Fyziologie gamet a oplození - MB151P118

• Anglický název: Physiology of gametes and fertilization
• Český název: Fyziologie gamet a oplození
• Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: 8
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Další informace: http://V době protiepidemických opatření probíhá výuka online prostřednictvím v době uvedené v rozvrhu.
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. Michaela Frolíková, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Michaela Frolíková, Ph.D.; doc. RNDr. Kateřina Komrsková, Ph.D.; RNDr. Mgr. Zuzana Krátká, Ph.D.; RNDr. Pavla Postlerová, Ph.D.; RNDr. Nataša Šebková, Ph.D.

Anotace

Přednáška posluchače detailně seznamuje se stavbou a funkcí gamet s důrazem na savce. Zaměřuje se na vývoj gamet a podrobný popis jejich stavby. Popisuje jejich maturaci a biochemické procesy bezprostředně předcházející vazbě a fúzi vajíčka a spermie. Detailně se zaobírá molekulární podstatou oplození, jakožto i možnými příčinami neplodnosti. Přednáška je určena pro studenty magisterských a doktorských studijních programů.

Poslední úprava: Postlerová Pavla, RNDr., Ph.D. (06.10.2021)

Literatura

Associates, části kapitol z 10. vyd. jsou dostupné na internetu: http://10e.devbio.com/contents.php?sub=1&art=1&full=1

 

Knobil and Neill Physiology of Reproduction (Academic press)

Christopher J. De Jonge,Christopher L. R. Barratt: Sperm Cell (Cambridge university press)

Tim R. Birkhead,Dave J. Hosken,Scott S. Pitnick: Sperm biology: An evolutionary perspective (http://www.sciencedirect.com/science/book/9780123725684)

Gilbert S: Developmental Biology (Sinauer press) 

Vybrané odborné publikace doporučené během přednášky.

Poslední úprava: Komrsková Kateřina, doc. RNDr., Ph.D. (02.12.2019)

Požadavky ke zkoušce

Podmínkou pro úspěšné splnění zkoušky je znalost obsahu přednášek.

V případě, že zkouška nebude moci probíhat presenčně, bude realizována pomocí on-line testu.

Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (07.10.2020)

Sylabus

Fyziologie gamet a oplození - Sylabus a rozpis termínů přednášek ZS 2024   1. Oogeneze – vývoj vajíčka a jeho detailní struktura  přednášející: Michaela Frolíková  termín: 3.10. 2025 oogeneze – struktura vaječníků, hormonální řízení, vývoj vajíčka a jeho jednotlivá maturační stádia, proteiny účastnící se meiózy, detailní struktura vajíčka, oolema a extracelulární obaly vajíčka – Zona pellucida a Cumulus oophorus. jejich struktura a funkce.   2. Spermatogeneze – vývoj spermie a její detailní struktura  přednášející: Nataša Šebková  termín: 10.10. 2025 Struktura varlat. Zárodečné buňky. Spermatogeneze: Sertoliho buňky, Leydigovy buňky, princip hormonálního řízení. Spermatogeneze: spermatogonie, primární a sekundární spermatocyty, spermatidy. Spermiogeneze: morfologicko-strukturní proměny, tvorba a složení akrozómu, struktura bičíku a jeho funkce, kondenzace jaderného chromatinu. Maturace spermií. Morfologie spermií, energie, pohyb. Funkční části hlavičky spermie.   3. Epididymální maturace  přednášející: Pavla Postlerová  termín: 17.10. 2025 Morfologie epididymu. Epididymální tekutina – její složení a funkce. Epididymosomy. Proteiny epididymu – významné proteiny pro zrání spermií, mezidruhové porovnání, funkce v reprodukci. Plazmatická membrána spermie, její změny během maturace. Vývoj motility spermií.   4.  Seminální tekutina  přednášející: Pavla Postlerová  termín: 24.10. 2025 Morfologie přídatných pohlavních orgánů. Složení semenné tekutiny. Významné proteiny semenné plazmy – mezidruhové porovnání, jejich struktura a vazebné vlastnosti, jejich funkce v reprodukci. Hodnocení ejakulátu a separace spermií pro využití v ART.   5. Kapacitace  přednášející: Nataša Šebková  termín: 31.10. 2025 Kapacitační změny povrchové, membránové a cytoplazmatické. Oviduktální rezervoár.  Signální dráhy vedoucí ke kapacitaci: kumulární buňky versus zona pellucida, úloha cholesterolu, změna intracelulárního iontového složení, dynamika aktinového cytoskeletu, tyrozinová fosforylace.  Hyperaktivace spermie. Kapacitace in vitro. Prostorové uspořádání klíčových proteinů v hlavičce spermie.   6. Akrozomální reakce  přednášející: Michaela Frolíková  termín: 7.11. 2025 Vznik akrozómu, akrozomalní membrána – její části a proteinové složení, intraakrozomální proteiny, signální dráhy řídící akrozomální reakci (AR), AR in vitro a její induktory, spontánní AR, relokalizace klíčových proteinů během AR, role aktinového cytoskeletu během AR.   7.  Kompetice spermií  přednášející: Kateřina Komrsková  termín: 14.11. 2025 Parametry predikující a ovlivňující kompetici spermií na organismální, buněčné a sub-buněčné úrovni a v jednotlivých maturačních a morfologických stádiích spermie; gonadosomatický index, morfologie spermií, motilita, kapacitace, akrozomální reakce, interakce spermie a vajíčka, faktor skryté volby samice.   8. Interakce gamet přednášející: Kateřina Komrsková  termín: 21.11. 2025 Proteiny účastnící se interakce a fúze spermie a vajíčka, Izumo1, ADAMy, CD46, Juno, CD9, CD81, struktura a dynamika tetraspaninové sítě.   9. Oplození přednášející: Kateřina Komrsková  termín: 28.11. 2025 Příprava na oplození, regulace vniku spermie, oplozovací reakce, mezidruhové rozdíly, časná odpověď, pozdní odpověď, úloha iontů a jejich řízené uvolňování, aktivace metabolismu vajíčka.   10. Neplodnost  přednášející: Zuzana Krátká  termín: 5.12. 2025 Příčiny neplodnosti u žen a mužů. Spermiogram. Imunologická příčina neplodnosti. Diagnostické markery. IVF metody.   11. Chemická komunikace gamet  přednášející: Michaela Frolíková  termín: 12.12. 2025 Chemotaxe a termotaxe spermie a vajíčka, signální dráhy účastnící se chemické komunikace gamet, olfaktorické receptory na gametách, feromony, CatSper, Tas receptory, progesteron, formyl peptidové receptory.

Poslední úprava: Frolíková Michaela, RNDr., Ph.D. (08.09.2025)

Výsledky učení

Výsledky učení - Fyziologie gamet a oplození

Po úspěšném absolvování předmětu student:

Kognitivní doména

Znalosti a porozumění:

Gametogeneze a struktura gamet

• Popíše strukturu vaječníků a varlat včetně jejich buněčných komponent
• Vysvětlí hormonální regulaci oogeneze a spermatogeneze
• Identifikuje jednotlivá maturační stádia vývoje vajíčka a spermie
• Charakterizuje detailní strukturu vajíčka včetně oolemy, zony pellucida a cumulus oophorus
• Rozliší funkční části spermie (hlavička, akrozom, bičík) a vysvětlí jejich funkce
• Popíše morfologicko-strukturní proměny během spermiogeneze
• Vysvětlí úlohu Sertoliho a Leydigových buněk v spermatogenezi
• Charakterizuje proteiny účastnící se meiózy a jejich funkce

Maturace a kapacitace spermií

• Definuje proces epididymální maturace a morfologii epididymu
• Analyzuje složení epididymální tekutiny a identifikuje klíčové proteiny pro zrání spermií
• Vysvětlí změny plazmatické membrány spermie během maturace
• Popíše vývoj motility spermií v epididymu
• Charakterizuje morfologii přídatných pohlavních orgánů a složení seminální tekutiny
• Identifikuje významné proteiny semenné plazmy a vysvětlí jejich funkce v reprodukci
• Rozliší kapacitační změny povrchové, membránové a cytoplazmatické
• Vysvětlí signální dráhy vedoucí ke kapacitaci (úloha cholesterolu, iontové změny, tyrozinová fosforylace)
• Popíše oviduktální rezervoár a hyperaktivaci spermie

Akrozomální reakce

• Vysvětlí vznik akrozómu a charakterizuje jeho membránové části
• Identifikuje proteinové složení akrozomální membrány a intraakrozomální proteiny
• Analyzuje signální dráhy řídící akrozomální reakci
• Rozliší spontánní a indukovanou akrozomální reakci
• Popíše relokalizaci klíčových proteinů během akrozomální reakce
• Vysvětlí úlohu aktinového cytoskeletu během akrozomální reakce

Kompetice a interakce gamet

• Vyhodnotí parametry predikující kompetici spermií na organismální, buněčné a sub-buněčné úrovni
• Analyzuje vliv gonadosomatického indexu, morfologie, motility a kapacitace na kompetici spermií
• Vysvětlí koncept skryté volby samice
• Identifikuje proteiny účastnící se interakce a fúze gamet (Izumo1, ADAMy, CD46, Juno, CD9, CD81)
• Popíše strukturu a dynamiku tetraspaninové sítě
• Charakterizuje chemotaxi a termotaxi spermie a vajíčka
• Vysvětlí signální dráhy chemické komunikace gamet
• Identifikuje olfaktorické receptory, feromony, CatSper a Tas receptory na gametách

Oplození

• Vysvětlí přípravu gamet na oplození a regulaci vniku spermie do vajíčka
• Popíše oplozovací reakce včetně časné a pozdní odpovědi
• Analyzuje úlohu iontů a jejich řízeného uvolňování během oplození
• Charakterizuje aktivaci metabolismu vajíčka po oplození
• Porovná mezidruhové rozdíly v oplozovacích mechanismech

Klinické aspekty

• Identifikuje příčiny neplodnosti u žen a mužů
• Interpretuje výsledky spermiogramu
• Vysvětlí imunologické příčiny neplodnosti
• Charakterizuje diagnostické markery neplodnosti
• Popíše principy IVF metod

Aplikace a analýza

• Porovná mezidruhové rozdíly v proteinech epididymu a semenné plazmy
• Vyhodnotí kvalitu ejakulátu a aplikuje metody separace spermií pro ART
• Analyzuje kapacitaci in vitro a její induktory
• Interpretuje prostorové uspořádání klíčových proteinů v hlavičce spermie
• Propojí znalosti o strukture gamet s jejich funkcí v reprodukci
• Aplikuje poznatky o fyziologii gamet na řešení problémů neplodnosti
• Vyhodnotí energetické nároky a pohybové charakteristiky spermií
• Kontrastuje funkce jednotlivých proteinů v různých fázích oplození

Syntéza a evaluace

• Integruje poznatky o hormonální regulaci, strukturálních změnách a signálních dráhách v gametogenezi
• Syntetizuje informace o epididymální maturaci, kapacitaci a akrozomální reakci do komplexního pohledu na přípravu spermie k oplození
• Zhodnotí význam jednotlivých proteinů a signálních drah pro úspěšnost oplození
• Kriticky posoudí faktory ovlivňující kompetici spermií a jejich evoluční význam
• Vyhodnotí vztah mezi molekulárními mechanismy a klinickými aspekty neplodnosti

Psychomotorická doména

• Používá odbornou terminologii z oblasti reprodukční biologie a fyziologie gamet
• Interpretuje schémata znázorňující strukturu gamet a průběh oplození
• Analyzuje mikroskopické snímky gamet a identifikuje jejich strukturální komponenty
• Vyhodnocuje data ze spermiogramu a hodnotí kvalitu ejakulátu

Afektivní doména

• Oceňuje komplexnost molekulárních mechanismů reprodukce
• Diskutuje o mezidruhových rozdílech a evolučních aspektech reprodukčních strategií
• Reflektuje klinický význam základního výzkumu v reprodukční biologii
• Argumentuje pro integrativní přístup spojující molekulární, buněčnou a organismální úroveň reprodukce

Poslední úprava: Komrsková Kateřina, doc. RNDr., Ph.D. (12.01.2026)