© Borgis - Nowa Medycyna 4/2014, s. 157-160
*Leopold Śliwa
Neo-oogeneza – dodatkowy czynnik biologiczny zróżnicowania wieku naturalnej menopauzy
Neo-oogenesis – supplementary biological element differentiating of age at natural menopause
Zakład Biologii Rozwoju Człowieka, Katedra Biologii Medycznej, Wydział Nauk o Zdrowiu, Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Kraków
Kierownik Zakładu: dr hab. Leopold Śliwa
Summary
The human natural menopause is a unique condition in mammals world, because the specimens live longer, than their reproductive abilities last. The biological and sociological-behavioristic theories explain the mechanism of this phenomenon. The loss of reproductive function and hormonal activity of ovaries justify the biological theory. It is caused by oogenesis pattern, which consists in prenatal determination of primordial germ cells number, and in consequence, determination of primordial ovarian vesicles number. According to the preliminary reports, there is a possibility to presence the primordial ovarian vesicles in adult ovaries and regeneration the vesicles in atrophy stage. The aim of this work was to show a connection between this discovery and the wide age range of the loss reproductive ability and the entrance to menopausal stage in individual specimens.
WSTĘP
Strategia reprodukcji człowieka jest, z punktu widzenia biologicznego, ewolucyjnym wyjątkiem w świecie zwierząt. Kobiety, w odróżnieniu od samic pozostałych gatunków ssaków, żyją i funkcjonują w dobrej kondycji oraz zdrowiu wiele lat po utracie możliwości zachodzenia w ciążę i rodzenia potomstwa. Zjawisko takie występuje jedynie u kilku ssakówa: kilku gatunków wielorybów oraz, być może, naczelnych – zostało opisane u szympansów, ale jedynie tych przebywających w niewoli w ogrodach zoologicznych. W odniesieniu do pozostałych gatunków zwierząt żyjących na wolności doniesienia na ten temat są sprzeczne. Wynika to z ekologicznego faktu znacznego skrócenia życia starszych osobników w warunkach naturalnych ekosystemów przyrodniczych. Przyczyny ewolucyjnego wykształcenia się stanu fizjologicznej i związanej z wiekiem niepłodności kobiet, określanego jako menopauza, nie są jednoznacznie wyjaśnione.
Powstało kilka teorii tłumaczących ten powolny, związany z wiekiem zanik możliwości reprodukcyjnych kobiet. Najważniejsze, a zarazem najlepiej udokumentowane są teorie: socjologiczno-behawioralna oraz biologiczna.
Teoria socjologiczno-behawioralna wskazuje na rolę w ewolucji tego zjawiska potrzeby opieki niepłodnych kobiet nad potomstwem osobników młodszych, głównie swoich córek. Potrzeba ta wykształciła się w prymitywnych społeczeństwach pierwotnych ludzi. Działania takie mają zapewnić, zgodnie z koncepcją pokrewieństwa genetycznego, bardziej efektywne promowanie własnych genów w genowej puli populacji.
Teoria biologiczna wskazuje na związek nietypowego przebiegu oogenezy i determinacji w embriogenezie liczby oocytów mogących w okresie pokwitania stać się owulującymi, zdolnymi do zapłodnienia komórkami ze znacznym wydłużeniem życia kobiet. Synchronizacja ta ma decydować o prawidłowej funkcji jajników – nie tylko reprodukcyjnej, ale i hormonalnej. Wyczerpanie się prenatalnego zapasu oocytów i niezdolność do formowania pęcherzyków jajnikowych podczas okresu płodności prowadzą do zaburzeń jej rytmu, a zmiany hormonalne wpływają na cały organizm, co wywołuje objawy przekwitania, aż w końcu definitywnie blokuje cykle płciowe i fizjologiczne bezpłodności (menopauza).
Punktem wspólnym obu tych wiodących teorii jest wynikający ze zmian trybu życia, rozwoju intelektualnego i społeczno-ekonomicznego, a tym samym mechanizmów selekcji człowieka, wzrost długości życia i aktywności starszych ludzi. Zjawisko to, nieobserwowane w populacjach innych gatunków ssaków, w naszym przypadku doprowadziło do zmian w postaci przyspieszonej ewolucji (1).
W naukach medycznych badających procesy reprodukcji na pierwszy plan wysuwa się teoria biologiczna. Badania nad menopauzą ułatwiła i ujednoliciła definicja zaproponowana przez WHO w 1996 roku, według której naturalna menopauza jest to ostatnie krwawienie miesięczne, po którym przez 12 miesięcy miesiączka już nie występuje i jednocześnie nie stwierdza się patologicznych podstaw jej zaniku. Nie wszystkie aspekty menopauzy są jednak poznane i dobrze udokumentowane. Dla przykładu, nie udało się wytłumaczyć faktu dużej, wiekowej zmienności osobniczej początku menopauzy. Dlaczego kobiety wchodzą w ten okres swojego życia w różnym wieku? Średni wiek menopauzalny kobiet z populacji krajów europejskich, amerykańskich i azjatyckich o najdłuższej przeżywalności to około 50. roku życia. Przykładowo kobiety w USA rozpoczynają menopauzę około 51,3 r.ż., a w Polsce – 50,8 r.ż. (2, 3). Jednak moment ten cechuje się dużą rozpiętością. Za fizjologiczną normę naturalnego początku menopauzy i utraty zdolności reprodukcyjnych uznaje się okres pomiędzy 40. a 60. rokiem życia. Aby wytłumaczyć taki stan rzeczy, należy zapoznać się z przebiegiem nietypowej oogenezy, formowaniem i losami komórek prapłciowych i uzyskiwaniem potencjalnej zdolności oraz przebiegiem procesów reprodukcyjnych u kobiet.
OOGENEZA U CZŁOWIEKA – MODEL KLASYCZNY
U człowieka wyodrębnienie się z somatycznych komórek linii płciowej ma miejsce około trzeciego tygodnia życia płodowego, w momencie gdy zarodek jest dwuwarstwową, słabo zróżnicowaną tarczą. W tym okresie w komórkach zarodka nie udało się zaobserwować żadnych strukturalnych determinantów rozwojowych, a proces, jak się wydaje, zależy od chemicznego, apokrynowego wysyłania i odbierania sygnałowych czynników regulacyjnych, induktorów i czynników wzrost, modyfikujących wzór aktywności genetycznej. Miejsce w zarodku, gdzie postulowane jest wyodrębnianie się pierwszych pierwotnych komórek płciowych, to rejon w zewnętrznej warstwie tarczki zarodkowej (epiblaście) położony dogłowowo w stosunku do smugi pierwotnej i opasujący jej przednią część, zakończoną w tym okresie węzłem pierwotnym. Jednak bezspornie pierwotne komórki płciowe zlokalizowano w zarodku dopiero po powstaniu listków zarodkowych, w endodermie rozwijającego się woreczka żółtkowego, w okolicy jego przejścia w omocznię. To stadium rozwojowe człowieka przypada na okres około 15 somitarny (4, 5).
Markerem molekularnym pozwalającymi na wyróżnienie komórek prapłciowych od somatycznych jest ich wyjątkowa aktywność genetyczna, prowadząca do akumulacji w cytoplazmie białek będących czynnikami transkrypcyjnymi, m.in. OCT-4, MESP-1 c-kit (6-9). Ukształtowane komórki płciowe z woreczka żółtkowego szybko przemieszczają się w okolice pranercza do pasmowatego uwypuklenia mezodermy, nazywanego grzebieniem płciowym lub listwą płciową. W tym czasie dzielą się mitotycznie. Ich ruch jest kierowany chemotaktycznie przez substancje wytwarzane i dyfundujące z komórek mezodermy grzebienia (10-12).
W grzebieniu płciowym pierwotnie lokują się one w zewnętrznym, mezotelialnym nabłonku i wchodzą w kontakt z komórkami somatycznymi, przez co podlegają ich modyfikującemu wpływowi. Oddziaływania te są uwarunkowane genetycznie i w przypadku kobiety decydują o ich przedłużonym stanie niezróżnicowania. Szybko jednak uzyskują one predyspozycje do podziałów mejotycznych, a nie tylko namnażania w wyniku licznych mitoz. W rozwijającym się jajniku, ostatecznie kolonizują one obszar korowy tkanki gruczołu, co w tym okresie rozwoju zarodka zależy od aktywności kilku czynników transkrypcyjnych, takich jak: WT-1, SF-1, SOX-9 i GATA-4. O dalszych przekształceniach i specjalizacji zdaje się decydować czynnik GATA (jedno z białek z domenami palców cynkowych). Komórki szlaku płciowego, nazywane od tego momentu oogoniami, są łatwe do odróżnienia od somatycznych ze względu na inną wielkość i aktywność fosfatazy zasadowej. Tracą również zdolność do podziałów mitotycznych, w wyniku czego ich maksymalna liczba może ostatecznie wzrosnąć jedynie do kilku milionów (4, 13).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Skałba P: Endokrynologia ginekologiczna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1998. 2. Flint M: Menopause. The global aspect. [In:] Berg G, Hammar M (eds.): The modern management of the menopause. New York, London 1994. 3. Kaczmarek M: Określenie wieku menopauzy naturalnej w populacji polskich kobiet. Przegląd Menopauzalny 2007; 2: 77-82. 4. Bielanska-Osuchowska Z: Zarys organogenezy. Różnicowanie się komórek w narządach. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004. 5. Byskov AG: Differentiation of mammalian embryonic gonad. Physiol Rev 2005; 66: 71-93. 6. Ginsburg M, Snow MH, McLaren A: Primordial germ cells in the mouse embryo during gastrulation. Development 1990; 110: 521-542. 7. McLaren A: Primordial germ cells in the mouse. Develop Biol 2003; 262: 1-23. 8. Readhead C, Muller-Tidow C: Genes associated with the development of the male germ line. Reprod Biomed Online 2002; 4: 52-58. 9. Sutto KA: Molecular mechanisms involved in the differentiation of spermatogenic stem cells. Rev Reprod 2000; 5: 93-112. 10. Donovan PJ, Stott D, Cairns LA et al.: Migratory and postmigratory mouse primordial germ cells before differently in culture. Cell 1986; 44: 831-837. 11. Durcova-Hills G, Ainscough J, Mclaren A: Pluripotent stem cells derived from migrating primordial germ cells. Differentiation 2001; 68: 220-233. 12. Peters H: Migration of gonocytes into the mammalian gonad and their differentiation. Philos Trans R Soc London B Biol Sci 1970; 259: 91-109. 13. Bielańska-Osuchowska Z: Oogeneza u ssaków. [W:] Biliński S, Bielańska-Osuchowska Z, Kawiak J, Przełęcka A (red.): Ultrastruktura i funkcja komórki. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1994; t. 6: 153-175. 14. Byskov AG: Regulation of meiosis in mammals. Ann Anim BiochBiophys 1978; 19: 1251-1267. 15. Siracusa G, DeFelici M, Saustri A: The proliferation and meiotic history of mammalian germ cells. Biol Fertil 1985; 1: 253-272. 16. Bukovsky A, Svetlikova M, Caudle MR: Oogenesis in cultures derived from adult ovaries. Biol Reprod Endocrinol 2005; 3: 17-27. 17. Peters H, Levy E, Crone M: DNA synthesis in oocytes of mouse embryos. Nature 1962; 95: 915-917. 18. Zuckerman S: The number of oocytes in the mature ovary. Recent Prog Horm Res 1951; 227: 187-204. 19. Butler H, Juma MB: Oogenesis in an adult prosimians. Nature 1978; 226: 552-556. 20. David GF, Amand Kumar TC, Baker TG: Uptake of tritiatedthymidine by primordial germinal cells in the ovaries of the adult slender loris. J Reprod Fert 1974; 41: 447-456. 21. Duke KL: Oogenetic activity of the fetal-type in the ovary of the adult slow loris, Nycticebuscoucang. Folia Primatol 1967; 7: 150-159. 22. Telfer EE: Germline stem cells in the postnatal mammalian ovary: A phenomenon of prosimians primates and mice? Reprod Biol Endocrinol 2004; 2: 24-33. 23. Auersperg N, Wong AST, Choi K-C et al.: Ovariansurface epithelium: biology, endocrinology, and pathology. Endocrine Rev 2001; 22: 255-263. 24. Vanderhyden B, Shaw TJ, Ethier J-F: Animal models of ovarian Cancer. Reprod Biol Endocrinol 2003; 1: 67-81. 25. Wong AST, Auersperg N: Ovarian surface epithelium: family history and early evens in ovarian cancer. Biol Reprod Endocrinol 2003; 1: 70-95. 26. Johnson J, Canning J, Kaneko T et al.: Germline stem cells and follicular renewal in the postnatal mammalian ovary. Nature 2004; 428: 145-147. 27. Bukovsky A: Can ovarian infertility be treated with bone marrow- or ovary-derived germ cells. Biol Reprod Endocrinol 2005; 3: 36-41. 28. Bukovsky A, Caudle MR, Svetlikova M et al.: Origin of germ cells and formation of new primary follicles in adult human ovaries. Reprod Biol Endocrinol 2004; 2: 41-49. 29. Byskov AG, Faddy MJ, Lemmen JG et al.: Eggs forever? Differentiation 2005; 73: 438-440. 30. Johnson J, Bagley J, Skaznik-Wikiel M et al.: Oocyte generation in adult mammalian ovaries by putative germ cells in bone marrow and peripheral blood. Cell 2005; 122: 303-311. 31. De Felici M: Germ stem cells in the mammalian adult ovary: considerations by a fan of the primordial germ cells. Molec Human Reprod 2010; 16: 632-636. 32. Śliwa L: Germline stem cells and possibility of neo-oogenesis in ovary in the adult mice. XXIX Konferencja Embriologiczna. Toruń, Ciechocinek, 19-21 maja. Acta Biol Cracov 2010; 52 (suppl. 1): 90. 33. Notarianni E: Reinterpretation of evidence advanced for neo-oogenesisis mammals, in terms of a finite oocyte reserve. J Ovarian Res 2011; 4: 1-20. 34. Silber SJ: Ovary cryopreservation and transplantation for fertility preservation. Molec Human Reprod 2012; 18: 59-67.
