Вопрос оогенеза в течение долгого времени представляет особый интерес как для медиков, так и для биологов, экономистов, социологов и политиков. Почти четыре века назад английский врач Уильям Харви (1578-1657) провозгласил постулат: ex ovo omnia — все живое из яйца. Оогенез — один из фундаментальных биологических процессов, таких как митоз, мейоз, внутри- и межклеточное взаимодействие.
Процесс оогенеза начинается с миграции первичных половых клеток (ППК), или гаметоцитов, и завершается овуляцией яйцеклетки, содержащей генетический материал, белки, транскрипты мРНК и органеллы, необходимые развивающемуся эмбриону.
Хотя понимание основных механизмов этого процесса в последние 40-50 лет существенно продвинулось, до сих пор не решены проблемы лечения женского бесплодия, обусловленного «низким качеством ооцита», или выявления женщин из группы риска по этому состоянию, что не позволяет сделать планирование семьи более индивидуализированным. Сегодня с термином «плохое качество ооцита» связывают широкий спектр клинических состояний, в том числе бедный ответ яичников на введение экзогенных гонадотропинов, привычное невынашивание беременности или врожденную патологию, связанную с анеуплоидией эмбриона, а также патологию созревания ооцитов, их оплодотворения и раннего эмбрионального развития, наблюдаемую при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО).
В связи с тем что перечисленные состояния довольно часто встречают в старшем репродуктивном возрасте, они становятся важным социальным аспектом планирования семьи для женщин и их партнеров.
Многие черты оогенеза и мейоза остались неизменными на протяжении всего эволюционного развития организмов, размножающихся половым путем. Экспериментальные исследования, проведенные на круглых червях Caenorhabditis elegans, плодовых мушках Drosophila melanogaster, лягушках Xenopus laevis, дрожжах Saccharomyces cerevisae и S. pombe, позволили многое понять в этих процессах. Однако между процессом оогенеза у млекопитающих и остальных представителей животного мира есть существенные различия.
Наиболее сходным оогенез, как и многие другие процессы, относящиеся к развитию, оказался у человека и мыши. По этой причине наиболее информативными и важными для понимания оогенеза у человека и млекопитающих оказались экспериментальные модели, проведенные in vivo и in vitro на мышах.
Для образования здоровых яйцеклеток с нормальным геномом, способных развиться в жизнеспособные эмбрионы, требуется сложная регуляция развития и созревания ооцитов. В этой главе обсуждаются основные биологические процессы, вовлеченные в оогенез у млекопитающих, основанные на данных, полученных в исследованиях на мышах, а также освещаются клинические ситуации, связанные с нарушениями оогенеза.
Оогенез начинается уже на раннем эмбриональном этапе развития организма человека с момента, когда первичные половые клетки (ППК) мигрируют из желточного мешка к урогенитальной складке и формируют линию герминативных клеток. В процессе половой дифференцировки ППК дают начало оогониям, которые, подвергаясь митозу, увеличивают свою популяцию в развивающихся женских гонадах. Входя в первое деление мейоза, оогонии становятся ооцитами.
Во время профазы I в ооцитах проходят процессы репликации ДНК, конъюгации, синопсиса и рекомбинации гомологичных хромосом. После этого происходит остановка процесса деления клетки на стадии дипло-тены профазы I вплоть до наступления половой зрелости. Пока ооцит находится в «остановленном мейозе», он продолжает увеличиваться в размерах синхронно с ростом фолликула. Достигший нормальных размеров ооцит перед возобновлением мейоза характеризуется наличием герминативного пузырька (ГП) — эквивалента ядерной оболочки в соматических клетках.
Зависимый от гонадотропинов рост фолликула приводит к созреванию ооцита, которое проявляется в возобновлении и завершении первого деления мейоза. Этот процесс происходит во время каждого эстрального цикла у мышей и каждого менструального цикла после полового созревания у женщин. Во время спаривания в эстральном цикле у мышей ЛГ и сигналы из комплекса «кумулюсные клетки-ооцит» приводят к снижению количества цАМФ в когорте ооцитов. В этих ооцитах возобновляется мейоз и происходит растворение ГП.
За конденсацией хромосом следует схождение гомологичных хромосом в метафазе I и их расщепление в анафазе I. Выделение первого полярного тельца знаменует окончание первого деления мейоза с последующим входом во второго деление, в котором ооциты блокируются в метафазе II вплоть до их оплодотворения сперматозоидами.
