Нейроендокринна регуляція репродуктивної функції.

У тварин та людини розрізняють чоловічі гонади (сім’яники) та жіночі гонади (яєчники).

Сім’яники у вищих хребетних, включаючи людину, складаються з сім’яних канальців та сполучно-тканинної строми, розташованої між сім’яними канальцями. Ззовні сім’яник вкритий капсулою, яка має назву білкова оболонка і побудована з щільної неоформленої сполучної тканини. На задньому краї сім’яника капсула потовщена. Від цього місця всередину сім’яника відходять сполучнотканинні перегородки, які розділяються сім’яник на частки. В кожній частці міститься декілька сім’яних канальців та сполучнотканинна строма (мал. 15).

 

Мал. 15. Будова сім’яника (по Афанасьєву та ін.): 1 – капсула; 2 – сполучнотканинна перегородка; 3 – частки сім’яника; 4 – звивистий сім’яний каналець; 5 – строма; 6 – прямий сім’яний каналець; 7 – епітеліосперматогенний шар сім’яного канальця на стадії розмноження й початку періоду росту; 8 – епітеліосперматогенний шар сім’яного канальця на стадії дозрівання; 9 – епітеліосперматогенний шар сім’яного канальця на стадії формування; а – клітини Сертолі; б – сперматогонії; в – сперматоцити; г – сперматиди; д – сперматозоїди.

 

Мал. 16. Будова ерітеліосперматогенного шару сім’яного канальця (по Афанасьєву та ін.): 1 – сперматогонії; 2 – сперматоцити; 3 – сперматиди на різних стадіях сперміогенезу; 4 – сперматозоїди у процесі формування; 5 – клітини Сертолі.

 

Строма побудована пухкою сполучною тканиною, яка має будову, типову для цього різновиду сполучних тканин. Але в ній також містяться клітини Лейдіга (інтерстиціальні ендокриноцити). Клітини Лейдіга порівняно великі, округлої або багатокутної форми, з ацидофільною цитоплазмою, що вакуолізована по периферії. В цитоплазмі містяться глікопротеїдні включення, а також гранули глікогену й білкові кристалоїди у вигляді паличок або стрічок. З віком у цитоплазмі інтерстиціальних клітин починає відкладатися пігмент. Добре розвинена гладенька ендоплазматична сітка. Мітохондрії численні, із трубчастими й везикулярними кристами. Ці клітини синтезують чоловічі статеві гормони, головним чином, тестостерон.

Основною структурно-функціональною одиницею сім’яника є сім’яний каналець (мал. 16). Сім’яний каналець вкритий оболонкою, яка складається з базального, міоїдного та волокнистого шарів. Базальний шар утворений базальною мембраною. Міоїдний шар утворений міоїдними клітинами. Ці клітини забезпечують ритмічні скорочення стінки сім’яних канальців, що сприяє виходу зрілих сперматозоїдів з канальців. Волокнистий шар складається з двох частин: базальної мембрани міоїдних клітин та фібробластоподібних клітин. Каналець має просвіт, а його стінка вистелена клітинами сперматогенного епітелію та допоміжними клітинами Сертолі (епітеліосперматогенний шар).

Клітини Сертолі (підтримуючі клітини, сустентоцити) лежать на базальній мембрані, мають пірамідальну форму й досягають своєю вершиною просвіту cім’янoгo канальця (мал. 16). Їх ядра мають неправильну форму з інвагінаціями, "тричленне" ядерце (ядерце й дві групи навколоядерцевого хроматину). У цитоплазмі особливо добре розвинена агpанулярна ендоплазматична сітка та апарат Гольджі. Зустрічаються також мікротрубочки, мікрофіламенти, лізосоми й особливі кристалоїдні включення. Виявляються включення ліпідів, вyглеводів, ліпофусцину. На бічних поверхнях сустентоцитів утворюються бухтоподібні заглибини, в яких розташовуються сперматогонії, сперматоцити та сперматиди. Між сусідніми клітинами Сертолі формуються зони щільних контактів, які підрозділяють сперматогенний епітелій на два відділи: зовнішній базальний і внутрішній адлюмінальний. Клітини Сертолі створюють мікросередовище, необхідне для статевих клітин в процесі їх диференціації, ізолюють ці клітини від токсичних речовин і різних антигенів, перешкоджають розвитку імунних реакцій. Сустентоцити також здатні до фагоцитозу сперматогенних клітин, що дегенерували, з їх наступним лізисом за допомогою власного лізосомального апарату. Крім тoгo, вони синтезують андроген-зв’язуючий білок, що транспортує тестостерон до сперматид та інгібін, що гальмує секрецію фолікулостимулюючого гормона аденогіпофізом. Клітини Сертолі мають поверхневі рецептори для фолікулостимулюючого гормона та для тестостерону.

Серед сперматогенних клітин розрізняють декілька різновидів: сперматогонії, первинні сперматоцити (сперматоцити першого порядку), вторинні сперматоцити (сперматоцити другого порядку), сперматиди, сперматозоїди (мал. 16). Сперматогонії знаходяться на периферії сім’яного канальця, поблизу базальної мембрани. Вони бувають декількох різновидів: темні клітини типу А, світлі клітини типу А і клітини типу В. Темні сперматогонії типу А є довгоживучими резервними стовбуровими клітинами. В їхніх ядрах переважає еухроматин, проте хроматин в них більш компактизований, ніж у світлих сперматогоній типу А. Темні сперматогонії типу А діляться порівняно рідко. Світлі сперматогонії типу А діляться частіше. Вони є напівстовбуровими швидко оновлюваними клітинами. Сперматогонії типу В мають більші ядра; вони відносяться до сперматогоній, що диференціюються. Для всіх типів сперматогоній характерна наявність овальних ядер з дифузно розподіленим хроматином і одного або двох ядерець. В цитоплазмі міститься велика кількість рибосом і полісом та мала кількість інших органел. Первинні сперматоцити (сперматоцити першого порядку) розташовані далі від базальної мембрани сім’яного канальця (в адлюмінальній зоні) і є порівняно великими округлими клітинами. Ядра більшості первинних сперматоцитів перебувають на стадії профази першого поділу мейозу. Вторинні сперматоцити (сперматоцити другого порядку) за морфологічною будовою схожі на первинні сперматоцити, але мають менші розміри, ніж сперматоцити першого порядку і розміщуються в середніх та більш поверхневих частинах епітеліосперматогенного шару. Крім того, вторинні сперматоцити містять гаплоїдний набір хромосом, але кожна хромосома складається з двох хроматид. Сперматиди являють собою невеликі округлі клітини з порівняно великими ядрами. Вони знаходяться біля верхівок підтримуючих клітин Сертолі. Сперматиди містять гаплоїдний набір хромосом, які є однохроматидними. Сперматозоїди у вищих хребетних складаються з голівки, шийки та хвостика. В голівці знаходиться ядро, а попереду нього – акросома. Хроматин в ядрі сильно конденсований. Акросома містить ферменти та інші речовини, що необхідні для проникнення сперматозоїда у яйцеклітину. Акросома є похідною від апарату Гольджі. Позаду ядра знаходиться центросома (пара центріолей). В шийці та хвостикові проходить аксонема джгутика. В області шийки вона оточена спіралевидним скупченням мітохондрій (мітохондріальною спіраллю).

Як вже зазначалося вище, клітини Сертолі завдяки щільним контактам підрозділяють сперматогенний епітелій на два відділи: зовнішній базальний і внутрішній адлюмінальний. У базальному відділі розташовані сперматогонії, які отримують максимальний дocтуп до поживних речовин, що надходять із кровоносних капілярів. Наступні генерації клітин сперматогенного епітелію (первинні сперматоцити (сперматоцити першого порядку), вторинні сперматоцити (сперматоцити другого порядку), сперматиди) розташовані в адлюмінальному відділі і з базальною мембраною не контактують. Ці клітини позбавлені контакту з тканинною рідиною й одержують поживні речовини безпосередньо від клітин Сертолі. В просвіті канальця знаходяться сперматозоїди.

У стетево-незрілих особин, в старих особин, а також,– у статево-зрілих тварин багатьох видів не у період розмноження серед клітин сперматогенного епітелію присутні лише сперматогонії (інколи разом з невеликою кількістю первинних сперматоцитів).

У сім’яних канальцях здійснюється процес утворення чоловічих статевих клітин (сперматозоїдів), який носить назву сперматогенез. Сперматогенез відбувається в декілька стадій: розмноження, ріст, дозрівання та формування (сперміогенез).

На стадії розмноження відбувається розмноження сперматогоній шляхом звичайних мітотитчних поділів. Починається ця стадія ще в ембріональний період. При цьому закладається деяка кількість сперматогоній. Потім процес розмноження сперматогоній припиняється і відновлюється під час статевого дозрівання, досягаючи максимуму при настанні статевої зрілості. Інтенсивне розмноження сперматогоній триває весь період репродуктивної активності самця. Під час старіння швидкість поділів сперматогоній поступово сповільнюється і навіть припиняється.

У статево-зрілих особин частина сперматогоній перетворюється у первинні сперматоцити і вступає в наступну стадію – стадію росту. Стадія росту при сперматогенезі виражена слабо і триває недовго. При цьому розміри первинних сперматоцитів (сперматоцитів першого порядку) трохи зростають, в них розпочинається профаза першого поділу мейозу. Перед першим поділом мейозу відбувається реплікація хромосом (так само, як і при будь-якому мітотичному поділі), тому кожна хромосома на цій стадії складається з двох хроматид. Тобто, первинний сперматоцит містить диплоїдний набір хромосом, кожна з яких є двохроматидною.

Далі відбувається стадія дозрівання. На цій стадії повністю завершується мейоз. Після першого поділу мейозу з одного первинного сперматоцита(сперматоцита першого порядку) утворюється два вторинних сперматоцити (сперматоцити другого порядку). В анафазі першого поділу мейозу розходяться гомологічні хромосоми, тому у вторинних сперматоцитів набір хромосом гаплоїдний. Але кожна хромосома складається з двох хроматид.У вторинних сперматоцитів відбувається другий поділ мейозу, і з одного вторинного сперматоцита (сперматоцита другого порядку) утворюється дві сперматиди. Між першим та другим поділами мейозу подвоєння хромосом не відбувається. Під час анафази другого поділу мейозу одна з хроматид кожної хромосоми йде в одну дочірню клітину, а друга хроматида – в другу дочірню клітину. Тому у сперматид зберігається гаплоїдний набір хромосом, і кожна хромосома стає однохроматидною. Тобто, в кінцевому підсумку з одного первинного сперматоцита (сперматоцита першого порядку) утворюється чотири сперматиди.

Сперматиди вступають в стадію формування, під час якої перетворюються на сперматозоїди. Під час перетворення сперматиди на сперматозоїд відбувається редукція значної частини цитоплазми та органел. Хроматин у ядрі сильно компактизується, при цьому для більш сильної компактизації білки-гістони замінюються білками-протамінами. У переважної більшості видів органом руху сперматозоїда є джгутик. Тому на стадії формуванняцентросома, що складається з двох центріолей, зміщується в задню частину голівки, дистальна центріоля поділяється на дві частини, і передня частина дистальної центріолі стає базальним тільцем, від якого відростає аксонема джгутика. Мітохондрії при цьому часто формують так звану мітохондріальну спіраль, тобто, спіралевидно закручуються навколо проксимальної частини аксонеми джгутика (в області майбутньої шийки сперматозоїда). Це дозволяє ефективно забезпечувати енергією рух джгутика. Апарат Гольджі розташовується попереду ядра і перетворюється на акросому. В акросомі накопичуються ферменти, які будуть необхідні для проникнення сперматозоїда у яйцеклітину під час запліднення. Поступово сперматозоїд набуває дефінітивного вигляду і переміщується у просвіт сім’яного канальця.

Нейроендокринна регуляція чоловічої статевої системи: Функціонування чоловічої репродуктивної системи в дорослому організмі перебуває від постійним контролем з боку нейроендокринної системи (гіпоталамо-гіпофізарно-гонадної системи) (мал. 17).

У самців вищих хребетних у гіпоталамусі функціонує лише тонічний центр виділення гонадоліберинів, який розташований у медіобазальному гіпоталамусі. У різних видів тварин розташування цього центра в тих чи інших гіпоталамічних ядрах може варіювати. В гіпоталамусі синтезується гонадоліберин. Гонадоліберин в області серединного підвищення виділяється у кров і через портальну систему кровообігу досягає передньої частки гіпофіза (аденогіпофіза).

В передній частці гіпофіза розташовані клітини гонадотропоцити, які синтезують гонадотропні гормони: фолікулостимулюючий (ФСГ) та лютеїнізуючий (ЛГ). Можливо, що існує два різновиди гонадотропоцитів, один з яких синтезує фолікулостимулюючий гормон, а другий – лютеїнізуючий гормон. Гонадоліберин стимулює гонадотропоцити аденогіпофіза до синтезу гонадотропних гормонів. Гонадотропні гормони виділяються у кров і досягають сім’яників.

 

Мал. 17. Схема нейроендокринної регуляції чоловічої репродуктивної системи.

 

У сім’яниках лютеїнізуючий гормон стимулює клітини Лейдіга до синтезу тестостерону та інших андрогенів. Фолікулостимулюючий гормон у сім’яниках стимулює ріст сім’яних канальців та процеси сперматогенезу. Проте для остаточного завершення сперматогенезу потрібна сукупна дія фолікулостимулюючого гормона та тестостерону (мал. 17). Тестостерон, що утворюється клітинами Лейдіга, зв’язується з андроген-зв’язуючим пептидом і в такий спосіб доставляється до сперматогенних клітин сім’яного канальця. Андроген-зв’язуючий пептид утворюється клітинами Сертолі, його секреція підсилюється під впливом фолікулостимулюючого гормона. Інгібін, що також утворюється клітинами Сертолі, гальмує секрецію фолікулостимулюючого гормона аденогіпофізом. Тестостерон окрім впливу безпосередньо на гонади, впливає також на інші органи й системи організму, обумовлюючи розвиток вторинних статевих ознак та чоловічої репродуктивної поведінки.

Тестостерон за принципом негативного зворотного зв’язку гальмує утворення гонадотропних гормонів у аденогіпофізі та синтез гонадоліберину в гіпоталамусі (мал. 17). Є переконливі дані, що при цьому в гіпоталамусі тестостерон за допомогою фермента ароматази перетворюється на естроген.

Завдяки існуванню негативного зворотного зв’язку підтримується динамічна рівновага між рівнями гонадоліберинів гіпоталамуса, гонадотропінів гіпофіза та андрогенів гонад. Надто високі концентрації тестостерону ведуть до гальмування синтезу гонадоліберину та гонадотропінів. В результатіконцентрація цих гормонів падає і слабшає їх стимулюючий вплив на синтез тестостерону. Концентрація тестостерону трохи знижується, і він перестає гальмувати синтез гонадоліберину в гіпоталамусі та гонадотропінів у гіпофізі. Тому концентрація цих гормонів знову зростає, що веде до підвищення концентрації тестостерону. Як тільки рівень тестостерону підніметься вище порогових значень, він знову починає гальмувати утворення гонадоліберину в гіпоталамусі та гонадотропінів у гіпофізі, і цикл повторюється.

Яєчники у вищих хребетних, включаючи людину, складаються з кори та мозкової речовини і вкриті капсулою (мал. 18).

Капсула побудована з щільної неоформленої сполучної тканини і вкрита ззовні мезотелієм.

Під капсулою знаходиться коркова речовина, утворена фолікулами різного ступеня зрілості, розташованими в сполучнотканинній стромі. Розрізняють примордіальні, первинні, вторинні та третинні фолікули (мал. 18).

 

Мал. 18. Будова яєчника (по Афанасьєву та ін.): 1 – примордіальні фолікули; 2 – ростучий (вторинний) фолікул; 3 – сполучнотканинна оболонка фолікула; 4 – фолікулярна рідина; 5 – Граафів пухирець (третинний фолікул); 6 – яйценосний горбик; 7 – жовте тіло; 8 – інтерстиціальна тканина; 9 – білувате тіло; 10 – атретичний фолікул; 11 – поверхневий епітелій; 12 – білкова оболонка; 13 – кровоносні судини.

 

Прuмордіальні фолікули містять овоцит, що перебуває в диплотені профази першого поділу мейозу. Овоцит оточений одним шаром плоских фолікулярних клітин й базальною мембраною.

У первинних фолікулах овоцит починає рости. Навколо овоцита за рахунок речовин, синтезованих овоцитом та фолікулярними клітинами, утворюється блискуча оболонка (zona pellucida). Блискуча оболонка складається з мукопротеїнів та глікозаміногліканів. Розростаються також фолікулярні клітини. В цитоплазмі цих клітин з боку, зверненого до овоцита, добре розвинені апарат Гольджі, секреторні включення, рибосоми й полірибосоми. На поверхні клітин є мікроворсинки; одні з них проникають у блискучу зону, забезпечуючи контакт фолікулярних клітин з овоцитом, а інші забезпечують контакт між самими фолікулярними клітинами. Подібні мікроворсинки є й на плазмалемі овоцита. У період дозрівання овоцита мікроворсинки коротшають і навіть зникають.

Вторинний фолікул містить овоцит, який значно збільшився у розрірах. Овоцит оточений добре вираженою блискучою оболонкою. На початку великого росту овоцита фолікулярні клітини, що раніше розташовувалися у вигляді одного шару сплощених кліток, стають призматичними, діляться шляхом мітозу й фолікулярний епітелій стає багатошаровим, одержуючи назву зернистої зони (zona granulosa). По мірі збільшення фолікула отчуюча сполучна тканина ущільнюється, даючи початок зовнішній оболонці фолікула.

Фолікулярні клітини починають синтезувати фолікулярну рідину. При цьому між фолікулярними клітинами виникає порожнина, в якій накопичується фолікулярна рідина. Фолікулярна рідина містить естрогени. При цьому овоцит з оточуючими фолікулярними клітинами у вигляді яйценосного горбика зміщується до одного полюса фолікула. Фолікулярні клітини, які безпосередньо прилягають до овоцита, мають довгі гіллясті відростки, що проникають через блискучу зону й досягають поверхні овоцита. По цих відростках до овоцита від фолікулярних клітин надходять поживні речовини, з яких у цитоплазмі овоцита синтезуються ліпопротеїди жовтка, а також інші речовини. Надалі в зовнішню оболонку вростають численні кровоносні капіляри й вона диференціюється на два шари: внутрішній і зовнішній. У внутрішній теці (theca іntema) навколо кровоносних капілярів розташовуються численні інтерстиціальні клітини, здатні до синтезу естрогенів. Зовнішня тека (theca externa) утворена щільною сполучною тканиною.

Повністю сформований фолікул носить назву Граафів пухирець (третинний фолікул). Овоцит в такому фолікулі вже незначно зростає в розмірах порівняно з вторинним фолікулом. Але значно збільшується порожнина фолікула, заповнена фолікулярною рідиною. При цьому овоцит разом з фолікулярними клітинами, що безпосередньо прилягають до овоцита (corona radiata), знаходиться на периферії фолікула, виступаючи у фолікулярну порожнину і формуючи так званий яйценосний горбик. Граафів пухирець виступає з яєчника, продавлюючи його капсулу. Яйценосний горбик при цьому знаходиться у виступаючій частині Граафового пухирця.

Під час овуляції оболонка фолікула разом з капсулою розривається і овоцит з оточуючими його фолікулярними клітинами виходить з яєчника.

Після виходу овоцита Граафів пухирець перетворюється на жовте тіло. При цьому в порожнину такого фолікула виливається кров з судин внутрішньої оболонки, цілісність яких порушується в момент овуляції. Згycток крові швидко заміщується сполучною тканиною в центрі жовтого тіла. Відбувається розмноження й гіпертрофія фолікулярних епітеліоцитів навколишнього зернистого шару й між ними інтенсивно вростають капіляри із внутрішньої оболонки. В цих клітинах накопичується жовтий пігмент лютеїн, тому жовте тіло набуває жовтого кольору. Такі клітини називаються лютеїновими. Жовте тіло починає синтезувати гормон прогестерон. Через деякий час жовте тіло редукується. Залозисті клітини при цьому атрофуються, а сполучна тканина центральноrо рубця розростається. У результаті на місці колишнього жевтого тіла формується сполучнотканинний рубець, який має назву біле тіло.

Крім того, зустрічаються атретичні тіла, які утворилися на місці фолікулів, що припинили свій розвиток на тій чи іншій стадії. Атрезія овоцитів починається з лізису органел, кортикальних гранул і зморщування ядра. При цьому блискуча оболонка втрачає свою округлу форму й стає складчастою, товщає й гіалінізується. Одночасно атрофуються й клітини зернистого шару, а інтерстиціальні клітини оболонки при цьому не тільки не гинуть, але, навпаки, посилено розмножуються. Ці клітини, гіпертрофуючись, починають нагадувати за формою й виглядом лютеїнові клітини желтого тіла, що перебувають у розквіті. Так виникає атретичне тіло, яке зовні трохи нагадує жовте тіло, але, відрізняється від останнього наявністю в центрі блискучої зони овоцита. У ході подальшої інволюції атретичних тіл на їхньому місці залишаються скупчення інтерстиціальних клітин. На сьогодні не до кінця зрозуміло, чому зазнають атрезії більшість фолікулів, що вступили у великий ріст. Припускається, що атрезія, результатом якої є збільшення кількості інтерстиціальних клітин, необхідна для синтезу достатньої кількості статевих гормонів в яєчнику самки.

Мозкова речовина складається зі сполучної тканини, в якій проходять магістральні кровоносні судини й нерви (мал. 18).

Оогенез: Процес утворення яйцеклітин носить назву оогенез або овогенез. Цей процес можна поділити на три стадії: розмноження, росту і дозрівання.

На стадії розмноження відбувається розмноження оогоній шляхом звичайних мітотичних поділів. У ссавців, включаючи людину, цей процес відбувається і повністю завершується ще в ембріональний період розвитку самки.

Далі оогонії перетворюються на ооцити першого порядку і вступають в стадію росту. Стадія росту при оогенезі довга і поділяється на стадію малого росту і стадію великого росту; під час великого росту як окремий етап виділяють вітелогенез – стадію накопичення жовтка. Під час малого росту ооцит незначно збільшується в розмірах, але в цей час в ооцитах першого порядку розпочинається профаза першого поділу мейозу. Відбувається лептотена, зиготена, пахітена, і клітини входять на стадію диплотени. На цій стадії мейоз призупиняється, і овоцити перебувають на цій стадії роками, до моменту статевого дозрівання самки. При цьому хромосоми частково деконденсуються і набувають вигляду "лампових щіток". Овоцит першого порядку оточений одним шаром фолікулярних клітин, формуючи примордіальний фолікул.

При настанні статевої зрілості під час кожного циклу невелика група фолікулів вступає в подальший розвиток. Ооцити першого порядку при цьому продовжують ріст (стадія великого росту). В них відбувається активний синтез рибосомальної й інформаційної РНК та білка, що використовуються не тільки для росту ооцита, але й на перших етапах розвитку майбутнього ембріона. Під час великого росту відбувається також синтез і накопичення жовтка. Цей процес отримав назву вітелогенез. У ссавців жовтка накопичується мало (у зв’язку з переходом до внутрішньоутробного розвитку); проте у птахів, плазунів, земноводних та риб жовтка накопичується значно більше. Невелика частина жовтка синтезується самою яйцеклітиною (в ендоплазматичній сітці та апараті Гольджі); такий жовток називається ендогенним. Основна ж частина жовтка надходить до яйцеклітини ззовні; такий жовток називається екзогенним. У вищих хребетних речовини жовтка (вітелогеніни) утворюються в печінці, транспортуються з кров’ю до яєчників і надходять до фолікулярних клітин. Від фолікулярних клітин вітелогеніни надходять до овоцита. Далі вони розщеплюються на більш прості компоненти: ліповітелін і фосвітин.

По завершенні періоду росту овоцити вступають в стадію дозрівання. На цій стадії мейоз продовжується. Після першого поділу мейозу внаслідок нерівномірного поділу цитоплазми з одного овоцита першого порядку утворюється один овоцит другого порядку і одне редукційне або полярне тільце. Овоцит другого порядку одержує майже всю масу накопиченого жовтка й тому залишається майже таким же за розмірами, як і овоцит першого порядку. Редукційне ж тільце являє собою дрібну клітину з невеликою кількістю цитоплазми. При другому поділі мейозу з овоцита другого порядку утворюється одна яйцеклітина й друге редукційне тільце. Перше редукційне тільце іноді теж ділиться на дві однакові дрібні клітини. У кінцевому підсумку, з овоцита першого порядку утворюється одна яйцеклітина й три редукційних тільця.

Паралельно відбувається утворення яйцевих оболонок. Розрізняють первинні, вторинні та третинні оболонки. Первинні оболонки утворюються за рахунок секреторної активності самого ововита. Зазвичай, це тонка плівка, яка безпосередньо контактує з плазмалемою овоцита. Прикладом первинних оболонок є жовкова оболонка у багатьох видів тварин, блискуча оболонка у ссавців. Вторинні оболонки утворюються за рахунок допоміжних клітин (самих клітин або продуктів їхнього синтезу). Прикладом вторинної оболонки у хребетних є фолікулярна оболонка. Третинні оболонки утворюються за рахунок секреторної активності різних залоз при проходженні яйцеклітини по статевих шляхах самки. Третинні оболонки у різних тварин самі різноманітні. Це пов’язано з екологічними умовами, в яких буде відбуватися ембріональний розвиток майбутньої зиготи. Прикладами третинних оболонок яйцеклітин є галерта у молюсків, студенисті оболонки у амфібій, білкова, підшкаралупова й шкаралупова оболонки у птахів, кокони багатьох червів і молюсків. У яйцеклітин не обов’язково наявні всі три типи оболонок; яйцеклітина може мати лише одну або дві з названих оболонок. У ссавців у зв’язку з переходом до внутрішньоутробного розвитку яйцеві оболонки менш розвинуті й більш одноманітні.

Варто зазначити, що стадія дозрівання у яєчниках не проходить до кінця. У хребетних мейоз знову призупиняється на стадії метафази другого поділу мейозу. Відбувається овуляція, овоцит другого порядку опиняється в яйцеводах, і мейоз в нього завершується лише тоді, коли в нього почне проникати сперматозоїд. У інших тварин така зупинка може мати місце на стадії профази першого поділу мейозу, або на стадії другого поділу мейозу, або зупинки взагалі не відбувається.

Частина фолікулів в процесі росту та дозрівання зазнає атрезії, не доходячи до стадії передовуляторного фолікула.

Естрально-оваріальний цикл: Функціонування жіночої репродуктивної системи носить циклічний характер. У людини і приматів жіночі репродуктивні цикли (оваріальні цикли, оваріально-менструальні цикли, естральні цикли, естрально-оваріальні цикли) відбуваються круглий рік. У інших видів ці цикли можуть здійснюватись лише протягом певного сезону – сезону розмноження. Сезон розмноження може бути приурочений до певної пори року (особливо це характерно для тварин помірної зони), а може й не мати такої чіткої прив’язки (наприклад, у цілого ряду тварин тропічної зони) (детальніше – див. у наступному підрозділі). Протягом сезону розмноження у самок може бути один естрально-оваріальний цикл (у моноестральних видів) або декілька естрально-оваріальних циклів (у поліестральних видів). Тривалість одного циклу значно варіює у різних видів.

Циклічні зміни в яєчнику носять назву оваріальний цикл. В оваріальному циклі виділяють фолікулярну, овуляторну і лютеїнову фази. На початку фолікулярної фази в розвиток вступає чергова група примордіальних фолікулів. Перші етапи їх росту є гормон-незалежними, однак для подальшого росту й дозрівання цих фолікулів потрібні фолікулостимулюючий та лютеїнізуючий гормони (мал. 19, мал. 20). Фолікули проходять розвиток від примордіальних фолікулів до третинних фолікулів (за схемою: примордіальний фолікул → первинний фолікул → вторинний фолікул → третинний фолікул (Граафів пухирець)). Проте не всі фолікули, що вступили в ріст, проходять весь цикл розвитку. Частина фолікулів зазнає редукції (атрезії) на тих чи інших етапах розвитку. Кількість фолікулів, які проходять повний цикл розвитку варіює у різних видів тварин (як правило, корелює з кількістю особин у приплоді). Ростучі фолікули синтезують естрогени. По завершенні фолікулярної фази відбувається овуляція. Ряд дослідників виділяє цей етап як окрему овуляторну фазу оваріального циклу. При цьому овоцит разом з оточуючими клітинами виходить з яєчника і потрапляє в яйцеводи, будучи готовим до запліднення. Далі наступає лютеїнова фаза. В цей час фолікул перетворюється на жовте тіло, яке синтезує прогестерон (мал. 20). Жовте тіло утворюється у ссавців, а у птахів та інших класів хребетних жовте тіло не утворюється. Проте прогестерон в цих видів також синтезується. Якщо запліднення не відбулося, то жовте тіло через деякий час редукується і прогестерон перестає синтезуватись. При цьому починається розвиток чергової групи примордіальних фолікулів і цикл повторюється.

Циклічних змін у ссавців зазнає також матка. У людини та приматів внаслідок циклічних змін у матці періодично відбувається відторгнення слизової оболонки, що супроводжується кровотечами, які носять назву менструальних. Тому у людини циклічні зміни у матці ще називають менструальним циклом. Менструацій у інших ссавців не спостерігається. Циклічні зміни у матці можна поділити на проліферативну стадію (постменструальний період), секреторну стадію (передменструальний період) і менструальний період (для приматів та людини). Проліферативна стадія співпадає з фолікулярною стадією в яєчниках. В цей час у матці відбувається проліферація ендометрію, гіпертрофія її клітин. Ці процеси стимулюються естрогенами. Після овуляції настає секреторна стадія, яка регулюється прогестероном (ця стадія за часом відповідає лютеїновій фазі в яєчниках). В цей час у матці відбуваються процеси, які готують її до можливої вагітності. Маткові залози в цей період починають секретувати. Вони збільшуються в розмірах, стають звивистими й часто розгалужуються. Їхні клітини набухають, а просвіти залоз заповнюються секретом. Товщина ендометрію зростає, він набуває особливої складчастої структури. Якщо відбулося запліднення, то ендометрій бере участь у формуванні плаценти. Якщо ж запліднення не відбулося, то функціональний шар ендометрію руйнується й відторгається при черговій менструації. Менструація обумовлена різким спадом концентрації прогестерону внаслідок інволюції жовтого тіла. Внаслідок цього починаються спазми спіралевидних apтерій, в результаті чого значно зменшується приплив крові до ендометрія (ішемічна фаза) і в ньому розвивається гіпоксія. У функціональному шарі ендометрія внаслідок ішемії починаються некротичні зміни. Функціональний шар відривається, розширені кровоносні судини ендометрія розкриваються й наступає маткова кровотеча. Після цього настає чергова проліферативна стадія, під час якої відбувається регенерація функціонального шару ендометрія.

Нейроендокринна регуляція жіночої репродуктивної системи: Естрально-оваріальний цикл перебуває під нейроендокринним контролем з боку гіпоталамо-гіпофізарно-гонадної системи та вищих центрів головного мозку (мал. 19). У самок на відміну від самців у гіпоталамусі існує два центри виділення гонадоліберину: тонічний і циклічний. Тонічний центр розташований у медіобазальному гіпоталамусі, а циклічний центр – у преоптичній зоні гіпоталамуса. Тонічний центр постійно виділяє деяку кількість гонадоліберину. Циклічний центр активується періодично, викидаючи в кров великі кількості гонадоліберину. Гонадоліберин стимулює утворення гонадотропних гормонів (фолікулостимулюючого та лютеїнізуючого) в передній частці гіпофіза. При цьому високі концентрації гонадоліберину, які вивільняються циклічним центром гіпоталамуса стимулюють вивільнення високих концентрацій гонадотропних гормонів, перш за все, лютеїнізуючого, якої достатньо для стимуляції процесу овуляції. Фолікулостимулюючий гормон стимулює ріст фолікулів. Він впливає на фолікулярні клітини зернистого шару. Лютеїнізуючий гормон впливає на інтерстиціальні клітини фолікула. Це веде до стимуляції синтезу естрогенів. Естрогени за принципом негативного зворотного зв’язку здатні гальмувати утворення гонадоліберину в тонічному центрі гіпоталамуса. Однак в певний момент часу (перед овуляцією) естрогени здатні діяти за принципом позитивного зворотного зв’язку на циклічний центр гіпоталамуса, підсилюючи овуляторний викид гонадоліберину. Крім того, естрогени можуть стимулювати синтез ще одного гіпофізарного гормона – пролактину або лютеотропного гормона. Лютеотропний гормон синтезується в лактотропоцитах аденогіпофіза. Його синтез перебуває під гальмівним впливом гіпоталамічного пролактин-інгібуючого фактора. Після овуляції фолікул перетворюється на жовте тіло, яке синтезує прогестерон. Пролактин стимулює синтез прогестерону жовтим тілом. Крім того, пролактин інгібує утворення гонадоліберину в гіпоталамусі та фолікулостимулюючого й лютеїнізуючого гормонів у гіпофізі. Прогестерон також інгібує утворення цих гормонів, а також має гальмівний вплив на рівень естрогенів.

 

Мал. 19. Схема нейроендокринної регуляції жіночої репродуктивної системи.

 

Протягом фолікулярної фази оваріального циклу фолікулостимулюючий та лютеїнізуючий гормони виділяються у помірних кількостях (під стимулюючим впливом помірних концентрацій гонадоліберину, що виділяється тонічним центром гіпоталамуса). Цих кількостей достатньо, щоб стимулювати ріст і дозрівання чергової групи фолікулів, проте не достатньо для запуску овуляції. Ростучі фолікули синтезують все більші і більші кількості естрогенів. Естрогени в цей час стимулюють клітини печінки до синтезу компонентів жовтка, який далі доставляється до овоцитів. Вони також стимулюють проліферативні процеси в матці та гіперторфічні й гіперпластичні процеси в піхві.

Далі включається циклічний центр гіпоталамуса, який викидає в кров великі кількості гонадоліберину. Це веде до імпульсного підняття концентрації фолікулостимулюючого гормона і, особливо, лютеїнізуючого гормона. Лютеїнізуючий гормон запускає овуляцію. Він стимулює синтез протеолітичних ферментів, які руйнують колагенові волокна та інші компоненти стінки фолікула, що веде до розриву фолікула й виходу яйцеклітини.Механізми передовуляторного викиду гонадоліберину у різних видів відрізняються і ще повністю не з’ясовані. У більшості видів ці процеси є спонтанними, цілком залежними від внутрішніх взаємозв’язків у системі гіпоталамус–гіпофіз–гонади. Oднaк в деяких видів (кролик, кішка, тхір та деякі інші) циклічний викид лютеїнізуючого гормона і овуляція є рефлекторними процесами на акт спарювання і навіть на зорове сприйняття самця. Електричне або механічне подразнення піхви або шийки матки викликають у самок цих видів тварин овуляцію з наступним утворенням жовтих тіл.Певний вклад в передовуляторний викид гонадоліберину вносять і естрогени, які в цей час можуть впливати на циклічний центр гіпоталамуса за механізмом позитивного зворотного зв’язку. Фізіологічний смисл фолікулярної фази оваріальногo циклу заключається в підготовці жіночого організму до спарювання, а яйцеклітини – до запліднення.

 

Мал. 20. Схема жіночих статевих циклів (за Розеном, зі змінами): Ф0 – примордіальний фолікул; Ф1 – первинний фолікул; Ф2 – вторинний фолікул; Ф3 – третинний фолікул; ЖТ₁ – жовте тіло в процесі формування; ЖТ₂ – жовте тіло в фазі розквіту; ЖТ₃ – жовте тіло в процесі інволюції; Е₂ – естрогени; Пр – прогестерон; ЛГ – лютеїнізуючий гормон; ФСГ – фолікулостимулюючий гормон; ЛТГ – лютеотропний гормон (пролактин).