ه‍.ش. ۱۳۹۵ آبان ۱۹, چهارشنبه

جنین‌شناسی دستگاه تولید مثل

از: مهدیزاده کابلی (استاد پیشین دانشگاه کابل)

جنین‌شناسی دستگاه تولید مثل


رشد دستگاه تناسلی انسان

جنین انسان در رحم مادر

جنین‌شناسی دستگاه تولید مثل (Embryology of the reproductive system)، رشد دوران جنینی دستگاه تناسلی را مورد مطالعه قرار می‌دهد. رشد دستگاه تولید مثل (Development of the reproductive system) بخشی از رشد پیش‌زادی (قبل از تولد) است که مربوط به شکل‌گیری و رشد اندام‌های جنسی در این دوره می‌شود. این روند، بخشی از مراحل تمایز جنسی (Sexual differentiation) است.

از آن‌جا که محل دستگاه تناسلی، تا حد زیادی، همپوشانی با دستگاه ادراری (Urinary system) دارد، رشد آن‌ها نیز می‌تواند به‌عنوان رشد اندام‌های ادراری و تناسلی توصیف شود. بنابراین، این دو دستگاه را با هم یک دستگاه می‌نامند (دستگاه ادراری تناسلی یا دستگاه اوروجنیتال) (Urogenital system یا Genitourinary system)، زیرا منشأ رویان‌شناسی مشترک داشته و نیز از راه‌ها و مسیرهای مشترکی مانند میزراه استفاده می‌کنند و نیز بخش خروجی هر دو دستگاه یکی است.

به‌هر حال، دستگاه ادراری تناسلی و از جمله اندام‌های جنسی، از میان‌پوست یا مزودرم (Mesoderm) لایه‌ی زاینده میانی (Intermediate mesoderm) جنینی که بین برون‌پوست (Ectoderm) و درون‌پوست (Endoderm) قرار دارد، پدید می‌آیند. از این‌رو، اندام‌های پایدار جنسی بزرگسالان، از یک مجموعه سازه‌های کاملاً جنینی شکل یافته‌اند که آن‌ها قبل از پایان دوران جنینی به‌‌کلی ناپدید می‌شوند. این سازه‌های جنینی، مجاری ولف (Wolffian duct) و مولر (Müllerian duct) هستند که هم‌چنین - به‌ترتیب - به‌نام‌های مجاری مزونفریک (Mesonephric duct) و پارامزونفریک (Paramesonephric duct) خوانده می‌شوند. این دو مجرا، به‌شکل مجاری جنسی نرینه و مادینه تغییر یافته و پایدار می‌مانند.

افزون بر این، تعیین جنسیت جنین و شکل‌گیری اندام‌های جنسی جنین نر و ماده، پروسه‌ای در دوران بارداری است. با این حال، آلت تناسلی نر و ماده تا هفته‌ی نهم بارداری شبیه به‌هم هستند. اما وقتی جنین بزرگ‌تر می‌شود، تغییرات نیز آغاز می‌شود. در این‌جا نحوه‌ی شکل‌گیری اندام‌های جنسی جنین و هم‌چنین زمان تعیین جنسیت آن توضیح داده می‌شود.

معمولاً در انسان، پس از باروری تخمک توسط اسپرم‌ (بارورسازی یا باروری گامت‌های ماده و نر)، در داخل لوله‌ی رحم، یاخته‌ی تخم یا زیگوت (Zygote) پدید می‌آید. این یاخته نیمی از کروموزوم‌های خود را از سمت پدری و نیمی دیگر را از سمت مادری خود دریافت می‌کند و ویژگی‌هایی را نشان می‌دهد که آمیخته از ویژگی‌های ژنتیکی پدر و مادر خود هستند.[۱]

به‌نظر جنین‌شناسان، هنگامی که زیگوت ایجاد می‌شود، به‌سرعت شروع به تقسیم یاخته‌ای و تمایز یاخته‌ای نموده و به‌سمت رحم یا زهدان حرکت می‌کند، و وقتی به رحم می‌رسد یک توده‌ی یاخته‌ای است که با آزاد کردن آنزیم‌های ویژه‌ای، با عمل جایگزینی در داخل دیواره‌ی رحم قرار می‌گیرد و در آن‌جا رشد می‌کند تا این‌که جنین کامل پدید می‌آید. این یاخته‌ی رشدکننده از لحظه‌ی لِقاح (Fertilisation) تا پایان هفته‌ی هشتم[٢]، رویان (Embryo) نام دارد و پس از آن جنین (Fetus) نامیده می‌شود. رویان به یک یوکاریوت (هوهسته) چندیاخته‌ای دیپلوئید در نخستین مرحله‌ی رشد، از زمان نخستین تقسیم یاخته‌ای تا رویش گفته می‌شود.[٣]

تا آغاز هفته‌ی نهم، دستگاه تناسلی مردانه و زنانه‌ی جنین، هنوز تشکیل نشده‌اند و تفاوت جنسی بین جنس مذکر و مونث مشخص نیست. در هفته‌ی نهم، ژن اس‌آروای (SRY gene) کروموزم Y سبب پدیدایی جنسیت می‌شود.


ژن اس‌آروای (SRY gene)
ژن SRY در کروموزوم انسان که پروتئین تنظیم تمایز جنسی را کد می‌کند.

ناحیه‌ی تعیین جنسیت بر روی کروموزوم Y  (Sex-determining region on Y chromosome)، ژنی‌ست که در آغاز فرایند ژنتیکی، منجر به رشد بیضه‌ها (Testes) در پستانداران می‌شود. در واقع، ناحیه‌ی تعیین جنسیت بر روی کروموزوم Y، که سبب رشد بیضه‌ها می‌شود را ژن اس‌آروای (SRY gene) می‌گویند.

بیضه‌های انسان هورمون لازم برای رشد فنوتیپ نر (male phenotype) را می‌سازد. سلول‌های سرتولی (Sertoli cells) عامل بازدارنده‌ی مولر (Müllerian-inhibiting factor) ترشح می‌کند، در حالی‌که سلول‌های لیدیگ (Leydig cells) تستوسترون را ترشح می‌نماید که منجر به رشد مجرای ولف (Wolfian duct) می‌شود. به‌هر حال، وجود تخمدان (Ovary) برای تمایز مجرای مولرین (Müllerian duct) لازم نیست.[۴]

ژن اس‌آروای (SRY gene) یا ژن مربوط به تعیین جنسیت بر روی کروموزوم Y  (Sex-related gene on Y chromosome)، در بازوی کوتاه کروموزوم Y واقع شده است. فراورده‌ی این ژن شامل توالی از ٨٠ اسید آمینه است که همسانی بالا به گروه تحرک بالا (HMG) پروتئین‌ها دارد. این گروه از پروتئین‌ها در تنظیم رونویسی RNA مهم هستند.[۵]  


عامل ایجاد بیضه (TDF)

معمولاً هر انسان‌ دارای ۴٦ (۲۳ جفت) کروموزوم است که به هنگام لقاح ۲۳ کروموزوم از اسپرم پدر و ۲۳ کروموزوم از تخمک مادر دریافت می‌کند. از مجموع ۲۳ جفت کروموزوم انسان، ۲۲ جفت کروموزوم که تعیین‌کننده منش‌های ارثی به‌غیر از جنس (نر و ماده) است و خودتن یا اتوزوم (Autosome) نامیده می‌شود. یک جفت دیگر را کروموزوم جنسی یا آلوزوم (Allosome) می‌گویند. کروموزوم‌های جنسی در مردان طبیعی به‌صورت XY  (XY karyotype) و در زنان طبیعی XX  (XX karyotype) است[٦]. در این میان، کروموزوم Y از پدر به پسر می‌رسد و حاوی ژن اس‌آروای است[٧]. ژن اس‌آروای، دستورالعمل برای ساخت یک پروتئین به‌نام پروتئین ناحیه‌ی تعیین جنسیت بر روی کروموزوم Y  (Sex-determining region Y protein) را فراهم می‌کند. این پروتئین، که به‌نام عامل ایجاد بیضه (Testis determining factor، به اختصار: TDF) نیز نامیده می‌شود[٨]، در رشد جنسی مردانه درگیر است[۹] و سبب می‌شود که بیضه‌ها در جنس نر ساخته شوند و از رشد دستگاه تناسلی زنانه (مانند: تخمدان‌ها، لوله‌های رحم و رحم) جلوگیری شود.[۱٠]


تمایز جنسی (Sexual differentiation)

تمایز جنسی (Sexual differentiation)، فرایند تمایز بین جنس نر و ماده از یک یاخته‌ی تخم یا زیگوت تمایز نیافته است، که از دوران جنینی آغاز می‌شود و در دوره‌های نوزادی، کودکی، نوجوانی، جوانی و در نهایت بزرگ‌سالی، در سطوح رشد ژن‌ها، کروموزوم‌ها، غده‌های جنسی، هورمون‌ها، جسم و روان ادامه می‌یابد.[۱۱]

بین هفته‌های ششم و هفتم بارداری، فرایند شکل‌گیری و رشد دستگاه تناسلی و سپس تمایز جنسی جنین آغاز می‌شود. شکل‌گیری و رشد دستگاه تناسلی در جنین بستگی به عوامل مختلف همچون کروموزوم‌ها، گونادها (غدد جنسی)، هورمون‌ها، و آنزیم‌ها دارد.

گرچه جنسیت (ژنتیک کروموزومی) در انسان هنگام گشن‌گیری (لقاح) به‌وسیله اسپرماتوزوئید حامل کروموزوم جنسی X و یا Y تعیین می‌گردد، ولی رشد دستگاه تناسلی داخلی و خارجی در هر دو جنس اعم از نر و ماده بدون تأثیر هورمون‌های بیضه در جهت زنانه است. برای تمایز هر جنین با هر ساختار کروموزومی XX یا XY در جهت مردانه وجود و فعالیت گوناد نرینه (بیضه) ضروری است.

عامل تمایز گوناد اولیه در جهت بیضه نزدیک سانترومر کروموزوم Yp11.32 بر روی بازوی کوتاه قرار دارد. طریقه اثر این عامل به‌خوبی شناخته نشده است. به‌هر حال، چنان‌که در بالا بیان شد، ژن تعیین جنسیت (SRY) بر روی کروموزوم Y، عامل تمایز گوناد اولیه به بیضه و تعیین جنس نر می‌باشد.

بعد از تمایز گوناد اولیه در جهت بیضه سلول‌های جنینی لیدیگ، آندروژن جنینی (تستوسترون) ترشح می‌نمایند که موجب تمایز دستگاه ولف و ایجاد کانال دفرانت، اپیدیدیم و کیسه‌ی منی می‌گردد. تستوسترون تحت اثر آنزیم پنج آلفادوکتاز تبدیل به دی‌هیدروتستوسترون می‌شود که اثر آن قوی‌تر از تستوسترون و دستگاه تناسلی خارجی را در جهت مردانه هدایت و تکمیل می‌نماید.

نسج بیضه علاوه بر هورمون آندروژن، حاوی هورمون دیگری است که به‌نام هورمون آنتی‌مولرین (Anti-Müllerian hormone) نامیده می‌شود و بر روی دستگاه مولر، اثر مهار کننده داشته و مانع رشد آن می‌گردد. هیچ‌یک از هورمون‌های آندروژن در صورت فقدان نسج بیضه قادر به این عمل مهاری نمی‌باشد.

جدول گاه‌نگاری تمایز جنسی
سن جنین طول جنین
(میلی‌متر)
واقعه (Event)
٣٢ روز ۵ رشد گناد (غده‌ی جنسی) اولیه
رشد مجاری ولف
تمایز سلول‌های زايای بدوی
٣٧ روز ۱٠ رسیدن سلول‌های زايای بدوی به برآمدگی گناد
تمایز مجاری مولرین
۴٢-۵٠ روز ۱۵-٢٠ تمایز طناب منی‌ساز
۵۵-٦٠ روز ٣٠ آغاز ترشح AMH  (Anti-Müllerian hormone)
تمایز سلول لیدیگ
بخش سر مجاری مولرین شروع به پسرفت می‌کند
۹ هفته ۴٠ سلول‌های لیدیگ تولید تستوسترون می‌کند
مردانه‌سازی دستگاه ادراری و تناسلی خارجی آغاز می‌شود
۱٠ هفته ۴۵-۵٠ اووسیت‌ها، در مودلا وارد مرحله میوزی می‌شوند
آغاز انحطاط مجاری ولف زن
مجاری مولر مرد ناپدید می‌شوند
جوانه‌ی پروستات ظاهر می‌شود
۱٢ هفته ۵۵-٦٠ طناب واژن شکل می‌گیرد
فولیکول‌های بدوی پدید می‌آیند
کیسه‌های منی رشد می‌کنند
بیضه در حلقه‌ی اینگوینال داخلی قرار می‌گیرد
۱۴ هفته ٧٠ تکمیل‌شدن ‌‌اندام‌های دستگاه ادراری و تناسلی
۱٦ هفته ۱٠٠ فولیکول‌های اولیه ظاهر می‌شوند
٢٠ هفته ۱۵٠ سطح سرمی تستوسترون کم است
شکل‌گیری زهدانچه (یا کیسه) پروستات
٢٢ هفته ۱٨٠ مهبل (واژن) به کف لگن می‌رسد
٢۴ هفته ٢٠٠ فولیكول‌های گرافین پدید می‌آیند
آغاز رشد آلت تناسلی
٢٧-٣٠ هفته ٢٣٠-٢٦۵ نزول بیضه‌ها به کیسه‌ی بیضه
٣٦ هفته ٣٠٠ فولیکول‌های دوم و سوم هورمون آنتی مولرین (AMH) تولید می‌کنند


شکل‌گیری اندام‌های جنسی (Formation of Sex Organs)

در هفته‌ی سوم بارداری، طی فرایند گاسترولاسيون (Gastrulation)، سه لایه‌ی زایای رویانی - برون‌پوست (Ectoderm)، میان‌پوست (Mesoderm) و درون‌پوست (Endoderm) - در رویان تشکیل می‌گردد. در این میان، دستگاه ادراری - تناسلی از لایه‌ی میان‌پوست میانی یا مزودرم واسطه‌ای (Intermediate mesoderm) پدید می‌آید (از این مزودرم واسطه‌ای که در قسمت فوقانی بندبند و در قسمت دمی بدون بند است، واحدهای برون‌ریز یا دفعی (Excretory units) دستگاه ادراری و گونادها ساخته می‌شوند).

در هفته‌ی ششم بارداری، در رویان چهار ساختار: مجاری ولف (Wolffian duct)، مجاری مولر (Müllerian ducts)، گونادهای بای‌پتانسیل (Bipotential gonads) و پارگین (Cloaca)، پدید می‌آیند که در شکل‌گیری دستگاه تناسلی جنین نقش برجسته دارند. در فرایند مردانه‌سازی (Masculinization یا Virilization)، گونادهای بای‌پتانسیل (گونادهای اولیه) تحت تأثیر ژن اس‌آروای به بیضه‌ها تبدیل می‌شوند. اگر کروموزوم Y وجود نداشته باشد (در صورت فقدان ژن اس‌آروای)، فرایند زنانه‌سازی (Feminization) رخ می‌دهد که در این فرایند گونادهای اولیه، تخمدان‌ها را می‌سازند.

تمایز جنسی در دستگاه تناسلی مردانه و زنانه تا هنگام رویش جنین از رویان رخ نمی‌دهد.
(برگرفته از ویکی‌پدیا، دانشنامه‌ی آزاد)

در حدود هفته‌ی هفتم بارداری، اندام‌های جنسی داخلی جنین (مانند تخمدان‌ها و بیضه‌ها) شروع به شکل‌گیری می‌کنند. تا این مرحله، اندام‌های جنسی جنین نرینه و مادینه مانند یکدیگر هستند، زیرا ناشی از یک ساختار می‌باشند.

در حدود هفته‌ی نهم بارداری، اندام‌های تناسلی جنین نرینه و مادینه شروع به شکل‌گیری و تمایز جنسی می‌کنند. در ابتدای این فرایند، در جنین، جوانه‌ی کوچکی بین بافت پاها پدیدار می‌شود. این جوانه، در جنس نر، به‌شکل آلت تناسلی مرد رشد می‌یابد و در حدود هفته‌ی دوازدهم شروع به کشیده‌شدن می‌کند. غشای خارجی تبدیل به کیسه‌ی بیضه می‌شود که بعدا مکان قرار گرفتن بیضه‌ها خواهد شد. اما این جوانه، در جنس ماده، به کلیتوریس تبدیل می‌شود.

تمایز جنسی در دستگاه تناسلی خارجی - جنس نر و ماده - در رویان و جنین انسان.
(برگرفته از دانشنامه‌ی بریتانیکا)

در هفته‌ی بیست‌ودوم بارداری، در جنس نر، بیضه‌ها که شامل اسپرم نابالغ هستند، در حفره‌ی شکم شکل می‌گیرند و به‌زودی آن‌ها شروع به سرریزی به کیسه‌ی بیضه می‌کنند. در حالی‌که، در همین زمان، در جنس ماده، تخمدان‌ها، که شامل ذخیره‌ی همیشگی از ٦ میلیون تخمک هستند، به‌صورت کامل تشکیل می‌شوند و از شکم به لگن حرکت می‌کنند. با این حال، تعیین جنسیت تا هفته‌ی هفدهم بارداری امکان‌پذیر نیست. در این زمان که معمولاً اندام تناسلی به اندازه‌ی کافی رشد می‌کنند، در سونوگرافی دیده می‌شوند.

با این حال، رشد دستگاه تناسلی گرچه پدیده‌ی مداومی است، ولی می‌توان آن را در چهار مرحله مورد مطالعه قرار داد:

مرحله‌ی اول: تمایز جوانه‌ی گونادی در ششمین هفته‌ی زندگی جنینی شروع می‌شود. در جنـس نر قسمت مدولا تبدیل به بیضه شده و کورتکس پس می‌رود و حال آن‌که در جنس ماده گوناد ابتدا رشد مختصری داشته تا این‌که در اواخر سه‌ماهه‌ی اول کورتکس تبدیل به تخمدان شده و مدولا محو می‌گردد.

مرحله‌ی دوم: ایجاد دستگاه تناسلی داخلی ناشی از رشد یکی از دو مجرای ولف یا مولر اسـت که در هر دو جنس نر و ماده وجود دارد. مقارن با تمایز گونادها (ششمین هفته) در جنین ماده در ضخامت جوانه‌ی اوروژنیتال شیاری به‌وجود می‌آید. این شیار عمیق‌تر شده و مجرای مولر را درست می‌کند. دهانه‌ی فوقانی این مجرا باز مانده و در آینده شیپور لوله‌ی رحم را می‌سازد.

قسمت تحتانی مجرا ادامه یافته و به‌شکل تونلی در طول جوانه‌ی اوروژنیتال پیش می‌رود و با مجرای طرف مقابل در پایین با هم یکی شده و جسم رحم و دهانه‌ی رحم و دو ثلت فوقانی مهبل را تشکیل می‌دهند. مجرای ولف از بین رفته و بقایایی از آن در داخل رباط پهن، دهانه‌‌ی رحم و دیواره‌های طرفی واژن باقی می‌ماند. در جنس نر دستگاه ولف کانال دفرانت، کیسه منی و اپیدیدیم را ایجاد می‌نماید و جز قسمت کوچکی که ایجاد میزراه پروستاتی را می‌نماید بقیه مجرای مولر از بین می‌رود.

مرحله‌ی سوم: تمایز دستگاه تناسلی خارجی همانند گونادها از جوانه‌ی واحد سینوس اوروژنیتال به‌وجود می‌آید. در جنس ماده چین تناسلی تبدیل به لب کوچک شده و برآمدگی لابیواسکروتال ایجاد لب بزرگ را می‌نماید و نهایتاً تکمه‌ی تناسلی تبدل به کلیتوریس می‌شود.

تکمه‌ی ژنیتال در مردان تحت اثر آندروژن طویل شده، ایجاد فالوس (آلت تناسلی) می‌نمایدو دو چین تناسلی از پایین به بالا جوش خورده و دهانه‌ی میزراه را به نوک آلت می‌کشاند. عدم پیشرفت این پدیده موجب ایجاد هیپوسپادیازیس شده و راهنمای خوبی برای ویریلیزاسیون ناکامل می‌باشد.

آخرین پدیده ویریلیزاسیون شامل جوش خوردن بر آمدگی‌های ژنیتال در خط وسط و ایجاد اسکروتوم برای نگهداری بیضه‌ها می‌باشد. چنانچه اثر آندروژن متناوب باشد فقط قسمتی از دستگاه تناسلی مردانه رشد خواهد نمود. هر گاه مقدار هورمون آندروژن کم باشد یا به علت نقص آنزیم پنج آلفاردوکتاز، تستوسترون تبدیل به دی هیدروتستوسترون نشود تنها سینوس اوروژنیتال که از حساسیت بیشتری برخوردار است تبدیل به نوع مردانه می‌شود و این امر علت مردانه بودن دستگاه تناسلی خارجی را در XX DSD (هرمافرودیت کاذب زنانه) نشان می‌دهد.

مرحله‌ی چهارم: در آن علایم بلوغ بروز می‌کند و این امر وابسته به ترشح هورمون گونادوتروپین می‌باشد و در نتیجه زن یا مرد کامل با ظاهر طبیعی و خصوصیات ثانویه جنسی شکل می‌گیرد. چنانچه در رشد گونادها و دستگاه تناسلی اختلالی پیش آید ایجاد ابهام جنسی می‌نماید.


[] يادداشت‌ها

يادداشت ۱: اين مقاله برای دانش‌نامه‌ی آريانا توسط مهدیزاده کابلی گردآوری، برگردان و نگاشته شده است.


[] پی‌نوشت‌ها
[۱]-
[٢]- In humans, a pregnancy is generally considered to be in the embryonic stage of development between the fifth and the eleventh weeks after fertilization,[Pregnancy week by week] and is expressed as a fetus from the twelfth week.[Embryo, From Wikipedia, the free encyclopedia]
[٣]-
[۴]- Sex-determining region on Y chromosome is the gene that initiates the genetic cascade leading to testis development in mammals. Sex-determining region on Y chromosome induce testicular development. Genetic modulators of sexual differentiation may also be found on autosomes. The human testis produces hormones necessary for male phenotype development. Sertoli cells secrete Müllerian-inhibiting factor, whereas Leydig cells secrete testosterone which induces Wolfian duct development. The presence of the ovary is not necessary for Müllerian duct differentiation. (Grace Lee and Mert Bahtiyar, “SRY Gene”, Encyclopedia of Reproduction, Academic Press 1998, Volume 4, P. 622).
[۵]- The SRY gene (sex-related gene on Y chromosome) is located at the short arm of Y chromosome (Yp, localized to pY53.3). The SRY gene product contains a sequence of 80 amino acids which has high homology to high-mobility group (HMG) proteins. This group of proteins is important in the regulation of RNA transcription. (همان‌جا)
[٦]-
[٧]-
[٨]-
[۹]-
[۱٠]-
[۱۱]-
[۱٢]-
[۱٣]-
[۱۴]-
[۱۵]-
[۱٦]-


[] جُستارهای وابسته




[] سرچشمه‌ها