Оплодотворение яйцеклетки называют героической историей одного сперматозоида. Да это и впрямь целая история для микроскопического мира.
Зачатие — величайшее таинство, в котором до сих пор есть неразгаданное — до конца не изучены все механизмы.
Содержание
- Процессы, предшествующие оплодотворению
- Процесс оплодотворения яйцеклетки
- Сроки оплодотворения яйцеклетки
- Искусственное оплодотворение
- Видео: Оплодотворение яйцеклетки
Процессы, предшествующие оплодотворению
Встрече гамет (женской и мужской) предшествует множество событий:
- Созревание ооцита (будущей зрелой яйцеклетки) и спермия – сперматозоида.
- Овуляция – процесс, при котором женская половая клетка покидает фолликул яичника (место, в котором происходило созревание).
- Эякуляция – выброс половых мужских клеток с семенной жидкостью в половые пути женщины и преодоление пути, которое влечет за собой большие потери.
- Капатация (активация) сперматозоидов.
Движение мужских половых клеток
Во время полового акта примерно 300 млн сперматозоидов попадают во влагалище. Все, кроме одного, самого активного и жизнестойкого хвостатого «везунчика», погибнут по пути к яйцеклетке. Потери колоссальные, но так продиктовала природа:
- Практически сразу после соития миллионы сперматозоидов вытекают вместе со спермальной жидкостью.
- Миллионы погибают в кислой среде влагалища.
- Потери будут при прохождении цервикального канала шейки матки под действием цервикальной слизи.
- Некоторые сперматозоиды застрянут в складках слизистой шейки (они станут запасной группой, которая будет стремиться к ооциту, если первая группа не встретится с яйцеклеткой).
Оплодотворение яйцеклетки возможно только после овуляции. Если половой акт совершается до выхода яйцеклетки, то застрявшие сперматозоиды могут дождаться овуляции уже в организме женщины. Длина их жизни варьирует в диапазоне от 24 до 168 часов (до 7 суток). То есть забеременеть можно, если соитие было до и после овуляции. Используя эту информацию можно спланировать пол будущего малыша.
Соприкосновение со слабощелочной средой слизи шеечного канала приводит к возрастанию двигательной активности сперматозоидов. После чего они движутся быстрее.
Внутри матки сперматозоидам передвигаться помогают мышечные сокращения. Однако клетки иммунной системы женщины, ошибочно принимая сперматозоиды за инородные тела, уничтожают тысячи спермиев. Выжившие сперматозоиды движутся в маточные трубы. Одна половина направляется в пустую фаллопиеву трубу, вторая попадает в маточную трубу, содержащую неоплодотворенную яйцеклетку.
Передвигаясь по трубе, спермии движутся против тока жидкости и некоторые запутываются среди ворсинок слизистой оболочки. В верхних отделах полового тракта под действием биохимических веществ запускаются реакции, благодаря которым происходит капатация сперматозоидов. Мембрана, покрывающая головку спермия, изменяется. Сперматозоиды обретают способность к оплодотворению и становятся гиперактивными.
Овуляция
За две недели до менструации, независимо от продолжительности цикла, происходит овуляция. Если цикл составляет 27–28 дней, то выход из фолликула происходит ориентировочно в середине цикла. Длительность менструальных циклов у женщин варьирует и может достигать 45 дней и более. Поэтому при подсчете дня овуляции правильнее ориентироваться на предполагаемое начало новых месячных и отсчитывать от этой даты 14 дней.
Овуляция происходит как маленький взрыв. Фолликул, наполненный жидкостью, в которой «дозревал» ооцит, лопается. А яйцеклетка, вместе с фолликулярным содержимым, оказывается в брюшной полости. Но при этом она «не теряется».
Транспорт яйцеклетки в трубу
Яичник накрыт бахромками фаллопиевой трубы, которые благодаря реснитчатому эпителию на внутренней поверхности направляют яйцеклетку – указывают ей нужное направление – к входу. Реснички эпителия активизируются под действием гормонов – эстрогенов, выделяемых яичником после овуляции. Их движения слаженные и однонаправленные. На этом этапе яйцеклетку окружают кумулюсные клетки, формирующие лучистый венец. Во время оплодотворения яйцеклетки сперматозоиду придется преодолевать этот слой, чтобы добраться до наружного слоя женской половой клетки.
Процесс оплодотворения яйцеклетки
Слияние гамет
Оплодотворение яйцеклетки осуществляется в ампуле маточной трубы, расположенной ближе к яичнику. Этого места достигают лишь несколько десятков спермиев. Они преодолевают лучистый венец и достигают блестящей оболочки – наружного слоя яйцеклетки. Затем прикрепляются к специализированным рецепторам на ее поверхности и начинают выделять протеолитические ферменты, позволяющие «растворить» белковую оболочку и пройти через защитный слой. Под защитной оболочкой находится внутренняя мембрана яйцеклетки, и лишь тонкий слой жидкости отделяет сперматозоид от нее.
Преодолев последнее препятствие, спермий, который первым достиг внутренней оболочки, прикрепляется к ней. В течение нескольких минут мембраны сперматозоида и яйцеклетки сливаются. Яйцеклетка «принимает» спермий внутрь. Это событие влечет за собой цепочку биохимических реакций, вызывающих изменения в оболочке. Сперматозоиды больше не могут прикрепляться к ней. Затем оплодотворенная яйцеклетка выделяет вещества, отталкивающие другие сперматозоиды и становится непроницаемой для них.
Формирование генома при оплодотворении
Внутри яйцеклетки развертывается плотно упакованный генетический материал отца. Вокруг него образуется оболочка – пронуклеус или предшественник ядра. Внутри пронуклеуса генетический материал перестраивается в 23 хромосомы. Материнский генетический материал под действием процесса оплодотворения яйцеклетки завершает свое формирование.
Микротрубочки – паутинообразные нити приближают оба предшественника ядра друг к другу после их пологого формирования. Два набора хромосом объединяются и образуют уникальный генетический код, определяющий сотни характеристик организма (цвет кожи, форму носа и др.). Процесс оплодотворения яйцеклетки – завершен. Впереди – путь по фаллопиевой трубе в матку, хетчинг, имплантация и дальнейшее развитие эмбриона в течение 9 месяцев, роды.
Сроки оплодотворения яйцеклетки
Время оплодотворения яйцеклетки состоит из нескольких понятий, характеризующих возможность зачатия. Поэтому временные характеристики приводим в таблице.
Таблица 1.
Сроки оплодотворения яйцеклетки
|
Время выхода яйцеклетки – овуляция |
За две недели до начала предполагаемой менструации. |
| Время, в течение которого яйцеклетка может быть оплодотворена |
12–24 часа после овуляции, это время еще называется «окном фертильности». После этого она погибает Время может сокращаться в зависимости от возраста женщины, вредных привычек и других факторов |
| Время от семяизвержения до оплодотворения яйцеклетки |
1–2 часа, если соитие произошло после овуляции. Указанный временной диапазон необходим сперматозоиду, чтобы преодолеть путь в 17–20 см с массой преград До 7 суток, если половой акт был до овуляции. Сперматозоиды с Y-хромосомой более быстрые и живут 1–2 дня, с X-хромосомой – медленные, но продолжительность их жизни составляет 7 суток |
Оплодотворение яйцеклетки не всегда равносильно беременности. Потому как для того, чтобы беременность могла начаться, эмбриону нужно прикрепиться и имплантироваться в матку.
Успешное развитие эмбриона зависит от сформированного генома. Зародыш с неправильным набором хромосом чаще всего погибает до или после имплантации и выходит вместе с менструальными выделениями. А женщина и не знает, что короткий промежуток времени «была беременна». Для нее это была всего лишь задержка.
Искусственное оплодотворение
Современная вспомогательная репродуктивная медицина шагнула далеко вперед. Часто при неблагоприятно складывающихся обстоятельствах, называемым бесплодием, семейные пары обращаются к репродуктологам. В их силах миновать различные препятствия и провести оплодотворение искусственным путем в эмбриологической лаборатории и перенести зародыш в матку для дальнейшего его развития.
Среди этих методов:
- Экстракорпоральное оплодотворение – ЭКО – зигота образуется вне материнского организма. Слияние клеток происходит в специальных средах в условиях лаборатории.
- Искусственная внутриматочная инсеминация – методика, наиболее приближенная к естественному оплодотворению.
- ИКСИ – введение сперматозоида в женскую половую клетку при помощи инъекции.
И это далеко не все возможности репродуктивной медицины. Сегодня широко используется криоконсервация для длительного хранения эмбрионов, яйцеклеток, спермы. Существуют банки спермы для пар, которые не могут зачать ребенка из-за мужского бесплодия. Есть возможность проведения предимплантационного скрининга (оценивается качество сформированного генома у эмбриона). Существующие программы суррогатного материнства позволяют иметь детей женщине, которая не может по разным причинам выносить ребенка сама.
Статьи по теме:
Имплантация эмбриона: ощущения, признаки и симптомы
Как алкоголь влияет на зачатие
Яйцеклетка зрелая, перезрелая, старая
Бывает ли две овуляции в одном цикле
Очередность овуляции — тайна природы
Планирование пола ребенка по овуляции
Сколько времени требуется яйцеклетке для транспорта в полость матки
Смотрите видео
Процесс оплодотворения яйцеклетки
Какие механизмы зачатия человека не изучены и почему?
Как зарождаются яйцеклетка и сперматозоид человека?