Zrodenie nového života je jedným z najväčších zázrakov prírody. Tento proces sa začína oplodnením - spojením vajíčka a spermie - a pokračuje sériou biologických krokov, ktoré vedú k vzniku nového človeka. K vzniku života je potrebné spojenie dvoch buniek: vajíčka, ktoré nesie genetické informácie predávané matkou, a spermie, ktorá nesie genetickú výbavu od otca.
Vývoj ženských a mužských pohlavných buniek
Vajíčka (Oocyty)
Žena sa narodí s celoživotnou zásobou vajíčok, približne 2 milióny, ktoré postupne začínajú zanikať. V priebehu života ich dozreje 400 až 500. Sú uvoľňované pri ovulácii, ktorá prebieha u väčšiny žien každý mesiac, približne v polovici menštruačného cyklu. V tomto čase sa uvoľňuje vajíčko, ktoré putuje vajíčkovodom smerom do maternice. Oplodnenie spermiou sa deje práve v tejto fáze pri ceste vajíčkovodom.
Spermie
Spermia je samičia gameta (mužská pohlavná bunka), ktorá je nevyhnutná pre prirodzenú reprodukciu. Vývoj spermií sa označuje ako spermatogenéza. Spermie vznikajú zo zárodočných buniek v kanálikoch vo vnútri semenníkov. Z jednej zárodočnej bunky vznikajú celkom štyri zrelé spermie. Počas ich vzniku prebieha aj tzv. meiotické delenie, vďaka ktorému sa počet chromozómov v bunkách znižuje na polovicu oproti všetkým ostatným telesným bunkám (teda na 23 chromozómov). Tvorba spermií začína u mužov počas puberty a obvykle trvá až do ich smrti. Vývoj spermií vyžaduje nižšiu teplotu, než je bežná teplota tela - ideálne o 2-3°C. Proces spermatogenézy sa deje v úzkej súčinnosti so Sertoliho bunkami, ktoré zárodočné bunky vyživujú, chránia a ovplyvňujú ich vývoj. Vlastný proces závisí od hormónu testosterónu, ktorý produkujú Leydigove bunky. Zrelá spermia sa skladá z hlavičky, krčku a bičíka. Hlavička okrem jadra obsahuje v prednej časti tzv. akrozóm, medzi hlavičkou a krčkom sa nachádza centriola. Vytvorené spermie sa následne ukladajú v nadsemenníkoch, kde dozrievajú a môžu byť uložené až do chvíle ejakulácie.
Proces počatia a oplodnenia
Počatie spočíva v preniknutí spermie do zrelého vajíčka. Pri ejakulácii sa do pošvy dostanú milióny spermií, ktoré sa pohybujú rýchlosťou až 16 km za hodinu. Aby sa spermie dostali k vajíčku, musia preplávať pošvu, krčok maternice, maternicu a vplávať do vajíčkovodov. Dĺžka tejto cesty je síce len 15-18 cm, ale ak to porovnáme, je to ako pre človeka uplávať 100 olympijských bazénov.
Pri pohlavnom styku (koitus) sa spermie dostávajú cez pošvu do vajíčkovodov. Tu zostávajú živé až 3 dni a sú pripravené na spojenie s vajíčkom. Spermie až počas transportu získavajú oplodňovaciu schopnosť. Ak je vo vajíčkovode prítomné vajíčko, oplodnenie nastáva okamžite.
Priebeh oplodnenia: Spermia prenikne cez povrch vajíčka. Každá spermia nesie enzým, ktorý rozpúšťa vonkajší povrch vajíčka a uľahčuje tak prienik spermie. Po oplodnení ostatné spermie hynú.
Pri počatí pochádza polovica genetickej informácie z vajíčka a polovica zo spermie. V okamihu počatia je rozhodnuté o fyzických znakoch aj o pohlaví dieťaťa. Z 23 párov chromozómov len jeden určuje pohlavie - pohlavné chromozómy X a Y. Dievčatá majú dva chromozómy X, chlapci majú jeden chromozóm X a jeden Y.
Vývoj po oplodnení: Od zygoty k blastocyste
Oplodnené vajíčko (zygota) sa začína deliť asi 30 hodín po oplodnení. Vznikajú dve blastoméry, potom štyri, až sa vytvorí šestnásťbunková morula, ktorá sa posúva do maternice (75 - 80 hodín). Presakovaním tekutiny do moruly vzniká blastocysta - guľovitý útvar s dutinou, ktorý má vonkajšiu stenu, vnútro vyplnené tekutinou a na okraji dutiny je bunkový uzlík - embryoblast.
Tento proces sa nazýva rýhovanie a prebieha v čase, keď oplodnené vajíčko putuje vajíčkovodom do maternice. Asi 3. deň po oplození by embryo malo mať šesť až osem buniek. Štvrtý deň po oplození (niekedy už aj 3. deň) vzniká takzvaná morula, kde sa bunky viac zliepajú k sebe. Piaty deň po oplození býva dňom, keď je embryo pripravené na zavedenie do maternice ženy, malo by byť vo štádiu tzv. blastocysty. V tomto štádiu už môže embryo "hatchovať" (vyliahnuť sa z obalov).
V blastocyste vznikajú dve skupiny buniek: trofoblast a embryoblast. Trofoblast obklopuje celé embryo po jeho obvode, zatiaľ čo embryoblast je vnútorná bunková masa buniek na jednom z pólov embrya. Buňky trofoblastu slúžia predovšetkým na výživu embrya a neskôr sa z nich vyvíja veľká časť placenty. Embryoblast je predstupňom embrya.
V tento deň sa blastocysta prilepí na stenu maternice. Tento deň sa ukončuje uhniezdenie vajíčka v maternici. Trofoblast už úplne prilieha k stene maternice a začína produkovať hormón hCG (ľudský chorionický gonadotropín), ktorý udržuje aktivitu žltého telieska.
Nidácia (uhniezdenie) blastocysty v sliznici maternice trvá približne 5 - 7 dní od oplodnenia. Po transferi by malo dôjsť k nidácii, teda uhniezdeniu embrya do sliznice maternice. V maternici vzniká dutinka, v ktorej sa tvorí tekutina. Práve vďaka tejto tekutine dochádza k rozdeleniu moruly na dve časti.
Embryonálny vývoj človeka
Embryonálny vývoj človeka je proces prebiehajúci v ranom období prenatálneho vývoja, konkrétne po dobu asi 8 týždňov od oplodnenia vajíčka. Po tejto dobe (okolo 56. dňa) sa embryo stáva plodom.
Gastrulácia a vznik zárodočných listov
Gastrula je ďalšie štádium embryonálneho vývoja, ktorým prechádza vyvíjajúce sa embryo. Vytvára sa z blastocysty zložitým procesom nazývaným gastrulácia, pri ktorom dochádza k bunkovej migrácii a výberovému deleniu niektorých skupín buniek. Vrstvy gastruly sa postupne transformujú do tzv. zárodočných listov: ektoderm (vonkajší), mezoderm (stredný) a endoderm (vnútorný).
Pred gastruláciou vyzerá zárodočný terčík ľudského embrya ako placička tvorená iba dvoma vrstvami (hypoblastom a epiblastom). Na začiatku gastrulácie sa epiblastové bunky začnú sústredovať v centrálnej časti epiblastu a vytvoria tzv. primitívny prúžok. Niektoré bunky epiblastu prechádzajú tzv. primitívnou brázdičkou, čím vytvoria základ pre endoderm a mezoderm. Bunky, ktoré zostanú v epiblaste, sa naďalej označujú ako ektoderm.
Neurulácia a vznik nervového systému
Vznik neurálnej trubice (neurulácia) priamo súvisí so vznikom chordy dorsalis (struna hrtbní). Vďaka procesu neurálnej indukcie vznikne dutý útvar priamo nad chordou. Embryonálne štádium, v ktorom vzniká neurálna trubica, sa nazýva neurula. Ektoderm ležiaci nad chordou sa začne hrúbnuť a formuje sa tzv. neurálna platňa (neuroektoderm). Následne sa bunky nervovej platne vchlipujú, okraje ektodermu nad ním (neurálne valy) sa začnú približovať a spájajú, čím vzniká pod ektodermom dutá neurálna trubica.
Vývoj mezodermu a somity
Počas tretieho týždňa sa rozvíja mezoderm, ktorý sa dá rozdeliť do troch častí: axiálny a paraxiálny mezoderm (najbližšie k osi embrya), intermediárny a laterálny mezoderm (na bokoch). Z neskoršieho menovaného vznikajú pozdĺž neurálnej trubice somity. Ich vývoj (somitogenéza) začína okolo 20. dňa a trvá asi 10 dní.
Vývoj plodu (fetálny vývin)
Fetálny vývin - vývin plodu (fétu) - trvá od 9. do 40. týždňa. Embryo nadobúda ľudské črty a vonkajšími znakmi sa podobá na dospelého človeka. Z buniek zárodku postupne vzniká nielen vlastné telo zárodku, ale aj prídavné orgány, t.j. zárodočné obaly a placenta.
Vývoj placenty a zárodočných obalov
Okolo embrya sa vytvára amniový obal a v ňom tekutina, v ktorej zárodok pláva. Druhá zárodočná blana, chorión, zrastá so sliznicou maternice a vytvára plodový koláč - placentu. Placenta sprostredkúva spojenie medzi plodom a organizmom matky. Krv plodu sa v placente dostáva do bezprostrednej blízkosti matkinej krvi a odoberá z nej všetky živiny, kyslík, minerálne látky, vitamíny a vodu, a naopak do nej odovzdáva väčšinu svojich odpadových produktov, najmä oxid uhličitý a močovinu.
V druhom týždni vývoja vznikli z trofoblastu dve vrstvy (cytotrofoblast a syncytiotrofoblast) a vytvorili primárne klky vyživujúce embryo. Táto primitívna placenta sa v treťom týždni ďalej rozvíja. Vytvoria sa sekundárne a terciárne klky, ktoré obsahujú vlásočnice a cievky.
Kľúčové míľniky vývoja plodu
- Štvrtý týždeň: Uzatvára sa neurálna trubica, objavujú sa prvé náznaky ciev a srdca, vznikajú základy pre končatiny a dochádza k ohýbaniu embrya.
- Šiesty týždeň: Vznikajú základy prstov a vonkajšieho ucha, oko sa stáva zreteľným.
- Prvý mesiac: Embryu rastie hlava a nohy.
- Druhý mesiac: Dieťa prechádza z embryonálnej fázy do plodu. Má už všetky orgány, vytvára sa mu čeľusť, v ďasne vznikajú zárodky zubov. V mozgu prebieha elektrická aktivita.
- Tretí mesiac: Plod má už prsty s mäkkými nechtami. Tlkot srdca je počuteľný stetoskopom. Dieťa reaguje na dotyk, pohybuje sa.
- Štvrtý mesiac: Dieťa počuje matkin hlas a okolie, reaguje na ne.
- Piaty mesiac: Žena pociťuje prvé pohyby dieťaťa. Na ultrazvuku je viditeľný pohyb plodu a je možné určiť jeho pohlavie.
- Šiesty mesiac: Dieťa si saje palec, aktívne sa hýbe a otáča.
- Siedmy mesiac: Dieťa rýchlo rastie a priberá na váhe. Môže kopať, škvrkať a plakať.
- Osmý mesiac: Dieťaťu rýchlo narastie mozog.
Tehotenstvo: Sprievodca mesiac po mesiaci | 3D animácia
Viacpočetné tehotenstvá
V posledných rokoch sa z dôvodu liečby neplodnosti zvýšil počet viacpočetných tehotenstiev. Asi tretina dvojčiat sú jednovaječné. Jednovaječné dvojčatá sú počaté prirodzenou cestou, kedy je vajíčko oplodnené len jednou spermiou, ale vajíčko sa potom rozdelí na dve časti (dvojčatá) alebo tri (trojčatá). Majú rovnakú genetickú informáciu a tiež rovnaké pohlavie, nemusia však mať spoločnú placentu ani amniový vak. Dvojvaječné dvojčatá sa vyvinú v prípade, že žena uvoľní viac vajíčok naraz. Každé vajíčko je tak oplodnené jednou spermiou a vzniknú dve geneticky odlišné deti.
Oplodnenie a asistovaná reprodukcia
Ak plánujete otehotnieť, sledujte pravidelnosť svojho menštruačného cyklu a zvážte použitie ovulačných testov. Tie vám môžu pomôcť určiť, kedy nastáva najvhodnejší čas na počatie, teda kedy dochádza k ovulácii.
V laboratóriu asistovanej reprodukcie (IVF) má kultivácia embryí za cieľ vybrať kvalitné embryá, ktoré sú schopné zahniezdenia a vývoja vedúceho k pôrodu zdravého plodu. Kultivovať embryá v laboratóriu je možné do 6. dňa ich vývoja a potom musia byť zamrazené alebo prenesené do maternice matky.
Postup pri IVF:
- 1. deň po oplození: Hodnotí sa výsledok fertilizácie.
- 2. deň po oplození: Embryo býva tvorené štyrmi bunkami.
- 3. deň po oplození: Embryo by malo mať šesť až osem buniek.
- 4. deň po oplození: Vzniká morula.
- 5. deň po oplození: Embryo je vo štádiu blastocysty a je pripravené na transfer do maternice.
Po embryotransfere (ET), teda prenose embrya tenkým katétrom do maternice, by malo dôjsť k nidácii (uhniezdeniu) embrya do sliznice maternice. Po transferi sa odporúča kludnejší režim, nie však úplný kľud na lôžku. Dôležité je užívať všetky predpísané lieky, predovšetkým gestagény.