Zwangerschap en bevruchting

De meeste artsen beschouwen de eerste dag van je laatste menstruatie als het begin van de zwangerschap. Deze periode wordt de 'menstruatieleeftijd' genoemd en begint ongeveer twee weken vóór de bevruchting. Hier is wat basisinformatie over bevruchting:

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Ovulatie

Elke maand begint een van de eierstokken van een vrouw een bepaald aantal onrijpe eicellen te ontwikkelen in een klein met vocht gevuld zakje. Een van de zakjes is volledig uitgerijpt. Deze "dominante follikel" onderdrukt de groei van de andere follikels, die stoppen met groeien en degenereren. De rijpe follikel scheurt en laat eicellen uit de eierstok vrij (ovulatie). De ovulatie vindt meestal twee weken voor de volgende menstruatie van een vrouw plaats.

Ontwikkeling van het corpus luteum

Na de ovulatie ontwikkelt de gebarsten follikel zich tot een formatie genaamd het corpus luteum, dat twee soorten hormonen afscheidt: progesteron en oestrogeen. Progesteron helpt het endometrium (het baarmoederslijmvlies) voor te bereiden op de innesteling van het embryo door het dikker te maken.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]

Het vrijgeven van het ei

De eicel komt vrij en reist naar de eileider, waar hij blijft tot er tijdens de bevruchting minstens één zaadcel binnendringt (zie hieronder voor eicel en zaadcel). De eicel kan binnen 24 uur na de ovulatie bevrucht worden. Gemiddeld vinden de ovulatie en bevruchting twee weken na de laatste menstruatie plaats.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Menstruatiecyclus

Als de zaadcel de eicel niet bevrucht, degenereren de eicel en het gele lichaam; de verhoogde hormoonspiegels verdwijnen ook. De functionele laag van het baarmoederslijmvlies wordt vervolgens afgestoten, wat leidt tot menstruatiebloedingen. De cyclus herhaalt zich.

Bevruchting

Als een spermacel een rijpe eicel bereikt, bevrucht hij deze. Wanneer een spermacel een eicel bereikt, vindt er een verandering plaats in de eiwitmantel van de eicel, waardoor er geen sperma meer kan binnendringen. Op dit punt wordt de genetische informatie over het kind vastgelegd, inclusief het geslacht. De moeder geeft alleen X-chromosomen (moeder = XX); als een Y-spermacel de eicel bevrucht, wordt het kind een jongen (XY); als een X-spermacel de eicel bevrucht, wordt het een meisje (XX).

Bevruchting is niet zomaar de optelsom van het kernmateriaal van de eicel en de zaadcel - het is een complexe reeks biologische processen. De eicel wordt omgeven door granulosacellen, de corona radiata. Tussen de corona radiata en de eicel wordt de zona pellucida gevormd, die specifieke receptoren voor sperma bevat. Deze receptoren voorkomen polyspermie en zorgen ervoor dat de bevruchte eicel via de eileider naar de baarmoeder kan bewegen. De zona pellucida bestaat uit glycoproteïnen die door de groeiende eicel worden afgescheiden.

De meiose wordt hervat tijdens de ovulatie. Hervatting van de meiose wordt waargenomen na de preovulatoire LH-piek. Meiose in de rijpe eicel gaat gepaard met het verlies van het kernmembraan, de bivalente samenstelling van chromatine en de scheiding van chromosomen. Meiose eindigt met het vrijkomen van het poollichaampje tijdens de bevruchting. Een hoge concentratie oestradiol in de follikelvloeistof is noodzakelijk voor het normale proces van meiose.

Mannelijke geslachtscellen in de zaadbuisjes vormen als gevolg van mitotische deling spermatocyten van de eerste orde, die verschillende stadia van rijping ondergaan die vergelijkbaar zijn met de vrouwelijke eicel. Als gevolg van meiotische deling worden spermatocyten van de tweede orde gevormd, die de helft van het aantal chromosomen bevatten (23). Spermatocyten van de tweede orde rijpen tot spermatiden en veranderen, zonder verder te delen, in spermatozoa. De reeks opeenvolgende stadia van rijping wordt de spermatogene cyclus genoemd. Bij mensen is deze cyclus voltooid in 74 dagen en verandert het ongedifferentieerde spermatogonium in een zeer gespecialiseerde spermatozoön, die in staat is tot onafhankelijke beweging, en die een reeks enzymen heeft die nodig zijn voor penetratie in de eicel. De energie voor beweging wordt geleverd door een aantal factoren, waaronder cAMP, Ca ²⁺, catecholamines, proteïnemotiliteitsfactor, proteïnecarboxymethylase. Spermatozoa aanwezig in vers sperma zijn niet in staat tot bevruchting. Ze verwerven dit vermogen wanneer ze het vrouwelijke geslachtsorgaan binnendringen, waar ze het membraanantigeen verliezen - capacitatie vindt plaats. Op zijn beurt scheidt de eicel een product af dat de acrosomale blaasjes oplost die de kopkern van de spermacel bedekken, waar het genetische fonds van vaderlijke oorsprong zich bevindt. Men gelooft dat het bevruchtingsproces plaatsvindt in het ampullaire deel van de eileider. De trechter van de eileider neemt actief deel aan dit proces, sluit nauw aan op het deel van de eierstok met de follikel die op het oppervlak uitsteekt en zuigt als het ware de eicel op. Onder invloed van enzymen die worden afgescheiden door het epitheel van de eileiders, komt de eicel vrij uit de cellen van de corona radiata. De essentie van het bevruchtingsproces bestaat uit de eenwording, fusie van vrouwelijke en mannelijke voortplantingscellen, gescheiden van de organismen van de oudergeneratie tot één nieuwe cel - een zygote, die niet alleen een cel is, maar ook een organisme van een nieuwe generatie.

De spermacel brengt voornamelijk zijn eigen kernmateriaal in de eicel in. Dit materiaal combineert met het kernmateriaal van de eicel en vormt zo een enkele zygotekern.

Het proces van eicelrijping en bevruchting wordt aangestuurd door complexe endocriene en immunologische processen. Vanwege ethische kwesties zijn deze processen bij mensen nog onvoldoende bestudeerd. Onze kennis is voornamelijk verkregen uit experimenten met dieren, die veel overeenkomsten vertonen met deze processen bij mensen. Dankzij de ontwikkeling van nieuwe reproductieve technologieën in in-vitrofertilisatieprogramma's zijn de stadia van de ontwikkeling van het menselijke embryo tot aan het blastocyststadium in vitro bestudeerd. Dankzij deze studies is er veel materiaal verzameld over de studie van de mechanismen van de vroege embryonale ontwikkeling, de verplaatsing ervan door de eileider en de implantatie.

Na de bevruchting beweegt de zygote zich door de eileider en ondergaat een complex ontwikkelingsproces. De eerste deling (het stadium van twee blastomeren) vindt pas op de tweede dag na de bevruchting plaats. Tijdens haar beweging door de eileider ondergaat de zygote een volledige asynchrone deling, wat leidt tot de vorming van een morula. Op dat moment is het embryo bevrijd van de vitelline en transparante membranen, en in het morulastadium betreedt het embryo de baarmoeder, waar het een los complex van blastomeren vormt. De passage door de eileider is een van de kritieke momenten van de zwangerschap. Het is vastgesteld dat de relatie tussen het homeopathische/vroege embryo en het epitheel van de eileider wordt gereguleerd door een autocriene en paracriene route, waardoor het embryo een omgeving krijgt die de processen van bevruchting en vroege embryonale ontwikkeling bevordert. Aangenomen wordt dat de regulator van deze processen het gonadotroop vrijgevend hormoon is, geproduceerd door zowel het pre-implantatie-embryo als het epitheel van de eileiders.

Het epitheel van de eileiders produceert GnRH en GnRH-receptoren als boodschappers van ribonucleïnezuur (mRNA) en eiwitten. Het bleek dat deze expressie cyclusafhankelijk is en voornamelijk optreedt tijdens de luteale fase van de cyclus. Op basis van deze gegevens is een groep onderzoekers van mening dat tubaal GnRH een belangrijke rol speelt bij de regulatie van de autocriene-paracriene route tijdens de bevruchting, de vroege embryonale ontwikkeling en de implantatie, aangezien er in het baarmoederepitheel tijdens de periode van maximale ontwikkeling van het "implantatievenster" aanzienlijke hoeveelheden GnRH-receptoren aanwezig zijn.

Er is aangetoond dat GnRH-, mRNA- en eiwitexpressie in het embryo worden waargenomen, en deze neemt toe naarmate de morula verandert in een blastocyst. Men gelooft dat de interactie van het embryo met het epitheel van de eileider en het endometrium plaatsvindt via het GnRH-systeem, dat de ontwikkeling van het embryo en de ontvankelijkheid van het endometrium waarborgt. Ook hier benadrukken veel onderzoekers de noodzaak van een synchrone ontwikkeling van het embryo en alle interactiemechanismen. Als het transport van het embryo om de een of andere reden kan worden vertraagd, kan de trofoblast zijn invasieve eigenschappen vertonen voordat hij de baarmoeder binnendringt. In dit geval kan een tubaire zwangerschap optreden. Bij snelle beweging komt het embryo in de baarmoeder terecht, waar het endometrium niet ontvankelijk is en implantatie mogelijk niet plaatsvindt, of het embryo blijft achter in de onderste delen van de baarmoeder, d.w.z. op een plaats die minder geschikt is voor de verdere ontwikkeling van de eicel.

[ 12 ], [ 13 ]

Eicelimplantatie

Binnen 24 uur na de bevruchting begint de eicel zich actief te delen. Deze blijft ongeveer drie dagen in de eileider. De zygote (bevruchte eicel) blijft zich delen en beweegt zich langzaam door de eileider naar de baarmoeder, waar hij zich hecht aan het baarmoederslijmvlies (implantatie). De zygote ontwikkelt zich eerst tot een klompje cellen en vervolgens tot een holle bal van cellen, oftewel blastocyst (embryonale zak). Vóór de implantatie komt de blastocyst uit zijn beschermende omhulsel. Naarmate de blastocyst het baarmoederslijmvlies nadert, bevorderen hormonale uitwisselingen de hechting ervan. Sommige vrouwen ervaren enkele dagen tijdens de implantatie een lichte bloeding of spotting. Het baarmoederslijmvlies verdikt en de baarmoederhals wordt afgesloten met slijm.

In de loop van drie weken groeien de blastocystcellen uit tot een cluster van cellen, die de eerste zenuwcellen van de baby vormen. De baby wordt een embryo genoemd vanaf het moment van bevruchting tot de achtste week van de zwangerschap, en daarna een foetus tot aan de geboorte.

Het implantatieproces kan alleen plaatsvinden als het embryo dat de baarmoeder binnenkomt het blastocyststadium heeft bereikt. De blastocyst bestaat uit het binnenste deel van de cellen – het endoderm, waaruit het embryo zelf is gevormd, en de buitenste cellaag – het trofectoderm – de voorloper van de placenta. Aangenomen wordt dat de blastocyst in het pre-implantatiestadium pre-implantatiefactor (PIF), vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF), evenals mRNA en eiwit voor VEGF tot expressie brengt, wat het embryo in staat stelt zeer snel angiogenese uit te voeren voor een succesvolle placentatie en de noodzakelijke voorwaarden schept voor zijn verdere ontwikkeling.

Voor een succesvolle implantatie is het noodzakelijk dat alle vereiste veranderingen in de differentiatie van endometriumcellen in het endometrium optreden voor het verschijnen van het "implantatievenster", dat normaal gesproken op de 6-7e dag na de ovulatie wordt waargenomen, en dat de blastocyst een bepaald stadium van rijpheid bereikt en proteasen worden geactiveerd, wat de opmars van de blastocyst in het endometrium zal vergemakkelijken. "Endometriale ontvankelijkheid is het resultaat van een complex van temporele en ruimtelijke veranderingen in het endometrium, gereguleerd door steroïde hormonen." De processen van het verschijnen van het "implantatievenster" en de rijping van de blastocyst moeten synchroon verlopen. Indien dit niet gebeurt, zal de implantatie niet plaatsvinden of zal de zwangerschap in een vroeg stadium worden onderbroken.

Vóór de implantatie wordt het oppervlakte-epitheel van het endometrium bedekt met mucine, wat voortijdige implantatie van de blastocyst voorkomt en beschermt tegen infecties. Dit geldt met name voor Muc1 - episialine, dat een soort barrièrefunctie vervult in verschillende aspecten van de fysiologie van het vrouwelijke voortplantingsstelsel. Tegen de tijd dat het "implantatievenster" opengaat, wordt de hoeveelheid mucine afgebroken door proteasen die door het embryo worden geproduceerd.

De implantatie van een blastocyst in het endometrium omvat twee fasen: fase 1 - adhesie van twee celstructuren, en fase 2 - decidualisatie van het endometriumstroma. Een uiterst interessante vraag is hoe het embryo de implantatieplaats identificeert, die nog steeds open is. Vanaf het moment dat de blastocyst de baarmoeder binnendringt tot het begin van de implantatie, verstrijken er 2-3 dagen. Hypothetisch wordt aangenomen dat het embryo oplosbare factoren/moleculen afscheidt die, door in te werken op het endometrium, het voorbereiden op implantatie. Adhesie speelt een sleutelrol in het implantatieproces, maar dit proces, dat twee verschillende celmassa's bij elkaar houdt, is uiterst complex. Er zijn enorm veel factoren bij betrokken. Integrinen worden verondersteld een hoofdrol te spelen bij de adhesie tijdens implantatie. Integrine-01 is met name belangrijk; de expressie ervan neemt toe tijdens implantatie. Integrinen zelf missen echter enzymatische activiteit en moeten aan eiwitten worden gekoppeld om een cytoplasmatisch signaal te genereren. Uit onderzoek van een groep Japanse onderzoekers is gebleken dat de kleine guanosinetrifosfaat-bindende eiwitten RhoA integrinen omzetten in actieve integrine, die kan bijdragen aan celadhesie.

Naast integrinen bestaan adhesiemoleculen ook uit eiwitten zoals trofinine, bustine en tastine.

Trofinine is een membraaneiwit dat tot expressie komt op het oppervlak van het endometriumepitheel ter hoogte van de implantatieplaats en op het apicale oppervlak van het trophectoderm van de blastocyst. Bustine en tustine zijn cytoplasmatische eiwitten die een actief adhesief complex vormen in combinatie met trofinine. Deze moleculen spelen niet alleen een rol bij de implantatie, maar ook bij de verdere ontwikkeling van de placenta. Extracellulaire matrixmoleculen, osteocanthine en laminine, spelen een rol bij de adhesie.

Een uiterst belangrijke rol wordt toegekend aan verschillende groeifactoren. Onderzoekers besteden speciale aandacht aan de rol van insuline-achtige groeifactoren en eiwitten die daaraan binden, met name IGFBP, bij implantatie. Deze eiwitten spelen niet alleen een rol in het implantatieproces, maar ook bij het modelleren van vasculaire reacties en het reguleren van de groei van het myometrium. Volgens Paria et al. (2001) spelen heparinebindende epidermale groeifactor (HB-EGF), die zowel in het endometrium als in het embryo tot expressie komt, evenals fibroblastgroeifactor (FGF), botmorfogenetisch eiwit (BMP), enz., een belangrijke rol in de implantatieprocessen. Na de adhesie van de twee cellulaire systemen van het endometrium en de trofoblast, begint de invasiefase van de trofoblast. Trofoblastcellen scheiden protease-enzymen uit die de trofoblast in staat stellen zich tussen de cellen in het stroma te "persen", waarbij de extracellulaire matrix wordt gelyseerd met het enzym metalloprotease (MMP). Insuline-achtige groeifactor II van de trofoblast is de belangrijkste groeifactor van de trofoblast.

Tijdens de implantatie is het gehele endometrium doordrongen van immunocompetente cellen, een van de belangrijkste componenten van de interactie tussen trofoblast en endometrium. De immunologische relatie tussen het embryo en de moeder tijdens de zwangerschap is vergelijkbaar met die waargenomen bij reacties tussen transplantaat en ontvanger. Men dacht dat implantatie in de baarmoeder op een vergelijkbare manier wordt gereguleerd, via T-cellen die foetale alloantigenen herkennen die door de placenta worden geproduceerd. Recente studies hebben echter aangetoond dat implantatie mogelijk een nieuwe allogene herkenningsroute omvat, gebaseerd op NK-cellen in plaats van T-cellen. De trofoblast brengt geen HLAI- of klasse II-antigenen tot expressie, maar wel het polymorfe HLA-G-antigeen. Dit van de vader afkomstige antigeen dient als adhesiemolecuul voor de CD8-antigenen van grote granulaire leukocyten, waarvan het aantal in het endometrium toeneemt in de mid-luteïnefase. Deze NK-cellen met CD3-, CD8+- en CD56+-markers zijn functioneel inert in de productie van Th1-geassocieerde cytokinen zoals TNFcc en IFN-y vergeleken met CD8- en CD56+-deciduale granulaire leukocyten. Bovendien brengt de trofoblast receptoren met een lage bindingscapaciteit (affiniteit) tot expressie voor de cytokinen TNFa, IFN-y en GM-CSF. Als gevolg hiervan zal er een overheersende respons zijn op foetale antigenen, veroorzaakt door de respons via Th2, d.w.z. er zal voornamelijk productie zijn van niet-pro-inflammatoire cytokinen, maar juist van regulerende cytokinen (IL-4, IL-10, IL-13, enz.). De normale balans tussen Th1 en Th2 bevordert een succesvollere invasie in de trofoblast. Overmatige productie van pro-inflammatoire cytokinen beperkt de invasie in de trofoblast en vertraagt de normale ontwikkeling van de placenta, waardoor de productie van hormonen en eiwitten afneemt. Bovendien versterken T-cytokinen de activiteit van protrombinekinase en activeren ze stollingsmechanismen, wat leidt tot trombose en loslating van trofoblasten.

Bovendien wordt de immunosuppressieve toestand beïnvloed door moleculen die door de foetus en het amnion worden geproduceerd - fetuïne en spermine. Deze moleculen onderdrukken de productie van TNF. Expressie op trofoblastcellen (HU-G) remt NK-celreceptoren en vermindert zo ook de immunologische agressie tegen de binnendringende trofoblast.

Deciduale stromacellen en NK-cellen produceren de cytokinen GM-CSF, CSF-1, aINF en TGFbeta, die nodig zijn voor de groei en ontwikkeling, proliferatie en differentiatie van trofoblasten.

Door de groei en ontwikkeling van de trofoblast neemt de hormoonproductie toe. Progesteron is vooral belangrijk voor de immuunrelaties. Progesteron stimuleert lokaal de productie van placentaire eiwitten, met name proteïne TJ6, en bindt deciduale leukocyten CD56+16+, wat leidt tot hun apoptose (natuurlijke celdood).

Als reactie op de groei van de trofoblast en de invasie van de baarmoeder naar de spiraalvormige arteriolen, produceert de moeder antistoffen (blokkering), die een immunotrofe functie hebben en de lokale immuunrespons blokkeren. De placenta wordt een immunologisch bevoorrecht orgaan. Bij een normaal ontwikkelende zwangerschap is deze immuunbalans rond 10-12 weken zwangerschap tot stand gekomen.

Zwangerschap en hormonen

Humaan choriongonadotrofine is een hormoon dat vanaf de bevruchting in het bloed van de moeder voorkomt. Het wordt geproduceerd door de cellen van de placenta. Het is een hormoon dat kan worden gedetecteerd met een zwangerschapstest, maar de concentratie ervan is pas 3-4 weken na de eerste dag van de laatste menstruatie zo hoog dat het pas kan worden gedetecteerd.

De verschillende stadia in de ontwikkeling van de zwangerschap worden trimesters of perioden van 3 maanden genoemd, vanwege de grote veranderingen die tijdens elk stadium plaatsvinden.