Dişi üreme sistemi ve döngü

Itır'ın teyzesi Hamiyet beş aylık hamile; doğacak bebeğin kız olduğu da belli olmuş. Pazar kahvaltısında Itır, biyoloji ödevi için hazırladığı «bir kadının yaşam şeridi» kartonunu masaya seriyor. Ergenlik kutusuna kendi notunu iliştirmiş: «Yumurtalıklar yumurta hücresi yapmaya bu yaşta başlar; tıpkı testisler gibi, her ay yenilerini üretir.» Hamiyet sehpadaki haftalık gebelik rehberini açıp yirminci hafta sayfasından bir satır okuyor: bu haftalarda kız bebeğin yumurtalıklarında olgunlaşmamış yumurta hücreleri çoktan oluşmuş durumdadır. Itır not kâğıdına bir daha bakıyor. Henüz doğmamış teyze kızının yumurtalıklarında, yıllar sonra bırakılacak hücreler şimdiden varsa, bu hücreler on yılı aşkın bir süre ne yapıyor? Ergenlikte başlayan şey üretim değilse, başlayan ne?

• Yumurtalık, yumurta kanalı, rahim, rahim ağzı ve vajinayı görevleriyle eşleştirir, ovulasyonun ve döllenmenin olağan yerlerini ayırt edersin.
• Oogenezin basamaklarını hücrelerin kromozom sayısı ve bekleme zamanlarıyla sıralar, spermatogenezle sayı, sitoplazma paylaşımı ve zamanlama bakımından karşılaştırırsın.
• Sözle verilmiş bir döngü grafiğinde hangi günlerde FSH, LH, östrojen ve progesteronun yükseldiğini okur, yumurtalık ve rahim evreleriyle ilişkilendirirsin.
• LH artışının olmaması ya da sarı cismin erken gerilemesi gibi varsayımsal durumların hormonlara ve rahim iç zarına etkisini öngörürsün.

Yumurtalıktan rahim ağzına bir yol

Dişi üreme sistemi karın boşluğunun alt kısmında, leğen kemiklerinin koruduğu bölgede yer alır. Sistemin iki ucu ayrı işler görür: bir ucunda gamet ve hormon yapan bezler, öbür ucunda gameti karşılayan ve olası bir embriyoyu barındıran kanallar bulunur.

• Yumurtalıklar (ovaryum): Rahmin iki yanında, badem büyüklüğünde bir çift bezdir. Oositleri olgunlaştırır ve kana östrojen ile progesteron verir; «Eşeysel bezler» dersinde karma bez dediğimiz yapının dişideki karşılığıdır.
• Yumurta kanalları (fallop tüpleri): Rahmin üst köşelerinden yumurtalıklara doğru uzanan iki ince borudur. Yumurtalığa bakan ucu saçaklı ve huni biçimlidir; bu uç yumurtalığa yapışık değildir, bırakılan hücreyi yakalayıp kanala alır. Kanalın iç yüzündeki titrek tüyler ve duvarındaki kasların kasılması hücreyi rahme doğru iter. Döllenme olağan olarak burada, yumurta kanalının yumurtalığa yakın bölümünde gerçekleşir.
• Rahim (uterus): Armut biçimli, içi boş bir organdır. Kalın duvarı düz kastan yapılmıştır (miyometriyum); doğumda kasılan bu tabakadır. Boşluğu döşeyen iç zar (endometriyum) ise her döngüde kalınlaşıp yenilenen, damardan ve bezden zengin bir dokudur; olası bir embriyo buraya tutunur.
• Rahim ağzı: Rahmin alt ucunda, rahim boşluğunu vajinaya bağlayan dar boyun bölümüdür.
• Vajina: Rahim ağzından dışarıya açılan kaslı kanaldır. Spermleri karşılar, menstrual akıntının dışarı çıktığı ve doğumda bebeğin geçtiği yoldur.

Oogenez: doğumdan önce başlayan bölünme

Itır'ın notundaki yanılgı, yumurta hücresinin yapımını spermle aynı takvime koymasından doğar. Yumurta oluşumu (oogenez) tek seferde bitmez; aralarına yıllar giren duraklarla ilerler.

İlk adımlar doğumdan önce atılır. Kız bebeğin gelişen yumurtalıklarında diploit (2n) oogonyumlar mitozla çoğalır. Oogonyumlar büyüyerek birincil oositlere (2n) dönüşür ve mayoz I'e girer, ama bölünmenin başında, profaz I'de durur. Bu duruş doğumdan önce kurulur ve yıllarca sürer. Doğumda yumurtalıklarda bulunan birincil oositler, yaşam boyu bırakılacak olanlardan çok daha fazladır; çoğu hiç olgunlaşmadan geriler.

Ergenlikle birlikte bekleyen hücreler sırayla uyanır. Her döngüde genellikle bir birincil oosit mayoz I'i ovulasyondan kısa süre önce tamamlar. Bölünmede sitoplazma eşit paylaşılmaz: büyük hücre ikincil oosit (n), küçük olan ise birinci kutup hücresi olur. Ovulasyonla yumurtalıktan bırakılan hücre, olgun yumurta değil bu ikincil oosittir; mayoz II'nin ortasında bekler.

Son adım ancak döllenmeyle atılır. Ders kitabı düzeyinde mayoz II, sperm ikincil oosite girdiğinde tamamlanır; yine eşitsiz bir bölünmeyle bir yumurta ve küçük bir ikinci kutup hücresi oluşur. Döllenme olmazsa mayoz II tamamlanmaz ve ikincil oosit kısa sürede yaşamını yitirir. Kutup hücreleri gamet olarak işlev görmez ve yok olur. Sonuçta bir birincil oositten tek bir yumurta çıkar; ders kitaplarındaki şemalarda birinci kutup hücresinin de bölündüğü varsayılır ve yumurtanın yanına üç kutup hücresi çizilir. Homologların mayoz I'de ayrılması ve kardeş kromatitlerin mayoz II'de ayrılması, TYT'deki «Mayoz» dersinde gördüğün olayların aynısıdır; burada değişen, bölünmenin zamana yayılması ve sitoplazmanın tek hücrede toplanmasıdır.

Sperm hattıyla karşılaştırma

«Erkek üreme sistemi» dersindeki spermatogenez ile oogenez aynı bölünmeyi kullanır, ama ürünlerini farklı biçimde paylaştırır. TYT'deki «Eşeyli üreme» dersi bu farkın ilk izini göstermişti; aşağıdaki tablo zamanlamayı da ekler.

Eşitsiz paylaşımın getirisi büyük bir hücredir: embriyonun ilk bölünmelerini besleyecek sitoplazma ve depo maddeleri tek hücrede toplanır. Spermde tersine sayı ve hareket öne çıkar.

Folikülün ömrü

Yumurtalıktaki her birincil oosit, onu saran tek katlı hücrelerle birlikte küçük bir folikül içinde bekler. Bir döngünün başında FSH'nin etkisiyle birkaç folikül büyümeye başlar; çevre hücreler çoğalır, folikülün içinde sıvı dolu bir boşluk oluşur. Çoğunlukla bunlardan yalnız biri sona kadar büyür, ötekiler geriler. Büyüyen folikülün hücreleri östrojen salgılar; folikül büyüdükçe kandaki östrojen de artar. Olgunlaşan folikül yumurtalığın yüzeyinde bir kabarıklık oluşturur ve LH'nin ani artışından kısa süre sonra yırtılarak ikincil oositi bırakır. Bu olaya ovulasyon denir. Ovulasyon yumurtalığın yüzeyinde olur, rahimde olmaz; bırakılan hücreyi yumurta kanalının saçaklı ucu yakalar.

Yırtılan folikülden geride kalan hücreler LH'nin etkisiyle büyüyüp sarımsı bir renk alır ve sarı cisme (korpus luteum) dönüşür. Sarı cisim, ömrü sınırlı bir hormon bezi gibi çalışır: başta progesteron olmak üzere östrojen de salgılar.

Bir takvimde iki döngü

Menstrual döngünün uzunluğu yaklaşık 28 gündür; bu bir ortalamadır ve kişiden kişiye, aynı kişide de döngüden döngüye değişebilir. Günler, kanamanın başladığı gün 1 sayılarak numaralanır. Aynı takvimde iki döngü birlikte ilerler: yumurtalıkta folikülün öyküsü, rahimde iç zarın öyküsü.

İki sütun birbirine hormonlarla bağlıdır. Yumurtalık ne yapıyorsa rahim onun hormonunu okur: folikül östrojen verdiğinde iç zar kalınlaşır, sarı cisim progesteron verdiğinde zar korunur ve beslenir. Döngünün uzunluğundaki farklar çoğunlukla folikül evresinden gelir; ovulasyondan sonraki luteal evre görece daha düzenlidir. Bu yüzden «ovulasyon her kişide 14. gündedir» denemez.

Fren gaza döndüğünde

«Eşeysel bezler» dersinde hipotalamus–hipofiz–eşey bezi eksenini kurmuş ve dişide östrojen ile progesteronun çoğu zaman frenlediğini, döngünün belirli bir evresinde ise östrojenin bu etkiyi tersine çevirdiğini söyleyip istisnayı buraya bırakmıştık. FSH ile LH'nin ön hipofizden geldiğini ve GnRH tarafından uyarıldığını da «Hipotalamus ve hipofiz» dersinden biliyoruz. Şimdi döngünün içinden okuyalım.

Folikül evresinin başında östrojen düşüktür; FSH foliküllerin büyümesini uyarır. Büyüyen folikülün östrojeni yükselirken bir süre negatif geri bildirim işler ve FSH'yi baskılar. Döngünün ortasına doğru östrojen yüksek bir düzeye çıkıp bir süre orada kalınca hipotalamus ve ön hipofizin yanıtı değişir: yüksek östrojen bu kez GnRH ve LH salgısını artırır. Sonuç LH'de ani ve sivri bir tepedir; FSH de daha küçük bir tepe yapar. Etki kendi nedenini büyüttüğü için bu bir pozitif geri bildirimdir ve ovulasyonu tetikleyen budur. LH tepesi birincil oositin mayoz I'i tamamlamasını, folikülün yırtılmasını ve geride kalan hücrelerin sarı cisme dönüşmesini başlatır.

Luteal evrede ise fren yeniden çalışır. Sarı cismin progesteronu ve östrojeni birlikte hipotalamusu ve ön hipofizi baskılar; FSH ile LH düşük kalır ve bu sürede yeni bir folikül olgunlaşmaz.

Grafiği sözle okumak

Döngüyü bir bakışta özetlemenin en derli toplu yolu, yatay ekseni gün (1'den 28'e), dikey ekseni hormon düzeyi olan bir grafiktir. 28 günlük varsayımsal bir döngüde eğrilerin biçimi şöyle betimlenebilir:

• FSH: Döngünün ilk günlerinde hafifçe yükselir, folikül evresinin sonlarına doğru biraz azalır, ortada LH ile birlikte küçük bir tepe yapar, luteal evrede düşük kalır.
• LH: Döngünün çoğunda düşüktür; yaklaşık 13–14. günlerde dar ve sivri bir tepe çizer, hemen ardından düşer.
• Östrojen: Folikül evresi boyunca artar ve LH tepesinden hemen önce, yaklaşık 12–13. günlerde en yüksek değerine ulaşır; ovulasyondan sonra düşer, luteal evrede ikinci ve daha alçak bir yükseliş gösterir.
• Progesteron: İlk yarıda tabana yakındır; ovulasyondan sonra yükselir, yaklaşık 21. gün dolayında en yüksek değerine çıkar, döllenme yoksa döngünün sonuna doğru düşer.

Grafiği okurken önce LH tepesini bul: ovulasyon onun hemen ardından gelir ve takvimi ikiye böler. Tepenin solu folikül evresidir, sağı luteal evre. Tepeden hemen önce zirve yapan östrojendir; ikinci yarıda yükselen ana eğri progesterondur.

Döllenme olursa, olmazsa

Döllenme olmazsa sarı cisim yaklaşık iki haftalık ömrünün sonunda geriler. Progesteron ve östrojen düşer. Kalınlaşmış iç zarı ayakta tutan hormon çekildiği için zarın üst katmanı kanla birlikte dökülür ve yeni bir menstruasyon başlar. Aynı düşüş hipotalamus ile ön hipofiz üzerindeki freni de kaldırır; FSH yükselir ve yeni bir döngünün foliküllerini büyütmeye başlar. Böylece aynı hormon düşüşü iki iş görür: rahimde dökülmeyi başlatır, hipofizde yeni döngünün önünü açar.

Döllenme olursa gelişen embriyo bir sinyal hormonu salgılar ve sarı cismin gerilemesini önler. Ders kitaplarında bu hormon hCG olarak anılır. Sarı cisim progesteron salgılamayı sürdürür, iç zar korunur ve menstruasyon olmaz. Bu sinyalin ayrıntısı ve embriyonun rahme tutunması sonraki dersin konusudur.

Döngüler ergenlikle başlar ve yıllar boyu sürer. İleri yaşta yumurtalıklarda uyarıya yanıt verecek folikül kalmaz; östrojen ve progesteron düşük kalır, döngüler sona erer. Bu döneme menopoz denir. Freni sağlayan hormonlar azaldığı için menopozdan sonra FSH ve LH yüksek seyreder. Itır'ın şeridine dönersek: ergenlikte başlayan şey yumurta hücresinin yapımı değil, doğumdan beri bekleyen birincil oositlerin her döngüde birer birer uyandırılmasıdır.

Kanalda buluşma

Ovulasyonla bırakılan ikincil oosit yumurta kanalında rahme doğru ilerlerken, vajinadan giren spermler rahim ağzından ve rahimden geçerek aynı kanala ulaşır. Yüzlerce sperm oositin çevresine varırken yalnız birinin içeri girmesi nasıl sağlanır, iki haploit çekirdek nasıl tek bir zigot çekirdeğine dönüşür ve zigot rahme varana kadar hangi bölünmelerden geçer? Döllenme ve embriyonik gelişim konusu bu buluşmanın ardından gelir: zigotun bölünmeleri, rahim iç zarına tutunma ve embriyonik tabakalardan organların oluşumu.

Örnek 1 — Grafikte günü bulmak

Soru: 28 günlük varsayımsal bir döngü grafiğinde LH eğrisi yaklaşık 13. ve 14. günlerde dar bir tepe yapıyor; progesteron eğrisi yaklaşık 21. gün dolayında en yüksek değerde. Yaklaşık 21. gün için hangisi doğrudur?

• A) Folikül evresi sürmektedir ve östrojen en yüksek değerine yaklaşmaktadır.
• B) Yumurtalıkta sarı cisim etkindir, rahim iç zarı salgı evresindedir.
• C) Menstruasyon sürmektedir.
• D) Olgun folikül yırtılmak üzeredir.
• E) Mayoz I henüz başlamamıştır.

Çözüm: LH tepesi ovulasyonu gösterir; 21. gün onun sağında, yani luteal evrededir. Progesteronun en yüksek olması sarı cismin bu dönemde çalıştığını, iç zarın da progesteronla korunup salgı yaptığını gösterir. A ve D ovulasyondan önceki günleri anlatır, C döngünün ilk günlerine aittir. Birincil oositler mayoz I'e doğumdan önce girer; E bunu yok sayar. Cevap: B.

Örnek 2 — Freni gaza çeviren an

Soru: Döngünün çoğunda östrojen, hipotalamus ve ön hipofiz üzerinde frenleyici etki gösterir. Ovulasyondan hemen önce LH'nin ani yükselmesi en iyi hangisiyle açıklanır?

• A) Östrojenin düşmesiyle frenin kalkması
• B) Sarı cismin LH salgılaması
• C) Yüksek düzeye çıkıp bir süre öyle kalan östrojenin bu kez LH salgısını artırması
• D) Progesteronun en yüksek değerine ulaşması
• E) Rahim iç zarının dökülmesinin hipofizi uyarması

Çözüm: LH tepesinden hemen önce östrojen düşük değil, en yüksek düzeydedir; bu yüzden A olayı ters kurar. Yüksek östrojenin GnRH ve LH salgısını artırması, etkinin kendi nedenini büyüttüğü pozitif geri bildirimdir. LH ön hipofizden gelir, sarı cisimden değil. Progesteron ovulasyondan sonra yükselir; menstruasyon ise döngünün başındadır. Cevap: C.

Örnek 3 — Hangi hücre, kaç kromozom?

Soru: İnsanda oogenezle ilgili hücre–kromozom sayısı–zaman eşleştirmelerinden hangisi doğrudur?

• A) Birincil oosit — 2n — doğumdan önce mayoz I'in başında duraklar
• B) İkincil oosit — 2n — doğumdan önce oluşur
• C) Oogonyum — n — ergenlikte mayozla çoğalır
• D) Birinci kutup hücresi — 2n — döllenmeden sonra oluşur
• E) Yumurta — n — ovulasyondan önce yumurtalıkta oluşur

Çözüm: Birincil oosit diploittir ve doğumdan önce profaz I'de durur. İkincil oosit mayoz I'in ürünü olduğu için haploittir ve ergenlikten sonra, ovulasyondan kısa süre önce oluşur. Oogonyumlar diploittir ve doğumdan önce mitozla çoğalır. Birinci kutup hücresi mayoz I'de, ikincil oositle birlikte oluşur. Mayoz II ders kitabı düzeyinde döllenmeyle tamamlandığından olgun yumurta ovulasyondan önce oluşmaz. Cevap: A.

Örnek 4 — FSH yetmezse

Soru: Varsayımsal bir döngüde ön hipofizden salgılanan FSH, foliküllerin büyümesine yetmeyecek kadar düşük kalıyor. Bu döngüde hangisi beklenir?

• A) Folikül olgunlaşır, ama sarı cisim oluşmaz.
• B) Östrojen yükselir, rahim iç zarı her zamankinden kalın olur.
• C) Progesteron folikül evresinde yükselir.
• D) Foliküller olgunlaşmaz, östrojen yükselmez; LH tepesi oluşmaz ve ovulasyon olmaz.
• E) Ovulasyon olur, çünkü LH tek başına foliküleri olgunlaştırır.

Çözüm: Zinciri sırayla izle: FSH düşükse folikül büyümez; büyümeyen folikül östrojen yapamaz. Östrojen yüksek düzeye çıkmadığı için LH tepesini doğuracak pozitif geri bildirim de kurulmaz, ovulasyon olmaz ve sarı cisim oluşmaz. B ve C bu zincirin tersini söyler. E, foliküllerin büyümesini başlatan hormonun FSH olduğunu unutur; A ise olgunlaşmanın olabileceğini varsayarak ilk halkayı atlar. Cevap: D.

• Ovulasyonu rahme yerleştirmek. Ovulasyon yumurtalığın yüzeyinde olur; bırakılan hücreyi yumurta kanalının saçaklı ucu yakalar. Döllenmenin olağan yeri de rahim değil, yumurta kanalıdır.
• Her döngüde iki yumurtalıktan birer hücre çıktığını sanmak. Genellikle bir döngüde iki yumurtalıktan yalnız birinde bir folikül olgunlaşır ve tek bir ikincil oosit bırakılır.
• Yumurta hücrelerinin ergenlikte üretilmeye başladığını sanmak. Birincil oositler doğumdan önce oluşur ve mayoz I'in başında bekler; ergenlik, bu hücrelerin döngü döngü olgunlaşmasını başlatır.
• Bırakılan hücreyi olgun yumurta saymak. Ovulasyonla bırakılan ikincil oosittir; mayoz II ders kitabı düzeyinde döllenmeyle tamamlanır.
• Dişide geri bildirimi her an negatif sanmak. Döngünün ortasında yüksek ve süreğen östrojen LH salgısını artırır; bu pozitif geri bildirim ovulasyonu tetikler.
• Menstruasyonu bir hormonun yükselmesine bağlamak. Kanamayı başlatan, sarı cismin gerilemesiyle progesteron ve östrojenin düşmesidir.