Штучне запліднення – це медична технологія подолання безпліддя, при якій запліднення яйцеклітини відбувається в штучних умовах поза організмом матері. Його ще називають екстракорпоральним, що з латинської перекладається як «запліднення поза тілом».
Спочатку штучне запліднення було розроблене для подолання безпліддя у жінок, у яких були відсутні маткові труби. Як правило, труби відсутні після хірургічного видалення позаматкової вагітності. До епохи штучного запліднення жінка, яка пережила дві позаматкові вагітності і була позбавлена обох маткових труб, не мала шансів народити дитину. Адже саме трубами сперматозоїди пливуть до яйцеклітин для запліднення. Вирішенням проблеми стала організація «побачення сперматозоїда і яйцеклітини «у пробірці». Тепер штучне запліднення застосовують при найрізноманітніших формах безпліддя.
Штучне запліднення: історія
Перша вагітність за допомогою штучного запліднення була досягнута у Великобританії в листопаді 1977 року. В результаті цієї процедури у 1978 році народилася перша в історії Землі людина, зачата «в пробірці» – дівчинка Луїза Браун. Зараз Луїза Браун – доросла жінка, яка має двох дітей, зачатих природним шляхом. Лікарі, які вперше успішно здійснили штучне запліднення, визнані основоположниками цієї технології. Це гінеколог Патрика Стептоу і ембріолог Роберт Едвардс. В технології штучного запліднення завжди приймають участь два фахівці: гінеколог і ембріолог. Гінеколог працює з жінкою, а ембріолог – зі статевими клітинами і ембріонами. За розвиток технології штучного запліднення у 2010 році Роберт Едвардс отримав Нобелівську премію в галузі фізіології та медицини.
В СРСР народження першої дитини після штучного запліднення відбулося у 1986 році. Цю процедуру здійснили в Москві в Центрі охорони здоров'я матері і дитини (нині Науковий центр акушерства, гінекології та перинатології МОЗ РФ). Зараз перша радянська людина «з пробірки» Олена Донцова проживає в Україні, є мамою 11-річного сина, зачатого природним шляхом.
За 40 років технологія штучного запліднення пішла далеко вперед, однак вона як і раніше є недосконалою. За даними Європейського товариства ембріології і репродукції людини, лише 33% пацієнток стають вагітними після перенесення в матку ембріона, отриманого «в пробірці». Втім, в природі ймовірність вагітності подібна – понад 60% ембріонів людини гине протягом перших 7 діб розвитку. У таких випадках не відбувається затримки менструації, і жінка не здогадується, що в її матці був ембріон, який загинув.
Як відбувається штучне запліднення?
Підготовка жінки
Штучному заплідненню передує гормональна підготовка пацієнтки. У природних умовах протягом одного менструального циклу жінки дозріває лише одна яйцеклітина, але для ефективної програми штучного запліднення цього мало. Тому за допомогою гормональних препаратів лікар стимулює розвиток декількох яйцеклітин. Оптимальним для штучного запліднення вважається кількість 6–8 яйцеклітин. Побачити яйцеклітини в організмі жінки неможливо. За допомогою УЗД лікар бачить зростаючі фолікули – кулясті утворення в яєчниках, всередині яких містяться яйцеклітини. Зрілі фолікули досягають діаметра близько 2 см, в той час як яйцеклітина має діаметр близько 0,1 мм.
Відбір статевих клітин
У певний день відбувається відбір яйцеклітин – цю процедуру проводять, як правило, під загальною анестезією. За допомогою шприца з тонкою довгою голкою лікар-гінеколог відбирає фолікулярну рідину і віддає її фахівцеві-ембріологові для пошуку яйцеклітин. Побачити яйцеклітини в фолікулярній рідині можна тільки під мікроскопом. Знайдені яйцеклітини відмивають від фолікулярної рідини і поміщають в чашечки з культуральним середовищем. Культуральне середовище – це розчин безлічі необхідних фізіологічних компонентів: солей, цукрів, амінокислот, вітамінів, білків – всього близько 40 речовин. В такому середовищі яйцеклітини, сперматозоїди і ембріони відчувають себе «як вдома». Чашечку з середовищем, в яку поміщають яйцеклітини (а потім ембріони), тримають в інкубаторі – спеціальній шафі, всередині якої підтримується температура 37 °С і рівень вуглекислого газу 6%.
Для штучного запліднення не можна використовувати сперму такою, «як вона є» (фахівці називають це нативною спермою): сім’я зіпсує середовище і погубить яйцеклітини. Необхідно виділити зі сперми рухливі сперматозоїди (в спермі будь-якого здорового чоловіка велика частина сперматозоїдів нерухома) і перевести їх в культуральне середовище, очистивши від сім’яної рідини. Для цього ембріологи використовують багаторазове центрифугування з поступовою заміною середовищ. Отриману суспензію сперматозоїдів в середовищі можна використовувати для штучного запліднення.
Методи штучного запліднення
Власне штучне запліднення проводять одним з двох методів. Перший метод називається «інсемінація in vitro» і полягає в наступному: суспензію сперматозоїдів додають в чашечку з яйцеклітинами. Сперматозоїди самостійно пливуть і запліднюють яйцеклітини. Але побачити процес проникнення під мікроскопом не вдається: яйцеклітину обліплюють сотні або навіть тисячі сперматозоїдів, вони розпушують оболонки яйцеклітини, виробляючи велику кількість «сміття». Процес займає близько двох годин – спостерігати увесь цей час в мікроскоп не можна: яйцеклітини повинні знаходитися в інкубаторі.
Якщо сперма дуже погана і сперматозоїди не здатні самостійно доплисти і запліднити яйцеклітини, то застосовують другий метод, який називається ІКСІ (від англ. ICSI – intracytoplasmic sperm injection – введення сперматозоїда в цитоплазму). При цьому методі відбирають під мікроскопом «найгарніший» сперматозоїд, ловлять його за допомогою скляної голки і вводять всередину яйцеклітини, таким чином запліднюючи її. Метод ІКСІ дає більш стабільні результати, тому поступово він витісняє метод інсемінації in vitro з практики штучного запліднення.
Про результати запліднення судять на наступний день – тільки тоді можна буде сказати, чи успішно пройшло запліднення. Запліднену яйцеклітину називають зиготою – це одноклітинна стадія розвитку людини. У зиготі повинні сформуватися два ядра – чоловіче і жіноче (так звані пронуклеуси). Чоловіче ядро містить хромосоми батька, жіноче – хромосоми матері. Ядра в зиготі з'являються через 12–15 годин після проникнення сперматозоїда в яйцеклітину і залишаються видними протягом приблизно 8 годин. Після зникнення пронуклеусів хромосоми батька та матері об'єднуються в єдину «метафазну пластинку», і з цього моменту у всіх ядрах майбутніх клітин ембріона (а потім і людини) хромосоми батька та матері будуть перебувати разом. У цей короткий проміжок (близько 8 годин, більша частина яких припадає на ніч), коли видно ядра зиготи, необхідно розглянути ембріони, щоб зафіксувати, що запліднення пройшло успішно. Якщо в зиготі немає пронуклеусів або видно три пронуклеуса, то такий ембріон не можна пересаджувати матері.
Розвиток ембріона
Протягом наступних п'яти днів ембріони продовжують культивувати в інкубаторі, щодня спостерігаючи за їх розвитком. Розвиток відбувається дуже швидко, кожен день приносячи щось нове. На другий день після запліднення ембріон складається з чотирьох клітин, його розмір, як і раніше близько 0,1 мм (такий же, як розмір яйцеклітини). На третій день кількість клітин збільшується до восьми, але ембріон не росте – просто клітини стають дрібнішими. На четвертий день ембріон складається вже з 10–20 клітин, але і тепер розмір його колишній – близько 0,1 мм, а клітини стають ще дрібнішими. Через постійний поділ ембріона на дрібні клітини цю стадію розвитку називають «дроблення ембріона». Ембріону немає коли рости, він не витрачає на це час. Його завдання зараз – створити клітинну масу, з якої в наступні дні почнеться морфогенез – утворення форми тіла. Поки що ці 10–20 клітин є безформною масою, вони всі однакові за розміром, зовнішнім виглядом, біохімічними особливостями та іншими параметрами, але вже завтра, на п'ятий день, з цієї однорідної маси клітин почнеться процес «ліплення» тіла майбутньої людини. На п'ятий день кількість клітин зростає до 50–80, ембріон формує з них подобу кулі – так звану бластоцисту. Ця куля вже трохи більша за розміром – 0,15 мм, і вона має всередині так званий ембріобласт – особливу групу клітин, з якої сформується тіло майбутнього малюка. Як правило, на стадії бластоцисти ембріон переносять в матку жінки з надією на те, що вона зможе прикріпитися до стінки матки (фахівці називають цей процес імплантацією). Якщо залишити ембріон культивуватися далі, то на шосту добу ми побачимо, як бластоциста вилуплюється з своєї білкової оболонки (ця оболонка дісталася бластоцисті ще від яйцеклітини). Ще близько доби бластоциста може залишатися без блискучої оболонки в чашечці в умовах інкубатора, але, не знайшовши стінки матки, вона гине.
В матку жінки переносять, як правило, два ембріони. Це кращі ембріони, відібрані за різними критеріями. Але навіть перенесення двох ембріонів лише в третині випадків призводить до вагітності. Чому ж не настає вагітність при перенесенні ембріонів в матку? Як вже було сказано вище, подібна частота вагітності показана і для природних умов зачаття. Близько 60% всіх вагітностей, зафіксованих за допомогою аналізу крові на хоріонічний гонадотропін (цей гормон виділяє в кров матері ембріон), зупиняються до затримки менструації. Таку вагітність можна зафіксувати тільки методом аналізу крові на хоріонічний гонадотропін. Не проводячи такого аналізу, жінка не може здогадатися про перервану вагітність. Ці дані означають, що в природних умовах близько 60% ембріонів, які досягли стадії бластоцисти, не можуть здійснити імплантацію і гинуть. Чому в природі так влаштовано? Точної відповіді не існує.
Штучне запліднення: проблеми
На жаль, не завжди за зовнішнім виглядом ембріона можна визначити його «потенціал до розвитку», який багато в чому визначається генетичною «нормальністю» ембріона. Зараз існують методи молекулярної біології, що дозволяють визначити «здорову генетику» у ембріона. Це так звана преімплантаційна генетична діагностика. Для здійснення цієї процедури у ембріона відбирають одну з його клітин і проводять аналіз ДНК. За результатами такого аналізу можна визначити, чи нормальна кількість хромосом в клітинах ембріона, виявити певні мутації. На жаль, через технічну складність і високу собівартість дана процедура проводиться не у всіх медичних центрах і не будь-якій подружній парі.
Якщо в програмі штучного запліднення отримано більше двох ембріонів хорошої якості, то частина з них, які не відібрані для перенесення в матку, можна заморозити з метою зберігання. Потім їх можуть розморозити і перенести в порожнину матки для досягнення вагітності. Це відбувається в тому випадку, якщо вагітність не наступила або ж якщо пацієнтка вже народила дитину і хоче народити другу, третю, четверту. Зараз заморожування ембріонів – це добре відпрацьована процедура. Виживання ембріонів після розморожування становить близько 96%. Зберігання в замороженому вигляді здійснюють в рідкому азоті при температурі –196 °С. Ембріони закупорюють в мініатюрні пластикові трубочки і занурюють в рідкий азот, налитий в гігантські термоси – так звані посудини Дьюара. Теоретично в такому стані ембріони можуть зберігатися життєздатними багато сотень, а можливо, навіть тисяч років. Але достовірно продемонстроване досягнення вагітності після переносу в матку розмороженого ембріона, який пролежав у рідкому азоті близько 20 років (США). Ембріон не можна занурити в рідкий азот просто так – це згубно для будь-якої живої клітини. Необхідно попередньо наситити клітини ембріона так званими кріопротекторами – речовинами, що перешкоджають утворенню кристалів льоду. Зараз як кріопротектори зазвичай використовують етиленгліколь, гліцерин і диметилсульфоксид.
Читайте також:
