3. Понятие оплодотворения. Характеристика оплодотворения у человека, необходимые условия. Понятие зигота.
Оплодотворение и образование зиготы
Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток, в результате чего восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для данного вида животных, и возникает качественно новая клетка — зигота (оплодотворенная яйцеклетка, или одноклеточный зародыш).
У человека объем эякулята — извергнутой спермы — в норме составляет около 3 мл. Для обеспечения оплодотворения общее количество сперматозоидов в сперме должно быть не менее 150 млн, а концентрация их в I мл — 20—200 млн., хотя в яйцеклетку проникает только один из них, а остальные подготавливают условия для оплодотворения. В половых путях женщины после копуляции их число уменьшается по направлению от влагалища к дистальному концу маточной трубы.
В процессе оплодотворения различают три фазы: 1) дистантное взаимодействие и сближение гамет; 2) контактное взаимодействие и активизация яйцеклетки; 3) вхождение сперматозоида в яйцо и последующее слияние — сингамия
События, предшествующие оплодотворению
Для того чтобы произошло оплодотворение, сперматозоид должен последовательно преодолеть три барьера: лучистый венец состоящий из нескольких слоев фолликулярных клеток, прозрачную оболочку и, наконец, плазматическую мембрану яйцеклетки, при слиянии которой с плазмолеммой сперматозоида и начинается собственно оплодотворение. Сперматозоид легко проникает через лучистый венец между рыхло расположенными фолликулярными клетками и достигает прозрачной болочки. Прозрачная оболочка— существенный барьер на пути сперматозоида. При взаимодействии сперматозоида с прозрачной оболочкой последовательно происходят, следующие события: связывание сперматозоида с его рецептором -> акросомная реакция -> расщепление компонентов зона пелюцида ферментами акросомы -> проникновение сперматозоида через образовавшийся в оболочке канал к плазматической мембране яйцеклетки. Взаимодействие сперматозоида с прозрачной оболочкой происходит в два этапа. Сначала сперматозоид слабо прикрепляется к прозрачной оболочке. На этом этапе взаимодействие не видоспецифично, сперматозоиды легко отделяются осторожным смыванием. На втором этапе сперматозоиды прочно связываются со своими рецепторами. Это взаимодействие видоспецифично (видовую специфичность беспечивает также акрозин, освобождающийся в ходе акросомной реакции).
Способность к оплодотворению. Для успешного оплодотворения яйцеклетка должна встретиться со сперматозоидом в течение одних суток. Максимальный срок жизнеспособности сперматозоида в женских половых путях 2 суток жизнеспособность овулировавшей яйцеклетки примерно вдвое больше. Из практических соображений время, в течение которого овулировавшая яйцевая клетка может быть оплодотворена, оценивают в 5 суток.
После сближения женского и мужского пронуклеусов, которое продолжается у млекопитающих около 12 ч, образуется
Рис. Зигота человека в стадии сближения мужского и женского ядер (пронуклеусов): (по Б.П.Хватову).
1 — женское ядро; 2 — мужское ядро.
studfiles.net
Оплодотворение у человека, как происходит зачатие, описание ЭКО
Оплодотворение у человека — это процесс соединения человеческой яйцеклетки и сперматозоида, происходящее обычно в ампуле маточной трубы. Итогом данного соединения является образование зиготы (оплодотворенной яйцеклетки), которая запускает процесс пренатального развития. Динамика человеческого оплодотворения была открыта в девятнадцатом веке
Процесс оплодотворения предполагает слияние сперматозоида с яйцеклеткой. Самой распространенной последовательностью зачатия является эякуляция во время полового акта, происходящего с овуляцией и завершается оплодотворением. Возможны различные варианты данного процесса, которые отличаются от классического процесса оплодотворения и включают искусственное (экстракорпоральное) оплодотворение или ЭКО, внешняя эякуляция без совокупления, совокупление вскоре после овуляции. После столкновения вторичного ооцита, акросома сперматозоида выделяет ферменты, которые помогают ему проникнуть через внешний желеобразный слой яйцеклетки. Плазма сперматозоида сливается с плазматический мембраной яйцеклетки, происходит отделение головки сперматозоида от жгутика, после чего яйцеклетка проходит вниз по маточной трубе к матке.
Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) заключается в оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом вне матки — в пробирке.
Как происходит зачатие
Происходит проникновение сперматозоида через лучистую корону яйцеклетки, слой фолликулярных клеток на внешней стороне вторичного ооцита. Оплодотворение происходит во время слияние ядра сперматозоида и ядра яйцеклетки, после чего образуется диплоидная клетка — зигота. Удачное слияние гамет влечет создание нового организма.
В месте проникновения сперматозоида ооплазма вытягивается в конической форме, называемой конусом приема или конусом притяжения. После прохождения одного сперматозоида периферийная часть ядра яйцеклетки изменяется в мембрану, предотвращая проникновение туда других сперматозоидов.
В начале процесса оплодотворения сперма претерпевает ряд изменений. Первоначально сперматозоиды плохо подготовлены для оплодотворения. Сперматозоиды должны пройти так называемую капацитацию в репродуктивном тракте женщины в течении нескольких часов, что должно повысить его моторику и дестабилизировать мембрану, подготовив его к акросомной реакции, ферментативному проникновению через плотную мембрану яйцеклетки, зоны пеллюцида, окружающих яйцеклетку.
После прохождения лучистой короны, сперматозоид достигает зоны пеллюцида, являющейся внеклеточной матрицей гликопротеинов. Специальная молекула на головке сперматозоида связывается с гликопротеином ZP3 в зоне пеллюцида. Это соединение заставляет акросому лопнуть, высвобождая ферменты, которые помогают сперматозоиду пройти через зону пеллюцида.
Во время оплодотворения яйцеклетка также проявляет определенную активность. После того, как сперматозоиды находят свой путь через зону пеллюцида происходит кортикальная реакция. Происходит сливание кортикальных гранул внутри вторичного ооцита с плазматической мембраной клетки, в результате чего ферменты, находящиеся внутри этих гранул изгоняются экзоцитозом в зоны пеллюцида. Это в свою очередь приводит к тому, что гликопротеины в зоне пеллюцида соединяются друг с другом, ферменты вызывают гидролиз ZP2 в ZP2f, что делает всю матрицу трудно проницаемой для сперматозоидов. Данный процесс предотвращает оплодотворение яйцеклетки более чем одним сперматозоидом. Кортикальная и акросомная реакции необходимы, чтобы яйцеклетка была оплодотворена только одним сперматозоидом.
Далее сперматозоид проникает в цитоплазму яйцеклетки, также называемой овоцитом. При это кортикальная реакция предотвращает попадание других сперматозоидов в эту зону. На данном этапе овоцит претерпевает свое второе мейозное деление, производя гаплоиды яйцеклетки и выпуская полярное тельце. В этот момент ядро сперматозоида сливается с ядром яйцеклетки, происходит объединение их генетических материалов.
В ходе подготовки к слиянию генетического материала сперматозоида и яйцеклетки происходит его преобразование. Ооциты завершают свое второе мейозное деление, что приводит к зрелой яйцеклетки. На данном этапе ядро ооцита называется протоядром. Хвост и митохондрии сперматозоида вырождаются с образованием мужского протоядра. Именно поэтому все митохондрии в организме человека женского происхождения. Но, несмотря на это значительное количество РНК сперматозоида доставляется к эмбриону и вероятно оказывает определенное влияние на развитие плода, а также на фенотип потомства.
Протоядро мигрирует по направлению к центру ооцита, быстро реплицируя его ДНК, для того, чтобы подготовить зиготу для своего первого митотического деления.
Мужское и женское протоядра не сливаются, несмотря на то, что их генетические материалы объединяются. Вместо этого происходит растворение их мембран, ликвидируя барьеры между мужскими и женскими хромосомами. В ходе этого растворения между ними формируется митотический шпиндель. Шпиндель производи захват хромосом прежде, чем они растворятся в цитоплазме яйцеклетки. В дальнейшем происходит митоз, включающий в себя вытягивание от хроматид к центриолям в анафазе, клетка собирает мужской и женский генетический материал. Как видно первый митоз объединения яйцеклетки и сперматозоида фактически заключается в соединении их хромосом
Каждая из двух образовавшихся в ходе этого митоза дочерних клеток имеет одну копию каждого хроматида, образовавшегося на предыдущем этапе. Они являются генетически одинаковыми.
Оплодотворение является нулевой точкой отсчета начала развития плода и определяет момент от которого отсчитывается срок беременности.
Искусственное (экстракорпоральное) оплодотворение или ЭКО
ЭКО является вспомогательной репродуктивной технологией, заключающейся в оплодотворении яйцеклетки вне тела, например в пробирке. Как правило используется в случае наличия бесплодия. При ЭКО яйцеклетку извлекают из женского организма и производят ее искусственное оплодотворение в пробирке. После этого от 2 до 5 дней эмбрион держат в специальном инкубаторе, а затем помещают в матку, где происходит его дальнейшее развитие.
Для успешного ЭКО необходимо получить несколько яйцеклеток. У женщины в ходе одного менструального цикла созревает только одна яйцеклетка. Поэтому для стимулирования созревания нескольких яйцеклеток применяют специальные гормональные препараты.
О созревании яйцеклеток судят по размерам фолликулов яичника. При их увеличении до 16-20 мм производят извлечение яйцеклеток методом пункции фолликулов яичника. Полученную в результате пункции фолликулов жидкость исследуют под микроскопом с целью обнаружения яйцеклеток. Далее полученные яйцеклетки отмывают от фолликулярной жидкости и переносят в специальный сосуд (чашка Петри), в котором содержится культуральная среда. Далее сосуд помещают в специальный инкубатор, где происходит ожидание внесения сперматозоидов. После внесения сперматозоидов один из них оплодотворяет яйцеклетку и начинаются процессы описанные выше.
anatomus.ru
Оплодотворение. Появление близнецов — урок. Биология, Человек (8 класс).
Оплодотворение
Во время полового акта сперматозоиды (около \(200\) миллионов) попадают во влагалище и передвигаются по направлению к матке. За несколько часов сперматозоиды достигают маточной трубы, где они могут встретить яйцеклетку. В маточной трубе происходит процесс оплодотворения.
Оплодотворение — процесс, в результате которого сперматозоид сближается с яйцеклеткой, и их ядра (в каждом из которых находится по \(23\) хромосомы), сливаются в единое целое — зиготу — клетку, ядро которой содержит \(46\) хромосом (по \(23\) от матери и отца) и которая, многократно делясь, даёт начало новому организму.
Пол будущего человека определяется в момент оплодотворения и зависит от того, какой сперматозоид оплодотворит яйцеклетку. В клетках имеются носители информации — хромосомы. Все яйцеклетки содержат хромосому Х. Половина сперматозоидов содержит хромосому Х, а другая половина содержит хромосому Y. Если яйцеклетку оплодотворит Х-содержащий сперматозоид, появится девочка; если Y-содержащий — родится мальчик.
Оплодотворение возможно в течение \(12\)–\(24\) часов после овуляции (так как в течение этого периода яйцеклетка сохраняет свою жизнеспособность). Способность к оплодотворению у сперматозоидов сохраняется от \(2\) до \(4\) суток.
Сам процесс оплодотворения происходит следующим образом. Множество сперматозоидов окружают яйцеклетку, и поверхность их головок вступает в контакт с её оболочками. При этом сперматозоиды выделяют фермент, увеличивающий проницаемость оболочек яйцеклетки. Обычно в яйцеклетку проникает и сливается с ней только один сперматозоид. После этого вокруг яйцеклетки образуется особая оболочка, препятствующая проникновению в неё ядер других сперматозоидов.
При овуляции и оплодотворении двух (или более) яйцеклеток образуются два или более плода. Это будущие разнояйцевые близнецы. Они не очень похожи друг на друга и даже могут быть разного пола.
Если два плода развиваются из одной яйцеклетки, то это однояйцевые близнецы. Они всегда одного пола и очень похожи друг на друга.
Источники:
Любимова З. В., Маринова К. В. Биология. Человек и его здоровье. 8 класс. — М.: Владос.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
http://prelestnyi.ru/beremennost/1trimestr/4nedel-beremennosti/
http://www.beremka.ru/advice-for-pregnant/gemini/
www.yaklass.ru
Оплодотворение у человека. Процесс оплодотворения человека
При правильном менструальном цикле зрелая яйцеклетка из яичника выходит на 12-14-й день после первого дня предшествующей менструации. Четыре — шесть дней она «странствует» по яйцеводу, и именно в эти дни происходит оплодотворение при встрече яйцеклетки со сперматозоидом. Основную роль в репродукции человека играет женщина, которая природой предназначена для вынашивания беременности и рождения ребенка. Для оплодотворения и наступления беременности созревшая яйцеклетка, выйдя из фолликула яичника и оказавшись в брюшной полости, должна попасть в маточную трубу, встретиться там с мужской половой клеткой — сперматозоидом, оплодотвориться, начать дробиться и одновременно двигаться по направлению к полости матки, чтобы затем здесь имплантироваться (прикрепиться) и дать возможность развиться новому организму.
Оплодотворение (фертилизация) представляет собой не просто механическое слияние яйцеклетки и сперматозоида: с момента их соединения возникают сложнейшие биологические процессы, которые завершаются на вторые сутки образованием нового организма. Оплодотворенная клетка начинает каждые сутки дробиться, образовывая уже через сутки 2 клетки, через двое — 4, еще через сутки — 8 и т. д.
После оплодотворения и образования на вторые сутки зародыша в течение следующих трех суток он продвигается по маточной трубе, подгоняемый волнообразными сокращениями самой трубы и «взмахами» реснитчатого эпителия ее слизистой оболочки. Для того чтобы достигнуть полости матки и там закрепиться, зародышу требуется именно трое суток. Если его движение замедлится из-за узости или плохой проходимости маточной трубы, то он в ней так и останется. Это приведет к гибели зародыша или наступлению внематочной, а точнее — к трубной беременности, то есть тоже его гибели, только более поздней. Внематочная беременность весьма опасна для женщины, ибо она однозначно потребует экстренной операции.
В том случае, если зародыш по каким-то причинам начнет продвигаться слишком быстро, он может оказаться в матке к тому моменту, когда его имплантация еще вообще невозможна или может произойти только в нижних отделах матки. Низкое прикрепление зародыша осложняет течение беременности и даже ставит её под угрозу преждевременного прерывания. Неблагоприятно для зародыша и более позднее попадание в полость матки (позднее 3-х суток), ибо ее слизистая оболочка может не воспринять его.
Интересно, что это крохотное образование, состоящее всего из нескольких клеток в диаметре 0,2 мм, почти ничего не весящее, попадая в матку, способно уже с первых суток существенно влиять на развитие ее слизистой оболочки и тем самым создавать благоприятные условия для своего существования и дальнейшего развития. В ряде случаев и точное соблюдение «графика» передвижения в матку плодного яйца еще не гарантирует успеха. К примеру, если зародыш прикрепится на рубцах, образовавшихся в области слизистой оболочки матки после абортов. или на миоматозном узле при фибромиоме матки, условия его питания и дальнейшего развития будут крайне неблагоприятными. В таких случаях может часто возникать угроза беременности.
Как можно помочь зародышу в таких ситуациях? В этот период (т.е. после оплодотворения), к сожалению, уже никак. Профилактика необходима более ранняя — терпеливо и как можно раньше лечить гинекологические, в частности воспалительные, заболевания, а еще лучше предупреждать их и избегать абортов, осо
velaner.ru
Зачатие у человека — Википедия. Что такое Зачатие у человека
Зачатие (от рус. зачать, то есть начать) — возникновение беременности — «процесс, обусловленный актом оплодотворения», после которого «начинается развитие нового организма в теле матери, и следовательно наступает беременность»[1]. Зачатие нередко рассматривается как начало человеческой жизни[2]. Видео: как происходит оплодотворение.
Оплодотворение
При естественном половом акте сперма мужчины попадает во влагалище женщины. Среда влагалища является губительной для сперматозоидов в силу повышенной кислотности (pH около 4). Спустя два часа после эякуляции большая часть сперматозоидов погибает во влагалище[3], но часть подвижных сперматозоидов проникает в шейку матки и далее в матку. Шейка матки заполнена шеечной слизью, которая является барьером для проникновения микроорганизмов из влагалища в матку, однако шеечная слизь может воспрепятствовать проникновению сперматозоидов в матку
Непосредственно оплодотворение происходит в ампулярной части фаллопиевой трубы (расширяющаяся часть трубы, расположенная ближе к яичнику). Для осуществления слияния с яйцеклеткой сперматозоид должен преодолеть две оболочки: 1) лучистый венец (corona radiata[en]), 2) блестящую оболочку (zona pellucida). Процесс преодоления оболочек яйцеклетки сперматозоидом и последующее слияние называют «пенетрацией». Для преодоления лучистого венца — слоя фолликулярных клеток, окружающих яйцеклетку, сперматозоид использует фермент гиалуронидазу, расположенный на поверхности головки и расщепляющий внеклеточный матрикс, соединяющий клетки лучистого венца
Для преодоления блестящей оболочки zona pellucida сперматозоид использует ферменты, содержащиеся в акросоме. Акросома представляет собой видоизмененную лизосому — мембранный пузырек, заполненный различными литическими ферментами. Акросома располагается на переднем конце головки сперматозоида. После достижения сперматозоидом блестящей оболочки рецепторы на головке сперматозоида взаимодействуют с лигандами на блестящей оболочке. После такого взаимодействия (узнавания) акросома сливается с внешней мембраной сперматозоида, и её содержимое оказывается снаружи. Ферменты акросомы локально разрушают блестящую оболочку, что в совокупности с движением сперматозоида позволяет ему проникнуть под блестящую оболочку и оказаться в непосредственной близости к оолемме — цитоплазматической мембране яйцеклетки.
Существуют специфические рецепторы на поверхности сперматозоида и яйцеклетки, которые служат для осуществления слияния половых клеток. После слияния ядро сперматозоида, центриоль и его митохондрия оказываются внутри яйцеклетки. В течение короткого времени в яйцеклетке развивается так называемая кортикальная реакция[en] — высвобождение содержимого кортикальных гранул, или везикул, во внешнюю среду яйцеклетки. Кортикальные гранулы располагаются под поверхностью наружной мембраны яйцеклетки и содержат различные литические ферменты. После проникновения сперматозоида кортикальные везикулы сливаются с оолеммой (наружной мембраной яйцеклетки), и выделенные яйцеклеткой ферменты модифицируют блестящую оболочку таким образом, что она становится непроницаемой для других сперматозоидов. Таким образом, после проникновения первого сперматозоида остальные сперматозоиды не способны оплодотворить яйцеклетку. Иными словами, кортикальная реакция служит для обеспечения так называемого блока (предотвращения) полиспермии, то есть механизма, препятствующего проникновению в яйцеклетку более одного сперматозоида. У млекопитающих блок полиспермии развивается в течение нескольких минут.
При проникновении двух сперматозоидов в яйцеклетку (что случается сравнительно редко) образуется триплоидный эмбрион, при дальнейшем развитии которого происходят различные нарушения в расхождении хромосом. Такие эмбрионы не жизнеспособны и, как правило, погибают в течение нескольких дней развития, однако в редких случаях могут имплантироваться в матку и дать начало беременности, которая обречена на прерывание. Вопреки распространенному заблуждению, проникновение двух сперматозоидов в яйцеклетку не является причиной возникновения однояйцевых близнецов.
Нарушения зачатия
В редких случаях нарушение кортикальной реакции приводит к оплодотворению яйцеклетки более чем одним сперматозоидом. Это называется полиспермией и обычно обусловливает нежизнеспособную зиготу. Закрытие просвета маточной трубы вследствие некоторых заболеваний ведет к препятствию для встречи сперматозоидов с яйцеклеткой и возникновению бесплодия.
Начало беременности
1-й день после зачатия. Зигота, отчетливо видны мужской и женский пронуклеусы, отделившееся полярное тело. 2-й день после зачатия, визуализируются 4 бластомера. 3-й день после зачатия, эмбрион состоит из 8 бластомеров 4-й день после зачатия, развития эмбриона человека — морулаПосле проникновения сперматозоида в яйцеклетку образуется зигота — оплодотворенная яйцеклетка, одноклеточная стадия развития эмбриона. У человека стадия зиготы продолжается первые 26-30 часов развития. Зигота приступает к формированию ядер. Сперматозоид проникает в яйцеклетку, когда она находится на стадии второго деления мейоза (после овуляции мейоз в яйцеклетке останавливается на стадии метафазы II и возобновляется после проникновения сперматозоида). Зигота завершает мейоз и как следствие выделяет 2-е полярное тельце и формирует женский пронуклеус (женское ядро). Параллельно из материала ядра сперматозоида зигота формирует мужской пронуклеус (мужское ядро). Каждый из пронуклеусов зиготы имеет одинарный (гаплоидный) набор хромосом, в мужском пронуклеусе располагаются отцовские хромосомы, в женском пронуклеусе — материнские хромосомы. В микроскоп пронуклеусы в зиготе становятся видны спустя 13-15 часов после проникновения сперматозоида и исчезают спустя 20-21 час после проникновения сперматозоида. Сформировавшись на разных концах зиготы, пронуклеусы движутся навстречу друг другу (так называемое «сближение пронуклеусов»), после чего их оболочки растворяются и хромосомы выстраиваются в метафазную пластинку первого деления митоза. Таким образом, объединение отцовских и материнских хромосом происходит на стадии метафазы митоза зиготы. В отличие от зиготы иглокожих, в зиготе человека и других позвоночных животных не наблюдается слияния пронуклеусов с образованием единого ядра зиготы.
Дробление
Начальные стадии дробления яйцеклетки млекопитающего. Схематично. На основе рисунка Аллена Томсона (Allen Thomson). Обозначения: z.p. Zona pellucida. p.gl. Полярные тельца. a. Двуклеточная стадия. b. Четырехклеточная стадия. c. Восьмиклеточная стадия. d, e. Морула.
Из атласа «Анатомия человеческого тела» Генри Грея. (Henry Gray (1825–1861). Anatomy of the Human Body. 1918.)
В процессе оплодотворения яйцеклетка, а в последующем зигота, продолжает своё продвижение по маточной трубе в сторону матки. Этому способствуют сокращения мышечного слоя трубы и движения ресничек её эпителия. После образования зиготы начинается процесс её митотического деления, который носит название «дробление» (такое название деление зиготы получило потому, что общий размер эмбриона не увеличивается, и с каждым последующим делением дочерние клетки становятся все мельче). Размер эмбриона человека на стадиях зиготы и дробления одинаков и составляет около 130 мкм. Дробление у человека, как и всех млекопитающих, полное, равномерное и асинхронное. Асинхронность дробления означает, что дочерние клетки делятся не одновременно, и в итоге эмбрион человека может содержать число клеток, отличное от степени двойки (1, 2, 4, 8…). Напротив, при синхронном дроблении, характерном для большинства животных, число клеток равно 2n, где n — число актов деления. Клетки эмбриона на стадии дробления называются бластомеры. Период дробления продолжается около 3 дней.
Первоначально все бластомеры эмбриона человека одинаковы, как по внешнему виду, так и по своей детерминации. Бластомеры не взаимодействуют друг с другом и удерживаются вместе лишь благодаря блестящей оболочке. Если блестящая оболочка по какой-то причине будет повреждена, то эмбрион рассыплется на отдельные группы клеток или индивидуальные клетки. В редких случаях это может приводить к формированию двух и более независимых эмбрионов, идентичных генетически. Такие эмбрионы дадут начало однояйцевым дихориальным близнецам[Коммент. 1] (около одной трети случаев рождения всех однояйцевых близнецов).
К 4 дню развития, когда эмбрион состоит приблизительно из 12—16 клеток, бластомеры приобретают дифференциацию и образуют два клеточных слоя. Наружные бластомеры формируют так называемый трофобласт, а внутренние — чуть позже — эмбриобласт.
К 5 дню развития дробящийся эмбрион формирует бластоцисту — стадию развития, характерную только для плацентарных млекопитающих. Бластоциста состоит из приблизительно 30 клеток в начале развития и приблизительно 200 клеток в конце развития. Бластоциста представляет собой полый шар размером 130—200 мкм, сформированный клетками трофобласта, внутри шара располагается группа клеток эмбриобласта, прикрепленная к одной из стенок.
Изредка бластоциста может нести два эмбриобласта, такой эмбрион даст начало однояйцевой двойне — однояйцевым монохориальным близнецам[Коммент. 2] (около двух третей случаев рождения всех однояйцевых близнецов).
Имплантация
Для лучшего контакта с эндометрием бластоциста освобождается от блестящей оболочки (так называемый хэтчинг). После этого клетки трофобласта, поверхностного слоя бластоцисты, выбрасывают пальцевидные отростки для погружения в эндометрий, железы которого богаты питательным секретом. В то же время эндометрий продолжает утолщаться под влиянием прогестерона и в итоге окружает бластоцисту со всех сторон. Процесс имплантации происходит при тесном химическом и физическом взаимодействии бластоцисты и эндометрия. Хорионический гонадотропин, выделяемый клетками трофобласта, влияет также на жёлтое тело яичника, стимулируя выработку им прогестерона и препятствуя наступлению менструации.
Нарушения транспорта и имплантации
Нарушение транспорта зиготы в матку может приводить к имплантации бластоцисты в маточной трубе и развитию внематочной беременности. Нарушение реакций взаимодействия бластоцисты с эндометрием в процессе имплантации может обусловить ранний выкидыш ещё до того, как можно установить факт беременности.
Зачатие как точка отсчета
Зачатие может использоваться как точка отсчета при исчислении срока развития эмбриона. В работах по эмбриологии человека срок развития эмбриона всегда отсчитывается от дня оплодотворения (так называемый «эмбриональный срок»[en]), в качестве примера можно привести наиболее распространенные в мире таблицы Стритера (таблицы нормального развития человека, именуемые также таблицами Карнеги), в которых выделяют 56 стадий развития, датируемые от дня оплодотворения. В акушерстве принято отсчитывать срок беременности от даты последней менструации (так называемый «акушерский срок»[en]). Овуляция и зачатие происходят приблизительно на две недели позднее даты начала последней менструации (Обычно у женщин 28-дневный менструальный цикл, поэтому самым возможным временем, когда был зачат будущий малыш, является 14-й день после начала «критических дней», то есть, когда совершается овуляция).
Зачатие нередко рассматривается как начало человеческой жизни. Эта точка зрения может быть обусловлена определёнными религиозными представлениями[2]. Однако, как показал социологический опрос, проведенный в конце 2012 года[Коммент. 3], среди российских граждан её разделяют не только верующие (более 2/3), но и атеисты (более половины). Эту позицию разделяет «абсолютное большинство российских женщин (74%) и около половины мужчин (50%)»[6].
Разное
См. также
Комментарии
Примечания
- ↑ В. Владимирский. ЗАЧАТИЕ // Большая медицинская энциклопедия
- ↑ 1 2 Марина Жарова, Этические проблемы начала жизни человека // RELGA, №15 (288), 30.12.2014.
- ↑ 1 2 Руководство ВОЗ по исследованию и обработке эякулята человека: 5-е изд. М: Капитал-Принт, 2012. — 292с.
- ↑ Хеффнер Л. Половая система в норме и патологии/Оплодотворение и имплантация: Учеб. пособ. / Пер. с англ. А.Г.Гунина — М: ГЭОТАР-МЕД, 2003. — 128с.
- ↑ 1 2 Руководство по клинической эмбриологии; под ред. В.С.Корсака — М: МК, 2011. — 224 с.
- ↑ Константин Щеглов, …об РПЦ, абортах и медицинских клеточных технологиях // «Демоскоп Weekly», № 507 — 508, 16 — 30 апреля 2012, перепечатано из: «Медицинская газета», 13 апреля 2012 года.
- ↑ См. карту.
Ссылки
wiki.sc
Виды и способы оплодотворения у разных живых организмов
Размножение – это процесс, который позволяет живым существам иметь потомство, непрерывно воспроизводить себе подобных, и следовательно, существовать виду. Оно бывает половым и бесполым. Простые клеточные организмы размножаются обычным делением клеток.
Половое размножение подразумевает слияние женских и мужских половых клеток различными способами. Для его осуществления необходимо предварительное созревание гамет (половых клеток), а затем требуются определенные условия для их встречи и слияния. Вследствие слияния половых клеток образуется зародыш (зигота), дальнейший рост и развитие которой дает возможность образоваться новому организму (потомству).
Виды полового размножения
Половое размножение осуществляется двумя способами: оплодотворение внутреннее и оплодотворение внешнее (наружное).
Оплодотворение внешнее
Оплодотворение внешнее предусматривает слияние половых клеток за пределами организма женской особи (самки). Ярким примером может служить оплодотворение у рыб, при котором самка мечет яйцеклетки (икру), а самец сперму (молоку) непосредственно в водоем и там же происходит их слияние.
Оплодотворение внешнее присуще большинству беспозвоночных водных животных и некоторым позвоночным (земноводные, моллюски, черви и пр). Оно требует для эффективности стечения многих внешних факторов, ведь сперматозоиды и яйцеклетки должны выбрасываться во внешнюю среду в одно время и в одном месте. Именно поэтому природа предусмотрела половые поведенческие реакции особей одного вида (например, сбор в определенных местах и время на нерест).
Кроме всего выше перечисленного, оплодотворение внешнее требует образования в организме самки и самца большого количества половых клеток для обеспечения успешного их слияния. Это обусловлено тем, что во внешней среде происходят большие их потери и расточительство, ведь большинство из них никогда не встретятся и просто погибнут. К примеру, лягушка озерная постоянно откладывает порядка 11 000 яйцеклеток (яиц), а рыба-луна около 30 миллионов.
Оплодотворение внутреннее
Любое дополнительное приспособление, которое может повысить вероятность встречи половых клеток особей разного пола, обеспечивает виду большую плодовитость, а следовательно, и выживаемость всего вида. Кроме того затраты, которые производит организм на выработку и созревание половых клеток в значительной мере снижаются.
Оплодотворение внешнее уступает внутреннему типу оплодотворения. Свое название внутреннее оплодотворение получило в связи с тем, что половые клетки мужского пола вводятся непосредственно в организм особи женского пола. Такой тип оплодотворения присущ видам, которые стоят на более высокой ступени эволюционного развития. Внутреннее оплодотворение предусматривает наличие у особей разных полов специальных приспособительных (половых) органов.
Чем выше ступень развития и эволюции, на котором стоит вид животных, тем больше дополнительных половых органов у них имеется. Это и дополнительные половые железы, органы (яйцеводы и пр.).
Примечателен тот факт, что количество образуемых половых клеток у самки напрямую зависит от степени её привязанности к потомству. Чем она выше, тем меньше яйцеклеток и, следовательно, потомков. На примере трески и африканской рыбы теляпии можно отследить эту закономерность наглядно. Первая мечет около 10 миллионов икринок за один раз и никогда больше не возвращается к месту кладки. Теляпия же во рту вынашивает икру в количестве не больше, чем 100 штук. Большинство млекопитающих вообще имеют всего несколько потомков, а их родительское поведение обеспечивает длительную заботу.
Оплодотворение у человека
Человек относится к видам, которым присуще только внутренне оплодотворение. Процесс оплодотворения происходит в маточных трубах, а оплодотворенная половая клетка, в дальнейшем продвигается по маточным трубам в полость матки.
Партеногенез – оплодотворение без оплодотворения
Еще один вид размножения – партеногенез. Его еще называют оплодотворением без оплодотворения. Он заключается в том, что дочерний организм развивается из генетического материала самой особи (неоплодотворенная яйцеклетка). Таким способом могут образоваться особи только одного пола. Партеногенез присущ пчелам, тле, некоторым низшим ракообразным, даже птицам (индейки) и скальным ящерицам.
В заключение обзорной статьи можно сделать выводы, что оплодотворение внешнее значительно уступает внутреннему оплодотворению и присуще низшим видам. Вместе с эволюционным развитием живых существ на земле и в воде происходило постепенное усовершенствование способов репродукции (продолжения рода). Ведь, как известно, чем больше здорового потомства производит на свет вид, тем больше у него шансов на выживание.
www.sweetchild.ru
Зачатие у человека — Википедия
Зачатие (от рус. зачать, то есть начать) — возникновение беременности — «процесс, обусловленный актом оплодотворения», после которого «начинается развитие нового организма в теле матери, и следовательно наступает беременность»[1]. Зачатие нередко рассматривается как начало человеческой жизни[2].
Оплодотворение[править]
При естественном половом акте сперма мужчины попадает во влагалище женщины. Среда влагалища является губительной для сперматозоидов в силу повышенной кислотности (pH около 4). Спустя два часа после эякуляции большая часть сперматозоидов погибает во влагалище[3], но часть подвижных сперматозоидов проникает в шейку матки и далее в матку. Шейка матки заполнена шеечной слизью, которая является барьером для проникновения микроорганизмов из влагалища в матку, однако шеечная слизь может воспрепятствовать проникновению сперматозоидов в матку[4]. В патологических случаях чрезмерно вязкая шеечная слизь не позволяет пройти достаточному количеству сперматозоидов в матку, что может явиться причиной бесплодия (так называемый шеечный фактор бесплодия)[3][5]. По сообщению южноафриканского андролога Тинуса Крюгера, для успешного зачатия в матку должно проникнуть не менее 10 миллионов сперматозоидов. Из матки сперматозоиды проникают в маточные, или фаллопиевы трубы. При выборе направления сперматозоиды движутся против тока жидкости. Ток жидкости в маточных трубах направлен от яичника в сторону матки, соответственно сперматозоиды движутся от матки в сторону яичника.
Непосредственно оплодотворение происходит в ампулярной части фаллопиевой трубы (расширяющаяся часть трубы, расположенная ближе к яичнику). Для осуществления слияния с яйцеклеткой сперматозоид должен преодолеть две оболочки: 1) лучистый венец (corona radiata[en]), 2) блестящую оболочку (zona pellucida). Процесс преодоления оболочек яйцеклетки сперматозоидом и последующее слияние называют «пенетрацией». Для преодоления лучистого венца — слоя фолликулярных клеток, окружающих яйцеклетку, сперматозоид использует фермент гиалуронидазу, расположенный на поверхности головки и расщепляющий внеклеточный матрикс, соединяющий клетки лучистого венца[5]. Один сперматозоид не способен разрушить лучистый венец, требуется воздействие большого количества сперматозоидов для разрыхления и рассеивания клеток лучистого венца. Сперматозоид, который первым доберется до блестящей оболочки, вероятнее всего осуществит оплодотворение.
Для преодоления блестящей оболочки zona pellucida сперматозоид использует ферменты, содержащиеся в акросоме. Акросома представляет собой видоизмененную лизосому — мембранный пузырек, заполненный различными литическими ферментами. Акросома располагается на переднем конце головки сперматозоида. После достижения сперматозоидом блестящей оболочки рецепторы на головке сперматозоида взаимодействуют с лигандами на блестящей оболочке. После такого взаимодействия (узнавания) акросома сливается с внешней мембраной сперматозоида, и её содержимое оказывается снаружи. Ферменты акросомы локально разрушают блестящую оболочку, что в совокупности с движением сперматозоида позволяет ему проникнуть под блестящую оболочку и оказаться в непосредственной близости к оолемме — цитоплазматической мембране яйцеклетки.
Существуют специфические рецепторы на поверхности сперматозоида и яйцеклетки, которые служат для осуществления слияния половых клеток. После слияния ядро сперматозоида, центриоль и его митохондрия оказываются внутри яйцеклетки. В течение короткого времени в яйцеклетке развивается так называемая кортикальная реакция[en] — высвобождение содержимого кортикальных гранул, или везикул, во внешнюю среду яйцеклетки. Кортикальные гранулы располагаются под поверхностью наружной мембраны яйцеклетки и содержат различные литические ферменты. После проникновения сперматозоида кортикальные везикулы сливаются с оолеммой (наружной мембраной яйцеклетки), и выделенные яйцеклеткой ферменты модифицируют блестящую оболочку таким образом, что она становится непроницаемой для других сперматозоидов. Таким образом, после проникновения первого сперматозоида остальные сперматозоиды не способны оплодотворить яйцеклетку. Иными словами, кортикальная реакция служит для обеспечения так называемого блока (предотвращения) полиспермии, то есть механизма, препятствующего проникновению в яйцеклетку более одного сперматозоида. У млекопитающих блок полиспермии развивается в течение нескольких минут.
При проникновении двух сперматозоидов в яйцеклетку (что случается сравнительно редко) образуется триплоидный эмбрион, при дальнейшем развитии которого происходят различные нарушения в расхождении хромосом. Такие эмбрионы не жизнеспособны и, как правило, погибают в течение нескольких дней развития, однако в редких случаях могут имплантироваться в матку и дать начало беременности, которая обречена на прерывание. Вопреки распространенному заблуждению, проникновение двух сперматозоидов в яйцеклетку не является причиной возникновения однояйцевых близнецов.
Нарушения зачатия[править]
В редких случаях нарушение кортикальной реакции приводит к оплодотворению яйцеклетки более чем одним сперматозоидом. Это называется полиспермией и обычно обусловливает нежизнеспособную зиготу. Закрытие просвета маточной трубы вследствие некоторых заболеваний ведет к препятствию для встречи сперматозоидов с яйцеклеткой и возникновению бесплодия.
Начало беременности[править]
1-й день после зачатия. Зигота, отчетливо видны мужской и женский пронуклеусы, отделившееся полярное тело. 2-й день после зачатия, визуализируются 4 бластомера. 3-й день после зачатия, эмбрион состоит из 8 бластомеров 4-й день после зачатия, развития эмбриона человека — морулаПосле проникновения сперматозоида в яйцеклетку образуется зигота — оплодотворенная яйцеклетка, одноклеточная стадия развития эмбриона. У человека стадия зиготы продолжается первые 26-30 часов развития. Зигота приступает к формированию ядер. Сперматозоид проникает в яйцеклетку, когда она находится на стадии второго деления мейоза (после овуляции мейоз в яйцеклетке останавливается на стадии метафазы II и возобновляется после проникновения сперматозоида). Зигота завершает мейоз и как следствие выделяет 2-е полярное тельце и формирует женский пронуклеус (женское ядро). Параллельно из материала ядра сперматозоида зигота формирует мужской пронуклеус (мужское ядро). Каждый из пронуклеусов зиготы имеет одинарный (гаплоидный) набор хромосом, в мужском пронуклеусе располагаются отцовские хромосомы, в женском пронуклеусе — материнские хромосомы. В микроскоп пронуклеусы в зиготе становятся видны спустя 13-15 часов после проникновения сперматозоида и исчезают спустя 20-21 час после проникновения сперматозоида. Сформировавшись на разных концах зиготы, пронуклеусы движутся навстречу друг другу (так называемое «сближение пронуклеусов»), после чего их оболочки растворяются и хромосомы выстраиваются в метафазную пластинку первого деления митоза. Таким образом, объединение отцовских и материнских хромосом происходит на стадии метафазы митоза зиготы. В отличие от зиготы иглокожих, в зиготе человека и других позвоночных животных не наблюдается слияния пронуклеусов с образованием единого ядра зиготы.
Дробление[править]
Начальные стадии дробления яйцеклетки млекопитающего. Схематично. На основе рисунка Аллена Томсона (Allen Thomson). Обозначения: z.p. Zona pellucida. p.gl. Полярные тельца. a. Двуклеточная стадия. b. Четырехклеточная стадия. c. Восьмиклеточная стадия. d, e. Морула.
Из атласа «Анатомия человеческого тела» Генри Грея. (Henry Gray (1825–1861). Anatomy of the Human Body. 1918.)
В процессе оплодотворения яйцеклетка, а в последующем зигота, продолжает свое продвижение по маточной трубе в сторону матки. Этому способствуют сокращения мышечного слоя трубы и движения ресничек её эпителия. После образования зиготы начинается процесс её митотического деления, который носит название «дробление» (такое название деление зиготы получило потому, что общий размер эмбриона не увеличивается, и с каждым последующим делением дочерние клетки становятся все мельче). Размер эмбриона человека на стадиях зиготы и дробления одинаков и составляет около 130 мкм. Дробление у человека, как и всех млекопитающих, полное, равномерное и асинхронное. Асинхронность дробления означает, что дочерние клетки делятся не одновременно, и в итоге эмбрион человека может содержать число клеток, отличное от степени двойки (1, 2, 4, 8…). Напротив, при синхронном дроблении, характерном для большинства животных, число клеток равно 2n, где n—число актов деления. Клетки эмбриона на стадии дробления называются бластомеры. Период дробления продолжается около 3 дней.
Первоначально все бластомеры эмбриона человека одинаковы, как по внешнему виду, так и по своей детерминации. Бластомеры не взаимодействуют друг с другом и удерживаются вместе лишь благодаря блестящей оболочке. Если блестящая оболочка по какой-то причине будет повреждена, то эмбрион рассыплется на отдельные группы клеток или индивидуальные клетки. В редких случаях это может приводить к формированию двух и более независимых эмбрионов, идентичных генетически. Такие эмбрионы дадут начало однояйцевым дихориальным близнецам[Коммент. 1] (около одной трети случаев рождения всех однояйцевых близнецов).
К 4 дню развития, когда эмбрион состоит приблизительно из 12-16 клеток, бластомеры приобретают дифференциацию и образуют два клеточных слоя. Наружные бластомеры формируют так называемый трофобласт, а внутренние — чуть позже — эмбриобласт.
К 5 дню развития дробящийся эмбрион формирует бластоцисту — стадию развития, характерную только для плацентарных млекопитающих. Бластоциста состоит из приблизительно 30 клеток в начале развития и приблизительно 200 клеток в конце развития. Бластоциста представляет собой полый шар размером 130—200 мкм, сформированный клетками трофобласта, внутри шара располагается группа клеток эмбриобласта, прикрепленная к одной из стенок.
Изредка бластоциста может нести два эмбриобласта, такой эмбрион даст начало однояйцевой двойне — однояйцевым монохориальным близнецам[Коммент. 2] (около двух третей случаев рождения всех однояйцевых близнецов).
Имплантация[править]
Для лучшего контакта с эндометрием бластоциста освобождается от блестящей оболочки (так называемый хэтчинг). После этого клетки трофобласта, поверхностного слоя бластоцисты, выбрасывают пальцевидные отростки для погружения в эндометрий, железы которого богаты питательным секретом. В то же время эндометрий продолжает утолщаться под влиянием прогестерона и в итоге окружает бластоцисту со всех сторон. Процесс имплантации происходит при тесном химическом и физическом взаимодействии бластоцисты и эндометрия. Хорионический гонадотропин, выделяемый клетками трофобласта, влияет также на жёлтое тело яичника, стимулируя выработку им прогестерона и препятствуя наступлению менструации.
Нарушения транспорта и имплантации[править]
Нарушение транспорта зиготы в матку может приводить к имплантации бластоцисты в маточной трубе и развитию внематочной беременности. Нарушение реакций взаимодействия бластоцисты с эндометрием в процессе имплантации может обусловить ранний выкидыш ещё до того, как можно установить факт беременности.
Зачатие как точка отсчета[править]
Зачатие может использоваться как точка отсчета при исчислении срока развития эмбриона. В работах по эмбриологии человека срок развития эмбриона всегда отсчитывается от дня оплодотворения (так называемый «эмбриональный срок»[en]), в качестве примера можно привести наиболее распространенные в мире таблицы Стритера (таблицы нормального развития человека, именуемые также таблицами Карнеги), в которых выделяют 56 стадий развития, датируемые от дня оплодотворения. В акушерстве принято отсчитывать срок беременности от даты последней менструации (так называемый «акушерский срок»[en]). Овуляция и зачатие происходят приблизительно на две недели позднее даты последней менструации.
Зачатие нередко рассматривается как начало человеческой жизни. Эта точка зрения может быть обусловлена определёнными религиозными представлениями[2]. Однако, как показал социологический опрос, проведенный в конце 2012 года[Коммент. 3], среди российских граждан её разделяют не только верующие (более 2/3), но и атеисты (более половины). Эту позицию разделяет «абсолютное большинство российских женщин (74%) и около половины мужчин (50%)»[6].
- ↑ В. Владимирский. ЗАЧАТИЕ // Большая медицинская энциклопедия
- ↑ 2,02,1 Марина Жарова, Этические проблемы начала жизни человека // RELGA, №15 (288), 30.12.2014.
- ↑ 3,03,1 Руководство ВОЗ по исследованию и обработке эякулята человека: 5-е изд. М: Капитал-Принт, 2012. — 292с.
- ↑ Хеффнер Л. Половая система в норме и патологии/Оплодотворение и имплантация: Учеб. пособ. / Пер. с англ. А.Г.Гунина — М: ГЭОТАР-МЕД, 2003. — 128с.
- ↑ 5,05,1 Руководство по клинической эмбриологии; под ред. В.С.Корсака — М: МК, 2011. — 224 с.
- ↑ Константин Щеглов, …об РПЦ, абортах и медицинских клеточных технологиях // «Демоскоп Weekly», № 507 — 508, 16 — 30 апреля 2012, перепечатано из: «Медицинская газета», 13 апреля 2012 года.
- ↑ См. карту.
wp.wiki-wiki.ru