Лекция № 6. Оплодотворение

Как правило, оплодотворение происходит в маточных трубах в период после овуляции. В середине менструального цикла происходят изменения цервикальной слизи - ее количество увеличивается, она становится более растяжимой и водянистой. Создаются благоприятные условия для проникновения сперматозоидов в полость матки и условия, защищающие сперматозоиды от высокой кислотности содержимого влагалища. Для осуществления оплодотворения внутри женского репродуктивного тракта сперматозоиды претерпевают физиологические изменения, известные как процесс капацитации.

Капацитация - первое препятствие, которое преодолевает сперматозоид после эякуляции, это цервикальная слизь, заполняющая трехсантиметровый канал, соединяющий влагалище с маткой). Важен механизм изменчивости для этого процесс. В отличие от женской яйцеклетки, которая единолично доминирует уже за 7 дней до дня возможного оплодотворения, выбор будущего сперматозоида-«отца» происходит в самый последний момент. Это происходит в жесточайшей конкуренции с десятками миллионов его собратьев, поступающих в половые пути женщины. При внутреннем оплодотворении такая расточительность кажется лишней, однако она является проявлением основных эволюционных факторов: естественного отбора и борьбы за существование.

При взаимодействии с яйцеклеткой у сперматозоида возникает новый тип движения, называемый гиперактивной подвижностью. Одновременно сперматозоид претерпевает морфологические изменения, называемые акросомальной реакцией, заключающейся в освобождении ферментов растворяющих венечную оболочку яйцеклетки и обнажении структур сперматозоида. В результате этих изменений сперматозоид становится способен добраться до яйцеклетки, пройти сквозь несколько слоев ее оболочки и войти внутрь ооплазмы (рис. 18).

Последовательность событий при оплодотворении (рис. 19)

После того как интактный капацитированный сперматозоид пенетрирует яйценосный бугорок из фолликулярных клеток (1), он вступает в контакт с прозрачной зоной (2), которая инициирует акросомную реакцию на своей поверхности (3). После этой реакции сперматозоид пенетрирует вещество прозрачной зоны(4) и околожелточное пространство. Контакт сперматозоида с желтком (5) индуцирует на желточной мембране кальцийзависимые электрические разряды и высвобождение активирующих факторов, способствующих миграции кортикальных гранул к поверхности яйцеклетки, откуда их содержимое выделяется в околожелточное пространство (6) и диффундирует к прозрачной зоне. Вещество зоны при этом меняется таким образом, что последующие сперматозоиды уже не могут связываться с ним – «блокада полиспермии на уровне зоны» (7). Мембраны кортикальных гранул формируют

57

мембрану яйцеклетки и блокируют проникновение в желточный мешок других «отреагировавших» сперматозоидов, которые могут оказаться в околожелточном пространстве – «блокада полиспермии на уровне желтка» (8).

Рисунок 18. Стадии оплодотворении

Рисунок 19. Последовательность событий при оплодотворении

58

Проникший в яйцеклетку сперматозоид (9) продолжает активировать яйцеклетку, преодолевая действие способствующих метафазе факторов; наступает второе деление мейоза, ведущее к образованию второго полярного тельца (ПТ2) и женского пронуклеуса (10). Тем временем хроматин сперматозоида разрыхляется и распределяется в цитоплазме (11); его протамины заменяются гистонами, и образуется мужской пронуклеус. Центриоль сперматозоида организует микротрубчатые веретена, которые растягиваются в цитоплазме яйцеклетки (12), вступают в контакт с женским пронуклеусом и приближают его к мужскому (13). Наконец, происходит полная сингамия (14).

Раннее развитие эмбриона

После образования зиготы в маточной трубе начинается ее дробление,

испустя 3 дня оплодотворенная яйцеклетка перемещается в матку, где продолжает дробиться до стадии морулы и бластоцисты. В процессе транспорта

иматка, и эмбрион подвергаются морфологическим и биохимическим изменениям:

•в матке создаются условия для имплантации и выживания бластоцисты под влиянием яичниковых прогестерона и эстрогенов

•эмбрион развивается таким образом, что его дальнейшее существование начинает зависеть от материнского кровообращения.

В полости матки бластоциста увеличивает свои размеры и приобретает асимметричную форму. Наружный слой превращается в трофэктодерму, а внутренний – во внутреннюю клеточную массу. На поздней стадии дробления происходит уплотнение бластоцисты; в ней появляется щель, формируются плотные межклеточные контакты, начинается дифференцировка эпителия. Образующийся эпителиальный покров (трофэктодерма) изолирует развивающийся эмбрион от внешнего окружения, а направленный транспорт ионов приводит к началу секреции жидкости в полость бластоцисты и созданию в ней концентрационного градиента ионов.

Имплантация предполагает формирование уникальной связи между эмбрионом и эндометрием, необходимой для плацентации. Находясь в течение 3 суток в матке в свободном состоянии, бластоциста затем переходит в тесное соприкосновение с маточным эпителием, откуда должен поступить сигнал к началу имплантационных изменений. На преимплантационной стадии оплодотворенная яйцеклетка освобождается от прозрачной зоны, и этот необходимый этап требует стероидзависимой продукции гидролитических факторов. Свободная бластоциста на 20-21 сутки после оплодотворения фиксируется в эндометрии, устанавливая с ним тесную связь. Далее происходят трансформационные процессы клеток маточной стромы, инвазия люминального эпителия матки, пенетрация базальной пластинки, подключение к мате-

59

ринским кровеносным сосудам развивающегося плода, и все эти процессы синхронизируются прогестероном и эстрогенами.

Беременность. Выход яйцеклетки из фолликула в большинстве случаев происходит примерно в середине менструального цикла, т. е. на 10-15 день после первого дня предшествующей менструации. В течение 4 суток яйцеклетка продвигается по маточной трубе. Зачатие, т. е. оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом, происходит в верхней части трубы. Здесь же начинается развитие оплодотворенной яйцеклетки. Затем она постепенно спускается по трубе в полость матки, где в течение 3-4 дней находится в свободном виде, а потом внедряется в стенку матки, и из нее развиваются зародыш и такие структуры, как плацента, пуповина и т. п. Беременность сопровождается многими физическими и физиологическими изменениями в организме. Прекращаются менструации, резко увеличиваются размеры и масса матки, набухают молочные железы, в которых идет подготовка к лактации. Во время беременности объем циркулирующей крови превышает исходный на 50%, что значительно увеличивает работу сердца. В целом, период беременности - тяжелая физическая нагрузка. Беременность завершается изгнанием плода через влагалище. После родов, примерно спустя 6 недель, размеры матки возвращаются к исходным.

Менопауза. Термин «менопауза» составлен из греческих слов meno («ежемесячно») и pausis («прекращение»). Таким образом, менопауза означает прекращение менструаций. Весь период угасания половых функций, включая менопаузу, называют климаксом. Менструации прекращаются и после хирургического удаления обоих яичников, производимого при некоторых заболеваниях. Воздействие на яичники ионизирующего излучения также может приводить к прекращению их активности и менопаузе. Примерно у 90% женщин менструации прекращаются в возрасте между 45 и 50 годами. Это может происходить резко либо постепенно на протяжении многих месяцев, когда менструации становятся нерегулярными, увеличиваются интервалы между ними, постепенно укорачиваются сами периоды кровотечений и уменьшается количество теряемой крови. Иногда менопауза наступает у женщин, не достигших и 40-летнего возраста. Столь же редко встречаются женщины с регулярными менструациями в 55 лет. Любое кровотечение из влагалища, наступившее после менопаузы, требует немедленного обращения к врачу.

Симптомы климакса. В период прекращения менструаций или непосредственно перед ним у многих женщин развивается сложный комплекс симптомов, составляющих в совокупности т. н. менопаузный синдром. Он складывается из различного сочетания следующих симптомов: «приливы» (внезапное покраснение или ощущение жара в шее и голове), головные боли, головокружения, раздражительность, психическая неустойчивость и боли в суставах. Большинство женщин жалуются лишь на «приливы», которые могут возникать по несколько раз в сутки и обычно тяжелее ощущаются по ночам. Примерно 15% женщин не ощущают ничего, отмечая лишь прекраще-

60

ние менструаций, и сохраняют прекрасное здоровье. Многие женщины неправильно представляют себе, чего следует ожидать от менопаузы и климакса. Их тревожит возможность потери сексуальной привлекательности или внезапного прекращения половой жизни. Некоторые опасаются психических расстройств или общего увядания. Эти страхи основаны преимущественно на слухах, а не на медицинских фактах.

61