The Embryo Project Encyclopedia

Implantarea este un proces prin care un embrion în curs de dezvoltare, care se deplasează sub formă de blastocist în uter, intră în contact cu peretele uterin și rămâne atașat de acesta până la naștere. Căptușeala uterului (endometrul) se pregătește pentru ca blastocistul în curs de dezvoltare să se atașeze de ea prin intermediul multor modificări interne. Fără aceste modificări, implantarea nu va avea loc, iar embrionul se desprinde în timpul menstruației. O astfel de implantare este unică la mamifere, dar nu toate mamiferele o prezintă. Mai mult, dintre acele mamifere care prezintă implantare, procesul diferă în multe privințe între mamiferele la care femelele au cicluri estrale și mamiferele la care femelele au cicluri menstruale. Femelele din diferitele specii de primate, inclusiv oamenii, au cicluri menstruale și, prin urmare, procese similare de implantare.

Înainte de a începe embriogeneza, ovarul eliberează un ovul nefertilizat, numit ovocit, care apoi se deplasează în josul trompei uterine. Ovulul este învelit într-o matrice extracelulară numită zona pellucida. Spermatozoizii pot fertiliza ovulul din zona pellucida (ZP), ceea ce împiedică ovulul fertilizat, numit zigot, să adere la peretele trompei uterine. Dacă zigotul se implantează în orice altă zonă în afară de uter, rezultatul este o sarcină ectopică. Această afecțiune împiedică dezvoltarea completă a embrionului și poate provoca hemoragii fatale la femeia însărcinată.

În timp ce zigotul se deplasează prin trompele uterine, acesta trece prin mai multe runde de diviziune celulară, un proces numit clivaj. Aceste diviziuni celulare produc masa celulară internă (MCI), care va deveni embrionul, și trofoblastul, care înconjoară MCI și interacționează cu țesuturile materne. Împreună, ICM și trofoblastul se numesc blastocist. Un blastocist se implantează cu succes în uter atunci când, în timp ce ZP iese din trompele uterine, blastocistul părăsește ZP și se leagă de endometru.

Endometrul este una dintre puținele suprafețe uterine pe care un blastocist nu se poate implanta întotdeauna. Proprietățile endometrului se schimbă și doar într-o scurtă fereastră se poate implanta blastocistul pe acest țesut. La om, această fereastră include zilele de la șase la zece după ovulație. Chiar înainte de ovulație, endometrul începe să se îngroașe și să se extindă ca răspuns la eliberarea de estrogen din ovare. Pe măsură ce embrionul se deplasează prin trompele uterine, endometrul se înmulțește, își schimbă forma, devine receptiv la implantare și produce un mediu ospitalier pentru embrion. Semnalată de eliberarea de progesteron din ovare, are loc o serie de schimbări numite decidualizare. Decidualizarea include adunarea de celule albe din sânge în jurul arteriolelor endometriale, sau a vaselor de sânge care duc de la artere la paturi capilare. Pe măsură ce se formează această vascularizație, o moleculă care stochează energie, numită glicogen, se acumulează în țesuturile conjunctive în expansiune ale uterului. În plus, endometrul se umflă pe măsură ce lichidul interstițial se acumulează în el. Endometrul, umflat cu lichid interstițial, vasculatură și nutrienți, oferă un mediu ospitalier pentru embriogeneză.

În timp ce blastocistul se deplasează prin uter, acesta se realiniază astfel încât masa celulară internă să fie adiacentă peretelui uterin, iar trofoblastul intră în contact cu endometrul. Poziția MCI în raport cu endometrul stabilește axa cap-coadă, sau axa dorsal-ventrală, a embrionului, cu partea dorsală a embrionului orientată spre peretele uterin. Acesta este primul eveniment embrionar care dictează organizarea viitorului organism.

Implantarea reușită depinde de legarea blastocistului de endometru. Există multe molecule despre care se crede că dictează această interacțiune, dar integrinele, un tip de moleculă de adeziune celulară, au fost identificate ca fiind o componentă primară. Integrinele se extind din mucoasa uterului și de pe suprafața blastulei. Integrinele au numeroase funcții în aproape toate tipurile de țesuturi și au un rol în adeziunea celulară, în transmiterea de informații despre mediul extracelular către nucleu și în modularea răspunsului imunitar local. Imediat după implantare, integrinele contribuie la reglarea expresiei genice în embrion. De asemenea, medicii caută concentrații ridicate de integrine atunci când caută zone ale uterului receptive la implantare în cadrul terapiei de reproducere asistată (ART) și folosesc lipsa unor astfel de concentrații pentru a identifica femeile care ar putea fi infertile.

În ciuda contactului dintre blastocist și endometru, implantarea poate eșua. Există multe cauze potențiale ale erorilor. În cazul în care implantarea nu are loc, endometrul se descompune și se elimină, împreună cu blastocistul, ca parte a ciclului menstrual. Cu toate acestea, dacă un blastocist se implantează, endometrul rămâne în uter și, împreună cu țesutul uterin, devine porțiunea maternă a placentei, numită deciduală.

Odată ce blastocistul aderă la peretele uterin, trofoblastul secretă enzime care digeră matricea extracelulară a țesutului endometrial. Celulele trofoblastului încep apoi să pătrundă între celulele endometriale, atașând blastocistul de suprafața uterină. Alte secreții de enzime permit blastocistului să se îngroape adânc printre celulele stromale uterine care formează componentele structurale ale uterului. Ulterior, celulele trofoblaste continuă să se dividă și formează două membrane extraembrionare. Aceste membrane formează porțiunea fetală a placentei numită corion. Enzime suplimentare și factori de semnalizare secretați de aceste membrane remodelează vasculatura uterină pentru a scălda vasele de sânge fetale sau embrionare în sângele matern. Vilozitățile corionice sunt pliurile de țesut și vasele de sânge care fac legătura între bazinele de sânge matern și fetal. Sângele matern se difuzează în vilozități și se deplasează prin ele în vasculatura fetală. În mod similar, sângele fetal difuzează din vilozități și în vasculatura maternă. În mod normal, sângele fetal și cel matern nu se amestecă, dar relația dintre cele două sisteme circulatorii permite transferul de nutrienți și oxigen către făt sau embrion, precum și de dioxid de carbon și uree de la făt la mamă.

În timp ce este unică pentru mamifere ca proces de reproducere, implantarea nu este unică pentru uter și trofoblast. În anii 1980, cercetătorii au descoperit asemănări între capacitățile invazive ale blastocistului și cele ale celulelor canceroase. Aceleași enzime ale trofoblastului care digeră endometrul sunt folosite și de celulele tumorale pentru a pătrunde în țesuturile din tot corpul. Celulele tumorale folosesc aceiași factori de creștere ca și trofoblastul pentru a atrage vasele de sânge materne, care apoi interacționează cu corionul, și pentru a furniza nutrienți masei în expansiune. În plus, modificările din endometru în timpul decidualizării, cum ar fi umflarea, acumularea de celule albe din sânge și activarea generală a sistemului imunitar matern, sunt în concordanță cu un răspuns la prezența agenților patogeni sau a tumorilor.

.