Innesteling
 |
Mee bezig Aan dit artikel of deze sectie wordt de komende uren of dagen nog druk gewerkt.
Klik op geschiedenis voor de laatste ontwikkelingen. |
Innesteling is het stadium in de embryonale ontwikkeling van zoogdieren waarbij de zona pellucida rond de blastocyste breekt en deze zich hecht en binnendringt in het baarmoederslijmvlies.[1] Hierdoor wordt de beperking op de fysieke grootte van de embryonale massa opgeheven en worden de buitenste cellen van de blastocyste blootgesteld aan het inwendige van de baarmoeder. Een ingenesteld embryo wordt vastgesteld door de aanwezigheid van verhoogde niveaus van humaan choriongonadotrofine (hCG) in een zwangerschapstest.[2] Het ingenestelde embryo krijgt via de placenta zuurstof en voedingsstoffen om te kunnen groeien.
Voor de innesteling moet de baarmoeder ontvankelijk zijn. De ontvankelijkheid van de baarmoeder brengt veel wederzijds beïnvloeding tussen het embryo en de baarmoeder met zich mee, waardoor veranderingen in het baarmoederslijmvlies worden geïnitieerd. Deze fase zorgt voor een synchronisatie die een innestelingsvenster opent dat een succesvolle innesteling van een levensvatbaar embryo mogelijk maakt.[3] Het endocannabinoïdesysteem speelt een cruciale rol in deze synchronisatie in de baarmoeder en beïnvloedt de ontvankelijkheid van de baarmoeder en embryo-innesteling.[4] Het embryo brengt al vroeg in zijn ontwikkeling cannabinoïdereceptors tot expressie die reageren op anandamide (AEA) dat in de baarmoeder wordt uitgescheiden. De concentratie van AEA vóór innesteling wordt op een hoog niveau gehouden en wordt vervolgens op het moment van innesteling downgereguleerd. Deze signalering is van belang bij de wederzijds beïnvloeding tussen embryo en baarmoeder bij het reguleren van het tijdstip van embryonale innesteling en baarmoederontvankelijkheid. Voor een succesvolle innesteling zijn adequate concentraties AEA nodig, die niet te hoog of te laag zijn.[4][5][6]
Er is een uitgebreide variatie in het type trofoblastcellen en structuren van de placenta bij de verschillende soorten zoogdieren.[7] Van de vijf erkende stadia van innesteling, inclusief twee pre-innestelingsstadia die aan de placentavorming voorafgaan, zijn de eerste vier tussen alle soorten vergelijkbaar. De vijf fasen zijn migratie en breken van de zona pellucida, pre-contact, hechting, adhesie en invasie.[7] De twee pre-implantatiefasen houden verband met het pre-innestelingsembryo.[8][9]
Bij mensen begint het innestelingsproces na het stadium van het breken van de zona pellucida dat ongeveer vier tot vijf dagen na de bevruchting plaatsvindt. Tegen het einde van de eerste week is de blastocyste oppervlakkig gehecht aan het baarmoederslijmvlies. Aan het einde van de tweede week is de innesteling voltooid.[10]
Innesteling is van cruciaal belang voor de overleving en ontwikkeling van het vroege menselijke embryo. Er wordt een verbinding tot stand gebracht tussen de moeder en het vroege embryo, die gedurende de rest van de zwangerschap zal voortduren. Innesteling wordt mogelijk gemaakt door structurele veranderingen in zowel de blastocyste als het baarmoederslijmvlies.[11] De zona pellucida rond de blastocyste breekt. Hierdoor wordt de beperking op de fysieke grootte van de embryonale massa opgeheven en worden de buitenste cellen van de blastocyste blootgesteld aan het inwendige van de baarmoeder. Bovendien bereiden hormonale veranderingen bij de moeder, met name een piek in het luteïniserend hormoon (LH), het baarmoederslijmvlies voor op het ontvangen en omhullen van de blastocyste. Het immuunsysteem wordt ook gemoduleerd om de invasie van vreemde embryonale cellen mogelijk te maken. Eenmaal gebonden aan de extracellulaire matrix van het baarmoederslijmvlies scheiden trofoblastcellen enzymen en andere factoren uit om de blastocyste in de baarmoederwand in te bedden. De vrijkomende enzymen breken de baarmoederslijmvlieswand af, terwijl intracellulaire groeifactoren zoals humaan choriongonadotrofine (hCG) en insuline-achtige groeifactor (IGF) ervoor zorgen dat de blastocyste het baarmoederslijmvlies verder kan binnendringen.[12]
Innesteling in de baarmoederwand maakt de volgende stap in de embryogenese mogelijk, gastrulatie, die de vorming van de placenta uit trofoblastcellen en differentiatie van de binnenste celmassa (embryoblast) in het amnion en de epiblast omvat.
Innestelingsstadia[bewerken | brontekst bewerken]
Er zijn vijf herkenbare stadia van innesteling bij zoogdieren, waaronder twee pre-implantatiestadia die voorafgaan aan de vorming van de placenta. Het zijn:
- migratie en uitbreken uit de zona pellucida,
- pre-contact,
- aanhechting,
- adhesie en
- invasie.
De eerste vier fasen zijn voor alle soorten vergelijkbaar, waarbij het invasieproces variabel is.[7][13] Deze drie stadia van appositie, hechting en invasie worden ook wel contact (appositie), adhesie (hechting) en penetratie (invasie) genoemd,[9][8] en kunnen alleen plaatsvinden gedurende een beperkt tijdsbestek dat bekend staat als het venster van innesteling wanneer de baarmoeder het meest ontvankelijk is.
Migratie en uitbreking uit de zona pellucida[bewerken | brontekst bewerken]
Er zijn twee fasen van migratie betrokken bij de innesteling, de eerste is de migratie van de zygote, en de tweede is de migratie van de trofoblast.[14] Bevruchting van de eicel vindt plaats in de ampulla tubae uterinae van de eileider. Trilhaartjes op de binnenkant van de eileider zorgen ervoor dat de zygote naar de baarmoeder beweegt. De zona pellucida zorgt ervoor dat de zygote zich niet nestelt in de eileider ter voorkoming van een buitenbaarmoederlijke zwangerschap.
Tijdens de migratie ondergaat de zygote een aantal klievingen waardoor een bal van 16 verdichte blastomeren ontstaat, de zogenaamde morula.[15] De morula komt na drie of vier dagen de baarmoeder binnen en daarbij wordt in de morula een holte gevormd die de blastocoel wordt genoemd. In dit stadium wordt het de blastocyste genoemd. De blastocyste bevat de binnenste celmassa die zich zal ontwikkelen tot het eigenlijke embryo, en een buitenste cellaag van trofoblasten die zich zullen ontwikkelen tot de extra-embryonale membranen (dooierzakmembraan, amnion, allantois en chorion).[16]
De blastocyste zit nog steeds ingesloten in de zona pellucida, en om zich in de baarmoederwand te kunnen innestelen, moet het zich van dit beschermend omhulsel ontdoen. Lysische processen in de baarmoeder, evenals processen in de blastocyste zijn essentieel voor de afbraak van het omhulsel. Mechanismen bij dit laatste blijken uit het feit dat de zona pellucida intact blijft als onder dezelfde omstandigheden een onbevruchte eicel in de baarmoeder wordt geplaatst. Onder de bekende moleculaire regulatoren die het afbreken bevorderen bevinden zich voornamelijk proteasen die gestimuleerd worden door verschillende groeifactoren.[17] De blastocyste produceert ook cytokinen, zowel pro-inflammatoire als anti-inflammatoire, die een cruciale rol spelen tijdens innesteling en andere stadia van de zwangerschap. Beide typen cytokinen beïnvloeden de activiteit van proteasen, waaronder matrixmetalloproteasen (MMP's), plasminogeen-activatoren en cathepsinen.[17] Het is onbekend of de cytokinen die betrokken zijn bij het afbreken van het omhulsel pro-inflammatoir of anti-inflammatoir zijn en welke proteasen erbij betrokken zijn. Cytokinen zijn ook aanwezig in de baarmoedermelk (uterus-melk) en zouden de ontwikkeling en functie van de blastocyste kunnen reguleren, maar er is geen bewijs dat hun betrokkenheid het afbreken van het omhulsel ondersteunt. Baarmoedermelk is een melkachtige vloeistof, die rijk is aan voedende bestanddelen en geproduceerd wordt door het baarmoederslijmvlies. Leukemie-remmende factor (LIF) is een pro-inflammatoir cytokine dat tot expressie wordt gebracht in het baarmoederslijmvlies tijdens de luteale fase van de menstruatiecyclus, waarbij de hoogste expressie wordt waargenomen tijdens het innestelingsvenster. LIF speelt een rol bij adhesie en invasie.[17]
Het vrijkomen van de blastocyste kan bij in-vitrofertilisatie beïnvloed worden door de zona pellucida te doorboren.[18]
Pre-contact[bewerken | brontekst bewerken]
In deze fase neemt de blastocyste na het uitbreken uit de zona pellucida een geschikte positie in het baarmoederslijmvlies in.
Appositie (aanhechting)[bewerken | brontekst bewerken]
Na het uitbreken uit de zona pellucida wordt de allereerste losse verbinding of contact tussen de blastocyste en het baarmoederslijmvlies appositie (aanhechting) genoemd. Appositie wordt meestal gedaan op plaatsen waar zich een kleine holte in het baarmoederslijmvlies bevindt, en ook op plaatsen waar de zona pellucida voldoende is afgebroken om de blastocyste trofoblast rechtstreeks in contact te laten komen met het onderliggende baarmoederslijmvlies. Uiteindelijk wordt de binnenste celmassa (embryoblast), binnen de trofoblast laag, het dichtst bij de decidua uitgelijnd. Als de binnenste celmassa niet is uitgelijnd met de decidua bij appositie, heeft deze het vermogen om vrijelijk binnen de trofoblast te roteren om deze uitlijning te bereiken. Appositie is slechts een zwakke interactie van de trofoblast met het baarmoederepitheel dat onstabiel is voor schuifspanning. Appositie is ook omkeerbaar, waardoor herpositionering van de blastocyste in de baarmoeder mogelijk is.[15]
Adhesie[bewerken | brontekst bewerken]
Adhesie is een veel sterkere hechting aan het baarmoederslijmvlies dan de losse appositie.
De trofoblasten hechten zich door het baarmoederslijmvlies te penetreren met uitsteeksels van de trofoblastcellen.
Deze hechtende activiteit vindt plaats door microvilli die zich op de trofoblast bevinden.
De trofoblast heeft bindende vezelverbindingen, laminine, collageen type IV en integrinen die helpen bij dit adhesieproces.[19]
Mucin-16 is een transmembraanmucine dat tot expressie wordt gebracht op het apicale oppervlak van het baarmoederepitheel. Dit mucine voorkomt dat de blastocyste zich in een ongewenste locatie op het epitheel implanteert. MUC-16 remt dus de cel-celadhesie. Er is aangetoond dat de verwijdering van MUC-16 tijdens de vorming van de tentakelvormige uitsteeksels op het apicale celmembraan van baarmoederepitheelcellen (pinopoden) de trofoblastinvasie in vitro vergemakkelijkt.[20]
De identiteit van de moleculen op de trofoblast en het baarmoederepitheel die de initiële interactie tussen de twee mogelijk maken, is nog niet vastgesteld. Een aantal onderzoeksgroepen heeft echter voorgesteld dat MUC1, een lid van de mucine-familie van geglycosyleerde eiwitten, erbij betrokken is.[21] MUC1 is een transmembraanglycoproteïne dat tot expressie wordt gebracht op het apicale oppervlak van baarmoederepitheelcellen tijdens het innestelingsvenster bij mensen en er is aangetoond dat het differentieel tot expressie komt tussen vruchtbare en onvruchtbare personen op dit moment.[21] MUC1 vertoont koolhydraatgroepen op zijn extracellulaire domein die liganden zijn van L-selectine, een celadhesiemolecuul op het oppervlak van trofoblastcellen.[22][23] Een in vitro innestelingsmodel leverde bewijs ter ondersteuning van de hypothese dat L-selectine de appositie van de blastocyste aan het baarmoederepitheel bemiddelt door interactie met zijn liganden.[24]
Invasie[bewerken | brontekst bewerken]
Invasie is de verdere vestiging van de blastocyste in het baarmoederslijmvlies. De tentakelvormige uitsteeksels van de trofoblastcellen die zich in het baarmoederslijmvlies vasthechten blijven zich vermenigvuldigen en dringen het baarmoederslijmvlies binnen met behulp van de gelatinasen A (MMP-2) en B (MMP-9).[25] Trofoblasten dringen de baarmoeder binnen en proberen de bloedtoevoer naar de moeder te bereiken, om zo de basis te leggen voor de bloedstroom van de foetus.[26] Ze scheiden ook de pre-implantatiefactor af, een peptide dat hun invasie en placentavorming helpt.[27] Terwijl deze trofoblasten binnendringen, versmelten ze met hun buren en differentiëren uiteindelijk in een meerkernig weefsel, een syncytium bekend als de syncytiotrofoblast. Tussen deze laag en de blastocyste ligt de cytotrofoblast.[28][29] Een ander deel van de toenemende populatie cytotrofoblastcellen vormt kolommen in de groeiende syncytiotrofoblast wat het begin is van de vorming van de chorionvilli. Later breken sommige van deze cellen door de syncytiotrofoblast en zorgen voor een goede verankering van de chorionvilli aan het moederlijke weefsel.
Wanneer de syncytiotrofoblast het basale membraan onder de deciduale cellen bereikt, maakt hij deze los om verder het stroma van de baarmoeder binnen te dringen. Het losmaken wordt bereikt door het afbreken van de celadhesiemoleculen (CAM's) die de deciduale cellen met elkaar verbinden, en de bijbehorende extracellulaire matrix. De afbraak wordt bereikt door de uitscheiding van tumornecrosefactor-alfa uit de syncytiotrofoblast, die de expressie van CAM's en bèta-catenine remt. De extracellulaire matrix wordt afgebroken door metalloproteïnasen zoals collagenasen, gelatinasen en matrixmetalloproteasen, en door serineproteasen.[30] De collagenasen verteren collageen type I, II, III, VII en X.[30] De gelatinasen bestaan in twee vormen; één verteert Type-IV collageen en één verteert gelatine.[30] De syncytiotrofoblast kan dan het baarmoederslijmvlies binnendringen.[30] Intracellulaire groeifactoren zoals humaan choriongonadotrofine (hCG) en insuline-achtige groeifactor (IGF) zorgen ervoor dat de blastocyste het baarmoederslijmvlies verder kan binnendringen.[12] Na de invasie wordt het gat in het baarmoederepitheel, ontstaan door het binnendringen van de blastocyste, afgesloten door een fibrineplug. De fibrineplug is een coagulatie van een bloedstolsel en celresten.[10]
Extravilleuze trofoblasten[bewerken | brontekst bewerken]
Cytotrofoblasten kunnen in de toppen van de villi differentiëren tot een ander type trofoblast, de extravilleuze trofoblast. Extravilleuze trofoblasten groeien uit de placenta en dringen door in de gedecidualiseerde baarmoeder. Dit proces is niet alleen essentieel voor de fysieke bevestiging van de placenta aan de moeder, maar ook voor het veranderen van het vaatstelsel in de baarmoeder. Deze verandering zorgt voor een adequate bloedtoevoer naar de groeiende foetus naarmate de zwangerschap vordert. Sommige van deze trofoblasten vervangen zelfs de endotheelcellen in de baarmoederspiraalvormige slagaders, terwijl ze deze vaten omvormen tot wijde bloedvaten, die onafhankelijk zijn van moederlijke vasoconstrictie. Dit zorgt ervoor dat de foetus een constante bloedtoevoer krijgt en dat de placenta niet wordt blootgesteld aan zuurstofschommelingen die schade kunnen veroorzaken.[31]
Bronnen, noten en/of referenties
|