Сперматозоиды — морфология, количество, созревание, состав спермы. как происходит оплодотворение яйцеклетки?

Фертильность или способность к зачатию традиционно считается важной характеристикой женского организма.

Между тем качество генетического материала мужчины также очень значимо для здоровья его потомства.

Внешние признаки мужественности могут лишь косвенно говорить о способности мужчины к зачатию полноценного плода.

Но самый простенький клинический анализ спермы расскажет абсолютно все о качественной и количественной стороне этого параметра.

Зачем точно знать количество сперматозоидов

В деле оплодотворения яйцеклетки удача достается всегда только одному носителю генетического материала.

• С этой точки зрения абсолютно все люди — потомки победителей.
• Вся же остальная масса сперматозоидов из одной порции эякулята – всего лишь статисты, которые менее проворны и успешны, но не менее важны.
• Все дело в том, что те мужские половые клетки, которые не проникнут в яйцеклетку, тем не менее, будут работать на то, чтобы ослабить ее защиту перед натиском своего более удачливого собрата.
• Вблизи яйцеклетки сперматозоиды выполняют вращения со скоростью до 4 оборотов в секунду.
• При этом из их оболочки выделяются стрептолизины, разрыхляющие яйцеклеточную оболочку.
• Там, где эта рыхлость максимальна, происходит проникновение лидера.
• Результатом чего становится оплодотворение и зарождение новой жизни.
• После этого яйцеклетка одевается еще одной оболочкой, препятствуя проникновению конкурирующих спермиев.

Так что если сперматозоидов будет слишком мало, их активности не хватит для того, чтобы гарантировать проникновение и зачатие.

1. I. Количество сперматозоидов в эякуляте фертильного мужчины, должно равняться как минимум 20 миллионам клеток на 1 миллилитр спермы. Это нижний предел, при котором мужчина все еще может стать виновником беременности здоровой женщины. Это правило верно, только если сохранена нормальная подвижность и строение половых клеток мужчины.
2. II. Средняя норма количества сперматозоидов имеет значение от 60 до 150 миллионов спермиев на один миллилитр эякулята. Это более чем достаточное количество сперматозоидов для зачатия.
3. III. Сниженное общее количество сперматозоидов носит название олигозооспермии. Она различается по степеням. Первая – от 40 до 60 миллионов, вторая – 20-40 миллионов, третья – от пяти до двадцати, четвертая – менее пяти миллионов.
4. IV. Колебания в пределах 10-15% может проявлять любое количество сперматозоидов в сперме одного мужчины. Эта погрешность вполне нормальна.
5. V. В отличие от олигозооспермии, олигоспермия – это не сниженное количество сперматозоидов в 1мл, а уменьшение объема порции эякулята. Тогда вместо 2-5 миллилитров одна порция спермы составляет миллилитр-полтора.

Аномалии строения сперматозоидов

В полноценной мужской половой клетке различают головку, шейку, тело и хвостик.

Гармоничная форма и соотношение этих частей важны для наступления беременности здоровым плодом.

1. Отклонения в морфологии клеток становятся причиной мужского бесплодия.
2. Или наступления беременности нежизнеспособным или уродливым плодом, которая способна спонтанно прерваться на любом сроке.
3. Уродства сперматозоидов объединены в патологию, называемую тератозооспермией.
4. Чтобы оценить значимость этого параметра, в характеристики спермограммы введен индекс тератозооспермии.

Это количество аномалий строения одного спермия.

Нормально, когда данный показатель не выходит за пределы 1.6.

• Если же данный индекс больше, плюс число аномальных половых клеток превышает 85% (считается по методу Крюгера в окрашенных мазках), тератозооспермия выносится как диагноз.
• В идеале спермограмму сдают дважды с интервалом в две недели.
• Практически любая из структурных частей сперматозоида может иметь отклонения от нормы.

• Самым страдающим является хвостик сперматозоида. Он чаще патологически изменяется, что приводит к проблемам с подвижностью клетки и влечет за собой нарушение буферных возможностей семенной жидкости.
• Головка деформируется несколько реже, но ее неполноценность – причина отклонений в растворении оболочки яйцеклетки и проникновении сперматозоида в женскую половую клетку. Если беременность от такого сперматозоида наступает, то часто она сопровождается пороками у плода, нередко замирает на ранних сроках и заканчивается выкидышем.

Изменения частей сперматозоида различаются следующим образом:

• Хвостик может быть коротким, закрученным, наклонным или множественным.
• Шейка чаще аномально прикрепляется: под тупым углом или несимметрично. Также она бывает излишне тонкой или толстой в своей средней части.
• Головка чаще или удваивается или меняет размеры (мелкая, большая) и форму (коническая, бесформенная, круглая). Реже изменения касаются генетического материала головки: аномалии хроматина. Может меняться и ферментативная активность клетки за счет отклонений в акросоме.

Бессильные сперматозоиды

Очень важной характеристикой мужских гамет является их подвижность.

С точки зрения данной характеристики все половые клетки мужчины делятся на:

• активно подвижные (класс А),
• слабооподвижные (класс В),
• непрогрессивно подвижные (С),
• неподвижные (D).

1. Количество нормальных сперматозоидов (сумма А и В) должно составлять не менее половины от всех.
2. Также и сумма D и С не должна превышать 50%.
3. Количество активных сперматозоидов класса А должно занимать не менее четверти всех спермиев.
4. Если слабо подвижные и неподвижные клетки составляют более половины, диагностируют астенозооспермию.
5. То есть значимое снижение числа подвижных половых клеток.
6. Количество подвижных сперматозоидов, как и общее количество сперматозоидов при эякуляции, а также качество клеток зависят от общего состояния здоровья мужчины и влияния на него различных вредных факторов, как то:

• патологии бактериального и вирусного происхождения, повреждающие яички и их придатки,
• интоксикации,
• высокие температуры,
• голодание,
• ионизирующие излучения.

Играют роль и сопутствующие патологии эндокринной системы, сосудов, опухоли гениталий, наследственные и обструктивные заболевания семявыносящих путей.

Как увеличить количество сперматозоидов?

• Что делать?
• Получив на руки неутешительные результаты спермограммы, не стоит отчаиваться.
• Первым делом разумно озаботиться поиском грамотного и опытного уролога.

1. Который разберется именно в вашей ситуации и сможет выработать наиболее оптимальный тактический план решения проблемы.
2. Малое количество сперматозоидов, как и низкое их качество чаще всего результат внешней неблагоприятной среды и инфекций.
3. Цель —  увеличение количества сперматозоидов, восстановление их подвижности и улучшение качества генетического материала.
4. Оно должно идти по пути нормализации образа жизни, устранения неблагоприятного соматического и экологического фона, избавления от патологий урогенитального тракта.

• Препараты, увеличивающие количество сперматозоидов – это лишь дополнение к основной терапии.
• Они играют роль регуляторов клеточной продукции.
• Увеличение количества сперматозоидов – это процесс сотрудничества врача и мужчины, обратившегося к нему за помощью.
• Без четкого представления об истинной причине бесплодия избавиться от него достаточно сложно, какие бы дорогие и патентованные лекарства не использовались.
• Если у вас выявлено малое количество нормальных сперматозоидов,  обращайтесь к автору этой статьи – урологу, андрологу в Москве с 15 летним опытом работы.

Сколько живут сперматозоиды: во влагалище женщины, на открытом воздухе

Сперматозоид – мужская половая клетка – является самой маленькой клеткой человеческого организма, при этом недооценить ее значение невозможно, ведь не будь сперматозоидов, жизнь бы просто остановилась.

Вырабатываются и созревают сперматозоиды в мужских половых железах (они же яички, они же тестикулы) под действием мужского полового гормона тестостерона.

Процесс выработки и созревание сперматозоидов носит название сперматогенеза.

Он начинается с период полового созревания (пубертат) и продолжается всю жизнь мужчины вплоть до глубокой старости, если, конечно, не развились какие-либо патологии.

Сперматозоиды вырабатываются в огромном количестве, например, за сутки у здорового мужчины образуется порядка 100 миллионов сперматозоидов. Полный цикл их созревания составляет 72–74 дня, но этот процесс непрерывен. Здоровый половозрелый мужчина всегда готов к оплодотворению.

Как устроен сперматозоид

• Одинарный набор хромосом.

В отличие от всех остальных клеток человеческого организма, в которых всегда присутствует 46 хромосом (носителей генетической информации), в зрелом сперматозоиде присутствует лишь 23 хромосомы.

Такой хромосомный набор носит название гаплоидного (или одинарного).

Почему так? Природа распорядилась мудро: ведь если бы половые клетки (сперматозоид и яйцеклетка) имели столько же хромосом, сколько и все остальные, при их слиянии хромосомные наборы бы бесконечно удваивались, а так имеется надежная возможность сохранять постоянство генетического состава.

• Способность к постоянному самостоятельному движению.

Ни одна клетка в человеческом организме не умеет самостоятельно активно перемещаться. А сперматозоид умеет, ведь для того чтобы выполнить свою единственную функцию – совершить оплодотворение, ему необходимо проделать путь порядка 20–25 см по органам женской половой системы от входа во влагалище до ампулярной части маточной трубы, где и «живет» яйцеклетка.

Единственная функция сперматозоида – оплодотворение яйцеклетки. Особенности строения сперматозоида обусловлены необходимостью выполнения именно этой задачи. Он устроен максимально просто, по сравнению со множеством других клеток организма.

Сперматозоид состоит из:

• головки, несущей одинарный набор хромосом и капсулу со специальными ферментами для растворения оболочки яйцеклетки;
• шейки, в которую строен механизм для выработки энергии, обеспечивающей самостоятельное активное движение
• хвоста, обеспечивающей движение за счет вращательно-поступательных движений.

Путь сперматозоида к яйцеклетке

В половых путях мужчины сперматозоиды не двигаются самостоятельно – они выбрасываются в половые пути женщины за счет активного сокращения мышц. Способность к движению они приобретают в момент контакта с секретом предстательной железы, то есть во влагалище женщины. Дальше все зависит от их активности и жизнеспособности. На открытом воздухе сперматозоиды погибают в течение получаса.

• Во влагалище кислая среда. Она губительна для сперматозоидов, поэтому они должны покинуть ее очень быстро.

Исследования показали, что уже через 2 часа после полового акта во влагалище не остается ни одного живого сперматозоида.

• Те сперматозоиды, что успели быстро покинуть влагалище и выжили, проникают в цервикальный канал и там преодолевают густую тягучую среду из слизи. Часть сперматозоидов погибает там, но часть достигает матки.
• В матке среда благоприятная. Именно там сперматозоиды могут сохранять свою жизнеспособность до 5, а по некоторым исследованиям, до 7 суток. Оттуда они начинают свой длинный путь по фаллопиевой (маточной) к яйцеклетке. Длина трубы – 12 см.

То есть, становится понятным тот факт, что в некоторых случаях зачатие происходит спустя неделю после овуляции. Таким образом, по поводу жизнеспособности сперматозоидов можно сделать следующие выводы:

• Во внешней среде они погибают в течение получаса.
• В кислой среде влагалища они погибают в течение 2 часов, но уже в течение получаса после попадания туда теряют способность к активному движению.
• В матке они живут и сохраняют способность к движению до 7 суток.

Видео

Источники:

1. How long do sperm live after ejaculation?сайт

© Depositphotos

Процесс оплодотворения яйцеклетки

Зачатие, беременность и рождение ребенка – процессы, которые являют нам чудо. Ведь что может прекраснее и загадочнее, даже с учетом наличия многочисленной информации о процессе оплодотворения и современным уровнем развития репродуктивной медицины.

Конечно зачатие, которое происходит естественным путем, является физиологичным, в отличие от такового посредством репродуктивных технологий.

Существует множество споров в отношении моральных, социальных и духовных норм по поводу экстракорпорального оплодотворения, но учитывая рост числа бесплодных пар и ухудшение демографической ситуации в экономически развитых странах, подобного рода споры ушли на задний план. Основной целью оплодотворения in vitro становится радость материнства.

С чего начинается оплодотворение

Природой задумано все просто и одновременно сложно. Для того чтобы рассмотреть процесс оплодотворения в условиях лаборатории следует иметь представление о таковом только с физиологической точки зрения.

У женщины репродуктивного возраста к моменту первой менструации (менархе) насчитывается около трехсот – четырехсот тысяч фолликулов. Но за весь репродуктивный период освободят яйцеклетку лишь четыреста – пятьсот из них.

Каждая яйцеклетка – это носитель генетического материала и начало новой жизни. Но самостоятельно справиться с задачей зарождения нового организма она не способна. Для этого нужна мужская половая клетка – сперматозоид.

Процесс овуляции, то есть высвобождения яйцеклетки из фолликула, происходит практически ежемесячно, а именно каждый менструальный цикл, в случае отсутствия патологии.

Клетка сразу захватывается специальными ворсинками маточной трубы и начинает свое перемещение по ее просвету. Маточная труба служит не только для перемещения яйцеклетки, но и для самого процесса оплодотворения.

После того, как фолликул разорвался, и произошла овуляция, стенки фолликула спадаются, а на его месте образуется новая временная железа внутренней секреции – желтое тело.

В его задачи входит выработка гормона беременности (прогестерона), который будет обеспечивать все возможные условия для ее развития и прогрессирования, пока не появится плацента.

Как происходит процесс оплодотворения яйцеклетки в естественных условиях

В то же самое время, когда высвободилась яйцеклетка, а может немного раньше, с целью зачатия в половые пути женщины происходит выброс семенной жидкости мужчины соответственно после того, как произошел половой акт.

Семенная жидкость содержит несколько миллионов половых клеток – сперматозоидов, которые с помощью поступательных активных движений одной из своей структур (хвоста) быстро перемещаются по половым путям женщины на встречу к яйцеклетке.

На головке каждой такой клетки содержится специальный фермент, который способен расщеплять наружную оболочку ооцита. При встрече с ооцитом этот фермент начинает выделяться, расщепляя оболочку и освобождая путь сперматозоиду.

К моменту встречи половых клеток количество сперматозоидов снижается, как говорится, выживает сильнейший. Далее лишь одна, в редких случаях несколько, мужская половая клетка посредством специального фермента растворяет оболочки женской клетки, чтобы перенести внутрь нее свой набор генетического материала. После чего оболочка ооцита уплотняется, предотвращая внедрению других спермиев.

После ряда последовательных делений оплодотворенная яйцеклетка перемещается в полость матки, где внедряется в слизистую оболочку, чтоб в будущем плод имел питание от матери.

Процесс оплодотворения яйцеклетки по дням у человека занимает около одиннадцати – двенадцати дней – от слияния половых гамет до внедрения оплодотворенного ооцита в полость матки.

Возможны ли первые ощущения после оплодотворения?

В норме процесс оплодотворения женщиной никак не ощущается. Она может лишь почувствовать момент выхода яйцеклетки, и не всегда.

В момент разрыва фолликула или накануне его, под воздействием накопленной фолликулярной жидкости на стенку фолликула женщина может чувствовать незначительные тянущие боли внизу живота.

Боли определяются со стороны предстоящей овуляции, и чаще всего приносят лишь дискомфортные ощущения.

Сам процесс оплодотворения яйцеклетки по дням и ощущения протекает бессимптомно, и даже момент имплантации (внедрения) плодного яйца в стенку матки прекрасная половина человечества не чувствует.

Обычно женщина узнает о наступившей беременности только спустя несколько дней или даже недель задержки очередной менструации, хотя некоторые симптомы могут присутствовать.

Такие проявления характерны для малого срока беременности, но они не определяются в период зачатия.

Принципы подготовки и слияние in vitro

Происхождение слова «in vitro» берет начало из латинского языка и обозначает дословно – «в стекле», «в пробирке». Таким термином обычно обозначали ранее экспериментальные действия с живыми организмами.

В современном обществе, а тем более медицине, с применением такого термина речь уже не идет об эксперименте. Одна из отраслей медицины репродуктология достигла немалых успехов в применении данной методики с латинским названием в борьбе с бесплодием.

Глобальная урбанизация приводит к появлению многочисленных патологий, в том числе и к бесплодию.

По тем или иным причинам некоторые женщины не могут производить здоровые яйцеклетки, а мужское семя в некоторых случаях не способно к оплодотворению в физиологических условиях.

И именно в таких, казалось бы, безвыходных ситуациях на помощь приходит репродуктивная медицина с применением технологии экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Для того чтобы применить данную процедуру бездетной паре следует обратиться в соответствующие медицинские учреждения, где они будут полностью обследованы. После тщательной подготовки пациентов производят забор биологического материала. В некоторых случаях, когда у одного из супругов есть проблемы с репродуктивной системой, применяют донорские клетки: донорскую яйцеклетку, либо сперму.

Предварительно доноры подлежат тщательному обследованию и подтверждению состоятельности их организма в участии в процедуре.

Когда применяется донация ооцитов женщину – реципиента подготавливают к предстоящей беременности. Наряду с этим донору проводят ряд последовательных стимуляций.

Этапы проведения процедуры ЭКО

Прежде чем описать, как будет происходить оплодотворение, следует отметить последовательность действий по подготовке к нему. Донора и реципиента подготавливают к предстоящим процедурам посредством синхронизации менструальных циклов. Для этого применяют гормональные препараты, чтобы процессы репродуктивной системы, происходящие в организмах двух разных женщин, совпали.

Далее следует введение другого рода гормональных лекарственных средств донору с целью стимуляции созревания нескольких фолликулов одновременно, в отличие от физиологического менструального цикла, когда созревает полностью только один фолликул.

После чего вводят препарат, стимулирующий овуляцию всех созревших фолликулов. В результате получают от трех – четырех до восьми и более яйцеклеток, в последствие которые изымают у донора под наркозом путем пункции. Вся процедура подготовки и получения яйцеклеток может занять немалое время, до нескольких недель.

И в конечном итоге врачи – репродуктологи приступают к самому ответственному процессу – оплодотворению.

Последовательность оплодотворения яйцеклетки

Данная процедура очень деликатна и проводится только высококвалифицированным персоналом в специальной лаборатории.

Далее спустя несколько часов к женским половым клеткам добавляют мужские, предварительно прошедшие тщательный отбор, и отправляют пробирку в инкубатор. Сперматозоидов должно быть достаточное количество, при этом лишь один, наиболее подвижный и «упорный» достигнет цели, растворит оболочку ооцита и проникнет внутрь.

Но случаются ситуации, когда используемые сперматозоиды не отвечают физиологическим нормам, они менее подвижны и самостоятельно устремиться к цели не смогут. В таких случаях в процесс в полной степени вмешается эмбриолог.

В его задачу входит осуществить подбор оптимального по генетическим и биологическим качествам сперматозоида и внедрить его в саму яйцеклетку. Но и здесь не все так просто. Для этой процедуры нужна специальная подготовка обеих клеток.

Яйцеклетка подлежит освобождению от поверхностной ее оболочки, так как будет проведено введение мужской половой клетки специальной иглой, и роль такой оболочки теряется. Сперматозоид, в свою очередь, будет лишен хвостика. Это действие выполняют в виду уже нарушенной физиологии процесса.

На головке сперматозоида располагается специальное вещество, способное растворять защитную капсулу женской клетки, но ввиду несостоятельности сперматозоида, капсулу ооцита удаляют, в результате и вещество уже становиться ненужным.

Также за счет этого вещества после проникновения мужской клетки внутрь ооцита происходит высвобождение генетического материала, а если вещество на месте, то и слияния клеток не состоится. Именно поэтому сперматозоиду подрезают хвостик и процесс снова приобретает свою физиологичность. Далее также следует инкубатор.

В течение пяти – шести дней специальная пробирка с питательной средой и оплодотворенной яйцеклеткой будет находиться в инкубаторе. Затем эмбриологи будут определять, появилась ли зигота.

Когда установлено, что получившаяся зигота продолжает делиться и постепенно превращается в плодное яйцо, эмбриологи начинают ее исследовать на наличие различной хромосомной патологии.

Для осуществления переноса получившегося эмбриона отбирают несколько наиболее жизнеспособных и переносят в полость матки женщине – реципиенту.

Предварительно женский организм также подготавливают к предстоящей беременности, искусственно создавая гормональный фон, обеспечивающий дальнейшее развитие беременности.

Так как впереди после переноса эмбриона предстоит еще имплантация плодного яйца в стенку матки, что является одним из критических моментов даже в физиологической беременности, не говоря уже о беременности после применения вспомогательных репродуктивных технологий.

Врачи репродуктивного центра внимательно следят за состоянием женщины после переноса эмбриона.

Наличие беременности, то есть когда внедрение эмбриона в стенку матки уже состоялось, определяют показателями гормона хорионического гонадотропина человека и его роста в динамике.

Как правило, женщины после данной процедуры в течение еще некоторого периода времени принимают препараты гормональной природы, поддерживающие их беременность.

Медицина достигла значительных успехов. И данные успехи являются чудом и единственным шансом для тех, кто самостоятельно не может осуществить мечту стать родителем.

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.