Две удивительнейшие клетки: яйцеклетка и сперматозоид

2.Сперматозоид

Две удивительнейшие клетки: яйцеклетка и сперматозоид

Зрелыйсперматозоид имеет специфическую форму,обеспечивающую его способность кдвижению и оплодотворению яйцеклетки.

Сперматидынаправляются к ближайшим клеткамСертоли, которые секретируют гликоген,белки, сахара и другие питательныевещества. Эта энергия необходима дляобразования зрелых сперматозоидов.Сперматозоидыотносятся к числу наиболее специализированныхклеток организма.Каждый спермий имеетдлину около 0,05 мм и включает головку,шейку и хвост.

Головкасперматозоида имеет овальную форму, ана ее вершине расположена так называемаяакросома – пузырек с ферментами, которыеобеспечивают проникновение сперматозоидачерез защитный наружный слой яйцеклеткив ходе оплодотворения.

Позади акросомынаходится ядро, содержащее половинныйнабор мужского генетического материала(ДНК), закодированного в 23 хромосомах.Благодаря процессу мейоза каждый спермийнесет уникальную генетическуюинформацию.Шейка – волокнистая область,где средняя часть спермия соединяетсяс его головкой.

Эта гибкая структурапозволяет головке колебаться из стороныв сторону, способствуя продвижениюсперматозоида.

Строениехвоста

Хвостсперматозоида содержит 2 центральныхи 9 пар периферических микротрубочек.Начальнуючасть хвоста охватывает плотное кольцосоединительной ткани и защитноевлагалище.

Хвост имеет три участка:•промежуточный, наиболее толстый благодарядополнительному спиральномумитохондриальному слою, продуцирующемуэнергию для движений сперматозоида;•главный, состоящий из 20 микротрубочек(тонких нитевидных структур), покрытыхнаружным слоем плотных волокон ивлагалищем;• концевой, где плотныеволокна и влагалище истончаются; этачасть хвоста покрыта лишь тонкойклеточной мембраной.Такое постепенноесужение хвоста обеспечивает бичеобразныедвижения сперматозоида по направлениюк яйцеклетке.

1.1. Оплодотворение

Половойпроцесс — процесс слияния гаплоидныхполовых клеток, или гамет, приводящийк образованию диплоидной клетки зиготы.Не следует смешивать это понятие споловым актом (встречей половых партнёрову многоклеточных животных).

Половойпроцесс закономерно встречается вжизненном цикле всех организмов, укоторых отмечен мейоз. Мейоз приводитк уменьшению числа хромосом в два раза(переход от диплоидного состояния кгаплоидному), половой процесс — квосстановлению числа хромосом (переходот гаплоидного состояния к диплоидному).

Различаютнесколько форм полового процесса:

изогамия— гаметы не отличаются друг от другапо размерам, подвижны, жгутиковые илиамебоидные;

анизогамия— гаметы отличаются друг от друга поразмерам, но оба типа гамет (макрогаметыи микрогаметы) подвижны и имеют жгутики;

оогамия— одна из гамет (яйцеклетка) значительнокрупнее другой, неподвижна, делениямейоза, приводящие к её образованию,резко асимметричны (вместо четырёхклеток формируется одна яйцеклетка идва абортивных «полярныхтельца»);другая(спермий, или сперматозоид) подвижна,обычно жгутиковая или амебоидная.

Зрелаяяйцеклетка может быть оплодотворенана протяжении небольшого отрезкавремени(12-24 часа после овуляции учеловека, у рыб и амфибий – через несколькоминут после откладки). После овуляциияйцеклетка претерпевает серьезныеклеточные изменения.

Для оплодотворенияочень важен срок жизни. Совокупностьизменений яйцеклетки после овуляции –старение яйцеклетки, через 24 часа –перезрелая яйцеклетка – оплодотворениеневозможно. Если происходит оплодотворениев данном случае, то невозможна имплантация.Возможны аборты.

Ежемесячно созреваеттолько 1 яйцеклетка.

Жизнеспособностьсперматозоидов зависит от многихфакторов. В щелочной среде они активны,но быстро погибают в кислой среде. Путьот влагалища до 2/3 яйцевода составляет2-3 часа. В верхней трети влагалищапроисходит подщелачивание среды (т. к.кислотность высокая) из-за семеннойжидкости.

В матку проникают толькосперматозоиды. Они сохраняют большуюподвижность при пониженной температуре.Сперма собирается и замораживается вжидком азоте. Жидко кристаллическаяцитоплазма не позволяет образовыватьсябольшим кристаллам льда (использованиев племенном деле, банки спермы людей).

Впроцессе оплодотворения выделяют 3этапа.

1)активация яйцеклетки

2)проникновение сперматозоида в яйцеклетку

3)слияние ядер.

Входе оплодотворения сперматозоидпреодолевает все оболочки яйцеклетки.Как только происходит контакт сперматозоидас яйцеклеткой – завершается мейозяйцеклетки, в т.ч. она выделяет фертилизин.Сперматозоид выделяет антифертилизин– происходит приклеивание. В это времяакрозин разрушает оболочки, выделяютсяферменты.

У человека сперматозоидпроникает по-разному: либо толькоголовка, либо шейка и головка. Послеконтакта сперматозоида и яйцеклетки умоноспермных в течение 1-3 минут происходиткортикальная реакция – образуетсяоболочка оплодотворения. Если несколькосперматозоидов – гибель клетки.

Ядросперматозоида набухает, разрыхляется,образуется мужской пронуклеус. Ядрояйцеклетки превращается в женскийпронуклеус. Идет репликация ДНК.Пронуклеусы идут к центру, ядерныеоболочки исчезают, происходит слияниепронуклеусов (кариогамия), образуетсязигота(2n4c). Через сутки начинаетсядробление.

Возможно развитие эмбрионабез участия мужской гаметы (механическое,тепловое, химическое воздействие) –партеногенез. Гиногенез – развитие изяйцеклетки. При гиногенезе сперматозоидпроникает и погибает (только женскиеорганизмы, т.к. только женский геном).Андрогенез – развитие из сперматозоида.

При нем ядро яйцеклетки погибает (толькомужской геном). Очень быстро такой геномперерождается в злокачественную опухоль хорионэпителиому.

Источник: https://StudFiles.net/preview/5694910/page:19/

Как сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку: особенности зачатия

Две удивительнейшие клетки: яйцеклетка и сперматозоид

Практически у каждой семейной пары однажды наступает тот самый момент – решение зачать новую жизнь. Казалось бы, процесс незамысловатый и простой, для которого всего-то и требуется, что слияние двух клеток, мужской и женской.

Сперматозоид встречает яйцеклетку, оплодотворяет ее, начинается развитие новой жизни. Но на деле все не так просто.

Оплодотворение включает в себя массу важнейших этапов, и нарушение хотя бы одного из них может закончиться неудачей при зачатии.

В каждой из этих клеток содержится набор генетических данных, уникальных и неповторимых. При соединении спермия и яйцеклетки происходит образование зиготы, которая объединяет пакеты хромосом, полученные от родительских клеток. Переданная ими информация определяет пол ребенка, формирует внешние данные, характер, закладывает здоровье.

Особенности женских клеток

В женском организме яйцеклетки формируются уже при развитии зародыша, девочки появляются на свет, обладая 400 000 клеток для оплодотворения. Из всего этого огромного количества лишь от 200 до 400 яиц покинут яичник.

Описывая яйцеклетку, упоминают маковое зернышко – это ее размер, так что увидеть клетку можно и без микроскопа. Форма ее ровная и круглая, внутри слоя эпителия содержится цитоплазма, ядро.

В начале каждого цикла в фолликуле развивается новая женская клетка, она растет, пока, созрев, не начинает свое движение по фаллопиевой трубе. Постепенно, в процессе путешествия клетки к матке, эпителий отторгается.

Именно этот момент перемещения, носящий название «овуляция», является идеальным для зачатия. Обычно это 13-18 сутки цикла, протяженность овуляции достигает примерно трех дней. Сам период именую «фертильным», подразумевая идеальные для зачатия условия.

Наблюдается разрастание эндометрия, к которому и прикрепляется яйцеклетка.

При неудачной попытке зачатия лишний слой эндометрия под влиянием изменившегося гормонального фона отторгается и вместе с клеткой выводится из организма в процессе месячных, при этом запускается новый цикл созревания яйцеклетки.

Особенности мужских клеток

Сперматозоид по сравнению с яйцеклеткой имеет крохотные размеры. Внешний вид сперматозоида напоминает головастика. При половом акте в матку проникает неимоверное количество спермиев – до 500 000.

При этом оплодотворяет яйцеклетку самый сильный из них, добравшийся до созревшего яйца раньше остальных претендентов. Сперматозоид содержит отцовские генетические данные, передаваемые при оплодотворении потомству.

В отличие от женских клеток живчики вырабатываются постоянно, всего 60 секунд хватает для производства 50 000 клеток, из всех спермиев при эякуляции лишь 200 устремятся в правильном направлении.

Сперматозоид созревает в яичках на протяжении примерно 75 суток, затем подросший живчик с собратьями отправляется в яички дозревать в течение 12 дней, приобретая при этом статус «условно жизнеспособных».

Сперматозоид может сохраняться в яичках до месяца, затем происходит его растворение. Сперматозоид способен двигаться со скоростью 70 км/час, так-что, если не учитывать сопротивление жидкости он мог бы добраться до яйцеклетки за 40 минут.

Реально же на действие уходит около 6 часов. Плюс, активность сперматозоида снижает кислая влагалищная среда.

Где и как происходит зачатие

Сперматозоид встречает яйцеклетку в фаллопиевой трубе – на своеобразном мостике между яичником и маткой, попадая туда из влагалища. Женская клетка после овуляции передвигается к матке, и это наилучшее время и место для оплодотворения. Процесс может занимать от нескольких часов до суток и более.

Из всей массы живчиков в оболочку яйца проникает лишь один, после чего яйцеклетку закрывает защитная мембрана, преграждая путь остальным спермиям, исключая повторное оплодотворение.

Оставшиеся живчики погибают, во время этой процедуры формируется среда, в определенной мере растворяющая оболочку яйца, позволяя избранному спермию действовать дальше.

Для оплодотворения сперматозоид «ввинчивается» в мембрану женской клетки, в итоге под оболочкой находится 2 генетических набора и 2 ядра.

Следующим этапом является деление клетки – собственно, это уже не просто клетка, а эмбрион, внешне подобный яйцу. Он продолжает продвигаться к матке, чтобы прикрепиться к эндометрию.

Разросшийся слой насыщен кровеносными сосудами и является идеальной колыбелью новой жизни.

Возможен вариант, при котором срастание зародыша и эндометрия не происходит, хотя эмбрион продолжает развиваться и делиться все время, пока «находит» необходимые для этого вещества в родительских клетках.

При этом проявляются все симптомы беременности, да и тесты подтверждают данное состояние. Однако в определенный момент эмбрион испытывает нехватку питания, а организм матери начинает воспринимать зародыш в качестве чужеродного объекта.

Описанный процесс носит название «внематочной беременности». Для женщин такое состояние крайне опасно:

  • наблюдаются нарушения гормонального фона;
  • происходит ряд физиологических трансформаций половой системы;
  • требуется хирургическое вмешательство, которое в некоторых случаях может стать препятствием к повторному зачатию.

Если у женщины наблюдаются неоднократные патологические беременности, необходимо лечение и последующее наблюдение специалиста.

Оплодотворение искусственное

Если у пары имеются трудности с естественным зачатием, прибегают к искусственному оплодотворению. Применяемые методы зависят от влияющих факторов, при этом после зачатия беременность развивается естественным путем, не требуя специального отслеживания. На сегодняшний день искусственное оплодотворение производится методом:

  • Искусственной инсеминации. ИИ наиболее доступный способ, учитывая его простоту, когда эякулят напрямую вводится в матку. Живчики сами направляются в маточную трубу, зачатие происходит естественным путем. Перед процедурой сперму подготавливают, отбирая самых активных спермиев. В среднем эффективность способа составляет 20-25%.
  • Экстракорпорального оплодотворения. ЭКО является процедурой более сложной и занимает больше времени. Основной смысл состоит в изъятии созревшей яйцеклетки, оплодотворении ее вне тела женщины и внедрение зародышей в матку при помощи катетера. Для большей эффективности подсаживают два зародыша, вероятность удачного исхода составляет 20%. Если внедренных эмбрионов было три, процент возрастает до 30%.
  • Интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. ИКСИ показан в случаях, когда сперматозоид не способен добраться до женской клетки. Тогда наиболее здорового живчика посредством тонкой иглы вводят в извлеченную из яичника клетку, предварительно обработав ее для растворения внешнего слоя. Процедуру проводят под мощным микроскопом, вероятность успешного оплодотворения составляет около 30%.

Источник: http://spermogramma.info/o-zachatii/kak-spermatozoid-oplodotvoryaet-yajcekletku-osobennosti-zachatiya

Как происходит оплодотворение

Две удивительнейшие клетки: яйцеклетка и сперматозоид

воскресенье, апреля 3, 2016 – 11:45

Одним из самых удивительных процессов, которые происходят в человеческом организме, является оплодотворение, или процесс зачатия. Насколько это чудесно – ведь всего две маленькие клетки дают начало будущему человеку! Сейчас процесс оплодотворения изучен детально, и каждая женщина, планирующая беременность или просто мечтающая о ней, должна понимать все физиологические основы оплодотворения.

Во время полового акта в процессе эякуляции во влагалище женщине попадает около 250 миллионов спермиев.

Для чего это нужно? Ведь это огромное количество! Так предусмотрено потому, что далеко не каждый сперматозоид пройдет все барьеры и препятствия на пути к яйцеклетке, и в итоге в процессе оплодотворения будет участвовать самый быстрый и здоровый.

Сразу же после попадания во влагалище сперматозоиды оказываются в губительной среде: кислотность вагинальной среды составляет около 4, то есть очень высокая. Именно поэтому уже через два часа большая часть спермиев погибнет. Но сохранившиеся подвижные клетки продолжат свой путь.

Следующее препятствие находится в области шейки матки. Большую часть дней менструального цикла шейка матки заполнена густой слизью, которая является естественным препятствием на пути микроорганизмов.

Но в период овуляции шеечная слизь становится менее густой, и сперматозоиды могут проникнуть через нее в полость матки. При ряде состояний цервикальная слизь даже в период овуляции слишком густая, и это препятствует ходу спермиев; в таких случаях идет речь о шеечном бесплодии.

Считается, что для успешного завершения процесса оплодотворения в полость матки должно попасть как минимум 10 миллионов спермиев.

Попавшие в полость матки сперматозоиды продолжают движение к яйцеклетке, двигаясь в сторону яичников через маточные трубы. В фаллопиевых трубах ток жидкости направлен в сторону от яичников к матке, следовательно, сперматозоиды встречают еще одну преграду – они вынуждены двигаться против течения.

К этому времени сама яйцеклетка также прошла сложный и долгий путь подготовки. Все яйцеклетки у женщин закладываются в яичниках уже к моменту рождения, и их количество больше не увеличивается.

Каждый менструальный цикл одна яйцеклетка проходит определенные фазы созревания и роста. Когда яйцеклетка готова к оплодотворению, происходит разрыв фолликула, и она оказывается в брюшной полости возле маточной трубы.

В норме под действием направленных движений ворсинок и тока жидкости яйцеклетка сразу попадает с фаллопиеву трубу, где и будет происходить оплодотворение.

В некоторых случаях (например, при наличии спаек или поствоспалительных изменений) яйцеклетка не попадает в маточную трубу, и тогда ее оплодотворение может произойти непосредственно в брюшной полости; в результате этого формируется внематочная беременность.

Процесс оплодотворения

Сам процесс оплодотворения в норме происходит в маточной трубе, а точнее – ее ампулярном отделе (часть маточной трубы, которая находится ближе к матке). Но и здесь сперматозоид встречает преграды.

Яйцеклетка снаружи покрыта плотными оболочками, которые ему необходимо преодолеть, – лучистый венец и блестящая оболочка. Процесс разрушения спермием оболочек яйцеклетки в зоне проникновения называется пенетрацией.

Для разрушения участка оболочек на головке сперматозоида имеется гиалуронидаза – вещество, при помощи которого расщепляется внеклеточный матрикс между клетками лучистого венца.

Для достаточного разрушения межклеточного матрикса требуется несколько сперматозоидов, один с этим не справится. Именно тот сперматозоид, который первым проникнет до блестящей оболочки, и осуществит процесс оплодотворения.

После проникновения под слой первой оболочки сперматозоид при помощи акросомальных ферментов разрушает клетки блестящей оболочки. Акросома – это измененная лизосома, пузырек, внутри которого находятся необходимые ферменты. Она находится на головке спермия в ее переднем отделе.

Когда сперматозоид достигает блестящей оболочки, рецепторы на его головке, взаимодействуют с расположенными на второй оболочке лигандами. Происходит процесс «узнавания», после чего акросома соединяется с оболочкой, а ее содержимое оказывается непосредственно на оболочке, разрушая ее локально.

Местное истончение блестящей оболочки позволяет сперматозоиду при активных движениях проникнуть внутрь и оказаться вплотную к цитоплазматической мембране яйцеклетки.

На поверхности половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида) имеются специфические рецепторы, которые позволяют осуществить процесс слияния. После того, как головка спермия проникнет в яйцеклетку, его митохондрия и центриоль оказываются непосредственно у цели.

С этого момента в течение предельно короткого времени происходит кортикальная реакция яйцеклетки: в находящихся на ее поверхности везикулах имеются специальные ферментативные вещества, которые при слиянии с наружной оболочкой яйцеклетки модифицируют ее так, что другие сперматозоиды больше не смогут проникнуть внутрь. Благодаря этому происходит блок полиспермии – предотвращение проникновения генетического материала более чем одного сперматозоида. Эта реакция развивается в течение нескольких минут. Крайне редко все же происходит проникновение двух спермиев, что приводит к образованию триплоидного эмбриона (имеющего набор хромосом от трех клеток, а не от двух, как в норме). При дальнейшем развитии такого эмбриона происходят аномалии расхождения хромосом, такие эмбрионы нежизнеспособны и в течение нескольких дней погибают. Следует правильно понимать, что, если в яйцеклетку попало два спермия, это не дает начало развитию однояйцевых близнецов, а приводит к формированию нежизнеспособной зиготы.

После оплодотворения

В результате слияния яйцеклетки и сперматозоида образуется зигота – это одноклеточная фаза развития эмбриона.

На таком уровне развития она находится в течение 24-30 часов, в этот период происходит формирование пронуклеусов – ядер половых клеток. Генетический материал каждой половой клетки – мужской и женской – имеет гаплоидный набор хромосом.

Сформировавшиеся пронуклеусы сближаются, затем их оболочки растворяются, и их генетический материал объединяется.

Уже оплодотворенная яйцеклетка продолжает свое движение по маточной трубе, чему способствуют движения ворсинок и сокращения стенок трубы. В этот период происходит дробление зиготы – ее деление с образованием многоклеточного эмбриона; общий размер зиготы при этом пока не увеличивается.

Период дробления длится около трех дней, и клетки зиготы в это время называются бластомерами. Изначально все бластомеры одинаковые – и по размеру, и по детерминации. Они еще друг с другом не взаимодействуют и сохраняются вместе исключительно благодаря блестящей оболочке.

В случае, если по какой-либо причине эта оболочка будет повреждена, зародыш просто рассыплется на отдельные клеточки.

С четвертого дня развития эмбриона начинается процесс дифференциации бластомеров – формируются два слоя клеток.

На пятый день развития уже образуется бластоциста – стадия развития, имеющая около 30 клеток, имеющая вид полого шара с группой клеток, прикрепленных внутри к одной из стенок.

Если внутри эмбриона на этом периоде образуются две такие группы клеток, это даст начало однояйцевым близнецам.

После попадания в полость матки эмбрион должен прикрепиться к ее стенке. В этот период его клетки уже плотно взаимодействуют, и для лучшего контакта со слизистой матки происходит хэтчинг – эмбрион освобождается от оболочки.

Клетки его верхнего слоя выбрасывают отростки, которые плотно погружаются в железы эндометрия и обеспечивают трофику. Под влияние прогестерона эндометрий увеличивается, плотно окружая эмбрион со всех сторон.

Выделяемый клетками эмбриона хорионический гонадотропин (именно тот гормон, повышенное содержание которого выявляют тесты на беременность) влияет на яичники, стимулируя выработку ими прогестерона для предотвращения наступления менструации.

В эмбриологии срок развития эмбриона всегда отсчитывают именно с момента оплодотворения.

В отличие от этого, в акушерстве принято считать срок беременности от первого дня последней перед беременностью менструации.

Это связано с тем, что у каждой женщины овуляция происходит в индивидуальное время (примерно в середине цикла), и точно узнать этот день без проведения специальной диагностики нельзя.

Таким образом и происходит самый удивительный и сложный процесс – оплодотворение. Слаженная работа всех систем организма, преодоление сложных преград для попадания лучшего сперматозоида, тончайшее взаимодействие физиологических и биохимических уровней – все это приводит к началу новой жизни, к началу беременности.

беременность, женское здоровье, оплодотворение

Источник: http://www.probirka.org/biblio/polezno/9155-kak-proischodit-oplodotvorenie.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.