Pocetna    Engleski     Kontakt     Kako da nas pronadjete

 

Dobrodosli na sajt medica centra

Designed on October, 2008 by Ivan Bubanovic

Download:

Videoprezentacija nase ordinacije (wmv file)

 Najposecenija stranica meseca:

 4D ULTRAZVUK

Tema meseca:

Inseminacija

Oplodjenje kao medjureakcija komplementarnih membranskih molekula spermatozoida i jajne celije

Oplodjenje podrazumeva tzv. celijsko-celijsku fuziju oocite i spermatozoida. Ovaj proces omogucava ponovno uspostavljanje diploidnog broja hromozoma, aktivaciju jajne celije, njenu transformaciju u somatsku celiju i formiranje nove jedinke. Identifikacija proteina koji ucestvuju u procesu ostvarivanja spermatozoidno-oocitne veze i fuzije gameta veoma je vazna za potpuno razumevanje ovih fenomena. Saznanje da poremecaji fuzije gameta mogu dovesti do nekih oblika infertiliteta kod ljudi ovoj problematici daju dodatni znacaj i otvaraju nove mogucnosti za lecenje cija bi strategija mogla biti usmerena na regulisanje spermatozoidno-oocitne interakcije. Hipoteza da je fuzija gameta zasnovana na interakciji komplementarnih molekula spermatozoidne i oocitne membrane, potvrdjena je na velikom broju eksperimentalnih in vitro i in vivo modela. Pretpostavlja se da u procesu fuzije gameta veliku ulogu igraju celijski adhezioni molekuli ili tzv. integrini.

Dogadjaj fuzije gameta je samo mali deo procesa i mehanizama koji prethode uspesnom oplodjenju, tako da su svi koraci koji prethode fuziji gameta podjednako vazni za oplodjenje. Najvazniji koraci koji se mogu smatrati pripremnim fazama oplodjenja podrazumevaju maturaciju gameta, transport gameta, prepoznavanje i interakciju spermatozoida i zone pelucide, interakciju spermatozoida i oocite i samo fuzionisanje gameta. Maturacija spermatozoida podrazumeva proces kapacitacije i prelazak u pobudjeno stanje koje se karakterise ekspresijom celijsko-celijskih adhezionih liganda.

Fuzija membrana predstavlja jedan od kljucnih procesa u mnogim bioloskim fenomenima kao sto su transport izmedju organela, endo i egzocitoza, miogeneza i fertilizacija.

 Sema.  Razlicite faze spermatozoidne aktivnosti za vreme prodiranja kroz prateci (adneksalni) kompleks oocite

kliknite i uvecajte sliku

U vecini slucajeva fuzija membrana je specificni proces, sto podrazumeva prethodno prepoznavanje partnerske membrane sa kojom dolazi do fuzionisanja. Jednostavnije receno, fuzija membrana prilikom oplodjenja podrazumeva obostrano prepoznavanje membrana spermatozoida i oocite, a u vecini slucajeva ovo prepoznavanje je species specificno, sto znaci da komplementarnu vezu spermatozoid-oocita mogu ostvariti samo gameti jedinki iste vrste, u suprotnom oplodjenje izostaje. Veliki broj autora smatra da se veza izmedju gameta ostvaruje preko komplementarnih molekula (membranskih receptora ili adhezionih molekula), cija se komplementarnost i specificnost moze uporediti sa komplementarnoscu veze antitelo-antigen. Somatske celije i gameti eksprimiraju nekoliko razlicitih grupa adhezionih molekula. U najznacajnije grupe ovih molekula spadaju integrini, selektini, kadherini, sindekani i ADAMs molekuli (metealoproteze).

Vezivanje spermatozoida za zonu pelucidu (ZP), koje je u vecini slucajeva species-specificno, rezultuje akrozomalnom reakcijom i oslobadjanjem proteolitickih enzima koji najverovatnije omogucavaju penetraciju spermatozoida kroz ZP. Konacno spermatozoidni receptori reaguju sa komplementarnim molekulima na povrsini oocite, cime se ostvaruje proces vezivanja spermatozoida sa oocitom, sto je prvi korak prema fuziji gameta i oplodjenju ( vidi semu). Mnoga istrazivanja su pokazala da je za proces oplodjenja podjednako vazna receptorska interakcija izmedju spermatozoida i ZP kao i receptorska interakcija izmedju spermatozoida i oocite.

Prvi nivo ekspresije species specificnih receptora za ostvarivanje veze sa spermatozoidima lokalizovan je na ili u samoj ZP. Do ovih saznanja se doslo na osnovu pokusaja interspecijesne oplodnje, kada je pokazano da se spermatozoidi jedne vrste mogu fuzionisati sa oocitom druge vrste, ali pod uslovom da je oocita oslobodjena ZP. Ukoliko oocita nije oslobodjena ZP spermatozoidi druge vrste ne mogu prebroditi ovu prepreku, verovatno zbog nemogucnosti ostvarivanja receptorske veze sa adhezionim molekulima ZP. Smatra se da glikoproteini ZP kao sto su ZP-1, ZP-2, ZP-3(a i b) i ZP-4 igraju vaznu ulogu u ovim procesima.

Drugi nivo ekspresije adhezionih molekula odgovornih za ostvarivanje receptorske veze sa spermatozoidom lokalizovan je na samoj oolemi. Neki od ovih molekula imaju species specificni karakter, dok drugi pokazuju sposobnost unakrsne reakcije sa spermatozoidima razlicitih vrsta.

Fertilini su transmembranski molekuli sa osobinama ADAMs porodice molekula, cija je uloga prvenstveno sadrzana u ostvarivanju spermatozoidno-oocitne veze. PH-20 i PH-30 molekuli se uglavnom eksprimiraju na unutrasnjoj akrozomalnoj membrani, sto ih cini operativnim samo u postakrozomalnoj fazi oplidjenja. Anti-PH-30 MAb reaguju uglavnom sa spermatozoidima postakrozomalne faze i efikasno ometaju vezivanje spermatozoida za oocitu. b subjedinica PH-30 molekula sadrzi solubilnu sekvencu od priblizno 50 aminokiselina za koju se pretpostavlja da ucestvuje u procesu prepoznavanja i vezivanja oocitnih receptora. Promena redosleda aminokiselina u ovoj sekvenci efikasno inhibise vezivanje spermatozoida za jajnu celiju i fuzionisanje gameta.

Fertilini su otkriveni i na spermatozoidima coveka. Redosled aminokiselina PH-30 proteina coveka pokazuje 90% slicnosti sa fertilinom majmuna, 56% slicnosti sa fertilinom hrcka i 55% slicnosti sa misjim fertilinom.

b1-integrini su membranski molekuli koji se mogu dokazati na celijama trofoblasta, endometrijuma, spermatozoida i imunskih celija. Integrini ucestvuju u ostvarivanju celijsko-celijske veze kao i ostvarivanju veze izmedju celija i ekstracelularnog matriksa. Imuno-histohemijska istrazivanja pomocu anti-b1-integrinskih antitela, pokazala su da spermatozoidi u preakrozomalnoj fazi eksprimiraju veoma mali broj ovih proteina, dok spermatozoidi postakrozomalne faze eksprimiraju znatno veci broj b1-integrina. Ovo ukazuje na mogucnost da je uloga b1-integrina uglavnom sadrzana u procesu vezivanja spermatozoida i oocite. Istrazivanja sprovedena na spermatozoidima infertilnih muskaraca sa teratooligospermijom pokazala su znatno slabiju ekspresiju b-1 integrina u pre i postakrozomalnoj fazi spermatozoida.

Fibronektin, vitronektin i laminin su adhezioni molekuli koji takodje doprinose spermatozoid-oocitnoj adhezionoj reakciji. Prisustvo ova tri adheziona molekula je potvrdjena na spermatozoidnoj i oocitnoj membrani, dok blokiranje ovih molekula specificnim anti-telima u in vitro uslovima dovodi do potpune inhibicije vezivanja spermatozoida za oolemu.

Receptor za C3 komponentu komplementa i b2-integrin se eksprimiraju na oocitnoj membrani i ucestvuju u spermatozoid-oocitnoj interakciji i to najverovatnije preko spermatozoidnih PH-20 i PH-30 molekula. Blokiranje b2-integrina i receptora za C3 komponentu komplementa specificnim MAb u in vitro uslovima inhibise interakciju ljudskih spermatozoida i jajne celije hrcka oslobodjene zone pelucide.

Oplodjenje nije "sudar" permatozoida i jajna celije vec mnogo vise od toga.

Inhibitori komplementa CD35, CD46, CD55 i CD59 su dokazani na akrozomalnoj membrani spermatozoida. Nizak potencijal inhibicije komplementa aktiviranog ASA, ukazuje na ulogu ovih molekula koja nije strogo povezana sa inhibicijom komplementa. Na ovo ukazuju i podaci da anit-CD46 i anti-CD59 MAb inhibisu vezivanje spermatozoida za oocitu i sam proces fuzionisanja gameta. Anti-CD55 MAb blokiraju akrozomalnu reakciju spermatozoida sto ukazuje na znacaj CD55 molekula za procese akrozomalne reakcije i penetracija spermatozoida korz ZP.

Kalmodulin spada u membranske molekule postakrozomalne reakcije, koji se najbolje eksprimiraju na unutrasnjoj akrozomalnoj membrani. Molekuli kalmodulina ucestvuju u procesima fuzionisanja gameta, kao i u procesima koji slede nakon fuzije membrana gameta. Nedavno je potvrdjena interakcija kalmodulina spermatozoidne membrane i citoplazmatskih receptora oocite. Nazalost, istrazivanja interakcije spermatozoidne membrane i citoplazme oocite su u pocetnoj fazi, tako da je uloga kalmodulina u postfuzionoj fazi oplodjenja prilicno nejasna.

Kompozicija adhezionih moleklua ooleme je veoma slicna sastavu adhezionih moleklula spermtaozoidne membrane. Za razliku od spermatozoida oocita ne eksprimira MHC antigene klase I, ali zato eksprimira sve tri izoforme Fcg receptora (Fcg-I, Fcg-II i Fcg-III), za koje je potvrdjeno da mogu vezati Fc fragment ASA vezanih za spermatozoide.

Posetite nasu stranicu Spermogram

Tabela: Najvazniji adhezioni molekuli i njihova distribucija na spermatozoidnoj membrani i oolemi

 

CD

Receptor

Grupa

Ligandi

Spermatozoid

Oolema

Spermatozoid/oocita interakcija

 

ß1integrini

 

CD49c/CD29

alpha3/ß1

Integrin

Fibronektin

+

-

+

CD49d/CD29

alpha4/ß1

Integrin

Fibronektin

+

+

+

CD49e/CD29

alpha5/ß1

Integrin

Laminin

+

-

+

CD49f/CD29

alpha6/ß1

Integrin

Fibronektin/Vitronektin

+

+

+

CD51/CD61

alphaV/ß1

Integrin

Vitronektin

+

+

+

 

C proteini

 

CD35

/

RCA

C3b/C4b

-

+

+

CD11b/CD18

alpham/ß2

Integrin

C3bi

-

+

+

CD46

/

RCA

C3b/C4b

+

-

+

CD55

/

RCA

C3b/C4b

+

+

+

CD59

/

 

C5b-8, C5b-9

+

+

+

Animacije normalnog oplodjenja:

Animacija 1.

Animacija 2.

Animacija 3.

Za povratak na vrh stranice kliknite ovde.