Voortplanting bij vertebraten

Het voortplantingsstelsel

• Het voortplantingsstelsel wordt besproken in hoofdstuk 51 van het handboek.
• De afbeeldingen tonen voorbeelden van diverse voortplantingsmethoden bij dieren.
• Er zijn verschillende typen voortplanting bij dieren.

Overzicht

• Er zijn vijf belangrijke onderdelen van het onderwerp: soorten voortplanting bij dieren, bevruchting bij gewervelde dieren, mannelijk voortplantingsstelsel, vrouwelijk voortplantingsstelsel en regulatie van vruchtbaarheid.
• In het overzicht worden verschillende aspecten van reproductie beschreven zoals types voortplanting bij dieren, bevruchting bij vertebraten, mannelijk en vrouwelijk voortplantingsstelsel, en vruchtbaarheidsregulatie.

Soorten voortplanting bij dieren

• Ongeslachtelijke voortplanting: Genetisch identieke cellen worden gemaakt via mitose.

  • Eéncellige organismen planten zich voort via deling.
  • Kwallen planten zich voort via knopvorming.
  • Sommige dieren, zoals zeesterren, planten zich voort via fragmentatie.
    • Voorbeelden: Zeesterren, platwormen en ringwormen

• Geslachtelijke voortplanting:

  • Bij de meeste dieren gebeurt geslachtelijke voortplanting door de vorming van haploïde gameten (zaad- en eicellen) via meiose.
  • De gameten versmelten om een diploïde zygote te vormen.
  • De zygote ontwikkelt via mitose tot een nieuw multicellulair organisme.
  • Parthenogenese: Een nieuw individu ontwikkelt uit een onbevruchte eicel.
    • Obligate en facultatieve vormen bij diverse dieren zijn aanwezig, bijvoorbeeld bijen.

• Hermafroditisme: Een enkel individu heeft zowel testes als ovaria.

  • Kan sequentieel zijn (volgorde van geslachtsverandering).
    • Protogynie: eerst vrouw, dan man.
    • Protandrie: eerst man, dan vrouw.

Bevruchting bij vertebraten

• De meeste waterdieren gebruiken externe bevruchting.
  • Eitjes en zaadcellen worden in het water vrijgelaten en versmelten daar.
• Kraakbeenvissen gebruiken interne bevruchting.
• Terrestrische (land-)vertebraten gebruiken interne bevruchting: zaadcellen worden in het vrouwelijke voortplantingskanaal gebracht.
• Verschillende ontwikkelingsstrategieën zijn mogelijk.
  • Ovipariteit: Bevruchte eieren worden buiten het lichaam van de moeder gelegd.
  • Ovovivipariteit: Bevruchte eieren worden in het lichaam van de moeder gehouden en ontwikkelen zich dankzij de dooier in het ei.
  • Vivipariteit: Bevruchte eieren krijgen voedsel rechtstreeks van het bloed van de moeder.
  • Evolutie van interne bevruchting en vivipariteit bij vertebraten is besproken met voorbeelden bij verschillende groepen dieren (vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren).

Mannelijk voortplantingsstelsel

• De testes (teelballen) produceren spermatozoa (zaadcellen)
  • De tubuli seminiferi zijn de plaatsen van productie.
  • Leydigcellen produceren testosteron.
• De testes zakken af in het scrotum voor spermatogenese.
  • Omdat de lagere temperatuur in het scrotum gunstig is voor de ontwikkeling van spermacellen.
• Gametogenese in de testes (vorming van zaadcellen)
  • Spermatogonial cellen delen mitotisch tot 2 diploide cellen.
  • Een cel deelt verder meiotisch tot een primaire spermatocyt.
  • De andere cel blijft een spermatogonium.
• De primaire spermatocyt ondergaat meiose I, en vormt 2 haploïde secundaire spermatocyten.
  • Elke secundaire spermatocyt deelt verder meiotisch tot 2 spermatiden.
  • Hieruit ontstaan 4 haploide spermatiden.
  • Spermatiden differentiëren tot mature spermatozoa.
• Tubuli seminiferi bevatten ondersteunende cellen (Leydigcellen)
  • Liggen tussen tubuli seminiferi en produceren testosteron.
  • Cellen van Sertoli voeden en ondersteunen spermatogonia en helpen bij spermatogenese.
  • Sertoli cellen worden gestimuleerd door testosteron en FSH.
  • Produceren inhibine dat FSH-secretie reguleert (negatieve feedback).
• Structuur van een spermatozoa bestaat uit:
  • Kop met de nucleus en acrosoom dat enzymen bevat.
  • Lichaam met mitochondriën voor voortbeweging. - Staart met flagel uit microtubuli.
• Spermacellen worden naar de epididymis getransporteerd voor opslag en rijping.
• Het vas deferens verbindt de bijbal met de ejaculatiebuis.
• Het sperma bevat vloeistoffen uit verschillende klieren. De vesicula seminalis levert fructose-rijke vloeistof en prostaglandines. De prostaatklier levert melkachtige vloeistof rijk aan zink. De klier van Cowper secretaat neutraliseert sporen van urine.
• De penis met zwellichamen vult met bloed tijdens seksuele opwinding voor erectie.

Vrouwelijk voortplantingsstelsel

• Ovaria ontwikkelen trager dan testes.
• Vrouwelijke embryo's ontwikkelen een clitoris en schaamlippen als er geen testosteron is.
• Ovaria bevatten ovariële follikels.
  • Elke follikel bevat een potentiële oöcyt and kleinere granulosacellen.
• Opbouw van het vrouwelijk voortplantingsstelsel.
  • Ovaria, oviducten of eileiders, uterus of baarmoeder, cervix of baarmoederhals, vagina, en klieren van Bartholin.
• Bij de geboorte bevatten ovaria ongeveer 1 miljoen follikels.
  • Elk follikel heeft een primaire oöcyt in rust tijdens profase van meiose I.
  • Rond de puberteit beginnen granulosacellen oestrogeen te produceren.
• Menstruele cyclus:
  • Folliculaire fase: Verschillende follikels rijpen door FSH.
  • Een follikel bereikt de Graafse follikel fase.
  • Oestrogeen doet endometrium (baarmoederslijmvlies) toenemen. - Primaire oöcyt voltooit meiose I.
  • Ovulatie: LH piek zorgt voor het barsten van de follikel.
  • Secundaire oöcyt gaat naar het oviduct.
• Vanaf de puberteit zullen granulosacellen oestrogeen (oestradiol) secreteren.
• Het begin van de eerste menstruele cyclus (menarche).
• Stimuleert secundaire geslachtskenmerken.
  • Menstruele cyclus duurt ongeveer 1 maand.
• Luteale fase: LH transformeert de Graafse follikel in een corpus luteum.
• Corpus luteum secreteert oestrogeen en progesteron.
• Negatieve feedback op de vrijzetting van FSH en LH ter hoogte van de hypofyse.
• Ter voorkoming van groei van andere follikels waardoor andere follikels niet rijpen.
• Als er geen bevruchting is, atrofieert het corpus luteum door daling van LH.
• Het endometrium wordt afgeworpen.
• Zwangerschap: Als de oöcyt wordt bevrucht, blijft het corpus luteum actief door hCG.
  • hCG stimuleert de placenta productie van oestrogeen en progesteron.
• De secreties van progesteron en oestrogeen zorgen voor verdere ontwikkeling van het endometrium.

Vruchtbaarheidsregulatie

• Methoden voor de regulering van vruchtbaarheid zijn uniek voor de mens.

• Contraceptie gericht op de innesteling van het ei.

  • Onthouding: meest betrouwbaar, geen risico.
  • Spermablokkering: condoom, pessarium, cervixkap.
  • Sperma doodende stoffen: minder betrouwbaar.
    • Preventie van innesteling: spiraaltje.
    • Preventie van ovulatie: de pil.

• Werking van de pil: bevat analogen van oestrogenen en progesteron.

• Onderdrukt de productie van follikels en LH/FSH.

• Sterilisatie: Vasectomie (mannen), Tubectomie (vrouwen)

Onvruchtbaarheid

• Onvruchtbaarheid: het niet kunnen verwekken van kinderen na 1 jaar.
• Oorzaken bij vrouwen: eileiderontsteking (bv. Chlamydia), endometriose, premature ovarieel falen (POF), verstoorde hormoonbalans.
• Oorzaken bij mannen: verminderde hoeveelheid of beweeglijkheid sperma, infecties, verstoorde hormoonbalans, auto-immuniteit tegen sperm of schade aan de spermakanalen.
• Hormoonbehandeling bij onvruchtbaarheid: hoge dosis van FSH en LH.
• Geassisteerde voortplantingstechnieken: artificële inseminatie, GIFT, IVF, en ICSI.