Sel kelamin dan pembuahan. Proses pembuahan sel telur Tahap awal perkembangan embrio

Budaya seksual adalah bagian dari budaya umum.

Pola kedua adalah perubahan hubungan antara biologis dan sosial, perannya dalam perkembangan seksualitas.

Yang pertama adalah pentahapan.

Untuk semua tahap perkembangan psikoseksual, serta untuk setiap tahap tahap III, terdapat pola umum,

Akibat meningkatnya kecenderungan berfantasi dan tertundanya realisasi libido yang disebabkan oleh faktor sosial, perempuan lebih rentan mengalami penyimpangan perkembangan psikoseksual.

Kesinambungan dan keterkaitan tahapan-tahapan (tahapan), serta pelanggaran-pelanggarannya, mewakili pola ketiga perkembangan psikoseksual, dan pada setiap tahapan (tahap) pembentukan seksualitas ada pembentukan tahap berikutnya.

Seolah-olah sebuah rangkaian tahapan terbentuk(tahapan), dan hilangnya salah satu dari tahapan tersebut karena satu dan lain alasan mendistorsi jalannya tahapan berikutnya dan, pada akhirnya, pembentukan seluruh seksualitas.

Tidak adanya atau terganggunya tahap awal Perkembangan psikoseksual menyebabkan deformasi besar yang mempengaruhi inti kepribadian, yang jika dianalogikan dengan psikopati, dapat disebut “nuklir”.

Pembagian perkembangan psikoseksual ke dalam tahapan-tahapan bersifat sewenang-wenang, karena identitas seksual, peran gender, dan orientasi psikoseksual saling berkaitan erat dan merupakan struktur dinamis yang berubah tidak hanya dalam proses pembentukannya, tetapi juga sepanjang kehidupan selanjutnya, meskipun fondasi seluruh komponen seksualitas telah diletakkan selama pembentukannya.

Konsep “Pendidikan Seks” dan “Pendidikan Seks”.

Pendidikan seks, suatu sistem tindakan medis dan pedagogis untuk menanamkan pada orang tua, anak-anak, remaja dan remaja sikap yang benar terhadap isu gender.

Tujuan dari P.v. - mendorong tumbuh kembang generasi muda yang harmonis, meningkatkan pengetahuan seksologis, terbentuknya fungsi reproduksi secara utuh, rasa tanggung jawab terhadap kesehatan dan kesejahteraan calon istri (suami), anak, yaitu memperkokoh perkawinan dan keluarga.

Oleh karena itu, P.v. dikaitkan dengan masalah medis, pedagogis dan sosial yang kompleks, di mana aspek fisiologis, higienis, pedagogis, moral, etika dan estetika saling terkait erat.

Selama berabad-abad, penafsiran pertanyaan P.v. ditentukan oleh tradisi yang disucikan oleh agama. Baru pada abad ke-20. Upaya pendekatan ilmiah terhadap masalah P. v. dimulai; pada paruh kedua abad ke-20. Minat terhadap hal-hal tersebut semakin meluas tidak hanya di kalangan guru spesialis, seksolog, dll., namun juga di kalangan masyarakat dan lembaga pemerintah. Hal ini terutama disebabkan oleh tersebarnya pandangan di kalangan pemuda di banyak negara kapitalis yang menyangkal segala pembatasan dan norma moral dalam kehidupan seksual (“satu moralitas seksual - cinta bebas”), hingga meningkatnya penyakit menular seksual, aborsi dan persalinan pada anak di bawah umur, dsb. d.



Di banyak negara (AS, Swedia, Jerman, Jerman Timur, dll.), sebagian besar pendidikan seks dilakukan - pengenalan rinci kepada anak-anak dan remaja (mulai dari usia prasekolah senior dan sekolah dasar) dengan anatomi, fisiologis, seksologis, higienis, dan lainnya. informasi terkait isu gender dan seksualitas.

Di Uni Soviet P.v. mencakup pendidikan seksualitas pada tahap selanjutnya (mulai kelas 8 sekolah menengah).

Prinsip P.v. mengikuti prinsip-prinsip umum pekerjaan pendidikan:

Ini dilakukan sebagai bagian integral dari keseluruhan rangkaian kegiatan pendidikan di keluarga, lembaga prasekolah, sekolah, organisasi pemuda, dll.

Berdasarkan pendekatan terpadu dari orang tua, guru dan pendidik, serta tenaga medis;

Ini memiliki sifat yang berbeda - sesuai dengan jenis kelamin, usia dan tingkat kesiapan anak (orang tua) - dan bertahap (berturut-turut); menyiratkan kombinasi dengan suasana moral yang baik dan kondisi higienis.

Dalam P.v. Beberapa tahapan dibedakan secara kondisional.

Pada usia 2-3 tahun, seorang anak mengembangkan kesadaran akan jenis kelamin tertentu, pemahaman tentang perbedaan struktur tubuh laki-laki dan perempuan, dan pertanyaan seperti “Dari mana saya berasal?” Pengamatan dan pertanyaan ini merupakan konsekuensi dari proses alami pembelajaran tentang dunia sekitar kita; belum bersifat seksual. Disarankan untuk menjawabnya dalam bentuk yang dapat diakses oleh anak, singkat, tanpa detail yang berlebihan (misalnya deskripsi struktur dan fungsi alat kelamin), karena hal tersebut dapat membangkitkan minat anak pada detail seksual yang tidak ia miliki. menyadarinya dan, tentu saja, tidak bertanya.

Karena, sebagai suatu peraturan, jawaban yang lebih akurat untuk pertanyaan “Dari mana asal bayi?” anak berusaha menerima hanya pada usia 5-7 tahun, dan pertanyaan tentang peran ayah dalam kelahirannya mulai muncul pada diri anak pada usia 6-8 tahun (P. Neubert), hingga saat ini anak-anak adalah cukup puas dengan jawaban formal seperti: “Aku melahirkanmu di rumah sakit bersalin”, “Kamu tumbuh di perutku”, dll. Anda dapat memberikan contoh dari kehidupan binatang, tetapi Anda tidak boleh menghindari jawaban atau menggunakan dongeng tentang “kubis”, “bangau”, “bazaar”, dll. Rasa malu orang yang lebih tua, penolakan mereka untuk menjawab pertanyaan atau kebohongan yang segera terungkap menyebabkan ketidakpercayaan anak terhadap mereka, meningkatnya minat pada sisi misterius kehidupan dan kebutuhan untuk memuaskan rasa ingin tahu dengan bantuan kawan-kawan yang lebih tua yang lebih “berpengetahuan”.

Tahap 2 Anak-anak usia sekolah dasar diajari aturan moral, etika, dan kebersihan umum yang penting untuk perkembangan seksual normal. Peran penting, seperti pada tahap lain abad P., dimainkan oleh pengorganisasian rejimen dan nutrisi yang rasional. Pada usia prasekolah dan sekolah dasar, seorang anak bisa jatuh cinta (biasanya dengan orang yang lebih tua, biasanya tampan atau kuat), berusaha untuk lebih dekat dengan orang yang dicintainya, membelainya, dan merawatnya. Dalam kasus seperti itu, Anda tidak boleh memusatkan perhatian Anda pada jatuh cinta ini, Anda harus mencoba mengalihkan perhatian anak ke permainan baru, membaca, dan aktivitas lainnya - jatuh cinta akan hilang dengan sendirinya. Seperti pada tahapan lain dalam mengasuh anak, contoh positif tentang hubungan yang benar antara orang tua dan orang dewasa lainnya sangatlah penting.

Masa pubertas berhubungan dengan tahap ke-3 abad P.. Biasanya, periode ini tidak disertai masalah kesehatan; Peningkatan kelelahan, lekas marah, dan penurunan perhatian dapat diamati. Tugas orang tua adalah memberi anak informasi yang diperlukan tentang karakteristik fisiologis organisme yang sedang tumbuh dan mengajarinya aturan kebersihan khusus yang sesuai. Pertama-tama, orang tua perlu mempersiapkan anak perempuan untuk menghadapi menstruasi (lihat Siklus menstruasi) - menurut survei, 70% anak perempuan mengetahui hal ini dari ibu mereka; anak laki-laki - untuk mimpi basah. Penting untuk mengajari anak perempuan tentang aturan toilet khusus, membuat catatan harian menstruasi, berbicara tentang pakaian, nutrisi, rezim selama periode ini, dll. Anak laki-laki juga harus diajari bahwa mimpi basah adalah fenomena alami dan memerlukan kebersihan dasar. Perjuangan yang gigih namun bijaksana melawan penyalahgunaan masturbasi, yang merupakan hal yang biasa terjadi saat ini, diperlukan, dan tidak boleh berbentuk intimidasi dengan konsekuensi yang “mengerikan”.

Tugas utama tahap ke-4 dan ke-5 abad P..(masing-masing remaja usia sekolah menengah dan anak laki-laki dan perempuan yang telah lulus sekolah) - liputan masalah hubungan gender sebagai masalah moral, sosial dan higienis yang kompleks, presentasi tentang dasar-dasar kebersihan kehidupan seksual, pencegahan penyakit menular seksual dan aborsi, masalah moral dan etika serta kebersihan pernikahan.

Dimulai dengan masa pubertas, remaja mencari dan menegaskan cita-citanya; Mereka sangat kritis, mudah berkonflik dengan orang dewasa, sering melebih-lebihkan kebaikan moral mereka sendiri atau, sebaliknya, menderita karena kekurangan yang mereka bayangkan. Motif utama perilaku wanita yang sedang bangkit lambat laun menjadi keinginan untuk menyenangkan orang lain, kemudian perwakilan pria, keinginan akan empati, cinta dan kasih sayang. Untuk menarik perhatian, para gadis berusaha memperbaiki penampilannya dengan gaya rambut, pakaian, dan kosmetik yang modis. Pada saat yang sama, minat terhadap informasi yang lebih akurat tentang “rahasia” cinta semakin meningkat. Para remaja putra menegaskan “aku” mereka di bawah moto “Saya bisa melakukan apa saja sebagai orang dewasa” (termasuk merokok, minum minuman beralkohol, dll.), dan mulai memperhatikan perempuan. Seringkali, keterikatan sebelumnya dengan teman (untuk perempuan) dan kawan (untuk laki-laki) secara bertahap memudar ke latar belakang. Kaum muda berusaha keras untuk menekan keinginan-keinginan yang tidak jelas dalam diri mereka, tetapi tidak tahu bagaimana melakukannya, tidak tahu bagaimana bergaul dengan teman-teman lawan jenis, dan sering mencari bantuan dan dukungan dari orang dewasa, tetapi hanya jika mereka mau. bijaksana. Nasehat orang tua dan guru mengenai tingkah laku diterima dengan penuh rasa syukur, kecuali jika bersifat perintah atau larangan (dalam hal ini larangan tersebut dilanggar secara terang-terangan atau diam-diam). Kemampuan orang dewasa untuk melihat keindahan (dalam alam, seni, pekerjaan, manusia), menjadikan dirinya menyenangkan bagi orang lain, memperlakukan orang lain dengan hormat dan perhatian menarik perhatian kaum muda dan mempengaruhinya.

Mekanisme pembuahan

Proses pembuahan pada hewan dapat dibagi menjadi tiga tahap. Fase pertama ditandai dengan mendekatnya sperma ke sel telur sebelum bersentuhan. Selama fase ini, terjadi interaksi jarak jauh antar sel germinal. Fase kedua dimulai dengan menempelnya sperma pada permukaan sel telur. Pada saat ini, interaksi kontak antar sel germinal diamati. Tahap ketiga proses pembuahan dimulai setelah sperma menembus sel telur dan diakhiri dengan penyatuan inti sel germinal jantan dan betina. Fase ini mencirikan interaksi di dalam telur.

Interaksi jarak jauh antar sel germinal

Interaksi jarak jauh disebabkan oleh sejumlah faktor nonspesifik, di antaranya tempat khusus adalah zat kimia yang diproduksi oleh sel germinal. Diketahui bahwa sel reproduksi mengeluarkan gamon atau hormon gamet. Gamon yang dihasilkan oleh sel telur disebut gynogamons, dan yang dihasilkan oleh spermatozoa disebut androgamone. Sel germinal betina membedakan dua kelompok gamon: gynogamons I dan gynogamons II, yang mempengaruhi fisiologi sel germinal jantan. Spermatozoa menghasilkan androgamon I dan II.

Beberapa bahan kimia ini dirancang untuk meningkatkan kemungkinan pertemuan sperma dengan sel telur. Diketahui bahwa pergerakan sperma menuju sel telur dilakukan melalui kemotaksis - pergerakan sperma sepanjang gradien konsentrasi bahan kimia tertentu yang dikeluarkan oleh sel telur. Kemotaksis telah terbukti secara andal pada banyak kelompok hewan, terutama invertebrata: moluska, echinodermata, dan hemichordata. Faktor kemotaktik telah diisolasi dari telur bulu babi: pada beberapa spesies merupakan peptida yang terdiri dari sepuluh asam amino dan disebut speract, pada spesies lain merupakan peptida yang terdiri dari empat belas asam amino dan disebut bereaksi. Ketika ekstrak zat ini ditambahkan ke air laut, sperma dari spesies yang bersangkutan mulai menaikkan gradien konsentrasinya.

Dalam pergerakan spermatozoa mamalia di sepanjang bagian atas saluran telur, fenomena reotaksis sangat penting - kemampuan untuk bergerak melawan aliran cairan saluran telur yang datang.

Setelah sperma melewati selaput pelindung sel telur dan bersentuhan dengan membran plasma, interaksi kontak antara sel germinal dimulai, yang akan menyebabkan penetrasi sperma ke dalam sitoplasma sel telur.

Interaksi kontak antar sel germinal

Kontak sperma dengan membran sel telur menyebabkan aktivasi sel germinal. Reaksi aktivasi dikaitkan dengan perubahan morfologi, biokimia dan fisikokimia yang kompleks pada sel germinal. Aktivasi sel germinal jantan terutama dikaitkan dengan reaksi akrosomal, dan sel germinal betina dikaitkan dengan reaksi kortikal.

Reaksi akrosom ditandai dengan perubahan cepat pada alat akrosom kepala sperma, disertai dengan pelepasan spermolisin yang terkandung di dalamnya dan keluarnya filamen akrosom ke permukaan sel telur.

Mari kita perhatikan skema umum reaksi akrosomal pada perwakilan berbagai kelompok invertebrata laut - echinodermata, annelida, bivalvia, gastro-breathers, dll.

Di bagian atas kepala sperma, membran plasma dan bagian yang berdekatan dari membran vesikel akrosomal larut (lisis). Tepi bebas kedua membran bergabung menjadi satu membran. Spermolisin dilepaskan dari akrosom yang terbuka ke lingkungan dan menyebabkan larutnya membran sel telur di tempat kontak dengan sperma. Setelah itu, membran bagian dalam alat akrosmal menonjol ke luar dan membentuk pertumbuhan dalam bentuk tabung (filamen akrosomal). Filamen akrosomal memanjang, melewati area selaput telur tambahan yang kendur dan bersentuhan dengan membran plasma telur. Pada daerah kontak filamen akrosom dengan permukaan sel telur, membran plasma menyatu dan isi tabung akrosom (filamen) menyatu dengan sitoplasma sel telur. Sebagai hasil fusi membran, jembatan sitoplasma terbentuk. Beberapa saat kemudian, inti dan sentriol sperma akan melewati jembatan sitoplasma menuju sitoplasma sel telur. Reaksi akrosom diakhiri dengan masuknya membran sperma ke dalam membran sel telur. Mulai saat ini, sperma dan sel telur sudah menjadi satu sel (Gbr. 7, 8, 9.).

Gambar.7. Reaksi akrosom sperma: A - B - perpaduan membran luar akrosom dan membran sperma. Efusi isi vesikel akrosom; 1 - membran akrosom; 2 - selaput sperma; 3 - aktin bulat; 4 - enzim akrosom; D - E - polimerisasi aktin dan pembentukan ekstensi akrosom; 5 - mengikat; 6 - pertumbuhan akrosom; 7 - mikrofilamen aktin; 8 - inti sperma. (menurut Golichenkov)

Terlepas dari kesamaan umum reaksi akrosomal, terdapat perbedaan tertentu di antara keduanya pada hewan-hewan ini. Jadi, pada echinodermata, tidak seperti cacing dan moluska, alat akrosomal tidak mengandung enzim litik. Pada sebagian besar hewan yang diteliti, satu filamen akrosomal terbentuk, dan pada beberapa cacing beberapa filamen tersebut terbentuk.

Gambar.8. Urutan reaksi akrosomal pada bulu babi.(menurut Golichenkov)

Selama pembuahan pada vertebrata juga terjadi reaksi akrosom. Pada vertebrata tingkat rendah (lamrey dan sturgeon), hal ini dalam banyak hal mirip dengan reaksi axomal sperma hewan invertebrata.

Gambar.9. Skema proses yang terjadi selama interaksi membran sel telur dan sperma selama pembuahan (menurut Gilbert).

Pada ikan hiu, reptil, dan burung, yang telurnya ditutupi cangkang padat, penyatuan gamet terjadi sebelum cangkang tersebut terbentuk. Pada hewan ini, akrosom terus menjalankan peran aslinya dan berkembang dengan baik.

Respon akrosom pada mamalia berbeda dengan respon akrosom pada invertebrata dan vertebrata tingkat rendah. Pada sperma mamalia, reaksi akrosom terjadi tanpa terbentuknya pertumbuhan akrosom. Mendekati permukaan sel telur, sperma menyatu dengan membran plasma melalui permukaan lateral kepala.

Pada serangga dan ikan tingkat tinggi, penyatuan sel germinal terjadi setelah membran telur tambahan yang padat terbentuk sempurna. Dalam kasus ini, sperma menembus sel telur melalui saluran mikropilar dan penyatuan gamet terjadi tanpa partisipasi akrosom.

Aktivasi telur. Reaksi kortikal. Setelah sel reproduksi jantan menempel pada permukaan sel telur dan filamen akrosomnya bersentuhan dengan permukaan ooplasma, terjadi aktivasi sel telur. Aktivasi sel telur dikaitkan dengan perubahan kompleks dalam berbagai aspek aktivitasnya. Manifestasi eksternal aktivasi yang paling mencolok adalah perubahan pada lapisan permukaan ooplasma, yang disebut reaksi kortikal (Gbr. 10).


Gambar 10. Respon kortikal pada telur bulu babi A-pendekatan sperma ke sel telur; B-D - tahapan reaksi kortikal yang berurutan; menunjukkan gelombang pelepasan isi butiran kortikal, penyebaran dari tempat penetrasi sperma, pemisahan membran dan pembentukan ruang perivitelline, pembentukan lapisan hialin; lapisan gs-hialin; Butiran kortikal cangkang kuning telur jo; membran oo-fertilisasi PM-membran plasma; ruang pp-perivitelline diisi dengan cairan perivitelline (menurut Ginzburg).

Mari kita perhatikan tahapan reaksi kortikal secara berurutan menggunakan contoh telur bulu babi yang paling banyak dipelajari. Reaksi kortikal dimulai dengan membran yang membatasi setiap butiran kortikal menempel pada membran plasma sel telur. Pada titik ini, butiran terbuka dan isinya dituangkan ke dalam membran vitelline. Proses sekresi isi butiran kortikal dimulai dari tempat menempelnya sperma dan menyebar secara bergelombang ke segala arah hingga menutupi seluruh permukaan sel telur. Bagian dari isi butiran kortikal yang disekresikan terhidrasi dan larut, membentuk cairan perivitelline, yang mendorong membran vitelline menjauh dari plasmalemma telur, menyebabkan peningkatan volume ruang perivitelline. Bagian lain dari isi butiran kortikal menyatu dengan membran vitelline, yang menebal dan berubah menjadi membran fertilisasi. Beberapa butiran kortikal yang tidak ikut serta dalam pembentukan membran fertilisasi diubah menjadi lapisan padat yang disebut lapisan hialin yang terletak di atas membran plasma. Setelah membran pembuahan terbentuk, sperma lain tidak dapat menembus ooplasma sel telur.

Dalam beberapa tahun terakhir, komposisi kimia dari isi butiran kortikal telah dipelajari. Telah terbukti bahwa isi butiran kortikal mengandung zat berikut: a) enzim proteolitik (aktellin delaminase), yang memutus ikatan antara membran sel dan membran plasma sel telur; b) enzim proteolitik (hidrolase reseptor sperma), yang melepaskan sperma yang disimpan pada membran vitelline; c) glikoprotein yang menarik air ke dalam ruang antara membran vitelline dan membran plasma, menyebabkan pemisahannya; d) faktor yang mendorong pembentukan membran pembuahan; e) protein struktural hialin, terlibat dalam pembentukan lapisan hialin.

Apa signifikansi biologis dari respon kortikal?

Pertama, reaksi kortikal adalah mekanisme yang melindungi sel telur dari penetrasi sperma supernumerary.

Kedua, cairan perivitelline yang terbentuk sebagai hasil reaksi kortikal berfungsi sebagai lingkungan spesifik di mana embrio berkembang.

Ketika telur diaktifkan, perubahan lain diamati dalam berbagai aspek aktivitasnya.

Pertama, rem yang menghalangi meiosis berkurang dan transformasi nuklir berlanjut dari tahap berhentinya pada saat sel telur meninggalkan ovarium.

Kedua, serangkaian perubahan biokimia diamati, disertai dengan peningkatan metabolisme karbohidrat dan peningkatan sintesis lipid dan protein.

Ketiga, permeabilitas membran sel terhadap ion natrium dan kalium meningkat tajam.

Peristiwa yang terjadi pada sel telur setelah penetrasi sperma

Setelah membran plasma filamen akrosom sperma menyatu dengan membran plasma sel telur, sperma kehilangan motilitasnya dan perekrutannya ke dalam sel telur terjadi karena aksi kekuatan yang berasal dari sel telur yang diaktifkan. Biasanya sperma ditarik ke dalam ooplasma bersama dengan ekornya, namun terkadang ekornya dibuang. Namun, bahkan jika flagel menembus telur, ia akan dibuang dan larut.

Inti sperma yang sangat padat mulai membengkak, kromatin mengendur dan inti sperma berubah menjadi struktur aneh yang disebut pronukleus pria.

Perubahan serupa terjadi pada inti sel telur, sehingga terjadi pembentukan pronukleus betina. Selama pembentukan pronuklei, replikasi DNA terjadi di sepanjang kromosom. Selanjutnya, pronukleus mulai bergerak menuju bagian tengah sel telur. Selaput inti yang mengelilingi masing-masing pronukleus hancur, pronuklei menjadi lebih rapat dan terjadi karyogami. Karyogami adalah tahap terakhir pembuahan. Ketika pronuklei bergabung, sebuah nukleus dengan satu set kromosom diploid terbentuk. Kemudian kromosom mengambil posisi ekuator, dan pembelahan zigot pertama terjadi.

Segregasi ooplasma. Setelah penetrasi sperma, pergerakan intensif sitoplasma sel telur (ooplasma) dimulai. Dalam hal ini terjadi pemisahan dan pencampuran berbagai komponen ooplasma, yang disebut segregasi ooplasma. Selama proses ini, elemen utama organisasi spasial embrio diuraikan. Oleh karena itu, tahap perkembangan ini disebut juga promorfogenesis: artinya pada saat ini, tonggak sejarah ditetapkan untuk proses morfogenetik di masa depan.

Mono dan polispermia

Penetrasi satu sperma ke dalam sel telur disebut monospermia fisiologis. Monospermia merupakan karakteristik semua kelompok hewan dengan inseminasi eksternal dan banyak hewan dengan inseminasi internal (yang, seperti mamalia, memiliki telur kecil).

Pada hewan lain, misalnya pada beberapa arthropoda (serangga), moluska (kelas gastropoda), chordata (ikan mirip hiu, amfibi berekor, reptil dan burung), sejumlah besar sperma menembus sel telur. Fenomena ini disebut polispermia fisiologis. Namun, dalam hal ini, hanya inti satu sperma yang menempel pada inti sel telur, sedangkan sisanya dimusnahkan (Gbr. 11).

Beras. 11. Polispermia pada kadal air. A-penetrasi sperma ke dalam sel telur pada tahap metafase divisi pematangan kedua; Perubahan sinkron B pada inti benih, pembentukan bintang benih; Inti B-betina terhubung dengan salah satu inti mani; Sinkaryon G-E memasuki mitosis, inti mani supernumerary didorong ke belahan vegetatif dan mengalami degenerasi. Angka di atas gambar sel telur menunjukkan waktu setelah penetrasi sperma pada suhu 23 o (menurut Ginzburg).

Dengan monospermia fisiologis, terdapat mekanisme khusus untuk melindungi sel telur dari polispermia. Mekanisme pertama dikaitkan dengan perubahan potensial membran. Telah ditetapkan bahwa dalam telur katak, beberapa detik setelah kontak dengan sperma, muatan membran berubah dari -28 menjadi 8 mV dan tetap positif selama 20 menit. Perubahan potensial membran yang sama juga ditemukan pada telur bulu babi. Ternyata muatan positif pada membran mencegah polispermia. Mekanisme lain yang tersebar luas untuk melindungi sel telur dari penetrasi sperma supernumerary dikaitkan dengan pembentukan membran pembuahan dan cairan perivitelline.

Seperti yang Anda ketahui, setelah mencapai masa pubertas, setiap gadis, dan kemudian setiap wanita, mengalami hal ini sebulan sekali. Ini adalah proses fisiologis yang agak rumit di mana sel telur yang matang dilepaskan dari ovarium ke tuba falopi. Di sinilah terjadi pembuahan.

Fitur ovulasi

Peleburan sperma dengan sel telur terjadi dalam waktu dua belas jam setelah keluar dari tuba falopi. Menghitung waktu ovulasi tidaklah sulit, dan salah satu metode yang paling dapat diandalkan untuk menentukannya adalah, yaitu suhu di rektum. Prosedur ini harus dilakukan setiap hari selama beberapa bulan. Suhu diukur pada waktu yang sama, pagi hari, tanpa bangun tidur, menggunakan termometer paling biasa.

Jika Anda memasukkan data ke dalam grafik, Anda dapat melihat kurva pematangan telur Anda. Sebelum permulaan menstruasi, suhu maksimum menurun, dan momen ovulasi terjadi pada hari terakhir suhu rendah, atau pada hari pertama kenaikannya. Hari yang paling menguntungkan untuk pembuahan sel telur adalah hari ketika ovulasi terjadi, atau beberapa hari sebelum dimulainya.

Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa sperma yang telah memasuki rongga tuba falopi tetap dapat bertahan selama beberapa hari. Mengetahui hari ovulasi, Anda tidak hanya bisa mengandung anak, tetapi juga mencobanya. Untuk tujuan ini, ada berbagai kalender konsepsi.

Mekanisme pembuahan

Pembuahan sel telur adalah mekanisme yang panjang dan kompleks di mana terjadi penyatuan sel reproduksi pria dan wanita. Cairan mani yang masuk ke vagina wanita saat berhubungan seksual mengandung sekitar 60 hingga 150 juta sperma matang. Karena kontraksi rahim yang terus menerus, cairan mani secara aktif ditangkap olehnya, dan oleh karena itu sperma yang bergerak bergerak ke dalam rongga rahim selama beberapa menit, dan kemudian mencapai bagian yang jauh dari tuba falopi, tempat sel telur berada.

Meskipun terdapat banyak sel reproduksi pria, namun mereka menghadapi banyak kendala dalam perjalanannya (lingkungan asam pada vagina, kandungan lendir saluran serviks, dan sebagainya), dan hanya satu sperma tercepat yang dapat membuahi sel telur. . Benar, banyak penelitian telah membuktikan bahwa beberapa sperma dapat menembus sel telur, namun inti dengan informasi keturunan sel telur hanya dapat terhubung dengan inti satu sperma, sehingga hanya terbentuk satu embrio. Tentu saja, ada kalanya beberapa embrio dihasilkan selama proses pembuahan, dan sebagai hasilnya lahirlah anak kembar.

Sperma melewati selaput kuat sel wanita akibat pelarutan oleh enzim yang terkandung dalam kapsul akrosom kepalanya. Ketika bersentuhan dengan telur, kapsul pecah, dan dari situ benang akrosomal mulai menempel pada selaput dan zat dilepaskan yang merusak selaput telur. Setelah melarutkan sebagian kecil, benang akrosom menembus jauh ke dalam sel telur dan terhubung erat dengan isi internalnya. Kemudian inti dan isi bagian dalam kepala sperma diserap ke dalam sel reproduksi wanita.

Perubahan pada telur

Penetrasi sperma secara menyeluruh ke dalam sel reproduksi wanita memulai proses perubahan signifikan pada proses fisiologis di dalamnya. Cangkang telur menjadi lebih permeabel, yang sangat penting untuk akumulasi aktif nutrisi yang akan membantu perkembangan embrio. Protein, kalsium dan karbohidrat mulai diproduksi lebih aktif, jumlah maksimum kalsium dan fosfor diserap - secara umum, persiapan sedang dilakukan untuk perkembangan janin.

Peristiwa paling penting dan signifikan bagi bayi yang belum lahir terjadi dalam waktu sekitar dua belas jam setelah sperma menembus sel telur. Pada saat ini, inti sel jantan dan betina, yang membawa semua informasi keturunan, bersatu. Sebuah sel baru terbentuk dengan satu set kromosom lengkap, yang kemudian menjadi embrio berkembang dan akhirnya manusia baru akan lahir.

Fertilisasi, momen awal munculnya individualitas genetik baru, merupakan proses penggabungan gamet betina dan jantan.

Sebagai hasil pembuahan, embrio satu sel dengan set kromosom diploid muncul dan rangkaian peristiwa yang mendasari perkembangan organisme diaktifkan.

Signifikansi biologis dari pembuahan sangat besar: sebagai prasyarat bagi perkembangan individualitas baru, sekaligus merupakan syarat bagi kelangsungan hidup dan evolusi spesies.

Perlu ditegaskan bahwa pembuahan bukanlah suatu tindakan yang dilakukan satu kali saja, melainkan suatu proses yang memakan waktu kurang lebih lama. Ini adalah proses multi-tahap, yang membedakan tahapan berikut: ketertarikan sperma oleh sel telur, pengikatan gamet dan, terakhir, peleburan sel reproduksi pria dan wanita. Dalam literatur ilmiah, peristiwa yang berhubungan dengan konvergensi gamet kadang disebut inseminasi, yang membedakannya antara inseminasi eksternal dan internal, bergantung pada apakah sel reproduksi jantan dilepaskan ke lingkungan atau ke alat kelamin betina. Inseminasi eksternal merupakan ciri khas hewan yang hidup di lingkungan perairan. Inseminasi internal terutama merupakan ciri hewan darat, meskipun cukup umum terjadi pada penghuni lingkungan perairan. Inseminasi dapat dilakukan secara gratis, dimana seluruh area oosit dapat diakses oleh sperma, namun dapat juga dibatasi, bila terdapat membran padat dengan mikropil pada permukaan sel telur. Selama inseminasi internal pada sejumlah hewan, gamet jantan dipindahkan ke betina dalam bentuk spermatofor, kapsul khusus berisi sperma. Spermatofor pertama-tama dilepaskan ke lingkungan dan kemudian ditransfer ke saluran reproduksi wanita dengan satu atau lain cara.

Koneksi gamet menentukan kemungkinan karyogami, atau fusi nuklir. Berkat karyogami, terjadi penyatuan kromosom ayah dan ibu, yang mengarah pada pembentukan genom individu baru. Sebagai hasil peleburan gamet, zigot diploid muncul, kemampuan replikasi DNA dipulihkan, dan persiapan pembelahan pembelahan dimulai. Mekanisme aktivasi telur untuk perkembangan relatif otonom. Penyertaannya dapat dilakukan selain pembuahan, yang terjadi, misalnya, selama perkembangan perawan alami atau buatan, atau partenogenesis.

Ketertarikan terhadap masalah pembuahan jauh melampaui lingkup embriologi itu sendiri. Fusi gamet adalah model yang berguna untuk mempelajari mekanisme molekuler dan seluler dari interaksi membran sel tertentu; untuk mempelajari dasar molekuler aktivasi metabolisme dan proliferasi sel somatik. Yang juga menjadi perhatian biologis secara umum adalah bahwa pembuahan merupakan contoh yang mencolok dan, mungkin, unik dari pembalikan diferensiasi sel secara menyeluruh. Memang, sel germinal yang sangat terspesialisasi tidak mampu bereproduksi sendiri. Mereka haploid dan tidak dapat membelah. Namun, setelah fusi mereka berubah menjadi sel totipoten, yang berfungsi sebagai sumber pembentukan semua jenis sel yang melekat pada organisme tertentu.

Sejarah penemuan pembuahan hilang ditelan kabut waktu. Bagaimanapun, pada abad ke-18, naturalis Italia Kepala Biara Lazzaro Spallanzani (1729-1799) secara eksperimental membuktikan bahwa pembuahan bergantung pada keberadaan sperma, dan untuk pertama kalinya melakukan inseminasi buatan pada telur katak, mencampurkannya dengan sperma yang diperoleh dari testis. Namun demikian, makna peristiwa yang terjadi dalam kasus ini masih belum jelas sampai kuartal terakhir abad ke-19, ketika Oscar Hertwig (1849-1922) pada akhir tahun 1870-an, yang mempelajari fertilisasi pada bulu babi, sampai pada kesimpulan bahwa esensi dari proses ini adalah peleburan inti sel germinal. Bersama dengan karya Eduard van Beneden dari Belgia (1883, cacing gelang), ilmuwan Jerman Theodor Boveri (1887, cacing gelang), dan ahli zoologi Swiss Hermann Fohl (1887, bintang laut), penelitian O. Hertwig meletakkan dasar bagi gagasan modern tentang pemupukan. Perlu ditegaskan bahwa karya-karya inilah yang menjadi dasar kuat asumsi bahwa inti adalah pembawa sifat turun-temurun. Adalah T. Boveri (1862-1915), dalam serangkaian studi sitologi yang brilian, yang pada akhir tahun 1880-an memperkuat teori individualitas kromosom dan menciptakan dasar sitogenetika.

Segera setelah esensi pembuahan dijelaskan, para peneliti memusatkan perhatian mereka pada mekanisme yang mendasari proses ini. Bidang penelitian ini tetap relevan hingga saat ini. Pimpinan dalam pengembangan teori pembuahan adalah milik peneliti Amerika Frank Lilly (1862-1915). Saat mempelajari sifat-sifat “air telur”, yaitu air laut yang didalamnya terdapat telur bulu babi Arbacia atau polychaete Nereis yang tidak dibuahi selama beberapa waktu, Lilly menemukan bahwa ada zat yang dilepaskan dari telur yang memiliki kemampuan tersebut. rekatkan sperma menjadi gumpalan. Aglutinasi yang diamati ternyata spesifik untuk spesies, dan Lilly menyebut faktor aglutinasi yang dikeluarkan oleh sel telur yang tidak dibuahi sebagai zat pembuahan, atau pupuk(dari bahasa Inggris fertilisasi - fertilisasi). Inti dari teori pembuahan Lilly adalah pengakuan bahwa di daerah perifer sel telur terdapat fertilisin, yang memiliki afinitas terhadap reseptor permukaan sperma (sperma antifertilisin). Berkat afinitas ini, fertilizin, menurut Lilly, mengikat sperma. Namun, untuk mengklaim universalitas dan menjelaskan tidak hanya mekanisme penyatuan gamet, tetapi juga alasan aglutinasi sperma, kemungkinan mencegah polispermia, tingginya spesifisitas proses pembuahan, dll., teori pembuahan memerlukan banyak asumsi, di bawah kuk yang akhirnya padam.

Sudah dalam studi awal tentang pembuahan, gagasan tentang gamon muncul - zat yang memastikan aktivasi atau pemblokiran tahap pembuahan individu. Sesuai dengan asalnya, mereka membedakan gynogamone yang disekresikan oleh telur, dan androgamon yang diproduksi oleh sel reproduksi pria. Oleh karena itu, diyakini bahwa gynogamon 1, yang menyebar dari sel telur, mengaktifkan pergerakan sperma, mengatasi aksi androgamon 1, yang menghambat pergerakan sperma. Gynogamon 2 adalah sinonim untuk fertilisin, dan androgamon 2 adalah antifertilisin sperma.

Pada tahun lima puluhan abad ke-20, gagasan interaksi fertilisin dengan antifertilisin diubah menjadi hipotesis fagositosis spesifik. Menurut konsep ini, kehadiran molekul yang berinteraksi pada permukaan sel telur dan sperma memberikan reaksi kilat komplementer yang memungkinkan sperma diserap ke dalam sel telur.

Meskipun terdapat beberapa spekulatif, hipotesis ini dan banyak hipotesis serupa lainnya tentang mekanisme interaksi antara sperma dan sel telur memainkan peran positif, mengungkapkan, pertama, keberadaan seluruh keluarga molekul spesifik pada permukaan gamet yang berinteraksi dan, kedua, permulaan sistematik. penelitian tentang sifat molekul-molekul ini.

Paruh kedua abad terakhir adalah masa kejayaan penelitian biologi ultrastruktural dan molekuler, yang mengungkapkan berbagai bentuk interaksi seluler spesifik selama pembuahan. Menjadi jelas bahwa teori pembuahan universal, jika memang ada, hanya akan menjadi seperangkat prinsip paling umum untuk mengatur proses ini.

Mekanisme spesifik pembuahan bergantung pada banyak faktor. Cukuplah dikatakan tentang keunikan pembuahan pada hewan dengan inseminasi eksternal dan internal. Jelasnya, perbedaan tertentu dalam proses pembuahan juga disebabkan oleh fakta bahwa pada hewan yang berbeda, penetrasi sperma ke dalam sel telur terjadi pada tahap oogenesis yang berbeda. Pada banyak Annelida, moluska, nematoda, dan krustasea, sperma menembus oosit orde pertama pada tahap profase. Pada Annelida lain, moluska dan serangga - pada tahap metafase oosit primer. Banyak vertebrata dicirikan oleh inseminasi pada tahap metafase oosit sekunder. Pada beberapa coelenterata dan bulu babi, pembuahan terjadi pada tahap telur matang setelah selesainya pembelahan pematangan dan pelepasan badan pengarah atau reduksi. Terakhir, kita pasti ingat betapa beragamnya jenis sperma, di antaranya ada yang berbentuk flagela dan sperma tanpa flagela (misalnya nematoda sperma amoeboid), dengan dan tanpa akrosom, dengan dan tanpa benang akrosom. Secara alami, dalam setiap kasus, mekanisme spesifik yang memastikan interaksi halus antara sel germinal berbeda.

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Masuk.

Lalu bagaimana pembuahan terjadi?

Fertilisasi adalah proses peleburan sel kelamin matang seorang pria (sperma) dan seorang wanita (sel telur), sehingga menghasilkan munculnya zigot (berisi informasi genetik kedua orang tuanya).

Pada artikel kali ini saya tidak akan membahas bagaimana terjadinya pematangan sel germinal, agar tidak membebani Anda dengan informasi, bagi yang berminat baca disini: sperma, sel telur.

Mari kita bicara langsung tentang bagaimana pembuahan terjadi.

Saya hanya akan menarik perhatian Anda pada fakta bahwa faktor yang menentukan jenis kelamin anak adalah sperma. Faktanya adalah sel telur (sel reproduksi wanita) adalah pembawa kromosom X dan tidak ada pilihan lain. Tetapi spermatozoa terbentuk dari dua jenis: pembawa kromosom seks X, atau kromosom seks Y.

Dengan demikian, jika pada saat pembuahan terjadi peleburan sel telur dengan sperma yang mengandung kromosom X, maka akan lahir anak perempuan yang cantik, dan jika ada kromosom Y, akan lahir anak laki-laki.

Mekanisme pembuahan

Ketika mempertimbangkan mekanisme pembuahan, pertama-tama, perlu untuk menyoroti masalah transportasi gamet (ini adalah nama umum untuk sel germinal jantan dan betina - karakter utama pembuahan).

Bagaimana sperma bergerak melalui saluran sistem reproduksi wanita?

Jika ejakulasi normal terjadi, rata-rata sekitar 100 juta sperma masuk ke dalam vagina wanita, dan bersamaan dengan itu komponen sperma seperti prostaglandin juga masuk ke dalam vagina. Mereka memainkan peran khusus dalam proses pembuahan: mereka mengaktifkan aktivitas kontraktil rahim dan saluran tuba, dan di bawah pengaruh kontraksi otot-otot rahim, lendir serviks dilepaskan dari saluran serviks, yang tanpanya pergerakan lebih lanjut dari saluran serviks akan terjadi. gamet jantan tidak mungkin terjadi. Masalahnya adalah vagina memiliki lingkungan yang asam, yang tidak menguntungkan bagi mereka. Tetapi lendir serviks ini memiliki lingkungan yang sedikit basa dan, karenanya, berkontribusi pada pergerakan sperma yang optimal dan, sebagai hasilnya, pembuahan. Lagi pula, jika kegagalan terjadi pada tahap paling awal, maka pembuahan tidak akan terjadi sama sekali.

Segera pada saat ovulasi, di bawah pengaruh hormon estrogen dari ovarium, komposisi lendir serviks sangat ideal untuk pembuahan.

Secara umum, karena komposisi lendir serviks yang sesuai, sperma masuk ke dalam rahim. Pada saat yang sama, beberapa dari mereka mungkin berlama-lama di ruang bawah tanah serviks, ini adalah semacam cadangan sperma, yang di masa depan (jika perlu) sperma akan mengalir ke saluran sistem reproduksi.

Dan sudah di bagian atas saluran reproduksi wanita, terjadi proses yang disebut kapasitasi sperma - ini adalah perolehan kemampuan untuk membuahi oleh sperma. Sebagai hasil dari kapasitasi, sperma memperoleh kemampuan untuk menjalani reaksi akrosomal. Selain itu, akibat kapitasi, pergerakan bagian ekornya berubah (menjadi sangat mobile).

Mekanisme halus dari kapasitasi saat ini belum sepenuhnya dipahami. Namun pentingnya mereka dalam proses pembuahan tidak diragukan lagi. Waktu kapasitasi berbeda-beda untuk setiap sperma, yang tentunya merupakan faktor yang sangat penting untuk proses pembuahan.

Ngomong-ngomong, setelah kapasitasi mereka hidup lebih sedikit dibandingkan sebelumnya. Pada saat yang sama, sel germinal jantan yang berkapasitas mengalami peningkatan aktivitas dan sebagai hasilnya, peningkatan kemampuan untuk menembus jaringan, yang merupakan hal utama dalam proses pembuahan.

Namun selain aktivitas kinetik sperma, peran penting dalam pengangkutannya (dan, sebagai konsekuensinya, dalam pembuahan) dimainkan oleh kontraksi otot polos rahim dan saluran tuba, dan sebagai tambahan, pergerakan mikrovili. epitel bersilia endoserviks dan aliran cairan di lumen tuba falopi.

Ngomong-ngomong, mengenai pergerakan sperma melalui saluran tuba, ada 2 fase. Yang pertama singkat (sekitar beberapa menit): mereka dengan cepat memasuki tabung ampul.

Dan yang kedua lebih lama; selama fase ini mereka perlahan-lahan bergerak menuju tempat pembuahan. Ngomong-ngomong, selama fase ini pentingnya spermatozoa yang disimpan sebelumnya (dalam kripta serviks) dipelajari; mereka terus-menerus menggantikan spermatozoa yang meninggalkan rongga perut, mempertahankan tingkat spermatozoa yang diperlukan di bagian ampula tuba fallopi.

Di sini disarankan untuk menyebutkan harapan hidup sperma di saluran kelamin wanita. Sebab, ini berperan besar dalam proses pembuahan. Banyak penulis menyatakan bahwa kelangsungan hidupnya adalah beberapa hari (hingga 5). Namun terpeliharanya kemampuan bergerak tidak menunjukkan kemampuan membuahi. Dalam kondisi yang menguntungkan (jika sperma berada di dalam lendir serviks), kemampuan untuk membuahi tetap ada hingga 2 hari sejak ejakulasi.

Secara umum pengangkutan sel germinal jantan ke tempat pembuahan merupakan proses yang agak rumit, namun bagaimana dengan pengangkutan sel telur yang juga tidak dapat bergerak.

Bagaimana pengangkutan telur terjadi?

Untungnya, perjalanan telur tersebut tidak terlalu panjang. Dalam pengangkutan awalnya, peran utama dimiliki oleh faktor-faktor seperti: “penangkapannya” oleh fibria tuba falopi (dari sisi tempat terjadinya ovulasi), dan aliran cairan folikel (muncul ketika folikel pecah).

Jadi, dalam beberapa menit setelah pecahnya folikel, sel telur berakhir di rongga tuba falopi, harus Anda akui, ini terjadi jauh lebih cepat. Tapi dia tidak hanya menemukan dirinya di tempat pembuahan lebih cepat, dia juga kehilangan kemampuannya untuk membuahi lebih cepat.

Ingat, sperma mampu membuahi rata-rata dalam 2 hari, dan sel telur dalam 24 jam.

Menariknya, di zaman teknologi tinggi ini, Anda bisa mengamati proses ovulasi bahkan merekamnya dalam film.

Bagaimana pembuahan sel telur terjadi?

Dan inilah dia! Bagaimana pembuahan terjadi: sel telur yang memasuki bagian ampula tuba fallopi segera dikelilingi oleh sekelompok sperma, dan ini adalah pembawa kromosom X dan kromosom Y.

Di bawah mikroskop, pembawa kromosom X lebih besar dari pembawa kromosom Y.

Sperma mulai melakukan penetrasi ke dalam sel corona radiata (Proses ini terjadi karena adanya enzim khusus, baik di kepala sperma maupun di cairan tuba). Banyak yang mencoba melakukan penetrasi, namun hanya satu yang berhasil. Dan segera setelah penetrasi salah satunya, reaksi kortikal sel telur terjadi. Inti dari reaksi ini adalah butiran kortikal dilepaskan dari telur, yang menempel pada bahan cangkangnya dan mengubah sifat-sifatnya (menjadi tidak dapat ditembus oleh sel germinal jantan lainnya).

Jika sperma “ekstra” menembus sel telur, proses pembuahan dan perkembangan normal akan terganggu, dan embrio pasti akan mati.

Sementara itu, hal berikut terjadi di dalam sel telur: kromosom zigot memasuki pembelahan mitosis pertama (terjadi 24 jam setelah dimulainya pembuahan). Inti sel telur yang telah dibuahi memiliki satu set kromosom diploid (46) - organisme baru adalah pembawa informasi genetik dari kedua orang tuanya.

Awalnya, fragmentasi bersifat sinkron (dari 2 blastomer diperoleh 4, dll.). Jadi, 96 jam setelah peleburan inti sel germinal jantan dan betina, embrio terdiri dari 16-32 blastomer (ini adalah tahap morula). Dan pada tahap inilah, karena aktivitas kontraktil tuba fallopi, sel telur yang telah dibuahi (zigot) memasuki rahim (dalam waktu 4 hari). Baca lebih lanjut tentang perkembangan embrio.

Dan disinilah terjadi implantasi sel telur yang telah dibuahi (berlangsung sekitar 2 hari). Biasanya, blastokista ditanamkan di area dinding anterior atau posterior rahim.

Setelah implantasi, blastokista mulai tenggelam ke dalam lapisan fungsional endometrium yang dimodifikasi - ke dalam desidua.

Desidua dibagi menjadi beberapa bagian, salah satunya kemudian membentuk bagian ibu dari plasenta (Plasentasi dimulai pada minggu ke-3 kehamilan).

Namun lebih lanjut tentang itu di artikel lain.

Saya harap menjadi jelas bagi Anda bagaimana pembuahan terjadi.