Embriyolojinin Tanımı, Döllenme ve Genital Siklus

Embriyoloji, genel anlamıyla canlıların oluşmasını ve gelişmesini inceleyen bir bilim dalıdır. Fertilizasyonla başlayan ve amphibilerde metamorfoz, kanatlılarda kuluçkadan çıkış ve memelilerde doğumla sonuçlanan bir süreci kapsar. Başka bir ifadeyle, evcil memeli hayvanlarda doğumdan, kanatlılarda yumurtadan çıkıştan önceki gelişimi zigot oluşumundan itibaren inceler. Hayatın doğuma kadar olan bölümü prenatal devre, memelilerde doğumdan, kanatlılarda ise kuluçkadan çıktıktan sonraki devre postnatal devre olarak tanımlanır. Zigotun şekillenmesinden organların meydana gelmesine kadar geçen devre embriyonal devre, embriyonal devredeki canlıya verilen isim embriyo, organların şekillenmeye başlamasından doğuma kadar geçen devre fötal devre, fötal devredeki canlıya da Fötüs ismi verilir.

Primordiyal ovositler spermatogonyumlardan farklı olarak doğum öncesi dönemde mitoz aktivitesini tamamlar ve profaz I aşamasında puberteye kadar ovaryumda beklerler.
1. Ovogonyumların proliferasyonu( insanda yaklaşık 7 milyon primordiyal ovosit oluşur, bu gelişme yaklaşık 5. aya denk gelir.)
2. Primordiyal folliküllerin oluşması, foliküler epitelyal hücrelerce (granüloza hücreleri=GH) sarılmış foliküller olarak ovaryum korteksinde bekler.
3. Profaz-I’de puberteye kadar bekler. Bu aşamaya kadar geçen süreç intrauterin dönemdedir.
4. Follikül olgunlaşması, postnatal dönemde gerçekleşir.
Canlı puberte dönemine geldiğinde (yaklaşık 50.000 primordiyal ovosit) 3-5 tanesi gelişmeye başlar. Yaşam boyunca 400-500 ovosit ovüle olur.

Erkeklerde germ hücrelerinin mitozla çoğalması dişilerinkinden önemli derecede farklıdır. Mitoz bölünme erken dönemdeki embriyonun gonadlarında başlar fakat, çoğunlukla erkeğin yaşamı boyunca hormonal aktivite devam ettiği sürece devam eder. Testisler her zaman çoğalabilen spermatogonyumlara sahiptirler. Periyodik mitoz dalgaları puberta döneminde, gruplar halinde mayoz bölünmeye girecek olan spermatositleri üretmeye başlar. Erkeklerin testislerindeki primordiyal cinsiyet hücreleri hayvanın yaşam süresi boyunca mitotik olarak bölünen spermatogonyum’lardır. Gelişim sürecinde birinci mayoz bölünmenin sonunda, ikinci bölünmeyi hızla tamamlayıp 4 adet spermatid oluşturacak olan 2 adet haploid yapıda sekunder spermatosit üretilir. Spermatidin hücre organelleri ve hücre membranındaki bundan sonraki morfolojik değişiklikleri ile spermatozoon oluşur.

Gametogenezin aşamalarında oluşan hücreler:
1. Proliferasyon (çoğalma) Aşamasında: Spermatogonyum, Ovogonyum

2. Mayoz Bölünme Aşamasında: Spermatositler, Spermatidler, Ovositler

3. Farklılaşma Aşamasında: Spermatazoon, Ovum

• İnsan dahil çoğu memeli hayvanda spermatozoonlar tohumlama sırasında vaginanın üst kısmında depolanır ve döllenme oviduktta olur,
• Spermatozoon açısından bakıldığında uterus tüplerinin üst bölümlerine, ovulasyona uğramış olan ovuma doğru zorlu bir yolculuk vardır.
Bu yol üzerinde
• Kimyasal (güçlü asit salgısı) ve mekanik engeller (servikal kanal ve uterus tüplerinde eğrilme, daralma, tıkanıklık) mevcuttur.

• Ancak semen içerisinde çok sayıda spermatozoon olması, uterus tüplerine ulaşmayı ve ovuma penetre olarak döllenme şansını arttırır.

• Spermatozoonun dişi genital sisteminde ilk karşılaştığı engel vaginanın üst kısımlarında bakteriostatik bir ortam sağlayan asit pH’lı bölgedir.

• Ancak seminal sıvının içeriği asit pH’ yı 8 saniye gibi kısa bir sürede alkali düzeye çıkarır ( vaginal pH 4.3’ten 7.2’ye ulaşır).

• Çoğu memeli hayvanda, spermatozoonlar vaginanın üst kısmından uterusa 30 dakikadan daha kısa bir sürede ulaşırlar. 

• Spermatozoonların kanal içersindeki ilerleme hareketi oldukça hızlıdır
(2-4 mm/dak).
• Dişi memeli hayvanlarda seksüel orgazm sırasında uterusun düz kaslarının kontraksiyonları da sperm hareketini hızlandırıcı bir faktördür. Döllenmenin gerçekleşmesi spermatozoonun kendi hareketine bağlıdır.

• Spermatozoonların akıntıya karşı olan bu hareketleri pozitif kemotaksis olarak adlandırılır.

• Dişi genital kanalı boyunca taşınırken geçirdiği süreç spermatozoonun dölleme yeteneği kazanmasını sağlar.

Spermin ovositi fertilize edebilme potansiyeli kazanması için, dişi genital sistemi içerisine girdikten sonra geçirdiği sürece kapasitasyon denir. Ejakulasyonun hemen arkasından spermatozoon ile ovositin bir araya getirildiği in vitro şartlarda fertilizasyon görülmemesine rağmen, bir süre geçtikten sonra fertilizasyonun da gerçekleşmesi belirli bir kapasitasyon sürecinin bulunduğunu göstermektedir.

Kapasitasyon neticesinde spermde, akrozom reaksiyonu başlar ve ovosit ile birleşme gerçekleşir.
Akrozom reaksiyonu, spermatozoonun akrozomu içindeki litik enzimlerin salınmasını ve ovositi örten örtüleri geçmesini sağlar.
• İlk aşama, spermatozoonu örten plazma membranı ile dış akrozomal membran bölümlerinin bölgesel olarak kaynaşmasıdır.
• Daha sonra kaynaşan noktalar yıkımlanarak akrozom içindeki enzimler salınır,
• Spermatozoonlar zona pellusidaya bağlanır, akrozin enzimi yardımı ile zonada bir delik açar.
• Spermatozoon böylece ovumun plazma membranı ile zonası arasındaki sıvı dolu perivitellin aralığa girebilir.
• Ovumdan dışarı doğru uzanan mikrovillusların da yardımı ile ovum ve spermatozoon arasında süratli bir temas sağlanır.

Monospermi görülen türlerde; ovumda meydana gelen, ilk reaksiyon plazma membranının elektriksel özelliğinin süratle değişmesidir (membran potansiyeli negatiften pozitife değişir). İkinci reaksiyon ise kortikal granüllerin plazma membranının iç yüzüne doğru yayılmasıdır. Kortikal granüllerden salgılanan materyalin zona pellusidayı sertleştirdiği veya zonanın spermatozoon reseptörlerini yıkımladığını ya da spermatozoonun akrozin enzimini inaktive ettiğini düşündürmektedir. Sonuç olarak polispermi engeli oluşurulmaktadır.

Organizmadaki hücreler diploid kromozom sayısına sahip olup haploid kromozom sayısındaki gametlerin fertilizasyonu sonucu oluşur. Gametler diploid bir zigot oluşturmak üzere birleşirler. Bu birleşme gerçekleşmeden önce haploid olan erkek ve dişi pronukleuslar kendi DNA’sını replike etmek zorundadırlar. Bu sayede zigotun her hücresi normal DNA miktarını içerir, süreç içersinde hücrenin yüzeyinde sitoplazmayı zamanla iki parçaya bölen derin çizgi belirir ve bu bölünme yarıklanma olarak adlandırılır.

Yarıklanma zigotta bulunan vitellus maddesine-yumurta sarısı (Lecithus) miktarına ve vitellusun yumurta içindeki dağılımına göre biçimlenir. Kuşlarda fazla miktardaki vitellus zigotun bütün olarak bölünmesini engeller. Bölünme belli bölgede olur. Memeli hayvanlarda zigot minimum miktarda vitellus içerir ve tüm hücre bölünmeye katılır. Kurbağa yumurtalarında vitellus maddesi çoğunlukla vejetatif yarım içerisinde bulunduğundan sitoplazma ve nukleus animal yarıma kayma durumundadır. Anisolecithal (bol vitelluslu) özellik gösteren bu tip yumurtaların bölünmeleri total olmasına rağmen eşit büyüklükte olmayan hücreler meydana gelir.

Çeşitli hayvan yumurtaları, taşıdıkları vitellus maddesi(lecithus-lesitus) miktarı ve dağılımına göre 4 gruba ayrıldığı gibi 4 farklı tipte bölünme meydana getirirler:
1. Oligolesithal yumurta/total aequal bölünme
2. Mesolesithal yumurta/total inaequal bölünme
3. Centrolesithal yumurta/partial superficial bölünme
4. Polilesithal yumurta/partial discoidal bölünme

Memeli hayvanlarda isolecithal (az vitelluslu) tip yumurta ile total ekual bölünmeler görülür. Birinci meridyonal bölünme sonucu eşit büyüklükte iki kardeş hücre meydana gelir ve blastomer olarak tanımlanır.

Memeli hayvanlarda isolecithal (az vitelluslu) tip yumurta ile total ekual bölünmeler görülür. Birinci meridyonal bölünme sonucu eşit büyüklükte iki kardeş hücre meydana gelir ve blastomer olarak tanımlanır. İlk bölünme bu çökük olan noktadan başlar ve karşı tarafa kadar devam eder. İkinci meridyonal bölünme esnasında her hücre eş zamanlı bölünmez. İkinci bölünme önce hacimce büyük olan hücrede olur. Böylece biri önden diğeri ardından bölünerek 4 hücreli safhayı oluştururlar, 4 hücreli basamaktan sonra da bölünmeler eş zamanlı olarak gerçekleşir. Sekiz hücre evresine kadar gevşek bir hücre kümesi halindedirler. Bölünmeler aynı düzen içersinde devam ederek oldukça sıkı ilişki içerisinde olan hücreler salkım görüntüsüne sahip olurlar ve embriyonun bu dönemi morula aşaması olarak tanımlanır.

Kanatlı hayvan yumurtaları çok bol miktarda vitellus içerdiğinden (özellikle çiftlik kanatlıları tavuk, bıldırcın, hindi gibi) embriyonal ve fötal gelişim süreçlerinde vitellus ile besleyebilecekleri canlılar meydana getirirler. Kanatlı hayvanlarda, sadece sol ovaryum aktiftir, sağ ovaryum embriyonal dönemde atrofiye olur. Ovulasyondan sonra yumurtanın döllenmesi oviduktta gerçekleşir ve polyspermi durumu görülür. Fakat tek bir spermin pronükleusu yumurta hücresinin pronükleusu ile birleşir (karyogami).

• Her üç germ tabakası belirli dokulara ve organlara dönüşürler.
• Temel organ sistemleri ilk oluşumunu tamamlar (organogenezis).
• Organların gelişimine bağlı olarak organizmanın dış vücut şekli belirir.
• Teratojenlere en duyarlı dönemdir.

Gelişmenin erken evrelerinde fötusta bütün doku ve organların meydana geleceği 3 katman ya da 3 hücre tabakasını meydana getirirler. Dıştaki ya da en üstteki katman ektoderm’dir ve epidermis, sinir dokuları ile başın bazı iskelet ve bağ dokularını oluşturur. En derindeki yani en içteki katman ise endoderm’dir ve sindirim, solunum sistemi ve sindirim sistemi ile ilişkili organları döşeyen kısımları oluşturur. Bu ikisinin arasında mezoderm olarak adlandırılan ve daha gevşek olarak düzenlenmiş bir hücre topluluğu yer alır. Bu katman ise, hayvanın bir çok kas ve iskelet dokularını, ürogenital sistem organları ile kalp ve damarlarını oluşturacaktır.

Ergenlik dönemine ulaşan dişilerde hipofiz bezinin kontrolü altında ovaryum ve uterusta bir dizi değişiklikler şekillenir. Uterusun ovaryumda meydana gelen tüm değişikliklere bağlı olarak göstermiş olduğu değişimler uterinal siklus olarak tanımlanır. Ovaryumda folliküllerin olgunlaşması, ovulasyon, korpus luteum, fertilizasyon, atrezi gibi tüm değişiklikler ve bunların meydana gelmesinden sorumlu hormonal değişimlerin hepsi ovariyal siklusu oluşturur. Ovaryumda ve uterusta görülen hormonal değişimlere bağlı periyodik olarak şekillenen bu iki evreye genital siklus denir.

Bu evrede adenohipofizden salgılanan FSH’nın kontrolü altında folliküler gelişim başlar ve ovaryumda bir önceki döneme ait korpus luteum geriler. Bu dönemde ovaryumdan salgılanan östrojenin etkisi ile uterus mukozasının yüksekliği, yüzey epitelleri hacim olarak artar. Bu değişiklikler daha az olmak üzere vagina duvarında da meydana gelir. Bu dönemde progesteron seviyesi düşer, hipofizden FSH salınımı ve östrojen seviyesi de giderek artar. İnekte siklusun 17-20. günlerini kapsar.

Kızgınlık olarak da tanımlanan bu evrede gelişimini tamamlayan Graaf follikülünden ovulasyon ile ovum ovidukta atılır. Östrojen en üst seviyededir, hipofizden FSH salınımı azalarak LH ile LTH üretimi ve salınımı artar. Uterus mukozasının yüksekliği artar, yüzey epitellerinde büyük bir salgı aktivitesi görülür ve mukus
salgılanır. Mukoza oldukça ödemlidir vaskülarizasyon artmıştır, miyometriyumda kalınlaşma, vaginada genişleme ve hiperemi görülür. Vagina epiteli inek dışındaki hayvanlarda çok katlı yassı epitel hücrelerinden oluşur, yüzlek hücrelerde kornifikasyon görülür. İnekte ise epitel çok katlı pirizmatiktir ve mukus salgılar. İnekte ovulasyonun olduğu gün 0 ya da 21. gün olarak kabul edilir yaklaşık 30 saat süren bir zaman dilimini kapsar. İneğin boğayı kabul ettiği bir dönemdir. Vulva ödemli ve hiperemiktir; bu dönemde çara adı verilen bir akıntı mevcuttur. Yumurta akı kıvamında şeffaf bir salgıdır. Kısraklar mevsimsel poliöstrik hayvanlar olup ostrus dönemi uzun ve 4-7 gündür sürer. Koyunlarda mevsimsel poliöstrik hayvanlar olup haziran ayından sonra kızgınlık gösterirler ve ostrus 30-36 saat sürer. Keçiler ise eylül-aralık aylarında kızgınlık gösterirler. Köpeklerde ostrus 7-10 gün sürebilir. Bu dönemde hazırlanan smearlarda eritrosit, çok sayıda keratinize epitel hücreleri görülür. Östrus süresince keratinize hücrelerin şekillerinde bozulmalar şekillenir. Kediler ilkbaharda kızgınlık belirtileri gösterirler ve kızgınlıkları 10-14 gün sürebilir.

Seksüel aktivitenin olmadığı uzun bir dönemdir. Bazı hayvanlarda görülen bu dönem oldukça uzun bir dinlenme sürecidir. Bu dönem ineklerde görülmez, inekler gebe kalmadıkları süre içinde 21 günde bir östrus gösterirler. Köpeklerde yaklaşık 2 aylık süreci kapsar.