Нет гамет что такое
Хромосомная теория
Хромосомная теория наследственности
Концепция данной теории заключается в том, что передача наследственной информации в ряду поколений осуществляется путем передачи хромосом, в которых в определенной линейной последовательности расположены гены.
Данная теория была сформулирована в начале XX века. Значительный вклад в ее развитие внес американский генетик Томас Морган.
Группы сцепления
В предыдущей статье были раскрыты суть и применение в задачах III закона Менделя, закона независимого наследования, в основе которого лежат гены, расположенные в разных хромосомах. Но что если гены лежат в одной хромосоме? Такие гены образуют группу сцепления, в этом случае говорят о сцепленном наследовании.
Сцепление генов
Далее Морган применил анализирующее скрещивание. Полученную в первом поколении дигетерозиготу (AaBb) он скрестил с черной особью с зачаточными крыльями (aabb). Результат весьма удивил Моргана и его коллег: помимо потомства с ожидаемыми фенотипами (серое тело + длинные крылья, черное тело + зачаточные крылья) были получены особи со смешанными признаками.
Потомство со смешанными признаками подразумевает под собой особи Aabb (серое тело + зачаточные крылья) и aaBb (черные тело + длинные крылья). Но откуда они могли взяться, если гены A и B находятся в одной хромосоме? Значит, образовались еще какие-то дополнительные гаметы, помимо AB и ab?
Пример решения генетической задачи №1
«Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными генами, расположенными в одной хромосоме. Гены полностью сцеплены. Какова вероятность родить здорового ребенка в семье, где муж нормален, жена гетерозиготна по обоим признакам, мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец был нормален».
Пример решения генетической задачи №2
«Гены доминантных признаков катаракты и эллиптоцитоза локализованы в 1-й аутосоме. Гены неполностью сцеплены. Женщина, болеющая катарактой и эллиптоцитозом, отец которой был здоров, выходит замуж за здорового мужчину. Определите возможные фенотипы потомства и вероятность рождения больного обеими аномалиями ребенка в этой семье».
Ключевые слова в тексте этой задачи, на которые следует обратить внимание: «гены неполностью сцеплены». Это означает, что между ними происходит кроссинговер.
Наследование, сцепленное с полом
Природа, несомненно, бережет женских особей. Женщины имеют две гомологичные хромосомы XX, и если ген наследственного заболевания попал в одну из X-хромосом, то чаще всего в другой X-хромосоме окажется «здоровый» ген, доминантный, которой подавит действие рецессивного гена. С генетической точки зрения, женщина будет носительницей заболевания, может его передать по поколению, но сама болеть не будет.
У мужчин если ген заболевания оказался в X-хромосоме, то не проявиться он не может. Именно по этой причине мужчины чаще страдают дальтонизмом, гемофилией и т.д.
Пример решения генетической задачи №3
«Рецессивный ген дальтонизма располагается в X-хромосоме. Женщина с нормальным зрением (отец был дальтоник) выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, отец которого был дальтоником. Определите возможные фенотипы потомства».
Пример решения генетической задачи №4
Пример решения генетической задачи №5
«Рецессивные гены, кодирующие признаки дальтонизма и гемофилии, сцеплены с X-хромосомой. Мужчина с нормальным цветовым зрением и гемофилией женится на здоровой женщине, отец которой был дальтоником, но не гемофиликом. Известно, что мать женщины была гомозиготна по исследуемым признакам. Какое потомство получится от брака их дочери со здоровым мужчиной?»
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
ESHRE о донорстве гамет и эмбрионов
Эти страницы содержат рекомендации и другие пункты, составленные специальной группой по закону и этике Европейского Общества Репродукции Человека (F.Shenfield1, G.Pennings, C.Sureau, J.Cohen, P.Devroey and B.Tarlatzis) и одобреныe исполнительным комитетом ESHRE. Оригинальная версия на www.eshre.com и Human Reproduction, Vol. 17, No. 5, 1407-1408, May 2002.
1. Основные принципы.
Донорство гамет и эмбрионов может являться единственной возможностью лечения бесплодия при отсутствии женских и/или мужских гамет. Оно может применяться также для предотвращения передачи потомству определенных генетических заболеваний. Результатом является удовлетворение желания иметь детей, что более важно, чем лечение бесплодия как такового.
Если предположить, что такое фиксированное законодательное положение отсутствует, этично дать семьям возможность формироваться таким образом, какой они считают приемлемым. Поскольку репродукция является также вопросом публичного интереса (как в законодательном, так и в социальном отношении), общество имеет право регулировать и контролировать донорство гамет. Например, в некоторых странах донорство ооцитов оценивается иначе, чем донорство эмбрионов, и донорство эмбрионов является предметом еще более жесткого контроля, чем донорство гамет.
2. Особые этические аспекты
2.1 Анонимность. Двойной путь (double track).
Единственного правильного решения проблемы анонимности ;не существует. На карту поставлены несколько различных интересов:
Эти права не всегда можно соблюсти одновременно. Вследствие этого в качестве решения был предложен “двойной путь” (double track). Он устанавливает балланс всех интересов и принимает во внимание специфический контекст анонимности донора. В ходе этой процедуры донору предоставляется выбор: вступить в программу в качестве идентифицируемого или анонимного донора. Также реципиент может тяготеть к выбору идентифицируемого или анонимного донора.
2.2. Донорство известными пациентам лицами.
Известный пациентам донор отличается от идентифицируемого тем, что он или она знаком/а реципиенту в момент лечения. В случае идентифицируемого донора, личность донора становится известна потомкам, когда они достигают зрелости.
Возражений per se против донорства друзьями или членами семьи нет. В настоящее время нет свидетельств тому, что донорство друзьями или членами семьи стало причиной дополнительных проблем. Однако тщательное консультирование как донора, так и реципиентов совершенно необходимо. Относительно донорства внутри семьи нет данных о негативном влиянии донорства сиблингом одного из родителей. Однако донорство другим поколением является поводом для беспокойства в связи со сложностью определения статуса ребенка внутри семьи.
2.3. Оплата. В принципе, оплаты за биологический материал быть не должно. Однако это не исключает разумной компенсации за усилия донора.
2.4. Рекрутирование и скрининг доноров. Разъяснение специфики донорства является обязательным компонентом отбора доноров и проводится до их обследования. Обследование (скрининг) необходим, чтобы защитить реципиента и будущего ребенка. Необходима также психологическая оценка общих способностей и интеллектуальных возможностей кандидатов.
Известный генетический риск, связанный с возрастом предполагает, что доноры спермы не должны быть старше 50 лет, а ооцитов 35 лет. Для донорства знакомыми или родственниками реципиентов приемлем и более высокий предел, если реципиенты согласны с увеличением генетического риска. В этом случае при наступлении беременности реципиенту должна быть предложена пренатальная диагностика.
Критерием выбора донора также считается наличие у него собственных детей. Предполагается, что в этом случае донорство гамет и эмбрионов более осознано. Донор имеет моральные обязательства получить согласие своего партнера на донорство.
Минимальная информация о доноре касательно его внешности, образования, рода занятий, социального статуса и мотивации для донорства должна быть документирована.
3. Показания.
3.1. Медицинские показания.
Донорство гамет показано в следующих случаях:
3.2. Психосоциальные показания.
В обществе идет дискуссия о приемлемости использования донорства гамет в тех случаях, когда бесплодие вызвано или объясняется психосоциальными факторами, такими как у лесбийских пар, одиноких женщин и женщин в постменопаузе. На сегодняшний день нет консенсуса о психосоциальных показаниях для донорства гамет и эмбрионов. Некоторые специалисты не считают приемлемым также использование этого метода по желанию реципиента. Оценка этих аспектов различными обществами отражена в их национальных законодательствах.
4. Безопасность.
Скрининг доноров гамет должен осуществляться с целью предотвращения передачи серьезных заболеваний как реципиенту так и ребенку. Например, необходима заморозка спермы, чтобы исключить возможность передачи ВИЧ-инфекции. Для донорства ооцитов риск меньше, поэтому в некоторых европейских странах считается приемлемым не замораживать эмбрионы перед переносом. Обследование доноров на гепатиты В, С и ВИЧ-инфекцию необходимо.
Информация, касающаяся донорства, должна сохраняться 50 лет, для того чтобы можно было отследить донора при необходимости информации о ней/нем.
5. Ребенок.
На каждом этапе процесса важно принимать во внимание благополучие ребенка. Ребенок имеет право на все имеющиеся данные о доноре, а также общую информацию о донорстве.
6. Информированное согласие.
Для того, чтобы донор или реципиент могли дать свое информированное согласие необходимо полное информирование и консультирование о смысле донорства.
Как устроены сперматозоиды: функции и строение
Человеческий сперматозоид — половая мужская клетка. Содержится в семенной жидкости, выделяется вместе с ней при семяизвержении. Служит для оплодотворения женской гаметы. Несет на себе Х или Y хромосому, от чего зависит пол ребенка.
Стаж работы 13 лет.
Первооткрыватель спермиев Левенгук (1677 год) назвал спермии «семенными зверьками» и предположил, что они участвуют в зачатии. До этого сперматозоиды считались паразитами.
Главная функция сперматозоида — оплодотворение яйцеклетки, которая также имеет 23 хромосомы. В женские половые органы спермии попадают со спермой при эякуляции. Процесс зачатия происходит в фаллопиевой трубе. Соединяясь, половые гаметы образуют новый организм – диплоидную зиготу, состоящую из 46-ти отцовских и материнских хромосом. Далее развивается эмбрион, затем — плод. Процесс называется гестацией или беременностью, которая по акушерским срокам длится 40 недель, по эмбриональным – 38.
Яйцеклетка всегда содержит только Х-хромосому. Если ее оплодотворит мужская Y-клетка, то родится мальчик, если Х — девочка.
Строение сперматозоида
По строению спермий — это эукариот (одноклеточный организм, имеющий ядро). Чтобы произошло зачатие, гамета мужчины должна проделать тяжелый путь: проникнуть в маточную трубу, достигнуть яйцеклетки, преодолеть золотистую оболочку, защищающую женскую клетку, внести свой генетический материал. Это возможно благодаря анатомическому строению сперматозоида. Каждая структура выполняет четко определенные функции.
Головка спермия эллипсоидной формы с небольшим углублением с одной стороны сжата с боков, за счет чего форма определяется, как «ложковидная».
Головка, несущая генетическую информацию, состоит из:
Позади головки находится «средняя часть», между ними располагается шейка — незначительное сужение. Хвост находится за средней частью, через которую проходит скелет жгутика, состоящего из белковых внутриклеточных структур (микротрубочки).
Цитоскелет обвивается спиралевидным митохондрионом, включающим 28 митохондрий. Движение жгутика обеспечиваются аденозинтрифосфорной кислотой (своеобразное топливо), вырабатываемой митохондрионом.
За средней частью расположен длинный тонкий хвост, отвечающий за двигательную активность клеток. Толкающими движениями жгутик подталкивает спермии к яйцеклетке. Дефекты жгутика приводят к нарушению подвижности половых клеток, развивается астенозооспермия.
Сперматозоиды осуществляют узкоспецифическую функцию. В них нет рибосом (немембранные органеллы), поскольку они не нужны для внедрения своей ДНК в ооцит.
Строение сперматозоида
Состав спермы
Проходя через семявыводящие протоки перед эякуляцией, сперматозоиды смешиваются с содержимым семенных пузырьков, предстательной железы, бульбоуретральных желез, клеток Сертоли. Жидкостная среда осуществляет транспортировку спермиев к протокам.
До 75% составляет жидкость из семенных пузырьков, которая состоит из:
Здоровый эякулят должен быть белого, сероватого или желтоватого цвета. Розовый оттенок придает сперме кровь (гематоспермия) при патологических состояниях. Это повод срочно обратиться к урологу. Дефицит питательных веществ, авитаминоз — одна из частых причин мужской инфертильности. Состояние требует специфического лечения.
Срок жизни сперматозоида
После семяизвержения большинство спермиев, не попавших в женские половые пути, погибает за несколько минут. При попадании в шейку и матку выживаемость 1-2 суток, изредка — 5 дней. Практически все случаи зачатия связаны с интимной близостью, произошедшей за двое суток до овуляции.
Если сперма хранится в лабораторных условиях в питательной среде, она живет до недели, если собрана непосредственно в клинике. При собирании эякулята дома, на протяжении часа его фертильность резко снижается. Контакт спермиев с воздухом сокращает жизнь гамет. На одежде они погибают на протяжении считанных минут после эякуляции.
Дефекты сперматозоидов
Нарушение сперматогенеза способно вызвать серьезные заболевания, приводящие к бесплодию.
Обычно встречается комплекс причин, вызывающих такие расстройства:
Дефекты выявляют с помощью анализа спермы — спермограммы. Многие нарушения приводят к бесплодию. Чем раньше обратиться к врачу, тем выше шансы на успешное лечение.
Подробнее о лечении нарушений сперматогенеза читайте в этом материале — примеч. altravita-ivf.ru.
Данная статья не может быть использована для постановки диагноза, назначения лечения и не заменяет прием врача.
Половые клетки человека, хромосомы, оплодотворение
Половые клетки — гаметы (от греч. gametes — «супруг») можно обнаружить уже у двухнедельного эмбриона человека. Их называют первичными половыми клетками. В это время они совсем не похожи на сперматозоиды или яйцеклетки и выглядят абсолютно одинаковыми. Никаких различий, присущих зрелым гаметам, на этой стадии развития зародыша обнаружить у первичных половых клеток не удается. Это не единственная их особенность. Во-первых, первичные половые клетки появляются у зародыша гораздо раньше собственно половой железы (гонады), а во-вторых, они возникают на значительном удалении от того места, где эти железы сформируются позднее. В определенный момент происходит совершенно удивительный процесс — первичные половые клетки дружно устремляются к половой железе и заселяют, «колонизируют» ее.
После того, как будущие гаметы попали в половые железы, они начинают интенсивно делиться, и количество их увеличивается. На этом этапе половые клетки содержат пока то же количество хромосом, что и «телесные» (соматические) клетки — 46. Однако для успешного осуществления своей миссии половые клетки должны иметь в 2 раза меньше хромосом. В противном случае после оплодотворения, то есть слияния гамет, клетки зародыша будут содержать не 46, как установлено природой, а 92 хромосомы. Нетрудно догадаться, что в следующих поколениях их число прогрессивно бы увеличивалось. Чтобы избежать такой ситуации формирующиеся половые клетки проходят специальное деление, которое в эмбриологии называется мейоз (греч. meiosis — «уменьшение»). В результате этого удивительного процесса диплоидный (от греч. diploos — «двойной»), набор хромосом как бы «растаскивается» на составляющие его одинарные, гаплоидные наборы (от греч. haploos — одиночный). В результате из диплодной клетки с 46 хромосомами получаются 2 гаплоидные клетки с 23 хромосомами. Вслед за этим наступает завершающий этап формирования зрелых половых клеток. Теперь в гаплоидной клетке копируются имеющиеся 23 хромосомы и эти копии используются для образования новой клетки. Таким образом, в результате описанных двух делений из одной первичной половой клетки образуется 4 новых.
Причем, в сперматогенезе (греч. genesis — зарождение, развитие) в результате мейоза появляется 4 зрелых сперматозоида с гаплоидным набором хромосом, а в процессе формирования яйцеклетки — в оогенезе (от греч. oon — «яйцо») только одна. Это происходит потому, что образовавшийся в результате мейоза второй гаплоидный набор хромосом яйцеклетка не использует для формирования новой зрелой половой клетки — ооцита, а «выбрасывает» их, как «лишние», наружу в своеобразном «мусорном контейнере», который называется полярным тельцем. Первое деление хромосомного набора завершается в оогенезе выделением первого полярного тельца непосредственно перед овуляцией. Второе репликационное деление происходит только после проникновения сперматозоида внутрь яйцеклетки и сопровождается выделением второго полярного тельца. Для эмбриологов полярные тельца — очень важные диагностические показатели. Есть первое полярное тельце, значит яйцеклетка зрелая, появилось второе полярное тельце — оплодотворение произошло.
Первичные половые клетки, оказавшиеся в мужской половой железе, до поры до времени не делятся. Их деление начинается только в период полового созревания и приводит к образованию когорты так называемых стволовых диплоидных клеток, из которых и формируются сперматозоиды. Запас стволовых клеток в яичках постоянно пополняется. Здесь уместно напомнить описанную выше особенность сперматогенеза — из одной клетки образуется 4 зрелых сперматозоида. Таким образом, после полового созревания у мужчины в течение всей жизни формируются сотни миллиардов новых сперматозоидов.
Формирование яйцеклеток протекает иначе. Едва заселив половую железу, первичные половые клетки начинают интенсивно делиться. К 5 месяцу внутриутробного развития их количество достигает 6-7 миллионов, но затем происходит массовая гибель этих клеток. В яичниках новорожденной девочки их остается не более 1-2 миллионов, к 7-летнему возрасту — всего лишь около 300 тысяч, а в период полового созревания 30 —50 тысяч. Общее же число яйцеклеток, которые достигнут зрелого состояния за период половой зрелости, будет еще меньше. Хорошо известно, что в течение одного менструального цикла в яичнике обычно созревает лишь один фолликул. Нетрудно подсчитать, что в течение репродуктивного периода, продолжающегося у женщин 30 — 35 лет, образуется около 400 зрелых яйцеклеток.
Если мейоз в сперматогенезе начинается в период полового созревания и повторяется миллиарды раз в течение жизни мужчины, в оогенезе формирующиеся женские гаметы вступают в мейоз еще в периоде внутриутробного развития. Причем начинается этот процесс почти одновременно у всех будущих яйцеклеток. Начинается, но не заканчивается! Будущие яйцеклетки доходят только до середины первой фазы мейоза, а дальше процесс деления блокируется на 12 — 50 лет! Лишь с приходом половой зрелости мейоз в оогенезе продолжится, причем не всех клеток сразу, а лишь для 1- 2 яйцеклеток ежемесячно. Полностью же процесс мейотического деления яйцеклетки завершится, как уже было сказано выше, только после ее оплодотворения! Таким образом, сперматозоид проникает в яйцеклетку, еще не завершившую деление, имеющую диплоидный набор хромосом!
Сперматогенез и оогенез — очень сложные и во многом загадочные процессы. Вместе с тем очевидна подчиненность их законам взаимосвязи и обусловленности природных явлений. Для оплодотворения одной яйцеклетки in vivo (лат. в живом организме) необходимы десятки миллионов сперматозоидов. Мужской организм вырабатывает их в гигантских количествах практически всю жизнь.
Вынашивание и рождение ребенка является чрезвычайно тяжелой нагрузкой на организм. Врачи говорят, что беременность — это проба на здоровье. Каким родится ребенок — напрямую зависит от состояния здоровья матери. Здоровье, как известно, не вечно. Старость и болезни, к сожалению, неотвратимы. Природа дает женщине строго ограниченное невосполнимое число половых клеток. Снижение способности к деторождению развивается медленно, но постепенно по наклонной. Наглядное доказательство того, что это действительно так, мы получаем, ежедневно оценивая результаты стимуляции яичников в программах ВРТ. Большая часть яйцеклеток обычно израсходована к 40 годам, а к 50 годам весь их запас полностью исчерпывается. Нередко так называемое истощение яичников наступает значительно раньше. Следует также сказать, что яйцеклетка подвержена «старению», с годами ее способность к оплодотворению снижается, процесс деления хромосом все чаще нарушается. Заниматься деторождением в позднем репродуктивном возрасте рискованно из-за возрастающей опасности рождения ребенка с хромосомной патологией. Типичным примером является синдром Дауна, который возникает из-за оставшейся при делении третьей лишней 21 хромосомы. Таким образом, ограничив репродуктивный период, природа охраняет женщину и заботится о здоровом потомстве.
По каким законам происходит деление хромосом? Как передается наследственная информация? Для того чтобы разобраться с этим вопросом, можно привести простую аналогию с картами. Представим себе молодую супружескую пару. Назовем их условно — Он и Она. В каждой его соматической клетке находятся хромосомы черной масти — трефы и пики. Набор треф от шестерки до туза он получил от своей мамы. Набор пик — от своего папы. В каждой ее соматической клетке хромосомы красной масти — бубны и червы. Набор бубен от шестерки до туза она получила от своей мамы. Набор червей — от своего папы.
Для того чтобы получить из диплоидной соматической клетки половую клетку, число хромосом должно быть уменьшено вдвое. При этом половая клетка обязательно должна содержать полный одинарный (гаплоидный) набор хромосом. Ни одна не должна потеряться! В случае карт такой набор можно получить следующим образом. Взять наугад из каждой пары карт черной масти по одной и таким образом сформировать два одиночных набора. Каждый набор будет включать все карты черной масти от шестерки до туза, однако, какие именно это будут карты (трефы или пики) определил случай. Например, в одном таком наборе шестерка может быть пиковой, а в другом — трефовой. Нетрудно прикинуть, что в примере с картами при таком выборе одиночного набора из двойного мы можем получить 2 в девятой степени комбинаций — более 500 вариантов!
Точно также будем составлять одиночный набор из ее карт красной масти. Получим еще более 500 разных вариантов. Из его одиночного и ее одиночного набора карт составим двойной набор. Он получится мягко сказать «пестреньким»: в каждой паре карт одна будет красной масти, а другая — черной. Общее число таких возможных наборов 500×500, то есть 250 тысяч вариантов.
Примерно также, по закону случайной выборки, поступает и природа с хромосомами в процессе мейоза. В результате из клеток с двойным, диплоидным набором хромосом получаются клетки, каждая из которых содержит одиночный, гаплоидный полный набор хромосом. Предположим, в результате мейоза в вашем теле образовалась половая клетка. Сперматозоид или яйцеклетка — в данном случае не важно. Она обязательно будет содержать гаплоидный набор хромосом — ровно 23 штуки. Что именно это за хромосомы? Рассмотрим для примера хромосому № 7. Это может быть хромосома, которую вы получили от отца. С равной вероятностью она может быть хромосомой, которую вы получили от матери. То же самое справедливо для хромосомы № 8, и для любой другой.
Поскольку у человека число хромосом гаплоидного набора равно 23, то число возможных вариантов половых гаплоидных клеток, образующихся из диплоидных соматических, равно 2 в степени 23. Получается более 8 миллионов вариантов! В процессе оплодотворения две половые клетки соединяются между собой. Следовательно, общее число таких комбинаций будет равно 8 млн. х 8 млн. = 64000 млрд. вариантов! На уровне пары гомологичных хромосом основа этого разнообразия выглядит так. Возьмем любую пару гомологичных хромосом вашего диплоидного набора. Одну из таких хромосом вы получили от матери, но это может быть хромосома либо вашей бабушки, либо вашего дедушки по материнской линии. Вторую гомологичную хромосому вы получили от отца. Однако она опять-таки может быть независимо от первой либо хромосомой вашей бабушки, либо вашего дедушки уже по отцовской линии. А таких гомологических хромосом у вас 23 пары! Получается невероятное число возможных комбинаций. Неудивительно, что при этом у одной пары родителей, рождаются дети, которые отличаются друг от друга и внешностью, и характером.
Кстати, из приведенных выше расчетов следует простой, но важный вывод. Каждый человек, ныне здравствующий, или когда-либо живший в прошлом на Земле, абсолютно уникален. Шансы появления второго такого же практически равны нулю. Поэтому не надо себя ни с кем сравнивать. Каждый из вас неповторим, и тем уже интересен!
Однако вернемся к нашим половым клеткам. Каждая диплоидная клетка человека содержит 23 пары хромосом. Хромосомы с 1 по 22 пару называются соматическим и по форме они одинаковы. Хромосомы же 23-й пары (половые хромосомы) одинаковы только у женщин. Они и обозначаются латинскими буквами ХХ. У мужчин хромосомы этой пары различны и обозначаются ХY. В гаплоидном наборе яйцеклетки половая хромосома всегда только Х, сперматозоид же может нести или Х или Y хромосому. Если яйцеклетку оплодотворит Х сперматозоид, родится девочка, если Y сперматозоид — мальчик. Все просто!
Почему мейоз у яйцеклетки так долго растянут во времени? Каким образом ежемесячно происходит выбор когорты фолликулов, которые начинают свое развитие и как из них выделяется лидирующий, доминантный, овуляторный фолликул, в котором созреет яйцеклетка? На все эти непростые вопросы у биологов нет пока однозначных ответов. Процесс формирования зрелых яйцеклеток у человека ждет новых исследователей!
Образование и созревание сперматозоидов, как уже было сказано, происходит в семенных канальцах мужской половой железы — яичках. Сформированный сперматозоид имеет длину около 50-60 микрон. Ядро сперматозоида находится в его головке. Оно содержит отцовский наследственный материал. За головкой располагается шейка, в которой имеется крупная извитая митохондрия — органоид, обеспечивающий движения хвоста. Иначе говоря, это своеобразная «энергетическая станция». На головке сперматозоида есть «шапочка». Благодаря ей форма головки — овальная. Но, дело не в форме, а в том, что содержится под «шапочкой». «Шапочка» эта на самом деле является контейнером и называется акросомой, а содержатся в ней ферменты, которые способны растворять оболочку яйцеклетки, что необходимо для проникновения сперматозоида внутрь — в цитоплазму яйцеклетки. Если у сперматозоида нет акросомы, головка у него не овальная, а круглая. Эта патология сперматозоидов называется глобулоспермия (круглоголовые сперматозоиды). Но, беда опять не в форме, а в том, что такой сперматозоид не может оплодотворить яйцеклетку, и мужчина с таким нарушением сперматогенеза до начала 90-х прошлого столетия был обречен на бездетность. Сегодня благодаря ВРТбесплодие у этих мужчин может быть преодолено, но об этом мы расскажем позднее в главе, посвященной микроманипуляциям, в частности, ИКСИ.
Перемещение сперматозоида осуществляется за счет движения его хвостика. Скорость движения сперматозоида не превышает 2-3 мм в минуту. Казалось бы, немного, однако, за 2-3 часа в женском половом тракте сперматозоиды проходят путь, в 80000 раз превышающий их собственные размеры! Будь на месте сперматозоида в этой ситуации человек, ему пришлось бы двигаться вперед со скоростью 60-70 км/час — то есть со скоростью автомобиля!
Сперматозоиды, находящиеся в яичке, неподвижны. Способность к движению они приобретают лишь, проходя по семявыводящим путям под воздействием жидкостей семявыводящих протоков и семенных пузырьков, секрета предстательной железы. В половых путях женщины сперматозоиды сохраняют подвижность в течение 3 — 4 суток, но оплодотворить яйцеклетку они должны в течение 24 часов. Весь процесс развития от стволовой клетки до зрелого сперматозоида длится примерно 72 дня. Однако, поскольку сперматогенез происходит непрерывно и в него одномоментно вступает громадное число клеток, то в яичках всегда есть большое количество спермиев, находящихся на разных этапах сперматогенеза, а запас зрелых сперматозоидов постоянно пополняется. Активность сперматогенеза индивидуальна, но с возрастом снижается.
Как мы уже говорили, яйцеклетки находятся в фолликулах яичника. В результате овуляции яйцеклетка попадает в брюшную полость, откуда она «вылавливается» фимбриями маточной трубы и переносится в просвет ее ампулярного отдела. Именно здесь происходит встреча яйцеклетки со сперматозоидами.
Какое же строение имеет зрелая яйцеклетка? Она довольно крупная и достигает 0,11-0,14 мм в диаметре. Сразу после овуляции яйцеклетка окружена скоплением мелких клеток и желатинообразной массой (так называемым лучистым венцом). Видимо, в таком виде фимбриям маточной трубы удобнее захватывать яйцеклетку. В просвете маточной трубы с помощью ферментов и механического воздействия (биения ресничек эпителия), происходит «очистка» яйцеклетки от лучистого венца. Окончательно освобождение яйцеклетки от лучистого венца происходит после встречи ее со сперматозоидами, которые буквально облепляют яйцеклетку. Каждый сперматозоид выделяет из акросомы фермент, растворяющий не только лучистый венец, но и действующий на оболочку самой яйцеклетки. Эта оболочка называется блестящей, так она выглядит под микроскопом. Выделяя фермент, все сперматозоиды стремятся оплодотворить яйцеклетку, но блестящая оболочка пропустит лишь один из них. Получается, что устремляясь к яйцеклетки, воздействуя на нее коллективно, сперматозоиды «расчищают дорогу» только для одного счастливчика. Отбором сперматозоида роль блестящей оболочки не ограничивается, на ранних стадиях развития эмбриона она поддерживает упорядоченное расположение его клеток (бластомеров). В какой-то момент блестящая оболочка становится тесной, она разрывается и происходит хетчинг (от анг. hatching — «вылупление») — вылупление эмбриона. Эмбрион готов к имплантации в эндометрий.