Sinh ly thu tinh atlas ppsx

Vào thời điểm phóng noãn, dưới tác dụng của estradiol nồng độ cao, chất nhầy cổ tử cung trở nên nhiều, trong loãng và dai, thuận lợi cho sự xâm nhập của tinh trùng Tinh trùng sẽ xâm nhậ

 Sau khi tinh dịch được hóa lỏng (liquefaction), tinh trùng được giải phóng khỏi tinh tương và bắt đầu tiếp xúc với chất nhầy Vào thời điểm phóng noãn, dưới tác dụng của estradiol nồng độ cao, chất nhầy cổ tử cung trở nên nhiều, trong loãng và dai, thuận lợi cho sự xâm nhập của tinh trùng

 Tinh trùng sẽ xâm nhập chất nhầy thuận lợi tiền phóng noãn và bắt đầu bơi lên trên

Xâm nhập chất nhầy cổ tử cung

 Chất nhầy cổ tử cung không hẳn là một dịch lỏng hoàn toàn Cấu trúc siêu hiển vi của chất nhầy gồm dịch lỏng và cấu trúc mạng lưới (matrix) Cấu trúc này thay đổi dưới ảnh hưởng của các steroids sinh dục Estradiol làm chất nhầy thưa, thuận lợi cho sự xâm nhập của tinh trùng Trong quá trình di chuyển, tinh trùng sẽ va chạm với cấu trúc này, nhờ đó chúng được khả năng hóa (capacitation) chuẩn bị cho thụ tinh

 Progesterone làm cấu trúc mạng lưới trở nên dầy đặc và bất khả xâm phạm

Va chạm với cấu trúc mạng lưới của chất nhầy

 Trong tinh dịch lúc xuất tinh,

tinh trùng chưa có khả năng

thụ tinh, do được bọc bởi các

yếu tố ức chế khả năng thụ

tinh Bản chất của tiến trình

khả năng hóa (capacitation) là

sự tách bỏ các cấu trúc kìm

hãm khả năng thụ tinh khỏi

tinh trùng

 Trong quá trình di chuyển lên

trên, tinh trùng được khả năng

hóa nhờ va chạm với các cấu

trúc mạng lưới (matrix) của

chất nhầy cổ tử cung, các cấu

trúc đường sinh dục nữ, tiếp

xúc với các chất hoạt hóa…

Tiến trình khả năng hóa tinh trùng

 Trong di chuyển để vượt qua chất nhầy cổ tử cung và buồng tử cung để đi đến ống dẫn trứng, tinh trùng có những cử động lắc lư 2 bên Mũi tên trong hình A cho thấy hướng đi của tinh trùng khi có chuyển động lắc lư đầu với biên độ thấp

 Càng di chuyển, biện độ lắc lư lớn dần do tăng hoạt động của roi đuôi Hình B cho thấy tinh trùng không còn giữ được hướng đi ổn định nữa Lúc này, các chuyển động quẫy và lắc đầu chiếm ưu thế Đây là tăng động (hyperactivation)

Tinh trùng trở nên tăng động trong khi di chuyển

 Trong di chuyển để vượt qua chất nhầy cổ tử cung và buồng tử cung để đi đến ống dẫn trứng, tinh trùng có những cử động lắc lư 2 bên Lưu ý hướng đi của tinh trùng khi có chuyển động lắc lư đầu với biên độ thấp (video 1 và video 2)

Sự di chuyển của tinh trùng

 Khả năng hóa và tăng động dẫn

đến phản ứng acrosome

(acrosome reaction)

 Trong phản ứng này, xuất hiện

những lỗ nhỏ trên chóp đầu tinh

trùng, là một cấu trúc vốn không

bền vững (mũi tên xanh)

 Chỉ có các tinh trùng với

acrosome đã phản ứng mới có

khả năng xuyên thấu và phá vỡ

các màng bao noãn để xâm nhập

noãn bào

Khả năng hóa, tăng động tạo phản ứng acrosome

Chỉ có # 102 tinh trùng đến đoạn bóng ống dẫn trứng

 Có khoảng 102 tinh trùng có mặt tại mỗi ống

dẫn trứng Tuy nhiên, chỉ có khoảng vài mươi

tinh trùng có mặt chung quanh noãn bào khi

noãn bào được bắt vào lòng ống dẫn trứng

 Chúng là các tinh trùng đã khả năng hóa, đang

ở trong tình trạng tăng động và đã có có phản

ứng acrosome

 Tại đoạn xa của ống dẫn trứng, các tinh trùng

sẽ gặp cumulus oophora và bắt đầu tiến trình

thụ tinh chính danh

Gắn vào Zona pellucida

 Sứ mệnh của các tinh trùng đầu tiên tiếp cận được với cumulus oophora là tách rẽ các tế bào hạt Các tinh trùng đến sau sẽ tiếp cận noãn bào với ZP trần trụi

 Trên ZP, tinh trùng sẽ gắn với ZP bằng cách gắn kết với protein ZP3 đặc trưng cho loài, sau đó chuyển sang ZP2 để gây phản ứng đầu trước khi xuyên qua ZP

Xuyên qua Zona pellucida

 Trước khi xảy ra thụ tinh, ZP có cấu trúc xốp

 Tinh trùng sẽ xuyên qua ZP xốp theo phương tiếp tuyến, bằng cách dùng men của acrosome,

cử động lắc lư và sức đẩy của roi đuôi Có nhiều tinh trùng kết dính trên ZP, cùng chạy đua để được là tinh trùng sớm nhất vượt qua ZP

Xuyên qua Zona pellucida

 Tinh trùng sẽ xuyên qua ZP xốp theo phương tiếp tuyến, bằng cách dùng men của acrosome, cử động lắc lư và sức đẩy của roi đuôi

 Acrosome se dần biến mất trong quá trình xuyên qua ZP (mũi tên đỏ) (video)

Video: Xuyên qua Zona pellucida

Xâm nhập màng bào tương noãn

 Cuối cùng thì cũng có một tinh trùng đầu tiên vượt qua được ZP Nó rơi vào khoảng dưới ZP Nó không còn gì khác ngoài phần đầu, không chóp, không roi đuôi (video)

 Dù không còn phương tiện gì khác, phần còn lại của tinh trùng vẫn xâm nhập được vào bào tương noãn, do noãn sẽ tiếp nhận nó bằng cơ chế thực bào Noãn bào dùng các chân giả để nuốt chửng nó vào bào tương (các mũi tên đỏ) (video)

Video: Xâm nhập bào tương noãn

Phản ứng của noãn bào sau khi bị xâm nhập

 Cùng lúc đó, trong bào tương noãn,

đầu tinh trùng nở lớn, giảm đậm độ

(decondensation) chuẩn bị để thành

lập tiền nhân đực đơn bội (pronuclei)

(mũi tên) (video)

 Sự hiện diện của đầu tinh trùng bên trong bào tương noãn kích hoạt ngay sau đó các phản ứng mãnh liệt ở noãn bào Một dòng thác điện-ion lan truyền khắp bề mặt màng bào tương noãn, và kích hoạt noãn bào Noãn bào nhanh chóng hoàn thành giai đoạn cuối cùng của phân bào II giảm nhiễm, tống xuất cực cầu II thành lập tiền nhân cái (pronuclei) đơn bội (video)

Video: Tống xuất cực cầu II

Đông đặc ZP cơ chế sơ cấp tránh thụ tinh đa tinh trùng

 Các chất phóng thích từ các tiểu thể

làm thay đổi tức thời tính chất của ZP

ZP bị đông đặc, trở thành bất khả xâm

phạm với các tinh trùng mới đến, cầm

tù những tinh trùng đang xâm nhập

dang dở (mũi tên đỏ) Cơ chế đóng ZP

đảm bảo cho trứng chỉ bị xâm nhập bởi

một tinh trùng duy nhất, tránh hiện

tượng thu tinh đa tinh trùng, nhờ đó

tránh tạo nên các hợp tử đa bội

 Trên bề mặt tế bào, dòng thác này làm

vỡ các tiểu thể dưới màng và phóng thích các chất bên trong

Giờ 18th sau thụ tinh: giai đoạn 2 tiền nhân

 Giờ 18th sau thụ tinh, trên noãn bào ta thấy có sự hiện diện của 2 tiền nhân (mũi tên xanh) đực và cái Tiền nhân đực có kích thước hơi nhỉnh hơn một chút Ở khoảng dưới

ZP, ta tìm thấy 2 cực cầu (mũi tên đỏ), sản phẩm của 2 lần phân bào giảm nhiễm của noãn Hiện diện của 2 tiền nhân và 2 cực cầu xác nhận rằng noãn đã được thụ tinh

 Hai tiền nhân sẽ tiến lại gần nhau và chuẩn bị cho tiến trình hợp nhân (video)

Video: Di chuyển cùa 2 pronuclei

Hợp nhất 2 tiền nhân và hình thành hợp tử

 Chỉ vài giờ sau khi được thành lập, 2 tiền nhân sẽ tiến gần lại nhau, hòa màng và hợp nhân Các tiền nhân biến mất Nhân tế bào mới thành lập chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội được khôi phục Hiện tượng thụ tinh hoàn tất với kết quả là sự thành tạo hợp tử

 Ngay sau đó, hợp tử bước ngay vào lần phân chia nguyên nhiễm đầu tiên (video)

Video: Tiến trình hợp nhân

Hợp tử đi ngay vào phân bào nguyên nhiễm

 Chỉ vài giờ sau khi được thành lập, 2 tiền nhân sẽ tiến gần lại nhau, hòa màng và hợp nhân Các tiền nhân biến mất Nhân tế bào mới thành lập chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội được khôi phục Hiện tượng thụ tinh hoàn tất với kết quả là sự thành tạo hợp tử

 Ngay sau đó, hợp tử bước ngay vào lần phân chia nguyên nhiễm đầu tiên (video)

Video: Phân bào nguyên nhiễm đầu tiên

Phôi ở giai đoạn phân chia (cleavage stage)

 2 ngày sau thụ tinh, noãn bào đã hoàn tất 2 lần phân bào đầu tiên Các tế bào ở N2 là các tế bào giống nhau về hình thái và chức năng, hoàn toàn có thể thay thế cho nhau

 Lần phân chia 3rd là một mốc quan trọng của phát triển phôi N3 là thời điểm xảy ra phân hóa về chức năng tế bào và quyết định khả năng phát triển của phôi

 Phôi nang N5 gồm 2 khối tế bào Một khối tế bào trung tâm, sẽ trở thành phôi thai và một lớp tế bào tráng bên trong lòng ZP là tiền thân của nhau thai sau này (video)

Video: Phôi ở giai đoạn phân chia

Từ thụ tinh đến phôi giai đoạn phân chia (đến N2)

 Video clip cho thấy lại toàn bộ các sự kiện xảy ra từ thụ tinh cho đến hết N2 (video)

Vận chuyển của phôi phân chia trong ống dẫn trứng

 N4 sau thụ tinh, khi phôi dâu đến đoạn kẽ của ống dẫn trứng, nồng độ P4 vẫn còn chưa đủ cao, do đó đoạn kẽ vẫn co thắt, cửa vào tử cung vẫn còn đóng chặt Phôi dâu dừng lại và chờ đến khi cửa vào tử cung mở ra dưới tác dụng của P4

 N5 sau phóng noãn, hoàng thể đã có thể chế tiết một lượng lớn P4 Cửa vào tử cung mở

ra dưới tác dụng của P4 Lúc này, nội mạc tử cung chứa đầy glycogen, dồi dào mạch máu

và lỏng lẻo để sẵn sàng đón trứng thụ tinh làm tổ

 Trong 4 ngày đầu, ống dẫn trứng co thắt để vận chuyển phôi vào đến buồng tử cung

 Ống dẫn trứng co thắt do E2

 Khi đang được vận chuyển trong ống dẫn trứng phôi được bảo vệ bởi ZP Mọi trao đổi chất với dịch ống dẫn trứng được thực hiện bằng thẩm thấu qua ZP

N5

P4 tăng đủ cao

Mở lối vào tử cung

Phôi nang N5 và hiện tượng thoát màng của phôi N6

 Sáu ngày sau thụ tinh ZP trở nên quá chật chội

so với phôi và cung cấp dinh dưỡng thông qua ZP

trở nên không còn thích hợp nữa Phôi cần phải

làm tổ

 Màng ZP bị mỏng đi tại một ví trí, và qua đó,

phôi nang thoát ra ngoài, trở nên tự do trong

buồng tử cung, sẵn sàng cho tiến trình làm tổ

Hiện tượng này được gọi là hiện tượng phôi nang

thoát màng (hatching) (video)

Video: Hiện tượng thoát màng

Cửa sổ làm tổ

 Sau khi được chuẩn bị thích hợp với P4, nội mạc tử cung đạt đến trạng thái sẵn sàng để tiếp nhận phôi đến làm tổ

 Cửa sổ làm tổ đã được mở từ N18 đến N23

 Ở cửa sổ làm tổ, hiện diện các tế bào chân hình kim (pinopode), có vai trò quan trọng trong đối thoại giữa phôi và nội mạc tử cung trước làm tổ Chúng xuất hiện

và tồn tại trong khoảng 5 ngày

 Hình dưới bên phải cho thấy các pinopodes ở giai đoạn phát triển tối đa trong cửa sổ làm tổ

Đối thoại hóa học phôi-nội mạc tử cung

 Phôi đã thoát màng trao đổi tín hiệu hóa học với nội mạc tử cung GF (Growth Factor)

và các cytokins từ phôi thúc đẩy những biến đổi ở nội mạc tử cung (mũi tên xanh)

 Tại giao diện giữa vi nhung mao của nguyên bào nuôi và tế bào chân kim, các tín hiệu

tế bào (signal) gồm LIF (Leukemia Inhibitory Factor) và EGF (Epidermal Growth Factor) thúc đẩy sự tương tác giữa 2 loại tế bào này (mũi tên đỏ)

Đối thoại miễn nhiễm phôi-nội mạc tử cung

 Tế bào T-helper có nguồn gốc từ tế bào T CD4đảm trách miễn dịch tế bào, gồm Th1 và Th2

 Khi phôi tiếp cận với nội mạc tử cung, nó sẽ sớm bị nhận diện Hệ thống miễn dịch tế bào được kích hoạt thông qua các T helper cell

 Song hành xảy ra 2 chiều hướng miễn dịch tế bào, một theo hướng thải trừ, qua T helper 1 và một theo hướng tiếp nhận thông qua T helper 2

 Progesterone làm cơ chế miễn dịch tế bào sẽ theo chiều hướng ưu thế Th2, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiếp nhận mảnh bán dị ghép

Đối thoại thành công, phôi chìm vào nội mạc tử cung

 N7, các hội bào nuôi bắt đầu tiến trình tách rẽ các tế bào

nội mạc tử cung, làm cho phôi chìm dần vào nội mạc tử

cung.(mũi tên xanh)

 N8, các hội bào nuôi phát triển mạnh, bắt đầu tạo ra các

hốc bên trong Lúc này phôi vẫn chưa tiếp cận với mạch

máu (mũi tên đỏ)

 N9, phôi đã chìm hẳn vào nội mạc tử cung Hội bào nuôi

phát triển tạo nên các hốc rỗng, tiền thân của các hồ máu

sau này Chúng cũng bắt đầu tiếp cận với mạch máu nội

mạc, nhưng vẫn chưa phá vỡ chúng ở thời điểm này (mũi

tên xanh lá)

 Video

Video: Xâm nhập nội mạc TC

N10, phôi phá vỡ thành công mạch máu của nội mạc

 N10, các hội bào nuôi bắt đầu phá vỡ thành

công các mạch máu của nội mạc tử cung Máu

từ các mạch máu bị vỡ lấp đầy khoảng trống

tạo bởi các hội bào nuôi (8), cho phép diễn ra

sự trao đổi chất trực tiếp giữa mẹ và phôi

 Kể từ thời điểm này, phôi trực tiếp nhận dưỡng

chất và thực hiện trao đổi khí với máu mẹ

thông qua các hồ máu sơ khai Cũng thông qua

hồ máu sơ khai, hCG từ hội bào nuôi sẽ thông

qua hồ máu để đi vào máu mẹ Vào ngày thứ

10, khi LH tuyến yên bị sút giảm, chính hCG

từ hội bào nuôi sẽ cứu hoàng thể khỏi sự thiếu

hụt LH, đồng thời biến đổi hoàng thể chu kỳ

thành hoàng thể thai kỳ Do hoạt năng rất

mạnh của hCG, hoàng thể thai kỳ có kích

thước lớn hơn và hoạt động mạnh hơn hoàng

thể chu kỳ (hình dưới)

hCG thay cho LH giúp hoàng thể không bị ly giải

 Hình quét tia X của phân tử LH (trái) và phân tử hCG (phải) cho thấy chúng có cấu tạo rất giống nhau Cấu tạo giống LH giúp hCG có thể đảm trách nhiệm vụ của LH Vào N10, khi LH tuyến yên bị sút giảm, chính hCG từ hội bào nuôi sẽ cứu hoàng thể khỏi sự thiếu hụt LH, đồng thời biến đổi hoàng thể chu kỳ thành hoàng thể thai kỳ

 Phân tử hCG dài hơn do có thêm đoạn C-terminal (mũi tên trắng) Cấu trúc này sẽ giúp hCG có thời gian bán hủy dài hơn LH, nhờ đó hoàn thành tốt vai trò của LH

N16, phôi hoàn tất tiến trình làm tổ

 N12, phôi lúc này gồm đĩa phôi (embryo disc) (mũi tên trắng) với 2 là thượng bì (epiblast) (màu trắng) và hạ bì (hypoblast) (màu vàng) Bắt đầu hình thành xoang ối (amnion) (mũi tên xanh) và túi noãn hoàng sơ cấp (primary yolk-sac) (mũi tên đỏ)

 N14, Phôi vẫn có cấu trúc đãi phôi 2 lá Túi noãn hoàng sơ cấp được thay bằng túi noãn hoàng thứ cấp (secondary yolk-sac) (mũi tên đỏ) và bắt đầu hình thành xoang ngoài phôi (mũi tên nâu)

 N16 được đánh dấu bàng sự thành lập xoang ngoài phôi (mũi tên xanh lá), Lúc này phôi đã hoàn thành tiến trình làm tổ

Tuần thứ 4 sau thụ tinh: Thai lâm sàng

 3 tuần sau thụ tinh, thai kỳ bắt đầu nhìn

thấy được trên siêu âm Hình ảnh sớm

nhất quan sát được ở thời điểm này là túi

thai với quầng nguyên bào nuôi nằm lệch

trong nội mạc tử cung (mũi tên xanh)

 Túi noãn hoàng được nhìn thấy vài ngày

sau đó (mũi tên đỏ)

 4 tuần sau thụ tinh, có thể nhìn thấy phôi

thai (mũi tên trắng)