Полови клетки и оплождане. Процесът на оплождане на яйцеклетката Ранните етапи на развитие на ембриона

Сексуалната култура е част от общата култура.

Вторият модел е промяната в съотношението между биологичното и социалното, тяхната роля в развитието на сексуалността.

Първият от които е фазирането.

За всички етапи на психосексуалното развитие, както и за всеки етап от етап III, има общи модели,

В резултат на повишена склонност към фантазиране и забавяне на реализацията на либидото, причинено от социални фактори, жените са по-податливи на отклонения в психосексуалното развитие.

Непрекъснатостта и взаимовръзката на етапите (етапите), както и техните нарушения, представлява третият модел на психосексуалното развитие и на всеки етап (етап) от формирането на сексуалността има предпоставки за следващия.

Сякаш се образува верига от етапи(етапи), а загубата на някой от тях по една или друга причина изкривява хода на следващите и в крайна сметка формирането на цялата сексуалност.

Липса или нарушаване на ранните етапипсихосексуалното развитие води до груби деформации, засягащи ядрото на личността, което по аналогия с психопатията може да се нарече "ядрено".

Разделянето на психосексуалното развитие на етапи е произволно, тъй като сексуалната идентичност, ролята на пола и психосексуалните ориентации са тясно свързани помежду сии са динамични структури, които се променят не само в процеса на тяхното формиране, но и през целия следващ живот, въпреки че основите на всички компоненти на сексуалността се полагат по време на тяхното формиране.

Понятията „Сексуално възпитание” и „Сексуално възпитание”.

Полово възпитание, система от медицински и педагогически мерки за възпитание на родителите, децата, юношите и младежите на правилното отношение към въпросите на пола.

Целта на П. в. - насърчаване на хармоничното развитие на по-младото поколение, повишаване на сексологичните познания, пълното формиране на репродуктивната функция, чувството за отговорност за здравето и благополучието на бъдещата съпруга (съпруг), децата, т.е. укрепване на брака и семейството.

Следователно П. в. е свързано със сложни медицински, педагогически и социални проблеми, в които тясно се преплитат физиологични, хигиенни, педагогически, морално-етични и естетически аспекти.

В продължение на много векове тълкуването на въпросите на P. v. определени от традиции, осветени от религията. Едва през 20в. Започват опити за научен подход към проблемите на П. в.; през 2-рата половина на 20 век. интересът към тях става все по-широк не само от страна на учители-специалисти, сексолози и др., но и от обществеността и държавните агенции. Това се дължи по-специално на разпространението сред младежта на много капиталистически страни на възгледи, които отричат ​​всякакви ограничения и морални норми в сексуалния живот („един сексуален морал - свободна любов“), на увеличаването на полово предаваните болести, абортите и раждане на дете сред непълнолетни и др. d.



В много страни (САЩ, Швеция, Германия, Източна Германия и др.) се провежда предимно сексуално възпитание - подробно запознаване на деца и юноши (започвайки от старша предучилищна и начална училищна възраст) с анатомични, физиологични, сексологични, хигиенни и др. информация, свързана с проблемите на пола и сексуалността.

В СССР P. v. включва сексуално образование на по-късен етап (от 8 клас на средното училище).

Принципи на P.v. следват от общите принципи на възпитателната работа:

Осъществява се като неразделна част от общия комплекс от образователни дейности в семейството, предучилищните институции, училищата, младежките организации и др.

Въз основа на единен подход от страна на родители, учители и възпитатели и медицински работници;

Има диференциран - в съответствие с пола, възрастта и степента на подготвеност на детето (родителите) - и етапен (последователен) характер; предполага съчетание с благоприятна морална атмосфера и хигиенни условия.

В П. в. Условно се разграничават няколко етапа.

На възраст 2-3 години детето развива осъзнаване на принадлежността си към определен пол, разбиране на разликите в структурата на тялото на момче и момиче и въпроси като „Откъде идвам?“ Тези наблюдения и въпроси са следствие от естествения процес на опознаване на света около нас, те все още нямат сексуален характер. Препоръчително е да им отговорите в достъпна за детето форма, кратко, без излишни подробности (например описания на структурата и функцията на гениталните органи), тъй като последните могат да събудят интереса на детето към сексуални подробности, които не е имало. знаех и, естествено, не попитах.

Защото, като правило, по-точен отговор на въпроса „Откъде идват бебетата?“ детето се стреми да получи едва на 5-7 години, а въпросът за ролята на бащата в неговото раждане започва да възниква при детето на 6-8 години (П. Нойберт), до този момент децата са доста доволни от формални отговори като: „Родих те в родилния дом“, „Растеше ми в корема“ и т.н. Можете да давате примери от живота на животните, но не трябва да избягвате отговора или да прибягвате до приказки за „зеле“, „щъркели“, „базар“ и др. Смущението на по-възрастните, отказът им да отговорят на въпрос или скоро разкрита лъжа предизвикват недоверието на детето към тях, повишен интерес към мистериозната страна на живота и необходимостта да задоволят любопитството с помощта на по-„информирани“ по-възрастни другари.

Етап 2 Децата в начална училищна възраст се обучават на общи морални, етични и хигиенни правила, които са важни за нормалното сексуално развитие. Съществена роля, както и на други етапи от P. век, играе организацията на рационален режим и хранене. В предучилищна и начална училищна възраст детето може да се влюби (обикновено в по-възрастен, обикновено красив или силен човек), опитва се да бъде по-близо до любимия човек, да го гали и да се грижи за него. В такива случаи не трябва да фокусирате вниманието си върху това влюбване, трябва да се опитате да превключите вниманието на детето към нови игри, четене и други дейности - влюбването ще изчезне от само себе си. Както и в други етапи на родителството, положителните примери за правилни взаимоотношения между родители и други възрастни са важни.

Периодът на пубертета съответства на 3-ти етап на P. век.По правило този период не е придружен от здравословни проблеми; Може да се наблюдава повишена умора, раздразнителност и намалено внимание. Задачата на родителите е да предоставят на детето необходимата информация за физиологичните характеристики на растящия организъм и да го научат на подходящи специални правила за хигиена. На първо място, родителите трябва да подготвят момичето за появата на менструация (виж Менструален цикъл) - според проучвания 70% от момичетата научават за това от майките си; момче - до мокри сънища. Необходимо е да научите момичетата на правилата за специален тоалет, водене на менструален дневник, разговори за облекло, хранене, режим през тези периоди и т.н. Момчетата също трябва да бъдат научени, че мокрите сънища са естествено явление и изискват елементарна хигиена. Необходима е упорита, но тактична борба срещу злоупотребата с мастурбацията, която не е необичайна в момента, която не трябва да приема формата на сплашване с неговите „ужасни“ последици.

Основната задача на 4-ти и 5-ти етап на П. век.(съответно юноши в гимназиална възраст и завършили училище момчета и момичета) - отразяване на проблемите на отношенията между половете като сложен морален, социален и хигиеничен проблем, представяне на основите на хигиената на сексуалния живот, профилактика на полово предавани болести и аборти, морални и етични въпроси и брачна хигиена.

Започвайки с пубертета, юношите търсят и утвърждават своите идеали; Те са много критични, лесно влизат в конфликти с възрастните, често надценяват собствените си морални заслуги или, обратно, страдат от въображаемите си недостатъци. Основният мотив за поведението на пробуждащата се жена постепенно става желанието да се хареса на другите, след това на представителите на мъжкия пол, желанието за съпричастност, любов и привързаност. За да привлекат вниманието, момичетата се опитват да подобрят външния си вид с модерни прически, дрехи и козметика. В същото време расте интересът към по-точна информация за „тайните“ на любовта. Младите мъже отстояват своето „Аз“ под мотото „Мога всичко като възрастен“ (включително пушене, пиене на алкохолни напитки и т.н.) и започват да се вглеждат внимателно в момичетата. Често бившите привързаности към приятели (за момичета) и другари (за момчета) постепенно избледняват на заден план. Младежите се стремят да потискат неясни желания в себе си, но не знаят как да направят това, не знаят как да се окажат в компанията на връстници от противоположния пол и често търсят помощ и подкрепа от възрастни, но само ако са тактичен. Съветите на родители и учители относно поведението се приемат с благодарност, освен ако нямат характер на повеление или забрана (в този случай забраната се нарушава явно или тайно). Способността на възрастния да вижда красотата (в природата, изкуството, работата, хората), да се прави приятен на другите, да се отнася към другите с уважение и грижа привлича вниманието на младия човек и му влияе.

Механизми на оплождане

Процесът на оплождане при животните може да бъде разделен на три фази. Първата фаза се характеризира с приближаването на сперматозоидите до яйцето преди контакта им. По време на тази фаза се осъществяват дистанционни взаимодействия между зародишните клетки. Втората фаза започва с прикрепването на спермата към повърхността на яйцето. По това време се наблюдават контактни взаимодействия между зародишните клетки. Третата фаза на процеса на оплождане започва след като сперматозоидите проникнат в яйцето и завършва със сливането на ядрата на мъжките и женските зародишни клетки. Тази фаза характеризира взаимодействието в яйцето.

Дистанционни взаимодействия между зародишните клетки

Дистанционните взаимодействия се осигуряват от редица неспецифични фактори, сред които специално място заемат химичните вещества, произвеждани от зародишните клетки. Известно е, че репродуктивните клетки отделят гамони или гаметни хормони. Гамоните, произведени от яйцеклетки, се наричат ​​гиногамони, а тези, произведени от сперматозоиди, се наричат ​​андрогамони. Женските зародишни клетки разграничават две групи гамони: гиногамони I и гиногамони II, които влияят върху физиологията на мъжките зародишни клетки. Сперматозоидите произвеждат андрогамони I и II.

Някои от тези химикали са предназначени да увеличат вероятността сперма да се срещне с яйцеклетка. Известно е, че движението на сперматозоидите към яйцеклетката се осъществява чрез хемотаксис - движението на сперматозоидите по концентрационния градиент на определени химикали, секретирани от яйцеклетката. Хемотаксисът е надеждно показан за много групи животни, особено безгръбначни: мекотели, бодлокожи и хемихордови. Хемотаксичните фактори са изолирани от яйцата на морски таралежи: при някои видове това е пептид, състоящ се от десет аминокиселини и се нарича сперакт, при други видове това е пептид, състоящ се от четиринадесет аминокиселини и се нарича resact. Когато екстракти от тези вещества се добавят към морската вода, сперматозоидите от съответните видове започват да се движат нагоре по градиента на концентрация.

При движението на сперматозоидите на бозайниците по горните части на яйцепровода е от съществено значение явлението реотаксис - способността да се движат срещу насрещния поток на течността на яйцепровода.

След като спермата премине през защитните мембрани на яйцеклетката и влезе в контакт с нейната плазмена мембрана, започват контактни взаимодействия между зародишните клетки, което ще доведе до проникване на спермата в цитоплазмата на яйцеклетката.

Контактни взаимодействия между зародишните клетки

Контактът на спермата с мембраната на яйцеклетката води до активиране на зародишните клетки. Реакцията на активиране е свързана със сложни морфологични, биохимични и физикохимични промени в зародишните клетки. Активирането на мъжката зародишна клетка е свързано предимно с акрозомалната реакция, а женската - с кортикалната реакция.

Акрозомна реакцияхарактеризиращ се с бързи промени в акрозомния апарат на главата на сперматозоида, придружен от освобождаване на съдържащите се в него спермолизини и изхвърляне на акрозомния филамент към повърхността на яйцето.

Нека разгледаме общата схема на акрозомалната реакция при представители на различни групи морски безгръбначни - бодлокожи, пръстеновидни, двучерупчести, стомашно-дишащи и др.

В горната част на главата на спермата плазмената мембрана и съседната част на мембраната на акрозомните везикули се разтварят (лизират). Свободните ръбове на двете мембрани се сливат в една мембрана. Спермолизините се освобождават от откритата акрозома в околната среда и водят до разтваряне на мембраните на яйцеклетката на мястото на контакт със спермата. След това вътрешната мембрана на акросмалния апарат изпъква навън и образува израстък под формата на тръба (акрозомна нишка). Акрозомалната нишка се удължава, преминава през разхлабената област на допълнителните яйчни мембрани и влиза в контакт с плазмената мембрана на яйцето. В зоната на контакт на акрозомалната нишка с повърхността на яйцето, плазмените мембрани се сливат и съдържанието на акрозомалната тръба (нишка) се свързва с цитоплазмата на яйцето. В резултат на сливането на мембраната се образува цитоплазмен мост. Малко по-късно ядрото и центриола на спермата ще преминат през цитоплазмения мост в цитоплазмата на яйцето. Акрозомната реакция завършва с вмъкване на мембраната на спермата в мембраната на яйцеклетката. От този момент нататък сперматозоидът и яйцеклетката вече са една клетка (фиг. 7, 8, 9.).

Фиг.7. Акрозомна реакция на спермата: A - B - сливане на външната мембрана на акрозомата и мембраната на спермата. Излив на съдържанието на акрозомния везикул; 1 - акрозомна мембрана; 2 - сперматозоидна мембрана; 3 - глобуларен актин; 4 - акрозомни ензими; D - E - полимеризация на актин и образуване на акрозомално разширение; 5 - биндин; 6 - растеж на акрозома; 7 - актинови микрофиламенти; 8 - ядро ​​на спермата. (според Голиченков)

Въпреки общото сходство на акрозомалната реакция, има някои разлики между тях при тези животни. Така при бодлокожите, за разлика от червеите и мекотелите, акрозомният апарат не съдържа литични ензими. При повечето изследвани животни се образува една акрозомна нишка, а при някои червеи се образуват няколко такива нишки.

Фиг.8. Последователност на акрозомната реакция при морския таралеж.(според Голиченков)

По време на оплождането при гръбначните животни също възниква акрозомна реакция. При нисшите гръбначни животни (миги и есетрови) тя е в много отношения подобна на аксомалната реакция на спермата на безгръбначните животни.

Фиг.9. Схема на процесите, протичащи по време на взаимодействието на мембраните на яйцеклетката и спермата по време на оплождането (според Гилбърт).

При акулите, влечугите и птиците, чиито яйца са покрити с плътни черупки, обединението на гаметите става преди формирането на тези черупки. При тези животни акрозомата продължава да изпълнява първоначалната си роля и е добре развита.

Акрозомният отговор при бозайниците се различава от този при безгръбначните и нисшите гръбначни. При сперматозоидите на бозайниците акрозомната реакция протича без образуване на акрозомален израстък.Приближавайки се до повърхността на яйцето, сперматозоидите се сливат с плазмената му мембрана през страничната повърхност на главата.

При насекомите и висшите риби обединяването на зародишните клетки става след пълното формиране на плътни допълнителни яйчни мембрани. В тези случаи спермата прониква в яйцеклетката през микропиларни канали и обединяването на гаметите става без участието на акрозома.

Активиране на яйцеклетката. Кортикална реакция.След като мъжката репродуктивна клетка се прикрепи към повърхността на яйцеклетката и нейната акрозомална нишка влезе в контакт с повърхността на ооплазмата, настъпва активиране на яйцеклетката. Активирането на яйцеклетката е свързано със сложни промени в различни аспекти на нейната дейност. Най-ярката външна проява на активиране са промените в повърхностния слой на ооплазмата, наречени кортикална реакция (фиг. 10).


Фиг. 10. Кортикален отговор в яйце на морски таралежА-приближаване на спермата до яйцеклетката; B-D - последователни етапи на кортикална реакция; показва вълна на освобождаване на съдържанието на кортикалните гранули, разпространяващи се от мястото на проникване на сперматозоидите, отделяне на мембраната и образуване на перивителинното пространство, образуване на хиалинов слой; gs-хиалинов слой; Jo-жълтъчна обвивка kg-кортикална гранула; oo-оплождаща мембрана PM-плазмена мембрана; рр-перивителинно пространство, изпълнено с перивителинна течност (по Гинзбург).

Нека разгледаме последователните етапи на кортикалната реакция, използвайки примера на най-пълно проучените яйца на морски таралеж. Кортикалната реакция започва с мембраната, граничеща с всяка кортикална гранула, прилепнала към плазмената мембрана на яйцето. В този момент гранулите се отварят и съдържанието им се излива във вителинната мембрана. Процесът на секреция на съдържанието на кортикалните гранули започва от мястото на прикрепване на спермата и се разпространява на вълни във всички посоки, докато покрие цялата повърхност на яйцето. Част от секретираното съдържание на кортикалните гранули се хидратира и разтваря, образувайки перивителинна течност, която изтласква вителиновата мембрана от плазмалемата на яйцето, което води до увеличаване на обема на перивителинното пространство. Друга част от съдържанието на кортикалните гранули се слива с вителиновата мембрана, която се удебелява и се трансформира в оплодна мембрана. Някои от кортикалните гранули, които не участват в образуването на оплождащата мембрана, се трансформират в плътен слой, наречен хиалинов слой, разположен над плазмената мембрана. След като оплождащата мембрана се формира, други сперматозоиди не могат да проникнат в ооплазмата на яйцеклетката.

През последните години е изследван химичният състав на съдържанието на кортикалните гранули. Доказано е, че съдържанието на кортикалните гранули съдържа следните вещества: а) протеолитичен ензим (актелин деламиназа), който разрушава връзките между клетъчната мембрана и плазмената мембрана на яйцето; б) протеолитичен ензим (сперматозоидна рецепторна хидролаза), който освобождава сперматозоиди, отложени върху вителинната мембрана; в) гликопротеин, който изтегля вода в пространството между вителиновата мембрана и плазмената мембрана, причинявайки тяхното разделяне; г) фактор, подпомагащ образуването на оплодна мембрана; д) структурен протеин хиалин, участващ в образуването на хиалиновия слой.

Какво е биологичното значение на кортикалния отговор?

Първо, кортикалната реакция е механизмът, който предпазва яйцеклетката от проникването на излишни сперматозоиди.

Второ, перивителиновата течност, образувана в резултат на кортикалната реакция, служи като специфична среда, в която протича развитието на ембриона.

Когато яйцеклетката се активира, се наблюдават други промени в различни аспекти на нейната дейност.

Първо, спирачката, която блокира мейозата, е намалена и ядрените трансформации продължават от самия етап, на който са спрели в момента, в който яйцеклетката е напуснала яйчника.

На второ място се наблюдават редица биохимични промени, придружени от повишен въглехидратен метаболизъм и повишен синтез на липиди и протеини.

На трето място, рязко се увеличава пропускливостта на клетъчната мембрана за натриеви и калиеви йони.

Събития, които се случват в яйцеклетката след проникване на сперма

След като плазмената мембрана на акрозомалната нишка на сперматозоидите се слее с плазмената мембрана на яйцеклетката, сперматозоидите губят своята подвижност и набирането им в яйцеклетката става поради действието на сили, излъчвани от активираната яйцеклетка. Обикновено спермата се изтегля в ооплазмата заедно с опашката, но понякога опашката се изхвърля. Въпреки това, дори в случаите, когато камшичето прониква в яйцето, то се изхвърля и се разтваря.

Силно кондензираното ядро ​​на спермата започва да набъбва, хроматинът се разхлабва и ядрото се превръща в особена структура, наречена мъжки пронуклеус.

Подобни промени настъпват в ядрото на яйцето, което води до образуването на женския пронуклеус. По време на образуването на пронуклеуси се извършва репликация на ДНК по хромозомите. Впоследствие пронуклеусите започват да се движат към центъра на яйцето. Ядрените мембрани, обграждащи всеки от пронуклеусите, се разрушават, пронуклеусите се сближават и настъпва кариогамия. Кариогамията е последният етап от оплождането. Когато пронуклеусите се комбинират, се образува ядро ​​с диплоиден набор от хромозоми. Тогава хромозомите заемат екваториална позиция и настъпва първото делене на зиготата.

Ооплазмена сегрегация.След проникването на спермата започват интензивни движения на цитоплазмата на яйцето (ооплазма). В този случай се получава разделяне и смесване на различни компоненти на ооплазмата, което се нарича ооплазмена сегрегация. По време на този процес се очертават основните елементи на пространствената организация на ембриона. Следователно този етап на развитие се нарича още проморфогенеза: това означава, че по това време се поставят етапи за бъдещи морфогенетични процеси.

Моно- и полисемения

Проникването на един сперматозоид в яйцето се нарича физиологична моноспермия. Моноспермията е характерна за всички групи животни с външно осеменяване и много животни с вътрешно осеменяване (тези, които подобно на бозайниците имат малки яйца).

При други животни, например при някои членестоноги (насекоми), мекотели (клас коремоноги), хордови (акулоподобни риби, опашати земноводни, влечуги и птици), голям брой сперматозоиди проникват в яйцето. Това явление се нарича физиологична полиспермия. Но в този случай само ядрото на един сперматозоид е свързано с ядрото на яйцеклетката, докато останалите са унищожени (фиг. 11).

Ориз. 11. Полиспермия при тритон.А-проникване на сперматозоидите в яйцеклетката на етапа на метафазата на второто разделение на узряването; B-синхронни промени в зародишните ядра, образуване на зародишни звезди; B-женското ядро ​​се свързва с едно от семенните ядра; G-E синкарионът навлиза в митоза, излишните семенни ядра се изтласкват във вегетативното полукълбо и дегенерират. Числата над изображението на яйцеклетките показват времето след проникване на спермата при температура 23 o (според Ginzburg).

При физиологичната моноспермия има специални механизми за защита на яйцето от полиспермия. Първият механизъм е свързан с промяна в мембранния потенциал. Установено е, че в яйцеклетка на жаба, няколко секунди след контакт със спермата, зарядът на мембраната се променя от -28 на 8 mV и остава положителен за 20 минути. Същите промени в мембранния потенциал са открити в яйцата на морски таралеж. Оказа се, че положителният заряд на мембраната предотвратява полиспермията. Друг широко разпространен механизъм за защита на яйцеклетката от проникване на излишни сперматозоиди е свързан с образуването на оплождащата мембрана и перивителиновата течност.

Както знаете, след навлизане в пубертета всяко момиче, а след това и всяка жена, изпитва това веднъж месечно. Това е доста сложен физиологичен процес, по време на който зряла яйцеклетка се освобождава от яйчника във фалопиевата тръба. Тук настъпва оплождането.

Характеристики на овулацията

Сливането на спермата с яйцеклетката става в рамките на дванадесет часа след излизането й от фалопиевата тръба. Не е трудно да се изчисли времето на овулацията и един от най-надеждните методи за определянето му е температурата в ректума. Тази процедура трябва да се извършва ежедневно в продължение на няколко месеца. Температурата се измерва по едно и също време, рано сутрин, без да ставате в леглото, с най-обикновен термометър.

Ако въведете данните в графика, можете да видите кривата на зреене на вашето яйце. Преди началото на менструацията максималната температура намалява, а моментът на овулация настъпва или в последния ден на ниска температура, или в първия ден от нейното повишаване. Най-благоприятният ден за оплождане на яйцеклетка е този, когато настъпи овулацията или няколко дни преди нейното начало.

Това се обяснява с факта, че спермата, която е влязла в кухината на фалопиевата тръба, остава жизнеспособна в продължение на няколко дни. Познавайки деня на овулацията, можете не само да заченете дете, но и да опитате. За тази цел има различни календари за зачеване.

Механизъм на оплождане

Оплождането на яйцеклетката е дълъг и сложен механизъм, по време на който се осъществява обединението на мъжките и женските репродуктивни клетки. Семената течност, която навлиза в женската вагина по време на полов акт, съдържа приблизително 60 до 150 милиона зрели сперматозоиди. Поради непрекъснатото свиване на матката, семенната течност се улавя активно от нея и следователно подвижните сперматозоиди се движат в маточната кухина за няколко минути и след това достигат до отдалечените части на фалопиевата тръба, където се намира яйцето.

Въпреки факта, че има много мъжки репродуктивни клетки, те срещат много препятствия по пътя си (киселата среда на влагалището, лигавичното съдържание на цервикалния канал и т.н.) и само един от най-бързите сперматозоиди може да оплоди яйцеклетката . Вярно е, че множество изследвания са доказали, че няколко сперматозоида могат да проникнат в една яйцеклетка, но ядрото с наследствената информация на яйцеклетката може да се свърже с ядрото само на един сперматозоид, което води до образуването само на един ембрион. Разбира се, има случаи, когато в процеса на оплождане се произвеждат няколко ембриона и в резултат на това се раждат близнаци.

Спермата преминава през силните мембрани на женската клетка поради разтваряне от ензими, съдържащи се в акрозомалната капсула на нейната глава. Влизайки в контакт с яйцеклетката, капсулата се разкъсва и от нея акрозомната нишка започва да се прикрепя към мембраните и се отделят вещества, които разрушават мембраната на яйцеклетката. Разтваряйки малка площ, акрозомалната нишка прониква дълбоко в яйцето и се свързва плътно с вътрешното му съдържание. След това ядрото и вътрешното съдържание на главата на спермата се абсорбират в женската репродуктивна клетка.

Промени в яйцето

Пълното проникване на сперматозоидите в женската репродуктивна клетка започва процеса на значителни промени във физиологичните процеси в нея. Черупките на яйцето стават много по-пропускливи, което е много важно за активното натрупване на хранителни вещества, с помощта на които ще се развие ембрионът. Протеините, калцият и въглехидратите започват да се произвеждат по-активно, усвоява се максимално количество калций и фосфор - като цяло се извършва подготовка за развитието на плода.

Най-важните и значими събития за нероденото дете се случват в рамките на около дванадесет часа след проникването на спермата в яйцеклетката. По това време ядрата на мъжките и женските клетки, които носят цялата наследствена информация, се обединяват. Създава се нова клетка с пълен набор от хромозоми, от които след това ще се развие ембрион и в крайна сметка ще се роди нов човек.

Оплождането, началният момент от появата на нова генетична индивидуалност, е процесът на комбиниране на женски и мъжки гамети.

В резултат на оплождането се появява едноклетъчен ембрион с диплоиден набор от хромозоми и се активира верига от събития, които са в основата на развитието на организма.

Биологичното значение на оплождането е огромно: като предпоставка за развитието на нова индивидуалност, то същевременно е условие за продължаването на живота и еволюцията на вида.

Трябва да се подчертае, че оплождането не е еднократен акт, а по-скоро процес, който отнема повече или по-малко дълъг период от време. Това е многоетапен процес, който разграничава следните етапи: привличане на сперматозоиди от яйцеклетката, свързване на гамети и накрая сливане на мъжки и женски репродуктивни клетки. В научната литература събитията, свързани с конвергенцията на гаметите, понякога се наричат ​​инсеминация, като се прави разлика между външно и вътрешно осеменяване, в зависимост от това дали мъжките репродуктивни клетки се освобождават в околната среда или в женските полови органи. Външното осеменяване е характерно за животните, живеещи във водна среда. Вътрешното осеменяване е характерно главно за сухоземните животни, въпреки че е доста често срещано сред обитателите на водната среда. Осеменяването може да бъде свободно, при което всички области на яйцеклетката са достъпни за сперматозоидите, но може и да бъде ограничено, когато на повърхността на яйцеклетката има плътна мембрана с микропила. По време на вътрешно осеменяване при редица животни мъжките гамети се прехвърлят на женски във формата сперматофори, специални капсули, съдържащи сперма. Сперматофорите първо се освобождават в околната среда и след това се прехвърлят по един или друг начин в репродуктивния тракт на жената.

Свързването на гаметите определя възможността кариогамия, или ядрен синтез. Благодарение на кариогамията възниква обединението на бащините и майчините хромозоми, което води до образуването на генома на нов индивид. В резултат на сливането на гамети се появява диплоидна зигота, възстановява се способността за репликация на ДНК и започва подготовка за делене на разцепване. Механизмите на активиране на яйцеклетката за развитие са относително автономни. Тяхното включване може да се извърши в допълнение към оплождането, което се случва например по време на естествено или изкуствено девствено развитие, или партеногенеза.

Интересът към проблема за оплождането далеч надхвърля рамките на самата ембриология. Сливането на гамети е плодотворно използван модел за изучаване на фините молекулярни и клетъчни механизми на специфични взаимодействия на клетъчната мембрана; за изследване на молекулярната основа на метаболитно активиране и пролиферация на соматични клетки. Също така от общ биологичен интерес е, че оплождането е поразителен и може би уникален пример за пълно обръщане на клетъчната диференциация. В действителност високоспециализираните зародишни клетки не са способни на самовъзпроизвеждане. Те са хаплоидни и не могат да се делят. Но след сливане те се превръщат в тотипотентна клетка, която служи като източник на образуването на всички видове клетки, присъщи на даден организъм.

Историята на откриването на оплождането се губи в мъглата на времето. Във всеки случай, през 18 век италианският натуралист абат Лазаро Спаланцани (1729-1799) експериментално доказва, че оплождането зависи от наличието на сперматозоиди, и за първи път извършва изкуствено осеменяване на жабешки яйца, смесвайки ги със сперма, получена от тестисите. Въпреки това смисълът на случващите се в този случай събития остава неясен почти до последната четвърт на 19 век, когато Оскар Хердвиг (1849-1922) в края на 70-те години на 19 век, изучавайки оплождането при морски таралежи, стига до извода, че същността на този процес е сливането на ядрата на зародишните клетки. Заедно с трудовете на белгиеца Едуард ван Бенеден (1883 г., кръгъл червей), немския учен Теодор Бовери (1887 г., кръгъл червей) и швейцарския зоолог Херман Фол (1887 г., морска звезда), изследванията на О. Хертвиг ​​полагат основите на съвременните идеи за Оплождане. Трябва да се подчертае, че именно тези произведения послужиха като силна основа за предположението, че ядрото е носител на наследствени свойства. Т. Бовери (1862-1915) в поредица от блестящи цитологични изследвания обосновава теорията за индивидуалността на хромозомите в края на 1880-те години и създава основата на цитогенетиката.

Скоро след като същността на оплождането беше изяснена, изследователите насочиха вниманието си към механизмите, които стоят в основата на този процес. Тази област на изследване остава актуална и днес. Водещата роля в разработването на теорията за оплождането принадлежи на американския изследовател Франк Лили (1862-1915). Докато изучава свойствата на „яйчната вода“, т.е. морската вода, в която от известно време са присъствали неоплодени яйца на морския таралеж Arbacia или полихетата Nereis, Лили открива, че от яйцата се отделя вещество, което има способността да слепете спермата на бучки. Наблюдаваната аглутинация се оказа специфична за видовете и Лили нарече фактора на аглутинация, секретиран от неоплодената яйцеклетка, веществото за оплождане, или торене(от английското торене - оплождане). Същността на теорията на Лили за оплождането е признаването, че в периферната област на яйцеклетката има фертилизин, който има афинитет към повърхностните рецептори на сперматозоидите (сперматозоиден антифертилизин). Благодарение на този афинитет, fertilizin свързва, според Lilly, спермата. Въпреки това, за да претендира за универсалност и да обясни не само механизма на обединяване на гаметите, но и причините за аглутинацията на сперматозоидите, възможността за предотвратяване на полиспермията, високата специфичност на процеса на оплождане и т.н., теорията за оплождането се нуждаеше от множество допускания, под. игото на което в крайна сметка изчезна.

Още в хода на ранните изследвания на оплождането възниква идеята за гамони - вещества, които осигуряват активиране или блокиране на отделни етапи на оплождане. В съответствие с техния произход те разграничават гиногамоните, секретирани от яйцата, и андрогамоните, произвеждани от мъжките репродуктивни клетки. По този начин се смяташе, че гиногамон 1, дифундиращ от яйцеклетката, активира движението на сперматозоидите, преодолявайки действието на андрогамон 1, който инхибира движението на сперматозоидите. Гиногамон 2 е синоним на фертилизин, а андрогамон 2 е антифертилизин на спермата.

През 50-те години на 20 век идеята за взаимодействието на фертилизин с антифертилизин се трансформира в хипотезата за специфична фагоцитоза. Според тази концепция наличието на взаимодействащи молекули на повърхността на яйцеклетката и сперматозоидите осигурява допълнителна реакция на цип, която позволява на сперматозоидите да се абсорбират в яйцеклетката.

Въпреки известна спекулативност, тези и много други подобни хипотези за механизмите на взаимодействие между спермата и яйцеклетките изиграха положителна роля, разкривайки, първо, съществуването на цяло семейство от специфични молекули на повърхността на взаимодействащи гамети и, второ, инициирайки систематично изследване на природата на тези молекули.

Втората половина на миналия век беше разцветът на ултраструктурните и молекулярно-биологичните изследвания, които разкриха голямо разнообразие от специфични форми на клетъчно взаимодействие по време на оплождане. Стана ясно, че универсална теория за оплождането, ако можеше да съществува, би била само като набор от някои от най-общите принципи за организиране на този процес.

Конкретните механизми на оплождане зависят от много фактори. Достатъчно е да се каже за уникалността на оплождането при животни с външно и вътрешно осеменяване. Очевидно някои разлики в процеса на оплождане се дължат и на факта, че при различните животни проникването на сперматозоидите в яйцето се случва на различни етапи от оогенезата. При много пръстеновидни, мекотели, нематоди и ракообразни, сперматозоидите проникват в ооцитите от първи ред на профазния етап. При други пръстеновидни, мекотели и насекоми - в метафазния стадий на първичния овоцит. Много гръбначни се характеризират с осеменяване в метафазен стадий на вторичния овоцит. При някои кишечнополови и морски таралежи оплождането настъпва на етапа на зряла яйцеклетка след завършване на зреещите деления и освобождаване на насочени или редукционни тела. И накрая, не може да не се припомни разнообразието от видове сперматозоиди, сред които има флагеларни форми и сперматозоиди без флагели (например амебоидни сперматозоиди), със и без акрозома, с и без акрозомна нишка. Естествено, във всеки такъв случай специфичните механизми, които осигуряват финото взаимодействие между зародишните клетки, се различават.

Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

И така, как става оплождането?

Оплождането е процес на сливане на зрели полови клетки на мъж (сперма) и жена (яйцеклетка), което води до появата на зигота (съдържа генетичната информация на двамата родители).

В тази статия няма да се спирам на това как става узряването на зародишните клетки, за да не ви претоварвам с информация; за тези, които се интересуват, прочетете тук: сперма, яйцеклетка.

Нека поговорим директно за това как се случва оплождането.

Само ще ви обърна внимание, че факторът, който определя пола на детето е спермата. Факт е, че яйцето (женската репродуктивна клетка) е носител на X хромозомата и няма други възможности. Но сперматозоидите се формират от два вида: или също носители на полови X хромозоми, или полови Y хромозоми.

Съответно, ако по време на оплождането се случи сливането на яйцеклетка със сперматозоид, който съдържа X хромозома, ще се роди красива дъщеря, а ако Y хромозомата присъства, ще се роди момче.

Механизъм на оплождане

Когато се разглежда механизмът на оплождането, на първо място е необходимо да се подчертае въпросът за транспорта на гамети (това е общото наименование на мъжките и женските зародишни клетки - основните герои на оплождането).

Как се движат сперматозоидите през каналите на репродуктивната система на жената?

Ако настъпи нормална еякулация, средно около 100 милиона сперматозоиди навлизат във влагалището на жената, а заедно с тях компоненти на сперматозоидите като простагландини навлизат във влагалището. Те играят специална роля в процеса на оплождане: те активират контрактилната активност на матката и фалопиевите тръби и под въздействието на свиването на мускулите на матката, цервикалната слуз се освобождава от цервикалния канал, без което по-нататъшното движение на матката мъжките гамети биха били невъзможни. Номерът е, че във влагалището има киселинна среда, която е неблагоприятна за тях. Но тази много цервикална слуз има леко алкална среда и съответно допринася за оптималното движение на сперматозоидите и в резултат на това оплождането. В крайна сметка, ако възникне неуспех в най-началния етап, тогава оплождането изобщо няма да се случи.

Непосредствено по време на овулацията, под въздействието на естрогенните хормони от яйчниците, съставът на цервикалната слуз е идеален за оплождане.

Като цяло, поради подходящия състав на цервикалната слуз, спермата навлиза в матката. В същото време някои от тях могат да се задържат в криптите на шийката на матката, това е един вид резерв за сперма, от който в бъдеще (ако е необходимо) спермата ще тече нагоре по каналите на репродуктивната система.

И вече в горните части на репродуктивния тракт на жената се случва процес, наречен капацитет на сперматозоидите - това е придобиването от спермата на способността за оплождане. В резултат на капацитета спермата придобива способността да претърпи акрозомна реакция. Освен това, поради капитацията, движенията на опашните им части се променят (те стават много подвижни).

Фините механизми на капацитета понастоящем не са напълно разбрани. Но тяхното значение в процеса на оплождане е извън съмнение. Времето за капацитация е различно за различните сперматозоиди, което очевидно е много важен фактор за процеса на оплождане.

Между другото, след капацитацията те живеят по-малко, отколкото преди нея. В същото време капацитираните мъжки зародишни клетки имат повишена активност и в резултат на това повишена способност за проникване в тъканите, което е основното в процеса на оплождане.

Но в допълнение към кинетичната активност на сперматозоидите, значителна роля в техния транспорт (и, като следствие, в оплождането) играе свиването на гладката мускулатура на матката и фалопиевите тръби и в допълнение движението на микровилите на ресничестия епител на ендоцервикса и потока на течност в лумена на фалопиевата тръба.

Между другото, по отношение на движението на спермата през фалопиевите тръби има 2 фази. Първият е кратък (около няколко минути): те бързо влизат в ампулата на тръбата.

А втората е по-дълга; през тази фаза те бавно се придвижват към мястото на оплождането. Между другото, по време на тази фаза се научава значението на предварително депозираните сперматозоиди (в криптите на шийката на матката), те непрекъснато заместват своите двойници, напускайки коремната кухина, поддържайки необходимото ниво на сперматозоиди в ампуларната част на фалопиевата тръба.

Тук е препоръчително да споменем продължителността на живота на сперматозоидите в женския генитален тракт. В крайна сметка това играе основна роля в процеса на оплождане. Много автори твърдят, че жизнеспособността им е няколко дни (до 5). Но запазването на способността за движение не показва способността за оплождане. При благоприятни условия (ако спермата е в цервикалната слуз) способността за оплождане се запазва до 2 дни от момента на еякулацията.

По принцип транспортирането на мъжките полови клетки до мястото на оплождане е доста сложен процес, но какво да кажем за транспортирането на яйцеклетката, която също е неподвижна сама по себе си.

Как става транспортирането на яйцеклетки?

За щастие на яйцето не му предстои толкова дълъг път. При първоначалния му транспорт основната роля принадлежи на такива фактори като: „улавянето“ му от фибриите на фалопиевата тръба (от страната, където е настъпила овулацията) и потокът от фоликуларна течност (появява се, когато фоликулът се разкъса).

Така в рамките на няколко минути след разкъсването на фоликула яйцеклетката се озовава в кухината на фалопиевата тръба, трябва да признаете, това се случва много по-бързо. Но тя не само се озовава по-бързо на мястото на оплождането, но и губи способността си да опложда по-бързо.

Не забравяйте, че спермата е способна на оплождане средно за 2 дни, а яйцеклетката - за 24 часа.

Интересното е, че в нашия век на високи технологии можете да наблюдавате процеса на овулация и дори да го запишете на филм.

Как става оплождането на яйцеклетката?

И така, ето го! Как става оплождането: яйцеклетката, влизаща в ампуларния участък на фалопиевата тръба, незабавно е заобиколена от куп сперматозоиди, които са носители както на X-хромозоми, така и на Y-хромозоми.

Под микроскоп носителите на Х хромозома са по-големи от техните носители на Y хромозома.

Сперматозоидите започват да проникват в клетките на короната радиата (Този процес се дължи на наличието на специални ензими, както в главата на сперматозоида, така и в тръбната течност). Мнозина се опитват да проникнат, но само един от тях успява. И веднага след проникването на един от тях настъпва кортикална реакция на яйцеклетката. Същността на тази реакция е, че от яйцето се отделят кортикални гранули, които се прикрепят към материала на черупката му и променят свойствата му (става непроницаем за други мъжки зародишни клетки).

Ако „допълнителни“ сперматозоиди проникнат в яйцето, нормалният ход на оплождане и развитие се нарушава и ембрионът неизбежно умира.

Междувременно вътре в яйцето се случва следното: хромозомите на зиготата влизат в първото митотично делене (това се случва 24 часа след началото на оплождането). Ядрото на оплодената яйцеклетка има диплоиден набор от хромозоми (46) - новият организъм е носител на генетична информация от двамата родители.

Първоначално фрагментирането е синхронно (от 2 бластомера се получават 4 и т.н.). По този начин, 96 часа след сливането на ядрата на мъжките и женските зародишни клетки, ембрионът се състои от 16-32 бластомера (това е етапът на морула). И именно на този етап, поради контрактилната активност на фалопиевата тръба, оплодената яйцеклетка (зигота) навлиза в матката (в рамките на 4 дни). Прочетете повече за развитието на ембриона.

И тук настъпва имплантирането на оплодената яйцеклетка (продължава около 2 дни). Обикновено бластоциста се имплантира в областта на предната или задната стена на матката.

След имплантирането бластоциста започва да потъва в модифицирания функционален слой на ендометриума - в децидуата.

Децидуата е разделена на няколко дяла, от единия от които впоследствие се образува майчината част на плацентата (плацентацията започва през 3-та седмица от бременността).

Но повече за това в други статии.

Надявам се, че ви стана ясно как става оплождането.