Тема лекции: морфология органов женской репродуктивной системы: яичник. Овогенез

План лекции:

1. Общий принцип строения и функции женской репродуктивной системы

2. Развитие органов женской репродуктивной системы

3. Морфология яичников

3.1. Циклические изменения в яичниках

3.2. Строение коркового вещества яичников

4. Особенности женского гаметогенеза

5. Кровоснабжение и иннервация яичников

6. Эндокринная функция яичников

Общий принцип строения и функции женской репродуктивной системы (ЖРС)

К органам женской репродуктивной системы относятся половые железы - яичники, вспомогательные половые органы (яйцеводы, матка, влагалище, наружные половые органы), а также молочные железы.

Органы ЖРС выполняют следующие функции:

1. генеративную - образование женских гамет, а так же оплодотворение и вынашивание плода

2. репродуктивную – участие в процессах оплодотворения, вынашивания плода и деторождения

3. эндокринную - выработка половых гормонов, преимущественно, эстрогенов и гестагенов.

Развитие органов женской репродуктивной системы

Развитие органов женской репродуктивной системы протекает в 2 стадии и связано с развитием мочевыделительной системы:

1. индифферентная стадия

2. стадия половой дифференцировки

В индифферентную стадию на 3-4 неделе эмбрионального развития половые гонады закладываются на вентролатеральной поверхности первичных почек в виде половых валиков. Половые валики представляют собой гребневидные утолщения, состоящие из скопления мезенхимных клеток, покрытых целомическим эпителием. Целомический эпителий врастает в мезенхиму в виде тяжей, в дальнейшем формируя половые шнуры. Одновременно от мезонефрального (Вольфова) протока отщепляется параллельно идущий парамезонефральный (Мюллеров) проток, из которого в дальнейшем развиваются выводящие пути ЖРС.

Чуть раньше этих процессов, на 3-ей недели эмбриогенеза в энтодерме стенки желточного мешка образуются первичные половые клетки - гаметобласты, которые быстро размножаются и по мезенхиме или с током крови попадают и встраиваются в эпителий шнуров половых валиков. На этом заканчивается индифферентная стадия.

Специфические различия по половому признаку в развитии наступают на 6-7 неделе эмбриогенеза, с этого момента начинается половая дифференцировка гениталий. Дифференцировка по женскому типу идет благодаря кариотипу 46(ХХ), т.е. происходит при отсутствии Y хромосомы, определяющей развитие яичек.

В это время происходит отделение будущего яичника от первичной почки с формированием сосудистой ножки - мезовариум (mesovarium).

Половые шнуры в яичнике, состоящие из эпителиальных и половых клеток разделяются прослойками соединительной ткани на отдельные островки - яйценосные шары. Яйценосные шары это образования, состоящие из 1, реже 2 половых клеток (овогоний) и нескольких высоких эпителиальных клеток. В закладке яичника шары лежат поверхностно - здесь в дальнейшем будет сформировано корковое вещество. Более глубокая часть гонады лишена этих шаров - это будущее мозговое вещество. Из зародышевой мезодермы к закладке мигрируют стволовые клетки типа механобластов, создающие в дальнейшем белочную оболочку и соединительнотканную строму органа. Тяжи формирующейся стромы разделяют яйценосные шары на более мелкие образования, параллельно с этим овогонии вступают в стадию размножения (делятся), достигающую зенита на двадцатой неделе эмбриогенеза, когда в формирующемся яичнике образуется 3-4 млн. половых клеток, размножаются и эпителиальные клетки, располагающиеся между половыми. Около половины овогоний с 3-го месяца развития начинает дифференцироваться в овоциты первого порядка (период малого роста), вступая в профазу 1-го деления мейоза. Если половая клетка за это время не окружается эпителиоцитами, то она погибает. В конечном итоге, к семи месяцам внутриутробного развития, каждый овоцит первого порядка приобретает оболочку из одного слоя плоских фолликулярных эпителиоцитов, образуя структуру, названную примордиальным фолликулом. На этой стадии овоцит 1 порядка как бы консервируется до достижения индивидуумом периода полового созревания.

К концу первой половины внутриутробного развития в яичнике дифференцируются почти все основные структуры: корковое и мозговое вещество, а на поверхности - белочная оболочка, покрытая кубическим эпителием.

К моменту рождения яичник увеличивается, а число овогоний прогрессивно уменьшается, вследствие их гибели, поэтому, к 9 месяцу эмбриогенеза общее количество половых клеток – овоцитов 1 порядка в примордиальных фолликулах составляет 300-400 тысяч. В течение первого года жизни заканчивается формирование соединительнотканной стромы и оболочки яичника.

В регуляции процессов структурной дифференцировки и функциональной активности яичника во внутриутробном периоде участвуют 3 основных фактора:

1. гонадотропные гормоны гипофиза матери

2. хориогонин плаценты

3. гонадотропные гормоны гипофиза плода (минимальное участие).

Развитие выводящих путей ЖРС происходит из парамезонефральных протоков. Они формируются рядом с Вольфовыми протоками, которые затем редуцируются. Мюллеровы протоки вначале представляют собой клеточные тяжи, в количестве 2, в которых появляется просвет, и они приобретают вид трубочек. Из верхней части протоков формируются яйцеводы, а из дистальных отделов, в результате их слияния, образуются матка и верхняя треть влагалища. Вначале матка имеет двурогую форму, а затем становится грушевидной. Нижние 2/3 влагалища формируется из клоаки.

Окончательное становление яичника, как генеративного и эндокринного органа происходит к периоду полового созревания - 8-13 годам. В этот период начинает активно функционировать гипоталамо-аденогипофизарная система. Под контролем фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и лютеинизирующего гормона (ЛГ) гипофиза секреция половых стероидов яичниками ведет к развитию вторичных половых признаков и становлению репродуктивной функции.

Морфология яичников

Яичник (ovarium) - это парный паренхиматозный орган, в котором происходят постоянные изменения, связанные с гормональным статусом женщины. Яичник выполняет две функции - генеративную (образование зрелых женских половых клеток - овогенез) и эндокринную (синтез женских половых гормонов).

Яичники имеют овоидную форму, длину 2-5 см, массу 6-8 грамм и располагаются в полости малого таза. С поверхности они покрыты мезотелием (а не всей толщей брюшины, что облегчает овуляцию), под которым располагается белочная оболочка, состоящая из плотной волокнистой соединительной ткани, лежащей в 3 слоя. Слои дифференцируются друг от друга расположением эластиновых и коллагеновых волокон. В яичнике выделяют расположенное снаружи корковое и находящееся в глубине органа мозговое вещество, строму их составляет РВНСТ. Соотношение коркового и мозгового вещества к периоду полового созревания составляет 3:1. При увеличении возраста женщины и сокращении репродуктивного периода происходит атрофия коркового вещества, замещающегося мозговым веществом. К 45-50 годам, когда заканчивается репродуктивный период, соотношение коркового и мозгового вещества составляет 1:3. В строме коркового вещества находятся генеративные элементы: фолликулы на различной стадии созревания, желтые, атретические и белые тела. Мозговое вещество образовано рыхлой соединительной тканью с крупными стволами артерий, вен, лимфатических сосудов и нервов. Вокруг кровеносных сосудов в строме мозгового вещества располагаются интерстициальные клетки, вырабатывающие эстрогены и активизирующиеся в пременструальный период и во время беременности. Кроме того, в области ворот яичника в мозговом веществе имеются химосные (гилусные) клетки, продуцирующие гормоны - андрогены.

Овогенез, циклические изменения в яичниках (овариальный цикл)

В корковом веществе происходит овогенез - процесс созревания женских половых клеток. Он включает в себя три периода:

Период размножения - происходит внутриутробно, начиная с 6-й недели эмбриогенеза, и завершается до рождения; поэтому на протяжении всей последующей жизни женщины яичник служит “хранилищем” половых клеток. К 3-4 мес. внутриутробного развития образуется около 3-4 млн. овогоний. До 95% овогоний к 7 месяцам погибает, а оставшиеся вступают в период роста.

Период роста овогенеза складывается из двух фаз: малого и большого. С 7 месяца внутриутробного развития и до периода полового созревания длится фаза малого роста. Она происходит в отсутствие гормональной стимуляции. При этом овогония вступает в профазу первого мейоза доходит до стадии диплотены, и уже овоциты 1-го порядка вступают в длительную фазу покоя (несколько десятилетий), которая продолжается до периода полового созревания. В эту фазу в яичнике девочки в среднем находится 300-400 тысяч овоцитов I порядка, находящихся в примордиальных фолликулах. Это самые молодые и мелкие фолликулы, которые располагаются непосредственно под капсулой органа. В центре такого фолликула находится овоцит первого порядка, окруженный однослойным плоским фолликулярным эпителием и базальной мембраной.

Фаза большого роста начинается с момента полового созревания, когда под действием ФСГ гипофиза начинается периодическое вовлечение примордиальных фолликулов в циклическое развитие, завершающееся их созреванием. Ее продолжительность составляет 12-14 дней.

В ходе фазы большого роста примордиальные фолликулы превращаются в первичные фолликулы. Их размер увеличивается как за счет изменений происходящих как в самом овоците, так и в клетках фолликулярного эпителия.

Увеличивается объем овоцита преимущественно за счет увеличения содержания в нем органелл. Вследствие активации особого гена овоцит первого порядка, а также фолликулярные клетки секретируют по направлению друг к другу мукопротеины и ГАГ, образующие в пространстве между овоцитом и фолликулярным эпителием блестящую оболочку (zona pellucida). В блестящей оболочке находятся радиально расположенные поры, в которые проникают микроворсинки овоцита и цитоплазматические отростки фолликулярных эпителиоцитов для установления межклеточных контактов с целью передачи питательных веществ. Фолликулярные клетки приобретают кубическую форму лежат в 1-2 слоя, вокруг овоцита.

В дальнейшем первичные фолликулы превращаются во вторичные или растущие фолликулы. Под влиянием ФСГ фолликулярные эпителиоциты начинают усиленно делится митозом, укладываются в несколько слоев, образуя многослойный фолликулярный эпителиальный слой или зернистую оболочку. Она называется так потому, что цитоплазма клеток на препаратах не видна, а видны лишь ядра напоминающие зерна. Клетки зернистой оболочки изменяют свою форму: из кубических превращаются в цилиндрические, и приобретают секреторную способность. Клетки внутреннего слоя зернистой оболочки, прилегающие к блестящей оболочке, располагаются перпендикулярно к ней, формируя лучистый венец или корону, играющую большую роль в трофике овоцита. В ходе продолжающегося митотического деления клеток зернистого слоя их становится много, поэтому и их секрета образуется очень много. Питательные вещества не успевают усвоиться овоцитом первого порядка, их избыток начинает откладывается между фолликулярными клетками в виде капель, которые называются фолликулярной жидкостью, содержащей множество разнообразных веществ, в том числе и женские половые стероиды - эстрогены. Жидкость скапливается, образуя сначала несколько мелких полостей, которые в дальнейшем сливаются в 2-3 крупных. По мере увеличения фолликула его начинает окружать соединительная ткань, которая со временем уплотняется, давая начало внешней оболочке фолликула - теке (theca folliculi) или покрышке фолликула.

В ходе продолжающегося роста небольшие полости с фолликулярной жидкостью сливаются, образуя единую полость, которая занимает основной объем фолликула и содержит секрет с большим количеством эстрогенов (концентрация эстрадиола в фолликулярной жидкости превышает его уровень в крови в 1000 раз.), а также гонадокринин, простагландины. По мере накопления жидкости и увеличения полости, она оттесняет овоцит первого порядка на периферию к верхнему, выступающему над поверхностью яичника полюсу фолликула. Здесь формируется яйценосный холмик или бугорок (cumulus oophorus). В его состав входит овоцит первого порядка, окруженный блестящей оболочкой, лучистым венцом и несколькими слоями фолликулярных клеток.

Так формируется зрелый или третичный фолликул, который называется Граафов пузырек, его размеры достигают 2 см в диаметре.

Стенка третичного фолликула состоит из 2 частей:

1. Многослойный фолликулярный эпителий - гранулеза или зернистый слой, расположенный на хорошо выраженной базальной мембране (стекловидная мембрана Славянского).

2. Соединительнотканная часть - тека (покрышка), в которой выделяют два слоя:

Внутренний слой (theca interna). Представлен РНСТ с большим количеством кровеносных капилляров. Содержит интерстициальные (текальные) клетки с округлыми ядрами.

Наружный слой (theca externа) Образован плотной волокнистой соединительной тканью.

Необходимо отметить, что 99% примордиальных фолликулов вступающих в период большого роста в течение всего репродуктивного периода погибает и только 400-500 фолликулов за всю жизнь достигают стадии Граафова пузырька.

Заключительной стадией созревания фолликула является овуляция. Непосредственно перед овуляцией яйценосный бугорок теряет связь со стенкой фолликула, и овоцит I порядка вместе с лучистым венцом начинает свободно плавать в фолликулярной жидкости. При этом повышающаяся в крови концентрация лютеинизирующего гормона вызывает вступление овоцита в 3 период овогенеза - период созревания. В нем завершается профаза первого деления мейоза и быстро проходят остальные стадии первого деления: метафаза, анафаза и телофаза, с образованием овоцита 2-го порядка и одного направительного (редукционного) тельца. Дальнейшее увеличение объема пузырька и давления в нем приводит к растягиванию и истончению, как его наружной оболочки, так и белочной оболочки яичника. Истончение сопровождается сдавлением кровеносных сосудов этих оболочек, и образованием некротизированного участка, называемого стигмой. В результате нарастающего внутрифолликулярного давления стигма разрывается и высвобождаются овоцит II порядка (окружённый лучистым венцом) и направительное тельце (находящееся где-то в составе оболочек), имеющие диплоидный набор хромосом. Таким образом, овуляция это разрыв зрелого третичного фолликула спровоцированный ЛГ передней долей аденогипофиза.

Овоцит II порядка проникает в просвет маточной трубы. Если происходит оплодотворение, то проникающий в клетку сперматозоид стимулирует завершение второго мейотического деления. При этом из овоцита II порядка образуется 2 клетки с гаплоидными наборами хромосом: одно из них - направительное тельце; второе - яйцеклетка – женская зрелая половая гамета. Можно сказать, что в результате мейоза из одного овоцита I порядка получаются одна яйцеклетка и три направительных тельца (если первое тельце тоже подвергается второму делению).

Особенности женского гаметогенеза

1. Начинается периодом размножения еще в эмбриогенезе (с 6 недели и до рождения).

2. Очень большая продолжительность периода роста – несколько десятилетий (до 45-50 лет). Начинается ещё в эмбриогенезе, а заканчивается после овуляции соответствующего фолликула, в маточной трубе у половозрелой женщины. Все это время овоцит подвергается воздействию неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды и поэтому, чем старше женщина, тем больше у нее доля поврежденных половых клеток и выше риск возникновения бесплодия или развития генетических аномалий у развивающегося плода.

3. Неравноценность продуктов мейоза. В результате мейоза из одного овоцита образуется только одна полноценная гамета (яйцеклетка) и именно ей достаётся практически вся цитоплазма с запасами питательных веществ. Остальные же три клетки (направительные тельца) в оплодотворении не участвуют.

4. Отсутствие фазы формирования: при завершении мейоза завершается и овогенез.

5. Низкая продуктивность овогенеза. У женщин за 1 месяц созревает лишь одна половая клетка; у мужчин за то же время созревает огромное количество сперматозоидов.

6. Завершение овогенеза вне яичника

7. Выраженная цикличность овогенеза (в периоде роста) и прекращение его после менопаузы.

На месте лопнувшего фолликула в корковом веществе яичника под влиянием избытка ЛГ происходит образование желтого тела - временной эндокринной железы, продуцирующей прогестерон.

В развитии желтого тела выделяют 4 стадии.

1 стадия - пролиферации и васкуляризации. В момент овуляции происходит повреждение сосудов стенки третичного фолликула и кровь изливается в центр полости запустевшего фолликула. Сгусток крови быстро замещается соединительно-тканным рубцом. При этом в ходе пролиферации клетки гранулезы и внутренней теки, начинают быстро делиться и заполняют всю полость. Базальная мембрана гранулезы разрушается, и между пролиферирующими клетками врастают капилляры из внутреннего слоя теки.

2 стадия - железистого метаморфоза. Клетки зернистого слоя и текоциты вследствие усиленного роста капилляров и, в связи с этим, улучшающейся трофики гипертрофируются, приобретают полигональную форму и в них накапливается желтый пигмент лютеин, принадлежащий к группе липохромов. А клетки, соответственно, называются лютеиновыми (luteocyti). Лютеиновые клетки округлые, с ячеистой цитоплазмой вырабатывают гормон прогестерон. Эти клетки укладываются тяжами, идущими радиально от центра. Между тяжами находятся прослойки соединительной ткани с кровеносными сосудами.

В составе железы по происхождению выделяют два вида лютеиноцитов:

• зернистые лютеоциты - развиваются из гранулезных клеток, составляют основную массу желтого тела и располагаются ближе к центру

• тека-лютеоциты - происходят из внутренней теки, сравнительно мелкие и лежат по периферии

3 стадия - период расцвета. На 3 день после овуляции желтое тело достигает максимального размера и характеризуется активной функцией лютеиноцитов.

Срок функционирования и размеры желтого тела зависят от наступления беременности. Если оплодотворения не происходит, то формируется менструальное желтое тело размерами 1,5 - 2 см и с продолжительностью жизни 14 дней. При наступлении беременности в течение первых 3,5 - 4 месяцев до созревания плаценты функционирует желтое тело беременности, размеры которого составляют 5 - 6 см.

Прогестерон, вырабатываемый лютеоцитами, в этот период тормозит образование ФСГ и соответственно созревание нового фолликула в яичнике, влияет на слизистую матки, подготавливая ее к восприятию эмбриона, и способствует протеканию беременности. Помимо прогестерона, клетки желтого тела синтезируют в небольших количествах эстрогены, андрогены, а во время беременности окситоцин, релаксин.

4 стадия - стадия обратного развития. Через 2 недели или через 4 месяца кровеносные капилляры желтого тела начинают запустевать, клетки уменьшаются в размерах, теряют лютеин и гибнут механизмом апоптоза. На их месте разрастается центральный соединительно-тканный рубец и образуется - белое тело, которое со временем рассасывается (в течение 5 лет).

Каждый месяц в яичнике группы фолликулов, в количестве от 5 до 20 вступают в период роста и лишь один из них - доминантный фолликул достигает стадии предовуляторного третичного фолликула, остальные же подвергаются атрезии под действием гонадокринина, вырабатываемого доминантным фолликулом.

Атрезия фолликулов - это процесс, включающий остановку роста и разрушение фолликулов в любом периоде фолликулогенеза. Этот процесс начинается еще в эмбриогенезе и продолжается в течение всего детородного этапа, приводя к значительному уменьшению числа фолликулов. У новорожденной девочки число примордиальных фолликулов в среднем достигает 300-400 тысяч. Затем количество их значительно уменьшается. К 8 годам остается 25 тысяч, к 10 годам 20 тыс., к 14 годам 16 тыс., к 18 годам 5-7 тысяч.

Атрезия начинается с гибели овоцита, у которого происходит лизис органелл, кортикальных гранул и сморщивание ядра. При этом блестящая оболочка сморщивается, гиалинизируется и остаётся в центре. Одновременно атрофируются клетки фолликулярного эпителия гранулезы. А интерстициальные клетки внутренней теки активно пролиферируют и образуют эпителиоидные тяжи. Так образуется атретическое тело (corpus atreticum) продуцирующее эстрогены. Конечным этапом в развитии атретического тела является его разрушение и образование на его месте белого тела.

Благодаря тому, что в созревание вступают сразу несколько фолликулов и только один из них созревает, а остальные подвергаются атрезии:

1. количество эстрогенпродуцирующих клеток в яичнике оказывается достаточно большим, и они вносят основной вклад в поддержание уровня эстрогенов в крови в течение всего цикла

2. атрезия защищает организм от избыточного образования яйцеклеток.

Таким образом, в репродуктивный период яичник претерпевает постоянные циклические изменения, называемые овариальным циклом. Он происходит каждые 28 (25 – 32) дней под влиянием гормонов в 2 фазы:

• фолликулиновая фаза, под влиянием ФСГ вступают в фазу большого роста несколько фолликулов, а созревает и овулирует только один - доминантный фолликул.

• лютеиновая, под влиянием ЛГ после овуляции на месте лопнувшего третичного фолликула (Граафова пузырька) формируется желтое тело.

Эндокринная функция яичников

Кроме генеративной яичник выполняет эндокринную функцию, продуцируя гормоны: эстрогены (преимущественно в фолликулиновую фазу) и прогестерон (преимущественно в лютеиновую фазу). Рассмотрим эффекты этих гормонов.

В отношении желёз эндометрия и молочных желёз эстрогены и прогестерон последовательно дополняют друг друга. Эстрогены стимулируют регенерацию маточных желез, прогестерон вызывает их секрецию. Эстрогены стимулируют рост выводных протоков молочных желез, а прогестерон рост альвеол.

В отношении же миометрия влияние тех же гормонов антагонистично.

Прогестерон подавляет чувствительность миоцитов к окситоцину и тем самым способствует сохранению беременности. Напротив, в конце беременности содержание прогестерона резко падает и начинает преобладать действие эстрогенов: чувствительность миометрия к окситоцину возрастает, что приводит к родовой деятельности.

Обнаружен ещё один гормональный фактор, синтезируемый растущими фолликулами - гонадокринин (белковой природы). Он вызывает атрезию соседних фолликулов.

Кровоснабжение и иннервация яичника

Кровоснабжение яичника. В ворота органа заходит яичниковая артерия, эта артерия в мозговом веществе отдает ветви, образующие мощное артериальное сплетение. От него в корковое вещество отходят мелкие артерии, имеющие спиралевидный ход. Они обильно ветвятся во время созревания фолликулов и развития желтого тела. Вены во всех частях яичника имеют многочисленные анастомозы. Емкость венозной сети превышает емкость артериальной системы.

Иннервация яичника. Осуществляется со стороны вегетативной нервной системы. Чувствительные нервные волокна, заканчивающиеся многочисленными рецепторами в паренхиме яичника, идут от спинномозговых узлов, расположенных в области таза. Вегетативные нервные волокна подходят преимущественно к кровеносным сосудам, иннервируя их.

Регенерация органа не выражена.

Контрольные вопросы по теме:

1. Перечислите органы, относящиеся к женской половой системе?

2. Перечислите основные структурные компоненты яичника.

3. Какие элементы входят в состав мозгового вещества яичника?

4. Какие элементы входят в состав коркового вещества яичника?

5. Какие виды фолликулов вы знаете?

6. Каково функциональное значение фолликулов в яичнике?

7. Перечислите периоды овогенеза.

8. Перечислите клеточные формы, встречающиеся в процессе развития яйцеклетки.

9. Перечислите составные компоненты примордиального фолликула.

10. Перечислите структурные компоненты первичного фолликула.

11. Какие компоненты входят в состав блестящей оболочки?

12. В каком периоде овогенеза находится половая клетка в первичном фолликуле?

13. Назовите этапы периода роста в овогенезе.

14. Какова максимальная продолжительность периода «малого роста» в овогенезе?

15. Назовите отличия вторичного фолликула от первичного.

16. Что такое яйценосный бугорок?

17. Что предшествует овуляции?

18. Что является источником образования желтого тела?

19. Назовите основные стадии образования желтого тела.

20. Какие виды желтых тел вы знаете?

21. Какова длительность существования менструального желтого тела и желтого тела беременности?

22. Что такое атретическое тело?