Upalna reakcija na embrij u marsupialima dovodi do porođaja, au placentalnu - do implantacije • Alyona Sukhoputova • Znanstvene vijesti o "Elementima" • Embriologija, biologija razvoja, genetika

Upalna reakcija na embrij u marsupialima dovodi do porođaja, u postcondalima, do implantacije.

Sl. 1. Kuća oma (Monodelphis domestica) s mladuncima. Slika od commons.wikimedia.org

Analiza gena koji su uključeni u kratku trudnoću marsupijalnog sisavca, kuća opossum, doveli su do zaključka da je prva faza trudnoće homologna s marsupijalnim i placentnim sisavcima. Istodobno, u marsupialima ova faza predstavlja majčin imuni odgovor na fetus, to jest upalnu reakciju koja vodi do porođaja. Hipoteza koju su proveli istraživači o evolucijskom podrijetlu prve faze trudnoće u placentalnoj implantaciji iz upalne reakcije može na nov način objasniti paradoksalne podatke o važnosti upale u početku trudnoće u placentu. Ključna inovacija placentala, prema autorima, je njihova sposobnost da kontroliraju ovu upalu i suzbiju ga dugo.

Riječ "trudnoća" obično razmišljamo o bilo kojem intrauterini razvoj mladih, ali u užem smislu znači stanje koje je karakteristično samo za sisavce, što ne počinje gnojidbom jaja, već nešto kasnije, kada oplođena i nekoliko puta podijeljena jaja dosegne sluzav ljuska maternice i kontakt s njom.Podstava maternice, endometrija, sastoje se od dvije glavne stanične komponente: epitelnih stanica i stromalnih stanica. Oba i druge stanice temeljito se pripremaju za budući sastanak s jajašcima.

Na primjer, kod ljudi (kod žena), takva se priprema događa svaki put tijekom zadnje faze menstrualnog ciklusa. Strome stanice rastu, stanice epitela stječu dodatne izrasline i mikroviluse, mnoge se žlijezde pojavljuju i šire – općenito, endometrija znatno se zgusne. Kontakt između pripremljenog endometrija i jaja vodi do implantacija embrija – učvršćuje ga na stijenku maternice. Nakon implantacije iz tkiva embrija razvija se posteljica, koja kroz svoje izrasline ulijeva u endometrit i dalje daje disanje i hranjenje embrija. Dio endometrijskog tkiva na mjestu ugradnje embrija također je dio placente, u kojem postoji značajna proliferacija krvnih žila i protok krvi. Kontakt i implantacija kod ljudi javljaju se 6-7 dana nakon oplodnje, nakon njihova placentacija traje cijeli prvi trimestar trudnoće. U drugom i trećem tromjesečju, postoji brz rast ifetalni razvoj. Na kraju trećeg tromjesečja, endometrijska tkiva pripremaju se za odbacivanje placente, veza se prekida i nastupi porođaj.

Sve faze trudnoće karakteriziraju njihove osobine, ali najkritičnija je faza implantacije. Dakle, kod ljudi oko 75% neuspješnih trudnoća rezultat je kršenja procesa implantacije. Bez ove faze, daljnji razvoj fetusa je nemoguć. A nažalost, to je nespremnost endometrija za implantaciju, što je najčešće uzrok neuspješnih trudnoća, od kojih je najgore moguće liječiti.

Uopće nisu sisavci koji se pojavljuju kao što je gore opisano. Među modernim sisavcima postoje tri glavne skupine: monotremes, marsupials i placentals. Tradicionalno, monotremes odvojen od opće grane razvoja sisavaca ranije od drugih, prije 161-217 milijuna godina (sl. 2, smeđa grana), i predstavljaju najprimitivniju skupinu sisavaca. Njihova najčudesnija osobina dalo im je drugo ime – polaganje jaja. Iako ove životinje imaju vunu, mliječne žlijezde i druge osobine inherentne sisavcima, njihova mlada izlegu iz jaja. Skupine marsupiala (sl.2, crvena grana i placenta divergiraju nešto kasnije – prema najnovijim podacima, oko 160-172 milijuna godina (vidi: Z.-X. Luo et al., 2011. Jurički eutherijski sisavac i divergencija marsupiala i placentala); u sl. 2 ovaj je događaj još uvijek povezan s kasnijim razdobljem kreda.

Marsupijski sisavci smatraju se primitivnije od placentala. Njihova beba rođena je vrlo nerazvijena i mora se samostalno penjati u majčinu torbu i čvrsto se držati bradavice koja se nalazi tamo. U tom položaju provodi prve tjedne / mjesece svog života. Živo rođenje, očito, među sisavcima pojavilo se samo jednom – nakon razdvajanja monotrema iz zajedničke grane. Za usporedbu, među skaliranim gmazovima taj je događaj zasebno došao 115 puta (D.G. Blackburn, 2015. Evolucija živopariteta kralježnjaka i specijalizacija za prehranu fetusa: kvantitativna i kvalitativna analiza). Najvjerojatnije, zajednički preci marsupiala i placentala nisu položili jaja iz sredine jure.

Sl. 2. Evolucijsko stablo sisavaca. Slika od batrachos.com

U marsupialima, bearded bebe su vrlo kratke, i taj proces je još uvijek slabo poznat. U ženki ovih neobičnih životinja, postoje dvije utrobe, viljušana vagine i, prema tome, viljušni penis kod muškaraca. Fetus počinje svoj razvoj u jaje i izlegu iz nje tek neposredno prije rođenja.Nakon izlijeganja, kontaktira s majčinim endometrijom i pridaje se, zatim se slabo razvijena placenta formira, ali vrlo brzo ova veza je uništena i dolazi do porođaja. Dakle, u marsupialima trudnoće u užem smislu, postoji vrlo kratak vremenski interval između vezivanja embrija i porođaja – oko 15-35% vremena od vrlo kratkog intrauterinog razvoja (L. Selwood, 2000. Marsupial jaja i embrijski kaputi). Ovo je mala, ali vrlo važna etapa, a istraživači su iz SAD-a na primjeru kuće oposum (slika 1).

Od trenutka začeća i prije isporuke, opossum traje samo 14 dana. U 11. danu razvoja, pokrivači embrija i endometrija već imaju mnogo nabora, koji točno odgovaraju jedni drugima, ali ne postoji fizički kontakt između njih, budući da su još uvijek odvojeni od ljuske jaja koja još nije eksplodirala. Dvanaestog dana dolazi do izlijeganja, endometrija se lezi i širi, epitelni sloj oslobađa veliku količinu sekrecije koja sprječava dobar kontakt između embrija i majke. Međutim, sredinom 12. dana embrij se pričvršćuje na žljezdan zid uterusa.

Znanstvenici su uspoređivali ekspresiju gena u possum uterusa prije oplodnje, sedmog i 13.5. Dana nakon oplodnje.Pokazalo se da cijeli genski klasterovi mijenjaju aktivnost tijekom fetalnog razvoja embrija, a 51% promjena je dobivena razlikom posljednje faze od prethodnih dviju. Bilo je to 13.5. Dan kada je između majke i embrija došlo do fizičkog kontakta, istraživači su pronašli povećanje razine ekspresije gena koji se smatraju markerima procesa implantacije u postcondama (Slika 3). Nakon ovog otkrića, odlučeno je provesti kompletnu (do dopuštene količine podataka) usporedbu possum transkriptoma u vrijeme vezivanja embrija i placentalnog vezanja u vrijeme implantacije. Informacije o promjenama transkripcije u postcondalima (zečevi i ljudi) preuzete su iz prethodnih studija od strane drugih autora (J.-L. Liu i sur., 2016. A. Riesewijk et al. , 2003. S. Mirkin i sur., 2005. LH + 2 u odnosu na LH + 7 tehnologijom microarray, S. Mirkin i sur., 2005. LC Kao et al., 2002. Globalni endometrija tijekom prozora implantacije).

Sl. 3. Razina ekspresije poznatih markera implantacije plašta u possum po danu. vertikala indicirano je koliko se puta ekspresija odgovarajućih gena povećava u usporedbi s ekspresijom u ne-trudno stanje. Crvena strelica označava trenutak raskida školjaka jaja, zvjezdica – početak rada. Slika iz raspravljanog članka u PNAS

Ispalo je da od 217 gena poznatih za kunića, čija se ekspresija povećava tijekom implantacije, 83 imaju povećanu ekspresiju u fazi vezanja embrija u possum. Među genima koji označavaju spremnost za implantaciju kod ljudi, oko trećine (prema različitim istraživanjima, 31 od 92, 10 od 28 i 20 od 66 gena) također se aktiviraju tijekom stvaranja kontakta između majke i embrija na possumu. Ovo preklapanje između gena značajno je, a povezano s anatomskim obilježjima marsupijalne trudnoće, sugerira homologiju između procesa pričvršćivanja u marsupialima i procesa implantacije u postcondalima. Zbog činjenice da su marsupiali primitivnija skupina, može se pretpostaviti da su u zajedničkim predcima marsupiala i placentala trudnoća u užem smislu dogodila kao neka varijanta procesa pričvršćivanja embrija na endometrij tipičan za marsupiale, a već se iz ove varijante implantacije postkapa.

Tijekom trudnoće promatrana su tri imunološki različita stupnja placente (slika 4). Tijekom implantacije i placente, postoje znakovi upale u tijelu.U ovoj fazi, zametak uništava integritet epitela naslovnici majka, od koje umiru stanice i imunološki sustav mora očistiti ovaj „bojno polje”. U tom se razdoblju opaža takozvana mučnina trudnoće. Na drugoj pozornici imunoloških bitka završena i znakovi upalne reakcije nestaju, a trudnica osjeća najbolje. U kasnoj trudnoći, a upalni procesi su nastavljeni i dovesti do odbacivanja posteljice i maternice za porođaj.

S jedne strane, upala, pogotovo u prvoj fazi trudnoće – nešto neugodno, a čini se da prijeti embrija. No, s druge strane, pokazuje da uzimanje protuupalnih lijekova u razdoblju implantacije smanjuje vjerojatnost uspješnih trudnoća, i malu štetu lokalnog tkiva u maternici, s druge strane, može povećati vjerojatnost (G. Mor et al, 2011. upala i trudnoća :. uloga koju imunološki sustav na mjestu ugradnje). Osim toga, ovi stanica imunološkog sustava, kao što su makrofagi, koji obično uništavaju patogene zarobljene u tijelu, dio posteljice, gdje se u potpunosti mijenjaju svoje mogućnosti i početi podržavati embrionalnih matičnih stanica posteljice. Ispada paradoksalna situacija: upala,koji obično ima za cilj uništiti izvanzemaljski objekt (a polovica genetske informacije embrija dolazi od oca, a bilo bi pogrešno nazvati ga dijelom majčine) neophodno je za početak trudnoće.

Sl. 4. Tri imunološka stadija trudnoće kod ljudi. Svijetlo zeleno pokazala upalu. Slika iz članka: G. Mor et al., 2011. Upala i mjesto implantata

U istraživanju u kojem se raspravljalo, mnogi geni čiji je izražaj povećan u oba placentalna i marsupijalna gena pripadaju genima uključenim u upalni proces, imunološki odgovor i sintezu citokina. Imunološka veza embrija na endometrij u marsupialima prati proces upale i zarastanja rana: povećava se broj makrofaga, povećava se aktivnost neutrofila, povećava se ekspresija gena koji sudjeluju u sintezi i metabolizam prostaglandina. Istraživači vjeruju da je imunološki odgovor majke, to je upala koja dovodi do porođaja na possum. Štoviše, sve opisane značajke procesa odnose se samo na razdoblje nakon rupture membrane jaja.

Dakle, kratka marsupijalna trudnoća (samo 2 dana za opossum) nije ništa više od majčinog upalnog odgovora na zametak vezan za maternicu.Ako se prisjetimo da je vezanje zametaka u marsupialima i implantaciju plašta imalo homologno, možemo doći do pretpostavke da je prva i najranjiviji stupanj trudnoće u placentu potekao od upalnog odgovora kao odgovor na neko izvanzemaljsko tijelo – embrij. Stoga je zaključak: placentalni u usporedbi s njihovim precima nije izmislio trudnoću ili posteljicu kao cjelinu, već sposobnost kontroliranja upalnog procesa i suzbijanja tijekom dugog drugog imunološkog stadija trudnoće.

izvor: Oliver W. Griffith, Arun R. Chavan, Stella Protopapas, Jamie Maziarz, Roberto Romero i Gunter P. Wagner. Implantacija embrija evoluirala je od upalne upalne vezne reakcije // PNAS, 2017. DOI: 10.1073 / pnas.1701129114.

Alena Suhoputova


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: