Підручник з Біології і екології. 10 клас. Шаламов - Нова програма

§ 44. Репродуктивна медицина

Репродуктивні цикли тварин регулюються довжиною дня

Іще з прадавніх часів і до сьогодні прихід весни асоціювали із пробудженням природи й розквітом любові. Можливо, ви й самі переживали весняне відчуття легкості та романтизму Але чому це відбувається саме навесні?

Деякі ссавці, такі як коні, норки, бабаки й хом’яки паруються навесні. Інші тварини — олені й лосі, вівці, кози, миші — мають парувальний сезон восени. Організми цих тварин орієнтуються за довжиною світлового дня завдяки дії гормону епіфізу мелатоніну. Згадані вище тварини мають сезонне парування: статеві інстинкти «вмикаються» лише на конкретний проміжок часу, тим часом як протягом більшої частини року тварини залишаються нерепродуктивними.

Парувальні цикли людини не залежать від сезону, тобто запліднення може відбуватися в будь-який час протягом року. Така репродуктивна стратегія називається неперервною. Так само яків деяких тварин навесні в людини відбувається зменшення продукції мелатоніну, що стимулює синтез статевих гормонів. Це й дає характерне «відчуття весни».

Менструальний цикл дозволяє завагітніти лише в певні дні року

У ссавців і людини запліднення не може відбутися в будь-який день року, оскільки дозрівання яйцеклітини і вихід її з яєчника — овуляція — відбуваються періодично. Під час менструального циклу людини статеві гормони естрогени стимулюють розростання оболонки стінки матки — ендометрію. Якщо після овуляції відбудеться запліднення, то ембріон вросте в ендометрій і розпочнеться розвиток зародка.

Рис. 44.1. Ендометрій матки у різні періоди менструального циклу

Менструальний цикл починається з відшарування ендометрію матки, що супроводжується кровотечею (менструацією) і триває 3-7 днів. Після цього оболонки стінки матки відновлюються. Посередині циклу відбувається овуляція — вихід зрілої яйцеклітини з яєчника (червона лінія). Незапліднена яйцеклітина гине приблизно через добу. Але ендометрій продовжує рости, готуючись до приєднання заплідненої яйцеклітини. Якщо приєднання не відбувається, то через 10—14 днів знову починається менструація.

Якщо запліднення не відбудеться, то ендометрій буде виведено з організму під час маткової кровотечі — менструації й починається новий цикл (рис. 44.1). У ссавців із сезонним паруванням після одного чи кількох подібних циклів1 розвиток яйцеклітин зупиняється до наступного сезону парування. У людини менструальні цикли тривають протягом усього року й повторюються в середньому кожні 28 днів.

Народження дітей залежить від багатьох соціальних факторів

Характеристикою, яка більшою мірою відрізняє репродукцію людини від репродукції інших тварин, є планування сім’ї. Тут відіграють роль чимало факторів: приватні обставини, особисті пріоритети, фінансова спроможність, кар’єрні плани, соціальне середовище тощо (табл. 44.1).

1 У більшості ссавців немає менструаці іі, а ендометрій у кінці циклу просто розсмоктується.

Так, у більш розвинених та заможних країнах наявна тенденція створювати сім’ю пізніше, ніж у менш розвинених. Це можна пояснити, по-перше, кар’єрними амбіціями батьків, а по-друге, їхнім бажанням досягти фінансової стабільності на момент народження дитини. Фінансова стабільність виступає гарантом забезпечення дитини матеріально та дає змогу надати їй високоякісні медичні послуги, виховання та освіту. Такі пріоритети також відбиваються на народжуваності, яка є досить малою в найбільш розвинених країнах. Зрозуміло, що народження дитини поза шлюбом часто зменшує можливості батьків якісно й повно задовільнити потреби дитини в медичному обслуговуванні, освіті, харчуванні, одязі, відпочинку тощо. Тому кожна вагітність має бути бажаної, а батьки повинні бути готовими до цього. А рання вагітність, особливо в підлітковому віці, має крім фінансових недоліків, ще й фізіологічні, соціальні й психологічні. Так, у вагітних дівчат-підлітків частіше стаються викидні, порушується гормональний баланс організму. Також доведено, що частота материнських смертей під час пологів у понад два рази вища в матерів віком 15—19 років порівняно з матерями віком 20—24 роки. Молоді матері частіше залишають навчання, стають безробітними, вживають алкоголь і наркотичні речовини та здійснюють самогубство, ніж їхні бездітні однолітки. Крім того, у багатьох країнах позашлюбні діти й матері-підлітки страждають від дискримінації й соціального приниження. На жаль, часто хлопці-підлітки не визнають свого батьківства, залишаючи матір і дитину напризволяще. Тому розвинені держави приділяють значну увагу психологічній, соціальній та економічній підтримці таких людей.

Таблиця 44.1. Залежність народжуваності й смертності немовлят від рівня економічного розвитку країни.

Країни

Розвинені

Ті, що розвиваються

Найменш розвинені

Німеччина

Японія

Туреччина

Україна

Ефіопія

Афганістан

ВВП1 на душу населення, долари США

48111

41275

24912

8305

1946

1919

Середній вік матерів при народженні першої дитини

29,4

30,7

22,3

24,9

20

19,9

Середня кількість дітей у розрахунку на одну жінку

1,45

1,41

2,01

1,54

4,99

5,12

Кількість смертей немовлят віком до 1 року на 1000 народжених

3,4

2

17,6

7,8

49,6

110,6

1 ВВП — внутрішній валовий продукт на душу населення: за даними Міжнародного валютного фонду за 2016 рік.

Велика народжуваність у найменш розвинених країнах часто пояснюється традиціями суспільства. Крім того, вона компенсує високу дитячу смертність. Так, за низького розвитку медицини, дитяча смертність надзвичайно висока, тому народження великої кількості дітей є необхідною умовою для підтримання чисельності народу. Сучасна медицина дає змогу врятувати життя немовлят навіть із серйозними захворюваннями. Урешті-решт, не менш впливовим фактором народжуваності є низька частота використання методів контрацепції населенням бідних країн.

Використання різноманітних методів контрацепції дозволяє запобігти небажаній вагітності

Методи контрацепції — це пристрої та підходи, що допомагають запобігти вагітності. Контрацепція є дуже важливим інструментом планування сім’ї.

Чоловічі презервативи функціонують, створюючи фізичний бар’єр між сперматозоїдами і яйцеклітиною й унеможливлюють потрапляння сперми до статевих шляхів жінки. Презервативи найчастіше виготовляють з латексу, що є чутливим до підвищених температур та прямих сонячних променів (рис. 44.2). Тому презервативи треба зберігати в темному, сухому, прохолодному місці. Ніколи не використовуйте презервативи вдруге, після завершення терміну придатності чи в пошкодженому пакуванні, через значне зниження їхньої ефективності й можливу наявність пошкоджень. Головними перевагами чоловічих презервативів є легкість у використанні, доступність, висока ефективність та захист від інфекцій, що передаються статевим шляхом (ІПСШ). До найнебезпечніших ІПСШ відносять ВІЛ/СНІД, гепатити, сифіліс, гонорею, хламідіоз тощо.

Рис 44.2. Чоловічі презервативи є одним із найрозповсюдженіших методів контрацепції й додатково захищають від ІПСШ

Гормональні контрацептиви є ефективним методом контрацепції, й найчастіше жінки приймають їх у вигляді таблеток. Вони містять гормони, які запобігають овуляції та згущують слиз шийки матки, що ускладнює рух сперматозоїдів. Приймати гормональні контрацептиви потрібно під наглядом лікаря, оскільки в них часто є побічні ефекти. Ще одним недоліком гормональних контрацептивів є те, що вони не захищають від ІПСШ. Тому цей метод контрацепції рекомендовано використовувати при статевих стосунках із постійним партнером, здоров’я якого не викликає сумнівів.

До групи методів поведінкової контрацепції відносять відстежування менструальних циклів та метод переривання статевого акту. Відстежуючи менструальний цикл за календарем чи температурою тіла, можна вирахувати приблизний день овуляції. Для стандартного 28-денного циклу найвищі шанси завагітніти є з 10 по 18 день. Для контрацепції потрібно запобігати незахищеним статевим контактам за 4—5 днів до очікуваної овуляції, оскільки сперматозоїди можуть виживати в статевих шляхах жінки кілька діб. Метод перерваного статевого акту полягає в тому, що еякуляція1 відбувається поза статевими шляхами жінки. Утім поведінкова контрацепція не є надійними методом запобігання вагітності.

Є й інші методи контрацепції: чоловіча та жіноча стерилізація, протизаплідні спіралі, контрацептивні імплантати, жіночі презервативи та сперміцидні діафрагми тощо. Вони використовуються рідше, потребують втручання лікаря, а інколи й цілої хірургічної операції, хоча зазвичай є більш ефективними, ніж класичні.

Репродуктивна медицина покликана боротися з безпліддям

За даними ВООЗ, близько 10 % жінок у всьому світі стикалися з проблемами запліднення або стерильністю — неможливістю мати дітей. Існує велика кількість причин чоловічої та жіночої стерильності, серед яких різноманітні захворювання й порушення, генетичні аномалії. Куріння, вживання алкоголю та наркотичних речовин також негативно впливає на репродуктивну функцію як жінок, так і чоловіків.

1 Від лат. ejaculatio — викидання, виверження. Інакше кажучи, сім’явипорскування.

Рис. 44.3. Екстракорпоральне запліднення

А. Схема. Б. Інтрацитоплазматична ін’єкція полягає в безпосередньому введенні сперматозоїда (біла клітина із джгутиком посередині) у цитоплазму (сплющена кулька) яйцеклітини (синя куля).

Сучасна репродуктивна медицина дозволяє мати дітей парам, які з тих чи інших причин не можуть мати дітей. Так, при проблемах із рухливістю сперматозоїдів або при порушеннях прохідності маткових труб, використовують екстракорпоральне2 або штучне запліднення (рис. 44.3, А). Для цього в жінки стимулюють суперовуляцію: дозрівання одразу кількох яйцеклітин. Ці яйцеклітини виділяють з організму й запліднюють спермою батька в лабораторних умовах («у пробірці»), Якщо сперматозоїди малорухливі чи їх мало в спермі, то здійснюють інтрацитоплазматичну ін’єкцію сперматозоїда в яйцеклітину (рис. 44.3, Б). Ембріони кілька днів підрощують на спеціальному середовищі за постійної температури і, протестувавши зародок на відсутність вад і генетичних хвороб, пересаджують до матки. Як правило, через меншу за 100 % ефективність прикріплення й розвитку зародка, у матку вводять одразу два ембріони. Невикористані зародки зазвичай заморожують у рідкому азоті на випадок повторної процедури.

2 Від лат. extra — ззовні й corpus — тіло.

Рис. 44.4. Метод цитоплазматичної заміни

1. Зигота пари пацієнтів з ушкодженими мітохондріями. 2. Здорове ядро виймають з ушкодженої зиготи. 3. Ядро видаляють зі здорової зиготи. 4. Ядро пацієнтів переносять до зиготи донорів зі здоровими мітохондріями. 5. Ембріон, позбавлений мітохондріальних хвороб.

Подеколи безпліддя і хвороби дитини спричинені дефектами геному мітохондрій, які діти успадковують від матері. У важких випадках єдиним дієвим методом розв’язання цієї проблеми є використання здорових мітохондрій від донора для заміщення мітохондрій матері, що несуть мутації в мітохондріальній ДНК. Уже розроблено метод цитоплазматичної заміни, що дозволяє переносити ядро з яйцеклітини чи зиготи до здорової яйцеклітини чи зиготи, отриманої від жінки-донора (рис. 44.4). Надалі яйцеклітина запліднюється поза організмом. Така зигота, що містить хромосомний матеріал обох батьків і мітохондрії від третьої жінки, дає початок здоровому зародку, який нормально розвивається в матці жінки-пацієнтки.

Українська наука не залишається осторонь від світових досягнень. Нашим лікарям одним із перших у світі вдалося успішно здійснити цитоплазматичну заміну, завдяки чому в січні 2017 року в Києві народилася здорова дівчинка.

У зв’язку з використанням екстракорпорального запліднення постає ряд біоетичних питань

За відсутності здорових яйцеклітин у матері чи сперматозоїдів у батька, деколи використовують донорські яйцеклітини й донорську сперму. Таке використання породжує ряд моральних питань. Чи повинні донори знати, що їхні клітини були використані й у них є нащадки? Чи мусять діти знати, хто їхні біологічні батьки?

Якщо безпліддя викликано неможливістю виношування плоду, то використовують суррогатне материнство. Для нього залучають жінок-донорів, які виношують дитину в своїй матці. У суспільстві триває обговорення питань: чи має право сурогатна мати знати про майбутнє виношеної дитини і чи потрібно повідомляти дитині, що вона розвивалася в тілі сурогатної матері.

Не використані ембріони тривалий час тримають замороженими та з часом, за згодою батьків, можуть передавати безплідним парам. Чи повинна в цьому випадку дитина знати про своїх біологічних батьків? Коли спливає термін зберігання ембріонів, їх знищують, тож чи вважати це вбивством людини, адже зародок потенційно може розвинутися в здорову особу? Хто мусить відповідати за таке «вбивство»? Пошуком відповідей на ці й інші етичні запитання медицини й біологічних досліджень займається біоетика. На сьогодні донорство гамет, ембріонів і сурогатне материнство в Україні є анонімними, тобто жодна зі сторін процесу не має ідентифікаційних даних інших учасників. Але однозначної відповіді на біоетичні запитання в людства поки що немає.

Життєві запитання — обійти не варто!

Елементарно про життя

• 1. Оберіть правильне твердження про залежність між рівнем ВВП і народжуваністю.

А родини в більш розвинених країнах мають зазвичай більше дітей через кращу фінансову забезпеченість

Б родини в розвинених країнах планують дітей пізно й часто мають маленькі сім’ї, концентруючи ресурси на меншій кількості нащадків

В бідні країни характеризуються високою народжуваністю на додачу до низької дитячої смертність

Г Україна має середні показники народжуваності, що є типовим для найбільш розвинених країн

Д знижуючи коефіцієнт народжуваності, можна підвищити ВВП

• 2. Що з переліченого є недоліком методів гормональної контрацепції?

А ця контрацепція є ефективним методом запобігання вагітності

Б захищає від зараження ІПСШ

В не потребує проведення хірургічних процедур

Г не запобігає зараженню ВІЛ

Д запобігає вагітності протягом усього менструального циклу

• 3. Оберіть фактор ризику, що НЕ характерний для підліткової вагітності.

А ймовірніша смерть плоду

Б неспроможність виносити плід

В ймовірніша смерть матері

Г суспільний осуд матерів-підлітків

Д неможливість повноцінно задовільнити потреби дитини

• 4. Увідповідніть метод контрацепції та механізм, за якими він працює.

1. чоловічий презерватив

2. гормональні таблетки

3. відстежування менструального циклу

4. перерваний статевий акт

А вбиває сперматозоїди

Б зупиняє розвиток яйцеклітини

В створює бар’єр з латексу між чоловічими й жіночими гаметами

Г не дозволяє сперматозоїдам потрапляти в жіночі статеві шляхи

Д запобігає статевому акту в період із високою ймовірністю запліднення

У житті все просто

• 5. Від чого залежить сезон парування тварин? Чому лише деякі тварини здатні до неперервного парування?

• 6. Схарактеризуйте умови, за яких потрібно використовувати методи контрацепції. А в яких випадках їх можна не використовувати?

У житті не все так просто

• 7. Проаналізуйте залежність між рівнем добробуту (ВВП) і народжуваністю за даними таблиці 44.1. Чим можна пояснити таку, здавалося б нелогічну, залежність?

• 8. Індекс Перля показує ефективність певного методу контрацепції. Порівняйте ці індекси для різних методів. Чому для багатьох методів контрацепції індекс Перля має значні коливання?

Проект для дружної компанії

• 9. Разом з однокласниками і однокласницями розробіть декларацію прав ембріона й обговоріть її на уроці.