Запліднення

запліднення

запліднення являє собою об`єднання генетичного матеріалу батьківського походження, що міститься в ядрі сперматозоїда, з генетичним матеріалом материнського походження, що міститься в ядрі яйцеклітини, з подальшим формуванням первинного ядра ембріона.

Відео: Штучне запліднення собак. Біглі Честер і Тіна. В`язка собак через катетер.

У всіх організмах сутність запліднення, по суті, це злиття спадкового матеріалу з двох різних статевих клітин або гамет, кожна з яких несе половину числа хромосом типових для даного виду. Найбільш примітивна форма запліднення, виявлена в мікроорганізмах і найпростіших, складається з обміну генетичним матеріалом між двома клітинами.

Першою важливою подією в заплідненні є злиття мембран двох гамет і в результаті формування каналу, що дозволяє генетичного матеріалу мігрувати з однієї клітини в іншу. У розвинених рослин механізм запліднення є запилення, в результаті якого пилок переноситься на рильце маточки, утворена вегетативна клітина досягає зав`язі, де далі піддається розвитку. У розвинених тварин запліднення зазвичай супроводжується проникненням єдиного сперматозоїда в яйцеклітину. Результатом запліднення є клітина (зигота), здатна до поділу і утворення нових клітин для формування ембріона і тіла людини в подальшому.

Злиття двох гамет ініціює деякі процеси в яйцеклітині. Одним з них є зміна мембрани яйцеклітини. Мембрана стає непроникною з тим, щоб в яйцеклітину могло проникнути не більше одного сперматозоїда. У видів, де в яйцеклітину потрапить більше одного сперматозоїда (поліспермія), фактично ядро тільки одного сперматозоїда зливається з ядром яйцеклітини. Важливим процесом після запліднення яйцеклітини є активація яйцеклітини, яка запускає механізм подальшого поділу клітин. Активація, однак, не завжди вимагає пенетрации сперматозоїда. Наприклад, в процесі партеногенезу, при якому запліднення не відбувається, активація яйця досягається при впливі деяких фізичних і хімічних агентів. Шляхом партеногенезу розмножуються безхребетні, такі як тля, бджоли, і ін.

гамети

гамети - унікальні вид клітин, відмінні від усіх інших видів клітин людського організму. У нормі, кожна клітина людського тіла містить двадцять три пари хромосом (загальною кількістю 46 хромосом). Зрілі яйцеклітини і сперматозоїди містять тільки одну копію кожної хромосоми (загальною кількістю 23 хромосоми). Під час запліднення відбувається злиття двох гамет, при цьому утворюється зигота з набором з 46 хромосом, необхідних для розвитку ембріон. Таким чином, плід отримує по половині генетичного матеріалу від кожного з батьків, що робить майбутній організм унікальним. Процес, при якому генетичний матеріал скорочується в два рази, носить назву мейоз.

Овуляція і еякуляція

Сперматозоїди та яйцеклітини відрізняються не тільки від інших клітин, але вони також відрізняються і одна від одної. При народженні жінки в її організмі вже містяться всі яйцеклітини, які поступово будуть дозрівати протягом її життя. При народженні, хромосоми цих яйцеклітин знаходяться в фазі починається мейозу (мейозу I) і залишатимуться неактивними до початку менструального циклу в період статевого дозрівання. На 13-14 день менструального циклу специфічні гормони ініціюють продовження мейозу в одній яйцеклітині щомісяця.

В період овуляції яйцеклітина, укладена в подвійну, що захищає її оболонку, мігрує з яєчника. Зовнішній шар, яйценосний горбок, cumulus oophorus, складається з клітин, які називаються купчастими клітинами, і внутрішній шар, блискуча оболонка (zona pellucida), складається з драглистого матеріалу, до складу якого входить білок і цукор. Після виходу з яєчника, яйцеклітина проробляє шлях в порожнині маткової труби (фаллопієвій трубі). У фаллопієвих трубах яйцеклітина доступна до запліднення лише близько декількох днів (3-4 дні), тому сперматозоїд повинен досягти яйцеклітини в цей період, або в іншому випадку запліднення яйцеклітини не відбудеться.

При статевому акті під час сім`явиверження мільйони сперматозоїдів потрапляють в піхву. Далі через шийку матки і порожнину матки сперматозоїди (але вже значно менша їх частина, решта гинуть вже в піхву) потрапляють в фаллопієві труби. Сперматозоїди можуть жити в порожнині матки протягом трьох днів. Кожен сперматозоїд складається з трьох частин: головка, шийка і хвостик. Кожна з цих частин виконує певні функції. Головка сперматозоїда включає ядро (містить гаплоидной набір хромосом), акросому (несуча литические ферменти, необхідні для розчинення оболонки яйцеклітини), і зовнішню мембрану. У шийці міститься мітохондрії, які забезпечують вироблення енергії. Хвостик, виконуючи циркулярні обертання, забезпечує рух сперматозоїда вперед.

З огляду на пошкодження сперматозоїдів на шляху до яйцеклітини, а також те, що в піхву присутній агресивна кисле середовище, це є згубним для більшості сперматозоїдів. У підсумку, менше одного відсотка сперматозоїдів, що потрапили з еякулятом в піхву, зможуть досягти яйцеклітини. Існують ситуації, коли прохід сперматозоїдів в матку заблокований надлишком слизу, що покриває шийку матки, або ж маткова труба не містить яйцеклітини.

Відео: Процес запліднення і внутрішньоутробного розвитку дитини

Для того щоб сперматозоїд зміг запліднити яйцеклітину, він повинен пройти процес капацитации. Капацитація полягає у видаленні з апікального тільця сперматозоїда глікопротеїновими оболонки з тим, щоб сперматозоїд зміг мігрувати крізь ldquo-блискучу оболочкуrdquo- (zona pellucida). досягнувши поверхні ldquo-блискучою оболочкіrdquo-, сперматозоїд виділяє ряд ферментів, які розчиняють ldquo-блискучу оболочкуrdquo-. Як тільки головка сперматозоїда проходить ldquo-блискучу оболочкуrdquo-, вона відривається від іншої частини сперматозоїда і потрапляє в ядро яйцеклітини.

Дуже важливо, щоб тільки один сперматозоїд зміг потрапити в яйцеклітину. У разі якщо в яйцеклітину потрапляє більше одного сперматозоїда, такий стан носить назву поліспермія, і це згубно для зародка. У рідкісних випадках при поліспермії відбувається викидень. У нормі при проходженні сперматозоїдом zona pellucida яйцеклітина виділяє ряд речовин, які змінюють властивості оболонки, таким чином, що вона перестає бути проникною для інших сперматозоїдів.

Після потрапляння сперматозоїда в яйцеклітину відбувається завершальне мейотическое розподіл. Після чого хромосоми сперматозоїда і яйцеклітини об`єднуються в одному ядрі. Така клітина стає зиготою, і це перша клітина нового людського організму.

варіації запліднення

У деяких випадках в яєчниках дозріває більше однієї яйцеклітини одночасно. Кожна яйцеклітина при цьому здатна бути заплідненої. В результаті настає багатоплідна вагітність. З огляду на, що плоди розвиваються з різних сперматозоїдів і яйцеклітини, вони будуть не схожі один на одного фенотипически (зовні) і можуть бути різної статі. Діти, народжені при такому заплідненні, будуть називатися двійнятами. У рідкісних випадках, клітини одного і того ж ембріона поділяються і дають початок двом або більше ембріонам. Генетично такі ембріони будуть ідентичні, а значить і фенотипически при народженні вони будуть схожі. Діти, народжені в даному випадку запліднення, називаються близнюками.

Механізми запліднення відрізняються у різних тварин. Запліднення не завжди відбуваються в організмі тварини. Так, наприклад, морські їжаки, прикріплені до каменів на дні океану, виділяють яйцеклітини і сперматозоїдів прямо в воду. При такому механізмі запліднення необхідна велика кількість статевих клітин (мільйони яйцеклітин і мільярди сперматозоїдів) для достатнього забезпечення продовження роду. Багато інших тварин океану також виділяють яйцеклітини і сперматозоїдів безпосередньо в воду. Однак, дивно те, що яйцеклітина може бути запліднена тільки спермою одного і того ж виду. Дане явище забезпечується унікальним набором білків на поверхні яйцеклітин і сперматозоїдів. Схожий механізм спостерігається і у статевих клітин людини.

Сьогодні наука і технології зробили крок далеко вперед. І яйцеклітина може бути запліднена поза маткових труб. Так при штучному заплідненні виконується забір яйцеклітин у матері і сперматозоїдів у батька майбутньої дитини. Потім на чашці Петрі в спеціальному середовищі виконується ін`єкція яйцеклітини і введення генетичного матеріалу сперматозоїда в її порожнину. Дана процедура виконується під мікроскопом. Запліднена яйцеклітина поміщається в матку, де продовжує свій розвиток. Відомо, що при такому вигляді запліднення найчастіше багатоплідна вагітність.