تكوين البويضات

لا يُعدّ تكوين الخلايا البيضية الأم (الأوغونيا) تقليديًا جزءًا من عملية تكوين البويضات بحد ذاتها، بل هو جزء من عملية تكوين الأمشاج الشائعة ، والتي تبدأ في الأنثى البشرية بعمليات تكوين الجريبات ، وتكوين البويضات، وتكوين الخلايا البيضية . تدخل الخلايا البيضية الأم (الأوغونيا) في الانقسام الاختزالي خلال التطور الجنيني، لتصبح بويضات. يبدأ الانقسام الاختزالي بتضاعف الحمض النووي (DNA) والعبور الميوزي، ثم يتوقف في الطور التمهيدي المبكر.

تبقى بويضات الثدييات في حالة توقف في الطور التمهيدي للانقسام الاختزالي لفترة طويلة جدًا - شهور في الفئران، وسنوات في البشر. ^{[ 4 ]} في البداية، يعود هذا التوقف إلى نقص بروتينات دورة الخلية الكافية للسماح بتقدم الانقسام الاختزالي. ومع ذلك، مع نمو البويضة، يتم تصنيع هذه البروتينات، ويصبح توقف الانقسام الاختزالي معتمدًا على الأدينوسين أحادي الفوسفات الحلقي (cAMP) . ^{[ 5 ]} يتم توليد الأدينوسين أحادي الفوسفات الحلقي بواسطة البويضة عن طريق إنزيم أدينيل سيكلاز الموجود في غشاء البويضة. ويُحافظ على نشاط إنزيم أدينيل سيكلاز بواسطة مستقبل مقترن بالبروتين G نشط بشكل دائم يُعرف باسم GPR3 ، وبروتين G ، Gs، الموجود أيضًا في غشاء البويضة. ^{[ 6 ]}

يعتمد الحفاظ على توقف الانقسام الاختزالي أيضًا على وجود مُركّب مُتعدد الطبقات من الخلايا، يُعرف باسم الجريب، يُحيط بالبويضة. يؤدي إزالة البويضة من الجريب إلى استمرار الانقسام الاختزالي داخلها. ^{[ 7 ]} ترتبط الخلايا المُكوّنة للجريب، والمعروفة بالخلايا الحبيبية، ببعضها البعض بواسطة بروتينات تُعرف بالوصلات الفجوية، والتي تسمح بمرور الجزيئات الصغيرة بين الخلايا. تُنتج الخلايا الحبيبية جزيئًا صغيرًا، هو غوانوزين أحادي الفوسفات الحلقي (cGMP )، الذي ينتشر إلى داخل البويضة عبر الوصلات الفجوية. في البويضة، يمنع cGMP تحلل الأدينوزين أحادي الفوسفات الحلقي (cAMP) بواسطة إنزيم فوسفودايستراز PDE3 ، وبالتالي يحافظ على توقف الانقسام الاختزالي. ^{[ 8 ]} يُنتج cGMP بواسطة إنزيم غوانيلات سيكلاز NPR2. ^{[ 9 ]}

مع نمو الحويصلات، تكتسب مستقبلات للهرمون اللوتيني ، وهو هرمون تفرزه الغدة النخامية، يُعيد بدء الانقسام الاختزالي في البويضة ويؤدي إلى إطلاق بويضة قابلة للتخصيب. يعمل الهرمون اللوتيني على مستقبلات في الطبقات الخارجية للخلايا الحبيبية في الحويصلة، مما يُسبب انخفاضًا في مستوى الجوانوزين أحادي الفوسفات الحلقي (cGMP) في هذه الخلايا. ^{[ 5 ]} ولأن الخلايا الحبيبية والبويضة متصلة بوصلات فجوية، ينخفض ​​مستوى الجوانوزين أحادي الفوسفات الحلقي أيضًا في البويضة، مما يُحفز استئناف الانقسام الاختزالي. ^{[ 10 ]} ثم ينتقل الانقسام الاختزالي إلى الطور الاستوائي الثاني، حيث يتوقف مؤقتًا حتى الإخصاب. كما يُحفز الهرمون اللوتيني التعبير الجيني الذي يؤدي إلى الإباضة. ^{[ 11 ]}

تصل البويضات الأولية إلى أقصى مراحل نموها في الأسبوع العشرين من الحمل تقريبًا، حيث يتم إنتاج حوالي سبعة ملايين بويضة أولية. عند الولادة، ينخفض ​​هذا العدد إلى ما يقارب مليون إلى مليوني بويضة. عند البلوغ، ينخفض ​​عدد البويضات أكثر ليصل إلى حوالي 300 ألف بويضة، ولا يتم إنتاج سوى ما يقارب 400 إلى 500 بويضة ناضجة طوال حياة المرأة، بينما تخضع البويضات المتبقية للضمور (التدهور). ^{[ 13 ]}

تحدث المرحلة التالية من تكوين البويضات عندما تخضع البويضة الأولية للانقسام الاختزالي لتتطور إلى مرحلة البويضة غير الناضجة. [ ^{14 ] على} الرغم من أن هذه العملية تبدأ في مرحلة ما قبل الولادة، إلا أنها تتوقف عند الطور التمهيدي الأول . في أواخر حياة الجنين، تتوقف جميع البويضات، التي لا تزال بويضات أولية، عند هذه المرحلة من التطور، والتي تُسمى مرحلة البلوغ . بعد البلوغ ، تستمر هذه الخلايا في التطور، على الرغم من أن عددًا قليلاً منها فقط يستمر في التطور في كل دورة شهرية .

تنقسم الدورة المبيضية إلى عدة مراحل:

• تكوين الجريبات : بالتزامن مع تكوين البويضات ، يتطور جريب المبيض المحيط بالبويضة من جريب بدائي إلى جريب ما قبل الإباضة. يستغرق الجريب الأولي أربعة أشهر ليصبح جريبًا ما قبل الجريبي، وشهرين ليصبح جريبًا جريبيًا ، ثم يتحول إلى جريب غراف ناضج . يحتوي الجريب الأولي على خلايا مبطنة للبويضة تتحول من خلايا أرضية إلى خلايا مكعبة وتبدأ بالتكاثر، مما يزيد من النشاط الأيضي للبويضة وخلايا الجريب ، التي تفرز بروتينات سكرية وأحماض بروتيوغليكانية تُشكل المنطقة الشفافة ، التي تصاحب عملية الإباضة. في الجريب الثانوي ما قبل الجريبي، تبدأ خلايا الغلاف الداخلي والخارجي بالتشكل. يقوم إنزيم الأروماتاز ، الذي تنتجه خلايا الجريب، بتحويل الأندروجينات التي تنتجها خلايا الغلاف الداخلي إلى إستروجينات تحت تأثير هرمون FSH . يحفز هرمون LH خلايا الغلاف لإنتاج الأندروجينات. يحتوي الجريب الغاري على سائل الجريب ، الذي يحتوي على هرمون الإستروجين، مما يسمح بمرور البويضة من الجريب الغاري إلى جريب غراف. يُحرك الجريب الغاري البويضة ويجعلها لا مركزية؛ وتُحاط البويضة دائمًا بالمنطقة الشفافة وخلايا الجريب التي تُشكل الكومة البيضية . تُسمى الخلايا الداخلية بالخلايا الإشعاعية . في هذه المرحلة، تُنتج البويضة حبيبات قشرية تحتوي على بروتينات سكرية حمضية . ^{[ 16 ]}
• اختيار الجريب المهيمن: يُفضّل الجريب الذي يحتوي على عدد أكبر من مستقبلات هرمون FSH، مما يؤدي في الوقت نفسه إلى موت الجريبات الأخرى (من 3 إلى 10 جريبات غارية تدخل هذه المرحلة شهريًا). يعمل انخفاض تركيز هرمون الإستروجين على تثبيط إنتاج هرمون FSH من الغدة النخامية عبر آلية التغذية الراجعة السلبية، وبالتالي تتراكم الجريبات المتبقية في غار الجريب بدلًا من الأندروجينات.
• جريب غراف: يحفز الإستروجين بتراكيز مختلفة إفراز الهرمون اللوتيني (LH)، وتُسمى ذروة إفرازه بـ" اندفاع الهرمون اللوتيني" ، مما يُحفز مراحل تؤدي إلى انفجار الجريب. كما تظهر مستقبلات الهرمون اللوتيني على خلايا الجريب، والتي تُحفز البويضة لتصبح بويضة ثانوية ، تبقى في الطور الاستوائي ، بانتظار الإخصاب . ويُحفز الهرمون اللوتيني أيضًا خلايا الكومولوس المحيطة بالبويضة لإفراز البروجسترون .
• الإباضة : انفجار الجريب، وخروج البويضة مع المنطقة الشفافة، وظهور خلايا الهالة المشعة. يصبح الغشاء المبطن للمبيض رقيقًا عند موضع انفجار الجريب، وتخرج الخلايا الملتصقة به من الميسم. تُجمع البويضة بواسطة الأهداب في قناة فالوب ، حيث يمكن أن يحدث الإخصاب في الأمبولة ، وهي أوسع جزء من قناة فالوب حيث يحدث الإخصاب عادةً.
• تكوين الجسم الأصفر : يتكون الجسم الأصفر من بقايا الحويصلة. في البداية، تتكون جلطة دموية، ثم تُستبدل بنسيج ضام رخو . الخلايا التي تُشكل الحبال الصلبة هي خلايا الحويصلة وخلايا الغلاف الخارجي (الخلايا اللوتينية) والخلايا الداخلية ( الخلايا الحبيبية ). يزيد الجسم الأصفر من تركيز البروجسترون، الذي يحفزه هرمون LH باستمرار. إذا لم تُخصب البويضة، يتلاشى الجسم الأصفر ( يتحول إلى جسم أبيض )؛ أما إذا انغرس ، فيبقى حتى الشهر الثالث من الحمل، حيث تحل المشيمة محله في وظيفته (إنتاج البروجسترون والإستروجين). ويُعوض مستوى هرمون LH (الضروري للحفاظ على الجسم الأصفر) بهرمون موجهة الغدد التناسلية المشيمية البشرية . ^{[ 17 ]}

تحدث الدورة الرحمية ^{[ 18 ]} بالتوازي مع الدورة المبيضية، ويتم تحفيزها بواسطة هرموني الإستروجين والبروجسترون. تتكون بطانة الرحم من نسيج طلائي أسطواني أحادي الطبقة، مع غدد رحمية (أنبوبية بسيطة)، متصلة بطبقة سطحية وظيفية (مقسمة إلى طبقة إسفنجية، وطبقة مضغوطة، وطبقة قاعدية أعمق، والتي تبقى ثابتة دائمًا)، وتمر بأربع مراحل:

• المرحلة التكاثرية: من اليوم الخامس إلى اليوم الرابع عشر من الدورة المبيضية ، يتم تنظيمها بواسطة هرمون الإستروجين . يتم استعادة الطبقة الوظيفية للرحم، مع الانقسام الميتوزي للطبقة القاعدية.
• المرحلة الإفرازية: من اليوم الرابع عشر إلى اليوم السابع والعشرين من الدورة المبيضية، وتتأثر بهرمون البروجسترون الذي ينتجه الجسم الأصفر . تصبح الخلايا متضخمة ، وتبدأ الغدد الأنبوبية بإنتاج الجليكوجين.
• المرحلة الإقفارية: بداية المرحلة الحيضية من اليوم 27 إلى اليوم 28
•  في المرحلة التراجعية أو التقشرية التي تستمر من يوم إلى خمسة أيام، تتعرض الشرايين الحلزونية الشكل لنقص التروية ، وتنفصل الطبقة الوظيفية.

أما إذا حدث الإخصاب، فإن الغشاء المخاطي للرحم يتم تعديله لاستيعاب البويضة المخصبة، ويتم الحفاظ على المرحلة الإفرازية.

يتفكك كلا الجسمين القطبيين في نهاية الانقسام الاختزالي الثاني ، ولا يتبقى سوى البويضة، التي تخضع في النهاية للنضوج لتصبح بويضة ناضجة.

تتمثل وظيفة تكوين الأجسام القطبية في التخلص من مجموعات الكروموسومات الفردية الزائدة التي نتجت عن الانقسام الاختزالي.

النضج في المختبر ( IVM ) هو تقنية تسمح بنضج حويصلات المبيض خارج الجسم . ويمكن إجراؤها قبل التلقيح الصناعي (IVF ). في هذه الحالة، لا يكون تحفيز المبيض ضروريًا، بل يمكن للبويضات أن تنضج خارج الجسم قبل التلقيح الصناعي. وبالتالي، لا حاجة لحقن الغونادوتروبينات في الجسم (أو على الأقل جرعة أقل منها). ^{[ 19 ]} وقد تم تنمية البويضات غير الناضجة حتى نضجها في المختبر بنسبة بقاء 10%، لكن هذه التقنية غير متاحة سريريًا حتى الآن. ^{[ 20 ]} باستخدام هذه التقنية، يمكن استخدام أنسجة المبيض المجمدة لإنتاج بويضات قابلة للتلقيح الصناعي مباشرة . ^{[ 20 ]}

بحسب التعريف، تعني هذه التقنية محاكاة عملية تكوين البويضات في الثدييات وإنتاج بويضات قابلة للتخصيب في المختبر . وهي عملية معقدة تشمل أنواعًا مختلفة من الخلايا، وتفاعلات دقيقة بين خلايا الجريب والبويضة ، ومجموعة متنوعة من العناصر الغذائية ومجموعات من السيتوكينات ، وعوامل نمو وهرمونات محددة تبعًا لمرحلة النمو. ^{[ 21 ]} في عام 2016، نشرت ورقتان بحثيتان من تأليف موروهاكو وآخرون وهيكابي وآخرون، تناولتا إجراءات مخبرية تُحاكي هذه الظروف بكفاءة، مما يسمح بإنتاج عدد كبير نسبيًا من البويضات القابلة للتخصيب والقادرة على إنجاب ذرية حية في الفئران، وذلك في طبق بتري . يمكن الاستفادة من هذه التقنية بشكل أساسي لدى مريضات السرطان ، حيث يتم حاليًا تجميد أنسجة المبيض لديهن للحفاظ على الخصوبة. وكبديل لعملية الزرع الذاتي ، يُمثل تطوير أنظمة زراعة تدعم نمو البويضات من مرحلة الجريب البدائي استراتيجية فعالة لاستعادة الخصوبة . على مرّ الزمن، أُجريت العديد من الدراسات بهدف تحسين خصائص أنظمة زراعة أنسجة المبيض ودعم المراحل الرئيسية الثلاث بشكل أفضل: 1) تنشيط الجريبات الأولية؛ 2) عزل وزراعة الجريبات قبل الجريبية النامية؛ 3) إزالة معقدات البويضة والخلايا الحاضنة من بيئة الجريب وإنضاجها. وبينما تحقق نمو البويضات الكامل في المختبر لدى الفئران، مع إنتاج ذرية حية، فإن هدف الحصول على بويضات ذات جودة كافية لدعم نمو الأجنة لم يتحقق بالكامل لدى الثدييات العليا على الرغم من عقود من الجهود. ^{[ 22 ]}