Blastulation

Като Blastulation е терминът, използван за описание на образуването на клетъчна сфера, изпълнена с течност, бластоциста или бластула (лат. зародишни везикули) по време на ембрионалното развитие. Имплантацията на бластоциста в маточната лигавица бележи реално начало на бременността.

Какво е бластулация?

Ембрионалното клетъчно делене започва след оплождането на женската яйцеклетка. Яйцеклетката се дели симетрично, при което броят на клетките постоянно се удвоява, докато се достигне 128 клетки. Клетъчната топка, създадена чрез делене на клетки, се нарича morula (на латински за черница).

В последните етапи на клетъчното делене морулата започва да се запълва с тъканна течност и по този начин се развива в бластоциста. Морфологично бластоцистата е клетъчна сфера, изпълнена с течност. Външният слой на бластоциста, така нареченият трофобласт, се образува от един слой клетки, който е непосредствено съседен на zona pellucida (на латински: яйчена кожа). Клетките на трофобласта са свързани чрез силни свързващи протеини, наречени тесни кръстовища. По-късно структурите на плацентата се развиват от трофобласта.

Вътре в еднослойната клетъчна сфера има натрупване на клетки, ембриобласта. В следващата стъпка много важни структури на ембриона ще се формират от този малък клъстер от клетки. Напълнената с течност кухина в бластоциста се нарича бластокоел.

Подобно на яйцеклетката, бластоцистата е заобиколена от защитната зона pellucida. Преди бластоцистата да се имплантира, тя се „изплъзва” от тази яйчна мембрана. Напълно развитата бластоциста започва да се имплантира в маточната лигавица по време на имплантацията, като по този начин задейства действителната бременност.

По време на имплантацията някои клетки на трофобласта (външната обвивка на бластоциста) се диференцират в полинуклеарни синцитиотрофобласти. Тези кондензирани клетки произвеждат хормона човешки хорион гонадотропин (hCG). Появата на това вещество в кръвта хормонално бележи началото на бременността.

Функция и задача

Напълнената с течност клетъчна топка е отправна точка за развитието на ембриона при всички живи животни. В хода на развитието тази топка се разтяга и формира вътрешните органи навътре, а крайниците и сетивните органи навън. Следователно формирането на бластоцистата е важна стъпка в развитието на новото живо същество. Напълнената с течност кухина на Blastocoel дава възможност да се обърне клетъчните слоеве.

В следващия етап на ембриогенеза, гаструлация (голям стомах), тъканта на бластоциста, наречена ембриобласт, ще се размножава и ще запълни бластностата, наречена гаструла, отвътре в по-малка кухина.

В тази стъпка се определят всички оси на тялото и на всяка клетка е назначена нейната бъдеща съдба на клетката. Това разпределение става чрез асиметрично разпределение на клетъчните компоненти и асиметрична експресия на ДНК.

Друга задача на бластулата е създаването на ембрионалната обвивка или плацентата, в която ембрионът зрее, защитен и заобиколен от течност. Плацентата расте заедно с матката, но не се образува от нея и се отлага отново след раждането (след раждане). В клетъчно биологично отношение плацентата възниква от едноклетъчната бластоцитна обвивка - трофобласта.

Както всички ранни ембрионални етапи, образуването на бластоциста е от съществено значение за развитието и поддържането на бременността. Повредените бластоцисти се изчервяват по време на менструацията, без никакви признаци на бременност. За проблеми с нидацията (проблеми с имплантацията) непокътнатите бластоцисти също се премахват отново чрез менструация.

Бластоцистата има техническо значение в медицината и биологията като източник на стволови клетки. Ембриобластът се състои от плюрипотентни стволови клетки, които могат да бъдат диференцирани във всеки тип клетки и тъкани чрез прилагане на подходящи транскрипционни фактори.

Обаче плюрипотентните стволови клетки не могат да се развият самостоятелно в пълен ембрион.При събирането на стволови клетки бластоцистата се отстранява и унищожава напълно, което предизвика етични проблеми. Следователно премахването на тези клетки от хората е обект на строга законова регулация във всяка страна.

Болести и неразположения

Образуването на бластоциста е съществена стъпка в ембрионалното развитие и всяка малформация обикновено води до пълно прекратяване на ембриогенезата и отстраняване на бластоцистата по време на следващата менструация.

Само имплантиращият бластоцист секретира все по-голямо количество човешки хорион гонадотропин (hCG), увеличаващата се концентрация на който в кръвта бележи началото на бременността и потиска появата на нови менструални кръвоизливи.

Тъй като успехът на бластулацията е критичен, този етап е много чувствителен към външни разрушителни фактори като токсини в околната среда, алкохол, топлина, инфекциозни заболявания, физически стрес и други подобни. Появата на такива фактори може да забави или да спре узряването на бластоцистата.

Друг критичен процес е имплантацията на бластоциста. Този процес може да бъде предотвратен и от горните фактори. В случаите на женско безплодие обаче матката често няма необходимия капацитет, което предотвратява имплантацията. Причините са разнообразни и изискват хормонално лечение. В редки случаи самата бластоциста не е в състояние да произвежда достатъчно hCG и по този начин да поддържа по-нататъшно ембрионално развитие. И в тези случаи хормоналните терапии могат да помогнат.

Етапът на бластоциста също представлява интерес за съвременното ин витро оплождане, тъй като имплантирането на оплодени яйцеклетки при жени с проблеми с фертилитета има малък шанс за успех. Благодарение на съвременните техники оплодените яйцеклетки вече могат да се използват в епруветки до стадия на бластоциста и след това да се имплантират. В комбинация със съответна хормонална терапия шансовете за успех на този метод са значително по-високи.