatné pohlavní žlázy
  • Pyj
• Varlata


  • Párový orgán, kde dochází k produkci spermií a samčího pohlavního hormonu testosteronu
  • Semenotvorné kanálky jsou vystlány spermatogenním epitelem, který je tvořený podpůrnými a spermatogenními buňkami
  • Sertoliho buňky poskytují podporu vyvíjejícím se spermiím a posunují je směrem do středu semenotvorného kanálku
  • Leydigovy buňky v intersticiu produkují testosteron
• Nadvarle


  • Místo, kde se spermie shromažďují a funkčně dozrávají
  • Spermie jsou posouvány kinociliemi buněk odvodných kanálků

  
• Přídatné pohlavní žlázy


  • Měchýřkovitá žláza
  • Předstojná žláza (prostata)
  • Bulbouretrální žláza
  • Produkují sekrety, které společně se sekrety nadvarlete a chámovodových ampulí vytvářejí semennou plazmu
• Umístění varlat


  • U hospodářsky významných druhů zvířat a u člověka sestupují varlata do šourku
  • Některé živočichy mají varlata umístěna v břišní dutině, důvod není zcela jasný
• Samičí pohlavní soustava


  • Vaječníky
  • Vejcovody
  • Děloha
  • Pochva
  • Vulva
• Vaječník


  • Produkuje oplození schopná vajíčka s haploidním počtem chromozomů
  • Produkuje hormony - estrogeny a progesteron
  • Tvar a velikost ovlivňuje počet ovulovaných vajíček a následně počet narozených mláďat
• Vejcovod


  • Místo, kde dochází ke spojení vajíčka a spermie
• Děloha


  • Různé typy - jednoduchá, dvojitá, dvojrohá rozdělená, dvojrohá nerozdělená
  • Obsahuje endometrium, myometrium a perimetrium

  
• Oplození (fertilizace)


  1. Kapacitace spermií

  2. Proniknutí spermie přes buňky corona radiata pomocí enzymu hyaluronidázy

  3. Navázání spermie na zonu pellucida v místě ZP3

  4. Proniknutí spermie přes membránu zonu pellucida pomocí enzymu akrozomu (akrozomální reakce)

  5. Kontakt jader spermie a vajíčka
• Při oplození dochází ke kombinaci haploidní sady chromozomů dvou jedinců a vzniku oplodněné buňky - zygoty
• Výsledkem oplození je nový jedinec, který má geny od svých rodičů, ale kombinace těchto genů je nová a jedinečná
• Děloha


  Orgán, který má několik rohů, které ústí do děložního těla. Toto děložní tělo může být nerozdělené (např. u koně) nebo rozdělené přepážkou, která sahá takřka až k děložnímu krčku. To je případ přežvýkavců, prasete a šelem.
• Oplození (fertilizace)


  1. Spojení dvou pohlavních buněk (gamet) – spermie a vajíčka

  2. Kombinace haploidní sady chromozomů dvou jedinců a vznik oplodněné buňky – zygoty

  3. Výsledkem je nový jedinec, který má geny od svých rodičů, ale kombinace těchto genů je nová a jedinečná
• Průběh oplodnění


  1. Kapacitace spermií

  2. Proniknutí spermie přes buňky corona radiata – pomocí enzymu hyaluronidázy

  3. Navázání spermie na zonu pellucida v místě ZP3

  4. Proniknutí spermie přes membránu zonu pellucida – pomocí enzymu akrozomu (tzv. akrozomální reakcí)

  5. Kontakt spermie a oolemy – uvolnění kortikálních granul do perivitelinního prostoru (tzv. kortikální reakce)

  6. Spojení plazmatické membrány spermie a vajíčka (oolemy)

  7. Vniknutí spermie do vajíčka – dokončení meiozy vajíčka a spojení dvou DNA
• Kapacitace


  Dozrávací změny spermie, bez kterých není možné oplodnění, ani v rámci IVF (in vitro fertilizace – oplodnění in vitro)
• Proniknutí spermie přes corona radiata

  Spermie proniká kumulárními buňkami a využívá enzym hyaluronidázu k rozrušení mezibuněčných stěn corony radiata
• Proniknutí spermie přes zona pellucida

  Spermie se naváže na zonu pellucidu v místě ZP3, dojde k akrozomální reakci a rozrušení zony pellucidy, spermie se dostává do perivitelinního prostoru
• Proniknutí spermie přes plazmatickou membránu vajíčka (oolemu)

  1. Kontakt spermie s oolemou spustí kortikální reakci, která uvolní kortikální granula a zablokuje receptory pro další spermie

  2. Dojde k navázání (spojení) plazmatické membrány hlavičky spermie a oolemy vajíčka

  3. Uvolnění kortikálních granulí je spojeno s uvolněním metaloproteinázy ovastacinu, která způsobí ztvrdnutí zony pellucidy
• Proniknutí spermie do vajíčka

  1. Hlavička spermie s DNA a bičíkem vklouzne do cytoplazmy oocytu

  2. Oocyt se aktivuje řadou faktorů, především zvýšením koncentrace vápenatých iontů (Ca2+) v cytoplazmě, což je způsobeno fosfolipázou C, izoformou ζ (PLCζ) ve spermii

  3. Dojde k dokončení meiotického dělení oocytu a spojení samčí a samičí DNA
• U některých nižších živočichů akrozom a akrozomální reakce chybí (žahavci, některý hmyz, kostnaté ryby) – průnik do vajíčka je zabezpečen jiným mechanismem, např. pomocí mikropylí
• Aktivátor oocytu jsou vápenaté ionty, jejich vtok může být iniciován v podmínkách in vitro působením některých chemických látek nebo elektroporací
• Průnikem spermie do cytoplazmy se iniciuje dokončení meiotického dělení oocytu za vzniku dalšího pólového tělíska, původem s jádra oocytu. Konečnou fází je spojení dvou prvojader, samčí a samičí DNA.
• Aktivátor oocytu


  Vápenaté ionty
• Znalost těchto procesů se uplatňuje i v rámci technik umělého oplodnění
• Vtok iontů vápníku může být iniciován

  1. Působením některých chemických látek (např. calcimycin, SrCl2 atd.)

  2. Procesem elektroporace
• Elektroporace


  Metoda působení impulzů elektrického proudu, který vytvoří v membráně menší či větší póry, které pak umožní vstup různých látek včetně např. Ca2+
• Liu et al. (2019) uvádějí tuto metodu jako úspěšnou pro aktivaci oocytů vápenatými ionty, přicházející z vnějšího prostředí a také z endoplazmatického retikula
• V metodice autoři uvádějí provedení 10 pulzů s 1 sekundovým mezičasem v rozsahu 4 – 10 kV/cm (doba působení byla řádově v nanosekundách)
• Průnikem spermie do cytoplazmy se iniciuje

  1. Dokončení meiotického dělení oocytu za vzniku dalšího pólového tělíska, původem s jádra oocytu

  2. Spojení dvou prvojader, samčí a samičí DNA
• Obecně je rozdílná koncentrace iontů vně a uvnitř buněk
• Membrána je pro ionty obecně nepropustná, nedochází k vyrovnání koncentračního gradientu a na vnitřní membráně se vytváří záporný náboj
• Nejvýznamnější ionty, které membránový potenciál ovlivňují

  • K+
  • Na+
  • Ca2+
  • Cl-
• V extracelulárním prostředí je vyšší koncentrace Na+, Ca2+, Cl- a naopak nejdůležitějším intracelulárním iontem je K+
• Membránový potenciál


  U běžných tělních buněk přibližně -70 mV
• Akční potenciál


  Přenos signálu změnou potenciálu z -70 mV až na +100 mV

  
• Membránový potenciál oocytů


  U maturovaných oocytů obecně v rozsahu od -70 do -90 mV
• Výzkumy ukázaly, že membránový potenciál může být rozdílný v rámci jedné buňky
• Řešením se stalo používání napěťově citlivých barviv, např. ANEP barviva (Di-4-ANEPPS)
• Do oocytu proniká celá spermie, včetně bičíku