Двойное оплодотворение. Генетическая сущность оплодотворения. Нарушения оплодотворения, нерегулярные типы оплодотворения Что происходит в результате оплодотворения объединяется

Оплодотворение - процесс слияния мужской и женской гамет, приводящее к образованию зиготы. При оплодотворении взаимодействуют мужская и женская гаплоидные гаметы, при этом сливаются их ядра (пронуклеусы), объединяются хромосомы, и возникает первая диплоидная клетка нового организма - зигота . Начало оплодотворения - момент слияния мембран сперматозоида и яйцеклетки, окончание оплодотворения - момент объединения материала мужского и женского пронуклеусов.

Оплодотворение происходит в дистальном отделе маточной трубы и проходит 3 стадии:

I стадия - дистантное взаимодействие, включает в себя 3 механизма:

· хемотаксис - направленное движение сперматозидов навстречу к яйцеклетке (гинигамоны 1,2);

· реотаксис - движение сперматозоидов в половых путях против тока жидкости;

· капацитация - усиление двигательной активности сперматозоидов, под воздействием факторов женского организма (рН, слизь и другие).

II стадия - контактное взаимодействие, за 1,5-2 ч сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают ее и приводят к вращательным движениям, со скоростью 4 оборота в минуту. Одновременно из акросомы сперматозоидов выделяются сперматозилины, которые разрыхляют оболочки яйцеклетки. В том месте где оболочка яйцеклетки истончается максимально происходит оплодотворение, оволемма выпячивается и головка сперматозоида проникает в цитоплазму яйцеклетки, занося с собой центриоли, но оставляя снаружи хвостик.

III стадия - проникновение, самый активный сперматозоид приникает головкой в яйцеклетку, сразу после этого в цитоплазме яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, которая препятствует полиспермии. Затем происходит слияние мужского и женского пронуклеусов, этот процесс носит название синкарион. Этот процесс (сингамия) и есть собственно оплодотворение, появляется диплоидная зигота (новый организм, пока одноклеточный).

Условия необходимые для оплодотворения:

· концентрация сперматозоидов в эякуляте, не менее 60 млн в 1 мл;

· проходимость женских половых путей;

· нормальная температура тела женщины;

· слабощелочная среда в женских половых путях.

Дробление - это последовательно протекающий митоз, без роста образовавшихся клеток, до размеров исходной. При дроблении происходит относительно быстрое увеличение количества клеток (бластомеры). Дробление идет до тех пор, пока не восстановится соотношение объема ядра к объему цитоплазмы, характерное для данного вида. Количество бластомеров увеличивается от 2 до примерно 12-16 к третьим суткам после оплодотворения, когда концептус достигает стадии морулы и выходит в полость матки из маточных труб.

Различают дробление:

· полное, неполное;

· равномерное, неравномерное;

· синхронное, асинхронное.

У человека дробление полное, асинхронное, неравномерное. В результате первого деления образуются 2 бластомера, темный и светлый, светлые делятся быстро и обволакивают зиготу снаружи - трофобласт, а темные находятся внутри и делятся медленно - эмбриобласт. Дробление зиготы у человека прекращается на стадии 107 бластомеров.

Фаза I I – в ней происходит акросомная реакция. Наружная мембрана сперматозоида разрывается, высвобождаются протеолитические ферменты и растворяют оболочку яйцеклетки. Плазматические мембраны сливаются, цитоплазмы соединяются. В цитоплазму яйцеклетки переходят ядро и центриоль сперматозоида. Хвостовая часть рассасывается. Затем яйцеклетка активируется, меняется её потенциал и отслаивается её желточная оболочка и образуется оболочка оплодотворения (кортикальная реакция). Активация заканчивается началом синтеза белка.

Фаза III – сингамия . В ней выделяют:

Стадия 2 х пронуклеусов – мужское ядро набухает, принимает вид профазного, за это время удваивается ДНК и мужской пронуклеус получает гаплоидный набор редуплецированных хромосом (n2c). Яйцеклетка в момент встречи со сперматозоидом находится в стадии мейоза, заблокированной с помощью специального фактора. После встречи со сперматозоидом, яйцеклетка активируется и блок снимается. Ядро яйцеклетки, закончившее мейоз, превращается в женский пронуклеус, так же приобретая набор хромосом n2c.

Стадия синкариона – слияние ядерного материала и образование зиготы.

Первое митотическое деление зиготы приводит к образованию двух клеток зародыша (бластомеров) с набором хромосом 2n2c в каждом.

Партеногенез

дочерний организм иногда развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Это явление называют девственным развитием или партеногенезом . Источником наследственного материала для развития потомка в этом случае обычно служит ДНК яйцеклетки - гиногенез . Реже наблюдается андрогенез - развитие потомка из клетки с цитоплазмой ооцита и ядром сперматозоида. Ядро женской гаметы в случае андрогенеза погибает.

Оплодотворением называют процесс слияния женской (яйцеклетки) и мужской (сперматозоид) половых клеток, который приводит к образованию нового одноклеточного организма (зиготы). Именно этот момент многие считают началом новой жизни и точкой отсчета беременности. Узнаем подробнее, как происходит оплодотворение и на каких этапах может возникнуть риск гибели будущего плода.

Слияние яйцеклетки и сперматозоида называют процессом оплодотворения.

Строение половых клеток мужчины

В норме образование сперматозоидов, способных к оплодотворению, начинается у человека в периоде полового созревания (12-13 лет). Зрелый сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста. Самая важная часть сосредоточена в головке, где находится ядро, которое доставляет в яйцеклетку отцовские гены.

Функция хвоста — это движение, именно эта часть сперматозоида позволяет ему двигаться со скоростью 2-3 мм в минуту и достигать матки и маточных труб. Сперматозоиды находятся в сперме. Она представляет собой вязкую беловатую жидкость, где помимо половых клеток определяется секрет семенных пузырьков и простаты.

При половом акте во влагалище попадает 3-5 мл спермы, где находится около 300-400 млн сперматозоидов. В норме большая часть из них имеет нормальную подвижность и правильное строение. Во влагалище они гибнут в течение нескольких часов, но, достигнув маточных труб, могут сохранять свою жизнеспособность еще трое суток.

У мужчины сперматозоиды вырабатываются на протяжении всей жизни. Их полное обновление в организме человека происходит примерно раз в 2-2,5 месяца.

В ядре сперматозоида находится генетическая информация отца.

Женские половые клетки

Женщина появляется на свет с определённым запасом яйцеклеток. Когда запас яйцеклеток, истощается наступает климакс. Поэтому если мужчина теоретически способен зачать ребенка в любом возрасте, то женщине отводится ограниченный запас времени.

В период полового созревания у девочки фолликулы приобретают способность созревать и разрываться для того, чтобы яйцеклетка вышла в брюшную полость и могла попасть в маточную трубу для оплодотворения.

Такой процесс происходит примерно раз в месяц в середине менструального цикла и называется овуляцией. Именно в этот период яйцеклетка может встретиться со сперматозоидом для зачатия.

Зрелая яйцеклетка человека не обладает самостоятельной подвижностью в отличие от сперматозоида. Ее движение происходит под действием присасывающего перистальтического эффекта маточной трубы и мерцания ресничек эпителия. Яйцеклетка состоит из ядра, где сосредоточена генетическая информация матери, блестящей оболочки и лучистого венца.

Способность к оплодотворению выше всего сразу после и сохраняется она на протяжении суток. В дальнейшем происходит гибель яйцеклетки. У женщины этот процесс проявляется менструальным кровотечением.

Яйцеклетка окружена прозрачной оболочкой и лучистым венцом.

Где и как проходит процесс оплодотворения человека

При половом акте сперма обычно попадает на задний свод влагалища, с которым соприкасается шейка матки. В норме среда во влагалище кислая, что позволяет отсеять слабые и нежизнеспособные сперматозоиды. Выжившие мужские клетки попадают в матку, где среда щелочная и начинают двигаться активнее по направлению к маточным трубам.

Важно! В обычные дни шейка матки прикрыта плотной слизистой пробкой, но в период проницаемость слизи возрастает, что дает возможность сперматозоидам проникнуть к месту оплодотворения.

После семяизвержения во влагалище проходит всего несколько минут и активные сперматозоиды уже можно обнаружить в матке. Спустя 2-3 часа они достигают концевых отделов маточных труб, где находится яйцеклетка. Они могут существовать там в течение двух суток, сохраняя свою способность к оплодотворению и ожидая яйцеклетку. Если этого не происходит сперматозоиды погибают.

Сам процесс оплодотворения (слияния) происходит в расширенной (ампулярной) части маточной трубы. Здесь к яйцеклетке устремляются тысячи сперматозоидов. Прозрачная оболочка яйцеклетки и клетки лучистого венца дают возможность проникнуть в яйцеклетку только одному или нескольким сперматозоидам. Но только один из них и будет участвовать в оплодотворении.

Важно! В редких случаях бывает нарушение реакции и яйцеклетку оплодотворяют несколько сперматозоидов. Этот процесс называется полиспермией и приводит к образованию нежизнеспособной зиготы.

Встреча сперматозоида и яйцеклетки завершается слиянием их ядер, где не просто суммируется, а взаимно объединяется генетический материал и происходит образование единого ядра зиготы. Так происходит передача генетического материала ребенку от обоих родителей.

Как дальше протекает этот процесс по дням

Стадия зиготы длится в течение полутора суток. Вскоре она вступает в процесс дробления клеток в результате чего образуется зародыш. Он медленно движется по маточной трубе и достигает матки только через 7-10 дней после оплодотворения. Движение зародыша происходит благодаря мерцанию ресничек и перистальтической активности самой маточной трубы.

Затем он внедряется (имплантация) в слизистую оболочку матки и погружается в ее функциональный слой. Это процесс занимает около 2 суток.

После того как имплантация завершилась, зародыш и его оболочки начинают быстро развиваться. Он постепенно обрастает сосудами, что обеспечивает его питание и дыхание. После завершения всех этих стадий образуется плод, окруженный околоплодными водами и тремя оболочками.

Через 7-10 дней после оплодотворения зародыш внедряется в тело матки.

Какие проблемы могут возникнуть в процессе оплодотворения

С одной стороны, оплодотворение — это естественный биологический процесс, который протекает сам по себе и в результате на свет появляется новая жизнь. Но пары, которые столкнулись с бесплодием воспринимают это совершенно иначе. Рассмотрим из-за чего чаще всего не получается зачать ребенка с первого раза:

половой акт произошел, когда у женщины не было овуляции, т.е. нет яйцеклетки в маточной трубе;
сперматозоиды оказались нежизнеспособными и не достигли яйцеклетки в период овуляции;
непроходимость маточных труб, которая не дала возможности встретиться сперматозоиду и яйцеклетке;
яйцеклетку оплодотворили несколько сперматозоидов и зародыш погиб;
оплодотворение яйцеклетки произошло, но дефектным сперматозоидом – в таких ситуациях зигота гибнет на ранних стадиях;
нарушился процесс транспорта зародыша в матку и внедрение произошло в маточной трубе (внематочная беременность) – гибель зародыша и состояние, угрожающее жизни женщины;
зародыш добрался до маточной трубы, но не смог внедриться из-за тонкого функционального слоя матки или его отсутствия (бывает после перенесенных абортов). Происходит выкидыш еще до того, как женщина узнает о беременности.

Здесь перечислен только небольшой список проблем, из-за которых процесс оплодотворения и начала беременности может сорваться. Некоторые механизмы прерывания обусловлены защитной реакцией природы для появления на свет здорового потомства, например, гибель зародыша с дефектными аномалиями. Другие возникают из-за проблем со здоровьем как у мужчины, так и у женщины. Чтобы не думать о том, как происходит оплодотворение, нужно следить за состоянием своей репродуктивной системы и планировать беременность.