一、卵泡的发育

一、卵泡的发育

卵泡(follicle)是卵巢基本功能单位。卵泡的各个级别主要是由卵泡的大小和颗粒细胞的数量所决定,它们代表着卵泡向成熟发育过程中连续的阶段。从始基卵泡到优势卵泡的成熟过程可能需要大概1年的时间。一般认为卵泡在这段漫长时期的大部分时间内(大约300天)是以促性腺激素非依赖的方式生长;促性腺激素影响成熟过程中的最后50天。卵泡的生长过程见图1-1。

图1-1 卵泡的生长过程

A.始基卵泡;B.窦前卵泡;C.窦腔卵泡;D.排卵前卵泡

1.始基卵泡的形成 始基卵泡(primitive follicle)是由初级卵母细胞与其周围单层的梭形颗粒前体细胞所组成。卵巢皮质内形成的始基卵泡不断地移向卵巢的髓质,为下个周期的卵泡发育提供来源。

2.窦前卵泡生长 当初级卵母细胞周围的颗粒细胞前体分化成单层立方状的颗粒细胞时,初级卵泡(primary follicle)就形成了。初级卵泡的细胞数不断增加,发展为复层,由此卵泡进一步增大,形成了次级卵泡(secondary follicle)。与此同时颗粒细胞进一步增殖和分化、卵泡膜细胞变得肥大及卵母细胞的生长共同导致了正在成熟中的卵泡进一步增大。这些次级卵泡构成了窦前卵泡池(preantral),为依赖于FSH的卵泡征集提供卵泡来源。

此阶段出现卵泡生长发育所必备的三种特异性受体:促卵泡激素(follicle stimulating hormone,FSH)、雌二醇(estradiol,E2)及睾酮(testosterone,T)受体。卵泡基底膜附近的梭形细胞形成两层卵泡膜,即卵泡内膜与卵泡外膜,这时的卵泡称生长卵泡(developing follicle)。

3.窦状(腔)卵泡 “募集”一词用于描述卵泡从静止池分离出来开始生长的这种过程。选择指这样一个过程,即成熟卵泡群被减少至合乎种属特异性排卵定额的数目。该过程需要对次要卵泡进行消极选择,以及对将要确立优势地位的卵泡进行积极的选择。超声研究提示有多个卵泡发育波发生。

早卵泡期中已选择的卵泡与卵泡群的其他健康成员没有显著的形态学差别。不过,领先卵泡可以通过其大小和其颗粒细胞的高有丝分裂指数同其他成员区分开来。只有在领先卵泡的卵泡液中可检测到FSH。领先卵泡的雌二醇水平比其他卵泡高很多,这是被选择卵泡的特点。选择并不保证一定会排卵,但是由于确定选择与排卵时间临近,因此排卵通常会发生。

优势化表示指定排卵卵泡的地位,其作用是调节排卵的数额。在上一个周期的黄体退化5~7天之后,指定排卵的卵泡完成优势化。卵泡期卵泡的发育主要依赖于促性腺激素的刺激。在早卵泡期,FSH刺激颗粒细胞芳香化酶活性,使卵泡产生雌激素明显增加,雌激素增加同时,又增强了卵泡对FSH的摄取,由此增加卵泡对FSH的敏感性。到中卵泡期,几个卵泡中的某个可能产生更多的雌激素,便成了优势卵泡。于卵泡期的后半期,伴随雌激素分泌的进一步增加,负反馈作用结果使血中FSH水平下落,这使其他非优势卵泡产生雌激素减少,对FSH反应的敏感性也下降,停止了进一步发育。黄体生成素(luteinizing hormone,LH)、前列腺素(prostaglandin,PG)及催乳激素(prolactin,PRL)受体的产生。

4.成熟卵泡 在卵泡发育的最后阶段,大多数窦状卵泡发生退化,成熟卵泡的卵泡液急骤增加,卵泡腔增大,直径可达14~20mm,卵泡移行向卵巢表面突出。其结构从外向内依次为:①卵泡外膜:由致密的卵巢间质组织形成,与卵巢间质无明显界限。②卵泡内膜:由卵巢皮质层间质细胞衍化而来的多边形细胞形成,血管丰富。③颗粒细胞:呈立方形,与卵泡内膜层间有一基底膜,无血管存在,其营养来自外围的卵泡内膜。④卵泡腔:颗粒细胞分泌的大量清亮的卵泡液将卵母细胞和周围的颗粒细胞挤到卵泡一侧,形成卵泡腔。⑤卵丘:颗粒细胞包绕卵细胞,突出于卵泡腔,形成卵丘。⑥放射冠:直接围绕卵细胞的卵丘颗粒细胞,呈放射状排列而得名。⑦透明带:在放射冠与卵细胞之间还有一层很薄的透明膜,是由颗粒细胞产生并分泌的黏多糖物质形成的,称为透明带。

5.排卵 卵细胞及其周围的颗粒细胞一起被排出的过程称排卵(ovulation)。排卵前增大的卵泡接近卵巢皮质,卵泡壁和腹腔仅有一层上皮细胞。此时卵泡壁变薄、水肿、血液循环增加,但卵泡内压力并未增加,蛋白溶解酶、活化胶原酶及前列腺素消化卵泡壁的蛋白质并使周围的平滑肌收缩,上皮细胞坏死,释放水解酶、蛋白酶,排卵孔形成,卵泡破裂,卵母细胞、小部分卵丘内的颗粒细胞与放射冠一起称为卵冠丘复合物(oocyte corona cumulus complex,OCCC),同时排出。

当接近周期中期时,优势卵泡释放雌激素激发LH峰,以及一个较小幅度的FSH峰。这触发了减数分裂的再启动、排卵和黄素化。排卵前LH峰大约出现在卵泡破裂之前36h。LH诱导卵丘细胞和颗粒细胞内透明质酸合成酶-2表达,血清inter-α-胰蛋白酶抑制物重链与葡萄糖胺聚糖共价耦联,以及前列腺素E2诱导透明质酸结合蛋白TSG-6的表达。

6.黄体形成及退化 排卵后,破裂的卵泡重新组织成黄体。这个重新组织体的一个显著特征为建立了一个富含血管的网状结构。卵泡破裂后出血,血液进入卵泡腔,伴随有来自于周围基质的毛细血管和成纤维细胞的增殖和渗透。黄体发育中血管的生成使由血液运送的大分子,例如LDL(提供合成黄体酮需要的胆固醇物质)到达颗粒和膜黄体细胞,而且分泌产物会被有效地转运到血液循环中去。黄体血供的发育与黄体酮的产生相平行。人类黄体的甾体激素生成细胞在大小和功能方面具有异质性。黄体化的颗粒细胞和膜细胞是两种代表。颗粒-黄体细胞较为主要的功能是产生黄体酮,并且由于其表达芳香化酶,因此是黄体雌激素合成的可能位点。

在非受孕周期,黄体的功能性寿命通常是14天加减2天。除非发生妊娠,否则它将转化成为无血管的瘢痕,称为白体。黄体的退化,即黄体溶解,包括功能改变(例如内分泌改变,最显著的是黄体酮生成降低)以及结构改变(例如凋亡和组织退化)。