Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

25.2: Oogenese
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Oogenesis
 
TRANSCRIPT

25.2: Oogenesis

25.2: Oogenese

In human women, oogenesis produces one mature egg cell or ovum for every precursor cell that enters meiosis. This process differs in two unique ways from the equivalent procedure of spermatogenesis in males. First, meiotic divisions during oogenesis are asymmetric, meaning that a large oocyte (containing most of the cytoplasm) and minor polar body are produced as a result of meiosis I, and again following meiosis II. Since only oocytes will go on to form embryos if fertilized, this unequal distribution of cell contents ensures that there are enough cytoplasm and nutrients to nourish the early stages of development. Second, during oogenesis, meiosis “arrests” at two distinct points: once during embryonic growth and a second time during puberty. In mammals, oocytes are suspended in prophase I until sexual maturation, at which point meiosis I continues under hormonal influence until an egg precursor cell is released into a fallopian tube. At ovulation, the precursor exits the ovary and, only if fertilization occurs, is stimulated to complete meiosis II and form a complete egg.

Oogenesis, Age, and Other Factors

Defects during oogenesis can result in severe consequences. In particular, problems with chromosome segregation during either meiosis I or meiosis II may lead to an embryo being aneuploid, meaning that it contains an abnormal number of chromosomes. Increased age elevates a woman’s risk of having a child with certain types of aneuploidy, such as Patau syndrome—characterized by central nervous system abnormalities, developmental delays and infant mortality—which is caused by an extra copy of chromosome 13. Several explanations for this “age effect” have been proposed, which include the degradation over time of the meiotic spindle apparatus (responsible for splitting chromosomes during division), or the gradual accumulation of abnormal cells in ovaries. As a result, women who are 35 years and older are typically offered prenatal testing, such as blood tests, nuchal translucency screening by ultrasound, chorionic villus sampling, or amniocentesis, which can determine whether a fetus carries any chromosomal abnormalities.

Aside from a woman’s age, other researchers are looking at how certain diseases can influence oogenesis and oocyte quality. One such condition gaining interest is endometriosis, during which the blood-rich lining that typically collects in a woman’s uterus before menstruation accumulates elsewhere in the body, like in ovarian cysts, along the large intestine or upon the lining of the abdominal cavity. Interestingly, oocytes collected from women with endometriosis undergoing in vitro fertilization may show defects in the meiotic spindle apparatus or decreases in fertilization rates. Research on this disease is ongoing, but some scientists have hypothesized that such poor oocyte quality may be the result of increased immune-associated proteins or altered hormone levels in these patients.

Finally, other work has been performed to determine the effect of environmental factors on oogenesis, and their relation to aneuploidy. Chewing tobacco, hormone use (especially in older women) and even exposure to bisphenol-A, a component of many plastics, have all been suggested to affect oogenesis adversely and the process of meiosis therein.

Bij menselijke vrouwen produceert oögenese één rijpe eicel of eicel voor elke precursorcel die meiose ingaat. Dit proces verschilt op twee unieke manieren van de equivalente procedure van spermatogenese bij mannen. Ten eerste zijn meiotische delingen tijdens oögenese asymmetrisch, wat betekent dat een grote eicel (die het grootste deel van het cytoplasma bevat) en een klein polair lichaam worden geproduceerd als resultaat van meiose I, en opnieuw na meiose II. Aangezien alleen eicellen bij bevruchting embryo's gaan vormen, zorgt deze ongelijke verdeling van celinhoud ervoor dat er voldoende cytoplasma en voedingsstoffen zijn om de vroege stadia van ontwikkeling te voeden. Ten tweede stopt de meiose tijdens oögenese op twee verschillende punten: eenmaal tijdens de embryonale groei en een tweede keer tijdens de puberteit. Bij zoogdieren worden eicellen in profase I gesuspendeerd tot seksuele rijping, waarna meiose I onder hormonale invloed doorgaat totdat een eiprecursorcel wordt vrijgegeven in een eileider. Bij ovulatie verlaat de voorloper tDe eierstok en, alleen als er bevruchting optreedt, wordt gestimuleerd om meiose II te voltooien en een compleet ei te vormen.

Oogenese, leeftijd en andere factoren

Defecten tijdens oögenese kunnen ernstige gevolgen hebben. Met name problemen met chromosoomsegregatie tijdens meiose I of meiose II kunnen ertoe leiden dat een embryo aneuploïde is, wat betekent dat het een abnormaal aantal chromosomen bevat. Een hogere leeftijd verhoogt het risico van een vrouw om een kind te krijgen met bepaalde soorten aneuploïdie, zoals het Patau-syndroom - gekenmerkt door afwijkingen van het centrale zenuwstelsel, ontwikkelingsachterstanden en kindersterfte - dat wordt veroorzaakt door een extra kopie van chromosoom 13. Verschillende verklaringen hiervoor " leeftijdseffect ”, waaronder de degradatie in de tijd van het meiotische spilapparaat (verantwoordelijk voor het splitsen van chromosomen tijdens deling), of de geleidelijke ophoping van abnormale cellen in de eierstokken. Als gevolg hiervan zijn vrouwen van 35 jaar en ouder typisch aangeboden prenatale testen, zoals bloedonderzoek, nekplooimeting door middel van echografie, vlokkentest of vruchtwaterpunctie, waarmee kan worden vastgesteld of een foetus chromosomale afwijkingen heeft.

Afgezien van de leeftijd van een vrouw, kijken andere onderzoekers hoe bepaalde ziekten de oögenese en de eicelkwaliteit kunnen beïnvloeden. Een van die aandoeningen die aan belang wint, is endometriose, waarbij het bloedrijke slijmvlies dat zich doorgaans in de baarmoeder van een vrouw verzamelt vóór de menstruatie, elders in het lichaam ophoopt, zoals in cysten in de eierstokken, langs de dikke darm of op de bekleding van de buikholte. Interessant is dat eicellen die zijn verzameld bij vrouwen met endometriose die in-vitrofertilisatie ondergaan, defecten kunnen vertonen in het meiotische spilapparaat of afname van de bevruchtingssnelheden. Onderzoek naar deze ziekte is aan de gang, maar sommige wetenschappers hebben de hypothese dat een dergelijke slechte kwaliteit van de eicel het resultaat kan zijn van toegenomen immuungerelateerde eiwitten.s of veranderde hormoonspiegels bij deze patiënten.

Ten slotte is er ander werk verricht om het effect van omgevingsfactoren op oögenese en hun relatie tot aneuploïdie te bepalen. Er wordt gesuggereerd dat kauwtabak, hormoongebruik (vooral bij oudere vrouwen) en zelfs blootstelling aan bisfenol-A, een bestanddeel van veel kunststoffen, de oögenese en het meioseproces daarin negatief beïnvloeden.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter