© Borgis - Nowa Medycyna 3/2013, s. 135-138
*Leopold Śliwa
Postępy w badaniach zapłodnienia u ssaków i człowieka
Advances in fertilization research in mammals and human
Zakład Biologii Rozwoju Człowieka, Instytut Pielęgniarstwa i Położnictwa, Collegium Medicum, Uniwersytet Jagielloński, Kraków
Kierownik Zakładu: dr hab. Leopold Śliwa
Summary
Nowadays the in vitro fertilization and other reproductive problems are under intensive political and social debate in Poland. Unfortunately, the philosophical, ethical and world view arguments are more often quoted than embryological arguments. Because of the lack of common education and knowledge of this issue, the more information about reproductive problems in human and mammals as well as about scientific discoveries in this field should be propagated. Therefore, the admit of Nobel prize the author of in vitro fertilization method as the way in infertility treatment in 2010 was such an important moment. Moreover, the constant progress in medical science and discovery of molecular mechanisms of sperm capacitation, chemotaxis, gamete fusion, metabolic egg activation, first cell division and next zygote cleavage enable the infertility treatment at the stage of fertilization.
Koniec XX i początek XXI wieku jest okresem szczególnie szybkiego rozwoju i postępu w naukach biologicznych i medycznych. Dotyczy to zwłaszcza dziedzin, w których priorytetem jest zdobywanie informacji i rozwój technologii w sposób całkowicie materialistyczny i nieskrępowany normami wierzeń, mitów i przesądów. Należą do tych dziedzin takie gałęzie, jak biochemia, biofizyka, biologia molekularna, genetyka, a w naukach medycznych farmakologia, chirurgia, kardiologia, neurologia i prawie cała medycyna praktyczna. Związane jest to, jak się wydaje, z przyjęciem materialistycznej koncepcji nauki. Problem postępu w naukach po raz pierwszy pojawił się już w VI wieku p.n.e., kiedy Tales z Miletu przedstawił pierwszą naukową koncepcję materialistyczną, w myśl której naukowe wyjaśnienie rzeczywistości nie uwzględniało wierzeń i mitów, a jedynie dedukcję opartą o sprawdzalne empirycznie fakty. Ten sposób myślenia pozwolił filozofom, ówczesnym naukowcom, uwolnić się od potrzeby odwoływania się do ideologii narzucanych przez ludzi niezajmujących się nauką, a jedynie po swojemu interpretujących często bezwartościowe zapisy lub przekazywane założenia czy narzucane odgórnie interpretacje. Ten kierunek filozoficzny zakładał, że nieznany problem trzeba rozwiązać i wyjaśnić, a nie pozostawiać w sferze domysłów lub wierzeń, gdyż takie zaniechanie hamuje postęp cywilizacyjny. Dlatego w historii rozwoju naukowego ludzkości, owocne w nowe odkrycia i teorie są okresy odrzucania odgórnych uregulowań i nieskrępowanego działania badaczy, co szczególnie wyraźnie daje o sobie znać w obecnych czasach (1).
Tego szczęścia, do nieskrępowanych badań i praktycznego stosowania ich wyników, nie mają jednak embriologia, biologia rozwoju, a w medycynie dziedziny zajmujące się płodnością, zapłodnieniem, wczesnym rozwojem. Naukowcy parający się tą tematyką muszą zmagać się z licznymi ograniczeniami, niezrozumieniem, a czasami nawet wrogością. Podejmowanie dyskusji i przedstawianie faktów naukowych dotyczących, co jest szczególnie widoczne, zapłodnienia i najwcześniejszego rozwoju człowieka nieodmiennie budzi sprzeciw ludzi często nieobeznanych z postępem naukowym, jaki dokonał i dokonuje się obecnie. Już stosowanie w dyskusjach słownictwa i nomenklatury nasyconej ideologią utrudnia, a niekiedy nawet uniemożliwia porozumienie, a nawet obiektywne przedstawianie faktów i osiągnięć. Już samo stwierdzenie, że zygota jest „osobą ludzką” i ma pełnię praw przysługujących człowiekowi, a naukowcy i lekarze tworzą zarodki tylko po to, by takie „osoby” zabijać, ćwiartować czy kroić, uniemożliwia rzeczową, opartą na faktach dyskusję, kierując ją nieodmiennie na drogę retoryki ideologicznej. Myśli i poglądy te są rozwijane w licznych ulotnych publikacjach, a zwłaszcza na forach internetowych przez rozmaite kręgi działaczy mianujących się obrońcami życia (2, 3).
Poglądy te są wielkim nieporozumieniem i nadużyciem intelektualnym, moralnym i etycznym, wymagającym cierpliwego przedstawiania stanu wiedzy i wyjaśniania problemów biologicznych i medycznych oraz postępowania lekarzy starających się rozwijać i stosować nowoczesne metody leczenia niepłodności, a tym samym pomagać wielu kobietom oczekującym własnego dziecka.
Wydawało się, że opracowanie i włączenie do arsenału metod leczenia niepłodności człowieka zabiegów zapłodnienia pozaustrojowego zwanego popularnie „metodą in vitro”, czego początkiem było urodzenie się Luizy Brown, co w 1978 roku opisali Steptoe i Edwards (4), poprawi stan wiedzy i zmusi oponentów do poszerzenia swoich poglądów opartych na faktach potwierdzonych naukowo, ale tak jednak się nie dzieje. Nastawienia sceptyków nie zmieniło również przyznanie Robertowi G. Edwardsowi w 2010 roku Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny. Opracowanie skutecznej i efektywnej metody było możliwe dzięki współpracy biologa embriologa i lekarza ginekologa otwartych na nowe prądy, zainteresowanych postępem i korzystających z najnowszych, w tym czasie, informacji i doświadczeń zdobytych przez badaczy z różnych dziedzin. Nie wszystkie jednak procesy biologiczne zachodzące w gametach, w zapłodnionym oocycie czy organizmie ciężarnej kobiety były im dobrze znane i wyjaśnione. Od tego czasu nasz stan wiedzy o przebiegu zapłodnienia i wczesnego rozwoju znacznie się poszerzył, dzięki wielokierunkowym badaniom, prowadzonym przede wszystkim na modelach zwierzęcych, i rozwojowi metod możliwych do zastosowania zarówno w badaniach laboratoryjnych, jak również klinicznych.
Przyrost wiedzy w każdej dziedzinie jest ostatnio lawinowy, a gromadzenie nowych informacji i formowanie odpowiednich, coraz bardziej jednoznacznych hipotez, jest bardzo dynamicznym procesem, co niejednokrotnie utrudnia śledzenie i wykorzystywanie postępu nauki. Dla pracujących w każdej dziedzinie istnieje konieczność przyswojenia podstawowego zasobu wiedzy, na którym można będzie rozwijać i wzbogacać swój pogląd na interesujące zagadnienia. Dla embriologów zajmujących się procesami zapłodnienia i wczesnego rozwoju taką pozycją wyjściową powinna być monografia „Mammalian fertilization” napisana w 1994 roku przez prof. Yanagimachi, wybitnego amerykańskiego naukowca, będąca częścią epokowej dla embriologii książki „The Physiology of Reproduction” (5). Zawarte w niej informacje są wstępem do poznawania biologicznych procesów prowadzących do powstania i rozwoju organizmu. Oczywiście postęp wiedzy owocuje wieloma nowszymi, przeglądowymi opracowaniami tematu, wśród których warto wymienić monografię autorstwa Ikawy i wsp. uwzględniającą nie tylko klasyczne badania, ale również wyniki uzyskane dzięki zastosowaniu technik z dziedziny biologii molekularnej i genetyki (6).
Również w polskojęzycznym piśmiennictwie nie brakuje opracowań z dziedziny biologii zapłodnienia i wczesnego rozwoju, jak również zastosowania wiedzy z tej dziedziny w medycynie. Jako najważniejsze warto wymienić książki „Molekularne podstawy embriogenezy” (7) oraz „Molekularne podstawy rozrodczości człowieka i innych zwierząt” (8), a także omówienie związków pomiędzy zapłodnieniem a zastosowaniem metody in vitro wydrukowane z okazji przyznania Nagrody Nobla za opracowanie i rozwój medycznych postępowań zapłodnienia pozaustrojowego (9).
Opracowanie technik laboratoryjnych oraz procedur klinicznych stosowanych w trakcie standardowego zapłodnienia pozaustrojowego, kiedy pobrany z jajnika oocyt umieszcza się w odpowiednim płynie inkubacyjnym i dodaje zawiesinę plemników, nie wyczerpało możliwości badań z dziedziny biologii reprodukcji. Uzyskane w trakcie badań na zwierzętach wyniki pozwoliły, po ich klinicznym zastosowaniu, na pokonanie ograniczeń podstawowej metody i zwiększyły prawdopodobieństwo osiągnięcia sukcesu w postaci urodzenia się dziecka u par do tej pory uznawanych za bezpłodne. Techniki te to SUZI (ang. Subzonal Sperm Injection), czyli mikrochirurgiczne wprowadzanie pod osłonkę przejrzystą oocytu wyselekcjonowanego pojedynczego plemnika, oraz ICSI (ang. Intracytoplasmic Sperm Injection), kiedy pojedynczy plemnik, a nawet pobrana z jądra spermatyda, przy użyciu odpowiednich mikromanipulatorów zostaje umieszczony bezpośrednio w cytoplazmie oocytu. Oba te zabiegi nie powodują uszkodzeń powstającej zygoty, a jednocześnie ułatwiają rozpoczęcie rozwoju zarodka. Techniki po przetestowaniu na zwierzętach są z powodzeniem stosowane klinicznie u człowieka (10, 11).
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. Tatarkiewicz W: Historia filozofii. Tom I. Filozofia starożytna i średniowieczna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005: 390. 2. Gula J: Problemy człowieczeństwa człowieka nie narodzonego. [W:] Gałkowski JW, Gula J (red.): W imieniu dziecka poczętego. Rzym-Lublin 1991: 146-159. 3. Ford NM: Kiedy powstałem? Problem początku jednostki ludzkiej w historii, w filozofii i w nauce. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995: 140. 4. Steptoe PG, Edwards AS: Birth after the reimplantation of human embryos. Lancet 1978; 2: 366-367. 5. Yanagimachi R: Mammalian Fertilization. [In:] Knobil E, Neill J (eds.): The Physiology of Reproduction. Raven Press Ltd, New York 1994: 189-317. 6. Ikawa M, Inoue N, Benham A, Okabe M: Fertilization: a sperm journey and interaction with the oocyte. J Clin Invest 2010; 120: 984-994. 7. Krzanowska H, Sokół-Misiak W (red.): Molekularne podstawy embriogenezy. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002: 326. 8. Kurpisz M (red.): Molekularne podstawy rozrodczości człowieka i innych zwierząt. Termedia, Poznań 2002: 379. 9. Maleszewski M: Zapłodnienie i zapłodnienie in vitro. Nagroda Nobla z biologii lub medycyny. Kosmos 2010; 60: 5-16. 10. Palermo G, Devroey HJP, van Steirteghem AC: Pregnancies after intracytoplasmic injection of single spermatozoon into an oocyte. Lancet 1992; 340: 17-18. 11. Yanagimach R: Intracytoplasmic injection of spermatozoa and spermatogenic cells: its biology and applications in human and animals. Reprod Biomed Online 2005: 10: 247-288. 12. Śliwa L: Chemotaction of mouse spermatozoa induced by certain hormones. Arch Androl 1995; 35: 105-110. 13. Śliwa L: Chemotaksja plemników – ważny a mało znany proces podczas zapłodnienia. Folia Med Cracov 2003; 44: 153-158. 14. Śliwa L: The effects of selected chemoattractant hormones on mouse sperm acrosome reaction in vitro. Acta Biol Cracov Ser Zool 1998; 40: 53-58. 15. Marianowski P: Molekularne aspekty procesu zapłodnienia. Nowa Medycyna 1999; 6: 5-6. 16. Ickowicz D, Finkelstein M, Haim B: Mechanism of sperm capacitation and the acrosome reaction: role of protein kinases. Asian J Androl 2012; 14: 816-821. 17. Clark GF: The molecular basis of mouse sperm-zona binding: a still unresolved issue in developmental biology. Reproduction 2011; 142: 377-381. 18. Clark GF, Dell A: Molecular models for murine sperm-egg binding. J Biol Chem 2006; 281: 13853-13856. 19. Talbot P, Shur B, Myles DG: Cell adhesion and fertilization: steps in oocyte transport, sperm-zona pellucida interactions, and sperm-egg fusion. Biol Reprod 2003; 68: 1-9. 20. Miyada K, Yamada G, Yamada S et al.: Requirement of CD9 on the egg plasma membranę for fertilization. Science 2000 Jan 14; 287(5451): 321-324. 21. Stein KK, Primakoff P, Myles D: Sperm-egg fusion: events at the plasma membrane. J Cell Sci 2004; 117: 6269-6274. 22. Naz RK: Status of contraceptive vaccines. J Reprod Immunol 2009; 80: 897-904. 23. Borsuk K, Ciemierych MA, Ożdżeński W: Rozwój ssaków – mysz. [W:] Maleszewski W (red.): Ćwiczenia z biologii rozwoju zwierząt. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Warszawskiego 2007: 98-143. 24. Krauchunas AR, Wolfner MF: Molecular changes during egg activation. Curr Top Dev Biol 2013; 102: 267-292. 25. Papale L, Fiorentino A, Montag M, Tomasi G: The zygote. Human Reprod 2012; 27 (suppl. 1): 22-49. 26. Gadella BM: Interaction of sperm with the zona pellucida during fertilization. Soc Reprod Fertil Suppl 2010; 67: 267-287. 27. Raz T, Skuitelsky E, Amihai D et al.: Mechanisms leading to cortical reaction in the mammalian egg. Mol Reprod Dev 1998; 51: 295-203. 28. Miao YL, Williams CJ: Calcium signaling in mammalian egg activation and embryo development: the influence of subcellular localization. Mol Reprod Dev 2012; 79: 742-756. 29. Kashir J, Jones C, Coward K: Calcium oscilations, oocyte activation, and phospholipase C zeta. Adv Exp Med Biol 2012; 740: 1095-1121. 30. Miao YL, Stein P, Jefferson WN et al.: Calcium influx-mediated signaling is required for complete mouse egg activation. Proc Natl Acad Sci USA 2012: 109: 4169-4174.
