Сколько хромосом содержит ядро сперматозоида и какие особенности есть у хромосомного набора спермиев?

Оплодотворение искусственное

Если у пары имеются трудности с естественным зачатием, прибегают к искусственному оплодотворению. Применяемые методы зависят от влияющих факторов, при этом после зачатия беременность развивается естественным путем, не требуя специального отслеживания. На сегодняшний день искусственное оплодотворение производится методом:

• Искусственной инсеминации. ИИ наиболее доступный способ, учитывая его простоту, когда эякулят напрямую вводится в матку. Живчики сами направляются в маточную трубу, зачатие происходит естественным путем. Перед процедурой сперму подготавливают, отбирая самых активных спермиев. В среднем эффективность способа составляет 20-25%.
• Экстракорпорального оплодотворения. ЭКО является процедурой более сложной и занимает больше времени. Основной смысл состоит в изъятии созревшей яйцеклетки, оплодотворении ее вне тела женщины и внедрение зародышей в матку при помощи катетера. Для большей эффективности подсаживают два зародыша, вероятность удачного исхода составляет 20%. Если внедренных эмбрионов было три, процент возрастает до 30%.
• Интрацитоплазматической инъекции сперматозоида. ИКСИ показан в случаях, когда сперматозоид не способен добраться до женской клетки. Тогда наиболее здорового живчика посредством тонкой иглы вводят в извлеченную из яичника клетку, предварительно обработав ее для растворения внешнего слоя. Процедуру проводят под мощным микроскопом, вероятность успешного оплодотворения составляет около 30%.

Успешное слияние сперматозоида и яйцеклетки возможно только в момент овуляции у женщины. Овуляция — физиологический процесс женского организма, когда созревшая и готовая к оплодотворению яйцеклетка выходит из одного из яичников в полость маточной трубы. Для того чтобы подробнее рассмотреть этот процесс, проследим путь сперматозоида к яйцеклетке и каким образом происходит его проникновение через защитные слои, а также само развитие процесса оплодотворения.

Как сперматозоид попадает в матку и за какое время добирается до яйцеклетки?

Половые клетки у человека мужского пола вырабатываются постоянно с момента полового созревания и до глубокой старости. У женщин дело обстоит гораздо сложнее. Развитие яйцеклетки, способной к продолжению рода, происходит периодически — 1 раз в 28 дней (при нормальном менструальном цикле). Таким образом, способность к зачатию у женщины появляется только 1 раз в месяц в течение 1-2 дней. Мужчина же не теряет этой способности в течение всего репродуктивного возраста, и способность зачатия у каждого человека зависит только от качества вырабатываемой семенной жидкости.

Оплодотворение происходит в том случае, если слияние яйцеклетки и сперматозоида прошло успешно. Для этого необходимо соблюдение следующих условий:

• В женском организме происходит овуляция.
• Сперматозоиды обладают всеми необходимыми физиологическими параметрами.

После эякуляции у человека в женский организм попадают десятки миллионов сперматозоидов. Добраться до яйцеклетки и проникнуть в нее сможет только один — самый быстрый и жизнеспособный. Сперматозоиды способны к оплодотворению гораздо дольше, чем женские гаметы. Поэтому если половой акт произошел за один или два дня до начала овуляции, возможность оплодотворения достаточно высока. В этом случае сперматозоиды в матке успевают добираться до места оплодотворения раньше яйцеклетки, и тогда шансы на успешное их слияние возрастают.

При сокращениях матки семенная жидкость попадает в ее полость, однако на пути в матку часть сперматозоидов погибает из-за кислотности влагалищной среды или слизистой пробки в области шейки матки. Часть сперматозоидов не доходят до матки и погибают по причине низкой способности к выживанию. Остальные, наиболее активные мужские половые клетки продвигаются в сторону яйцеклетки со скоростью примерно 2 мм в минуту. Таким образом, достаточно легко определить, сколько времени пройдет до того, как сперматозоид попадет в яйцеклетку. В среднем этот период оценивают в 4-6 часов. Срок жизнедеятельности яйцеклеток, в течение которого они могут оплодотвориться, может доходить до 48 часов. Далее клетки разрушаются, и образование новых происходит только в следующем менструальном цикле — через 1 месяц.

Идеальные месячные

Ученые утверждают, что самая удобная для оплодотворения длина цикла – 28 дней. К сожалению, только 33% женщин имеют такой идеальный цикл. Еще треть – это обладательницы плавающих месячных. Колебания могут достигать двух недель. При идеальном цикле проблем с зачатием у здоровых супругов, как правило, не бывает. Нерегулярные месячные требуют интимной близости каждые два дня. Только так «прозевать» овуляцию не удастся. Но все-таки 2,5% пар не смогут зачать ребенка никогда.Однако жизнь – удивительная штука! Каждый год растет число естественно бесплодных пар. Причин тому несколько:

• карьера;
• экология;
• продукты питания;
• низкий уровень жизни;
• наследственность;
• первый аборт.

Рождение ребенка откладывается на потом. Пока не становится совсем поздно. Но репродуктивные технологии в корне меняют ситуацию. Они предлагают все новые и новые способы зачатия в пробирке. Поэтому число счастливых родителей увеличивается.Другое дело – статистика.  Согласно последним данным воспроизводство населения в нашей стране топчется на месте. Означает это только одно – социальную незащищенность молодых семей. Но это уже совсем другая история.

Хранилища

Сперматозоиды образуются из половых клеток, или сперматогоний, которые, как все прочие клетки организма, имеют 23 пары хромосом и способны расти и делиться. Созревающие и готовые к оплодотворению сперматозоиды хранятся в мужских гонадах (репродуктивных органах) — двух яичках, упрятанных во избежание перегрева в особый наружный мешочек, или мошонку. Дело в том, что для развития сперматозоидов требуется более низкая температура, чем для всех прочих функций организма.

Однако мейоз на удивление сложный. Вместо того, чтобы просто делить материнские и отцовские хромосомы между двумя дочерними клетками, хромосомы сначала дублируются, так что каждая из них состоит из двух нитей или хроматид. Затем дублируются отцовские и материнские хромосомы, а хромосомные плечи срастаются вместе. Для разделения этих хромосом на их хроматиды снова требуются два деления ядра в процессах, называемых первым и вторым мейотическими делениями. Это приводит к Х-образным хромосомам, состоящим из двух хроматид, удерживаемых вместе кольсиновыми кольцами только в их центре, известном как центромер.

Женские яйцеклетки образуются из оогоний, также наделенных 23 парами хромосом, но созревают внутри организма в двух резервуарах, называемых яичниками.

Прежде чем произойдет встреча сперматозоида и яйцеклетки, парные хромосомы должны разделиться на одинарные, чтобы слиться с 23 одинарными хромосомами другой клетки и образовать 23 новые пары. Благодаря этому делению зародыш наследует половину характеристик отца и половину — матери. Процесс деления парных хромосом называется мейозом.

Производятся четыре ядра гаплоидных гамет, каждая из которых содержит одну хроматидную хромосому из каждой хромосомы, другими словами, план тела. Если яйцо оплодотворено, генетический материал от матери и отца объединяется, и создается новый диплоидный набор хромосом, или просто: ребенок с носом папы и глазами мумии. В первом делении киназа побеждает на хромосомных плечах, но затем она теряет против фосфатазы в центромерах, — объясняет Захария. Последняя работа Группы теперь продемонстрировала, как киназа выигрывает борьбу с фосфатазой у центромера во втором дивизионе.

Созревшая и готовая к процессу деления сперматогония называется сперматоцитом I порядка. На этой стадии происходит деление парных хромосом, при котором в каждой из двух новых клеток оказывается половинка каждой пары. Теперь новые клетки (сперматоциты II порядка) содержат 23 одинарные хромосомы.

Такое же разделение парных хромосом происходит и в развивающейся яйцеклетке. Созревшая оогония преобразуется в окруженный фолликулом ооцит I порядка, и в процессе мейоза его парные хромосомы тоже разделяются на одинарные.

Эта универсальная киназа также присутствует в клетках человека. Нормальная клетка человека должна содержать ровно 46 хромосом. Они сочетаются с 23 парами. Пары с 1 по 22 пронумерованы по размеру и внешнему виду и одинаковы у мужчин и женщин. 23-я пара упоминается как половые хромосомы. При зачатии яйцо, содержащее 23 хромосомы от матери, сочетается с спермой, содержащей 23 хромосомы от отца. Два набора генетической информации объединяются так, что растущий эмбрион имеет 23 пары или 46 полных хромосом и представляет собой смесь генов обоих биологических родителей.

Сравнительная характеристика

Сперматозоид и яйцеклетка имеют принципиально важные отличия, поскольку они выполняют разные функции в процессе зачатия. Главной особенностью каждой гаметы является ее половая принадлежность. За пол будущего ребенка отвечает генетический материал мужчины. Сперматозоид может иметь X или Y хромосому: Х — это девочка, а Y — мальчик. Примечательно, что у женской гаметы всегда Х – хромосома, но никакого влияния на будущий пол ребенка этот факт не оказывает.

НА ЗАМЕТКУ! Существует теория о том, что ориентироваться в фаллопиевой трубе сперматозоидам помогает сама яйцеклетка, выделяя тепловую энергию. Если она не посылает импульсы, то мужские клетки остаются на стенках трубы.

Сходства

Несмотря на существенную разницу в строении, репродуктивные клетки мужчины и женщины имеют некоторые сходства. Они заключаются в одинаковом количестве хромосом — 23 пары в ядре половой клетки и функциональном назначении. В остальном они совершенно разные. Каждая играет определенную роль, дополняя деятельность второй клетки.

Для успешности зачатия необходимо наличие условий для полноценной деятельности клеток. В нормальном состоянии у женщин слабокислотная микрофлора. Сперматозоиды погибают в кислой среде влагалища, они не могут проникнуть в фаллопиевы трубы. Это приводит к невозможности зачатия.

СОВЕТ! Для поддержания микрофлоры влагалища в нормальном состоянии, в целях гигиены рекомендуется использовать средства специальной направленности.

Различия

Отличий у репродуктивных клеток гораздо больше, чем сходств. Главные различия представлены в таблице:

Ученые отмечают, что яйцеклетка является инертной — она неподвижна. Сперматозоиды, в свою очередь, активно двигают жгутиком, что позволяет им перемещаться. Характерная особенность фаллопиевых труб заключается в извилистой форме. Если бы спермин не осуществлял двигательную активность посредством сгибания жгутика, то он заблудился на половине пути.

Половая клетка женщины в несколько раз больше сперматозоидов. В процессе эякуляции их число может достигать 300 миллионов. Яйцеклетка, чаще всего, одна. Случаи образования двух или трех считаются исключением, нежели правилом.

Спермины выделяются постоянно в результате каждого полноценного полового акта, а женская репродуктивная клетка выходит за пределы яичника всего один раз за менструальный цикл.

СПРАВКА! Скорость сперматозоидов 2–3 мм в минуту. Уже через час они достигают матки, а через 1,5–2 часа попадают в фаллопиеву трубу, где и происходит слияние с яй­цеклеткой.

Зачатие – довольно сложный, но продуманный природой процесс. Для повышения шансов на успешное оплодотворение, рекомендуется сдать спермограмму мужчине и подтвердить наличие овуляции у женщины. Без этих условий беременность не сможет состояться.

Генетическая информация в клетке

Раздел в кодификаторе “ Организм как биологическая система”.

Задание относится к базовому уровню, при правильном выполнении можно получить за него 1 балл.

Темы, приведенные в кодификаторе:

3.1 Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные; автотрофы, гетеротрофы, аэробы, анаэробы.

3.2 Воспроизведение организмов, его значение. Способы размножения, сходство и различие полового и бесполого размножения. Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение.

3.3 Онтогенез и присущие ему закономерности. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов.

3.4 Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме.

3.5 Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание). Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека. Методы изучения генетики человека. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания.

3.6 Закономерности изменчивости. Ненаследственная (модификационная) изменчивость. Норма реакции. Наследственная изменчивость: мутационная, комбинативная. Виды мутаций и их причины. Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции.

3.7 Значение генетики для медицины. Наследственные болезни человека, их причины, профилактика. Вредное влияние мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический аппарат клетки. Защита среды от загрязнения мутагенами. Выявление источников мутагенов в окружающей среде (косвенно) и оценка возможных последствий их влияния на собственный организм.

3.8 Селекция, ее задачи и практическое значение. Вклад Н.И. Вавилова в развитие селекции: учение о центрах многообразия и происхождения культурных растений; закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Методы селекции и их генетические основы. Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных.

3.9 Биотехнология, ее направления. Клеточная и генная инженерия, клонирование. Роль клеточной теории в становлении и развитии биотехнологии. Значение биотехнологии для развития селекции, сельского хозяйства, микробиологической промышленности, сохранения генофонда планеты. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии (клонирование человека, направленные изменения генома).

Тем действительно много, однако, задание далеко не самое сложное. Это одно из немногих заданий, на которое можно наловчиться, как решать пример по математике. Естественно, для этого нужно определенное количество знаний, но Вы сами убедитесь, что в отличие от других заданий, их не так много.

Задания приведены либо на вычисления, либо нужно указать количество чего-либо.

Оплодотворение

Теперь созревшая яйцеклетка готова к зачатию новой жизни, которое произойдет при встрече со сперматозоидом. Эта встреча и называется оплодотворением. Только после этого яйцеклетка претерпевает еще одно изменение.

Зрелая яйцеклетка дожидается оплодотворения в полости матки примерно один день, и если оно не происходит, погибает. Сперматозоиды могут дожидаться своего часа около месяца, но после выброса спермы тоже живут не дольше одного дня. Придаток яичка, в котором хранятся зрелые сперматозоиды, соединен с семявыносящим протоком, а через него — с уретрой, или мочевыводящим каналом, в половом члене мужчины. Яйцеклетка все время находится в полости матки.

Производство клеток спермы у людей

Это отражает универсальный биологический принцип двойственных характеристик или полярности, и некоторые религии считают, что это в дальнейшем отражает характеристики Высшего Существа как единого существа как маскулинности, так и женственности.

Оплодотворение и акросомная реакция

Основная функция спермы — оплодотворение яйца, чтобы сформировать зиготу. Чтобы сделать это, клетка спермы должна найти яйцо, проникнуть в его защитные слои, а затем окончательно слить его генетический материал с яйцом. Процесс, через который клетка спермы прорывается сквозь барьеры яйца, называется акросомным процессом.

Сперматозоиды попадают во влагалище с выбросом семенной жидкости. В одной порции жидкости может присутствовать около 250 млн. сперматозоидов, которые тотчас начинают двигаться к матке, хотя далеко не все добираются до цели. Если в момент полового акта имеется готовая к оплодотворению яйцеклетка, вероятность зачатия довольно высока.

Как только сперма вошла в женскую влагалище или клоаку, сперма начинает свою задачу поиска яйца. Сперма не плавает в случайном порядке, они используют различные подсказки и факторы, чтобы помочь достичь яйца. У людей, по-видимому, женский репродуктивный тракт становится теплее по мере приближения фаллопиевых труб. Текущие исследования в Гарвардском университете показали, что сперма плавает от более холодных до более теплых регионов. Является ли яйцо или женское тело высвобождением хемоаттрактанта, пока неясно.

Но исследования были убедительными, чтобы показать, что сперма может пахнуть. По существу, сперматозоиды пахнут от влагалища до места яйца в дистальных отделах фаллопиевых труб у самки. Когда сперма встречает яйцо, возможно оплодотворение. Для успешного оплодотворения сперма должна сначала проникать в различные слои, окружающие яйцо. Наружный слой яйца — слабосвязанные клетки гранулезы. Эти клетки составляют то, что известно как корона-излучение, и они развиваются с яйцом, чтобы поддержать его рост, а затем служат для обеспечения физического барьера для оплодотворения.

Прежде чем произойдет оплодотворение, сперматозоиды должны некоторое время провести в организме женщины. За этот период (у человека примерно 7 часов) происходят подготовительные изменения. Содержащийся в головке сперматозоида энзим нейтрализует кислотную среду вокруг прозрачной зоны, открывая путь к яйцеклетке. Для разрушения этого внешнего барьера требуются энзимы множества сперматозоидов, но в яйцеклетку проникает только один из них.

Однако, чтобы преодолеть эти два основных барьера, сперма должна высвобождать свои мощные ферменты, содержащиеся в акросоме головы спермы. Выпуск этих ферментов начинается с акросомного процесса. Как только сперма приближается к яйцеклетке, возникают емкости и гиперактивность. Сперма начинает плавать быстрее и энергичнее. Недавнее открытие связывает гиперактивность с внезапным притоком ионов кальция в хвост спермы. Эти ионные каналы являются избирательными и позволяют пропускать только ионы кальция.

Резкое повышение уровня кальция в хвосте вызывает повышенную активность в жгутике, более сильное продвижение спермы через вязкую среду женской матки. Гиперактивность спермы необходима для прорыва физических барьеров, защищающих яйцо от оплодотворения. После того, как сперма пошла по направлению к яйцу, один из белков, составляющих зону пеллуцида, связывается с рецептором молекулы-партнера на сперме. Это рецептор спермы на поверхности яйца и функционирует при первоначальном связывании и индукции акросомальной реакции сперматозоидов.

Характеристики овогенеза и сперматогенеза

Половые клетки в сперматогенезе носят название сперматозоидов, а в овогенезе яйцеклетками. Как известно, чтобы произошел процесс оплодотворения, нужно чтобы мужская гамета попала в женскую.

В сравнении овогенеза и сперматогенеза нельзя не отметить различные размеры гамет мужских и женских особей. Яйцеклетка намного больше сперматозоидов, поскольку она в течение всего периода вбирает в себя множество полезных и питательных веществ. При этом после созревания мужские гаметы становятся подвижными, благодаря чему могут легко преодолевать половые пути женщин. Женские же гаметы остаются неподвижными в все время, в ходе которого происходит подготовка яйцеклетки к оплодотворению.

Если рассматривать овогенез и сперматогенез в таблице, можно будет заметить, что этапы, на которых происходит увеличение в размерах, деление и полное созревание у обоих полов, совпадают. Схемы овогенеза и сперматогенеза очень схожи, однако развитие сперматозоидов включает в себя еще и четвертую стадию, которая заключается в окончательном оформлении.

Еще одной особенностью сперматогенеза и овогенеза являются различные периоды выработки мужских и женских половых клеток. Яйцеклетки образуются в организме женщины циклически, с чем и связан менструальный цикл. Образование новой яйцеклетки происходит каждые 21-35 дней. В конце цикла яйцеклетка погибает, данный процесс сопровождается кровотечением. Вследствие этого происходят изменения в гормональном фоне, в результате которых запускается новый процесс созревания яйцеклетки.

У мужчин же образование сперматозоидов происходит постоянно, причем выработка гамет происходит в течение всего периода зрелости мужчины. В день у мужчины производится порядка 30 миллионов сперматозоидов. У женщины же количество гамет намного меньше. Для сравнения, за всю жизнь у представительниц прекрасного пола вырабатывается около 500 зрелых половых клеток.

Сперматогенез в отличие от овогенеза более подвержен воздействию внешних условий. Это связано в первую очередь с тем, что половые железы, или семенники у мужчин находятся вне брюшной полости, то есть в яичках.

Стадия роста в овогенезе значительно превышает аналогичную стадию в сперматогенезе, чем и объясняется, что яйцеклетка намного больше по размерам, чем сперматозоиды. Зато мужские гаметы компенсируют этот этап делением клеток и образованием большого количества спермиев.

Эти особенности сперматогенеза и овогенеза имеют биологический смысл, который связан с разным назначением мужских и женских гамет. Неравномерное деление клеток при овогенезе (меньше) обеспечивает формирование крупной яйцеклетки, в ней накапливается большее количество питательных веществ, так как из оплодотворенного яйца будет развиваться новый организм.

При сравнительной характеристике овогенеза и сперматогенеза можно заметить, что сперматозоидов образуется значительно больше, и это также имеет биологический смысл.Яйцеклетку достигает только один сперматозоид, проникает в нее и доставляет свой набор хромосом. Остальные же в процессе поиска яйцеклетки массово погибают.

При сравнении овогенеза и сперматогенеза становится понятным, почему сперматозоидам нет необходимости в запасании питательных веществ – их существование кратковременно, а подвижность должна быть высокой.

Строение сперматозоидов

Впервые научное описание анатомии мужской половой клетки составил голландский исследователь Антони ван Левенгук. Сделал он это в 1677 году, при этом не только описал основные элементы мужской половой клетки, но и сделал зарисовки. До этого времени ученые не имели представления о том, как происходит оплодотворение, зато после открытия Левенгука стало очевидно, что мужские половые клетки — сперматозоиды – участвуют в процессе зачатия.

Интересно, что на протяжении довольно длительного периода времени сперматозоиды назывались «семенными зверьками». Привычное нам название сперматозоиды получили лишь в XIX веке.

Каждая клетка в человеческом организме имеет ряд важных характерных признаков и должна выполнять определенные функции. Главная роль сперматозоида заключается в том, чтобы достигнуть маточной трубы женщины, осуществить оплодотворение и предоставить свой генетический материал.

Каждая клетка имеет свой набор , именно в них и находится особый генетический код. Каждая хромосома несет в себе информацию о том, какие признаки в дальнейшем будут у человека. Так, гены, которые в определенной последовательности находятся в хромосомах, определяют тот или иной цвет волос или разрез глаз.

Размер мужской половой клетки несколько меньше, чем женской. Современные ученые даже установили длину сперматозоида – она составляет приблизительно 55 мкм.

По своему внешнему виду сперматозоид очень напоминает головастика. Он имеет головку, тело (среднюю часть) и хвостик. Каждый из этих отделов имеет свою длину. Размеры основных частей сперматозоида представлены в таблице ниже.

В процессе развития сперматозоида происходит ряд очень важных преобразований – он должен полностью созреть и стать пригодным для осуществления зачатия. В период созревания сперматозоид существенно уменьшается в своих размерах. У него уплотняется ядро и уменьшается количество цитоплазмы, при этом все необходимые внутриклеточные органеллы остаются.

Средняя часть сперматозоида отделяется от его головки определенным сужением, которое называется шейкой. Позади средней части находится подвижный хвостик, благодаря которому сперматозоиды характеризуются способностью к движению. У неактивных и малоподвижных мужских половых клеток существенно снижается возможность к зачатию. Для того чтобы сперматозоид попал в маточную трубу, где он может встретиться с яйцеклеткой, ему необходимо быть достаточно подвижным. Помогает ему в этом хвостик – с помощью него сперматозоид совершает движения вокруг собственной оси.

Ученые рассчитали и среднюю скорость движения подвижных сперматозоидов. Так, она составляет приблизительно от 0,1 мм в секунду до 30 см в час. Считается, что после полового акта активные сперматозоиды способны достичь маточной трубы практически через 1-2 часа.

Для того чтобы быть активными, сперматозоидам необходим простатический сок. Его вырабатывает секреторный половой орган мужчины — простата.

Подробнее смотрите в следующем видео.

Этап второй: долгожданная встреча

То количество сперматозоидов, которое попадает в нужную фаллопиеву трубу, можно назвать счастливчиками, преодолевшими большинство преград. Их число не так уж принципиально, поскольку для оплодотворения достаточно слияния единственного спермия с яйцеклеткой. Но это еще не все. Дело в том, что половые клетки мужчины могут существовать в женском организме до 4-х суток, затем их ждет неизбежная гибель. Поэтому, добравшись в нужный туннель, некоторые могут не дождаться слияния с яйцеклеткой. Разница во времени составляет буквально несколько часов. В фаллопиевых трубах выжившим сперматозоидам оказывается неожиданная помощь в виде специальных щелочных соединений, которые отлично поддерживают их двигательный режим. В ожидании яйцеклетки они могут доходить до брюшной полости женщины, свободно вращаясь там.

Слияние сперматозоида с желанной целью происходит по заданному природой алгоритму:

1. Час Х. Он наступает в тот момент, когда закончившая развитие яйцеклетка двигается из яичника по направлению к ампулярному отделу маточной трубы. Именно там зачастую происходит оплодотворение. Интересный факт: перед наступлением овуляции из яичников поступает информация, какой именно фолликул выпустит яйцеклетку, поэтому поверхность соответствующей полости заранее готовится к продвижения гаметы.
2. Готовность № 1. Когда яйцеклетка готова оплодотвориться, ее окружает множество сперматозоидов, которые вместе выделяют определенный фермент, находящийся в головке спермия. Вещество растворяет оболочку, которая является характерной чертой, защитным слоем яйцеклеток, чтобы произошло проникновение и слияние.
3. Как сперматозоид оплодотворяет женскую гамету? Труд сотен мужских клеток человека идет впрок единственному сперматозоиду – он и проникает в цитоплазму женской гаметы. Там их ядра сливаются воедино, образуя конгломерат из 46 хромосом. Это начальный этап, предваряющий развитие будущего человека. Сразу после внедрения женская гамета буквально обнимает счастливчика и создает 30-секундную электроблокаду, не позволяющую другим даже приблизиться к оболочке. Как правило, процесс оплодотворения занимает около суток.

Чтобы оплодотворить яйцеклетку, нужен всего один спермий.

Но в этом алгоритме есть один нюанс. Учеными практически не изучен процесс капацитации, пройдя который, сперматозоиды приобретают возможность оплодотворить яйцеклетку. Поэтому особо резвые мужские клетки могут добраться до яйцеклетки всего за час, а зачатие так и не произойдет, поскольку не пройден вышеуказанный процесс своеобразной инициации. Значит, развитие будущей жизни не станет реальным.

Схема овогенеза и сперматогенеза

Строение половых клеток

Сперматозоид и яйцеклетка выполняют репродуктивную функцию организма. Внешне клетки сильно отличаются друг от друга. Им характерно особое строение, способствующее правильному функционированию.

Специфическая форма сперматозоида обусловлена трудностями, которые возникают на его пути в процессе перемещения по маточным трубам. Мужская гамета состоит из четырех основных частей:

• Головка.
• Шейка.
• Средняя часть.
• Жгутик (хвостик).

Головка имеет овальную форму, внутри ядро, в котором находится основная генетическая информация. Над ядром расположена акросома, она помогает проникать сквозь защитную оболочку яйцеклетки.

Шейка соединяет основу и среднюю часть, которая содержит митохондрии. Они, в свою очередь, вырабатывают энергию для подвижности гаметы. Жгутик довольно длинный, у основания гораздо толще, чем на конце. Это позволяет ему совершать активные движения.

По внешним признакам яйцеклетка напоминает куриное яйцо. Она состоит из ядра, оболочки и цитоплазмы. Развитие клетки происходит в фолликулах, расположенных в яичниках. Регулярно в организме может созревать сразу несколько яйцеклеток, но из фолликула, как правило, выходит только одна.

СПРАВКА! Сперматозоиды в отличие от яйцеклетки не имеют запаса питательных веществ, который необходим для развития плода.

Процесс оплодотворения

Оплодотворение яйцеклетки — процесс достаточно сложный. В женских половых путях сперматозоиды движутся хаотично, без определенной траектории. При случайном столкновении с яйцеклеткой, под воздействием определенных ферментов, происходит слияние гамет. Эти вещества вырабатываются оболочкой женских половых клеток, и благодаря им происходит активация сперматозоидов. На головке каждой мужской половой клетки находится акросомная капсула, вырабатывающая активные вещества, способные разрушить защитный слой яйцеклетки. После того как оболочка частично разрушена, вглубь яйцеклетки проникает акросомная нить, прочно соединяя две гаметы друг с другом. Яйцеклетка и сперматозоид, прикрепившись друг к другу, готовы к оплодотворению.

Полное содержимое головки спермия впитывается в яйцеклетку вместе с ядром и оплодотворяет ее. Оболочка становится более уязвимой, все физиологические процессы, протекавшие в самой клетке, меняются. Она начинает активно питаться, накапливая полезные вещества для дальнейшего развития эмбриона.

Если рассматривать два процесса формирования половых клеток — сперматогенез и овогенез, — то можно увидеть, что каждая половая клетка человека обладает половинным набором хромосом. При слиянии клеток количество хромосом удваивается, происходит формирование новой клетки, в которой через некоторое время образуется эмбрион с совершенно новым набором ДНК. Пол человека определяется тем, какой тип сперматозоида добрался до яйцеклетки. Всего существует два типа с определенным набором хромосом, в том числе X или Y. Если в оплодотворении участвовала мужская половая клетка, содержащая Y-хромосому, тогда пол эмбриона — мужской. Никакие народные методы и приметы не способны определить это с точностью, так же как и невозможно запланировать пол при зачатии.

Как правило, когда яйцеклетка и сперматозоид соединяются, результатом оплодотворения является возникновение новой жизни — развитие эмбриона человека. Обычно формируется один эмбрион, но бывают случаи, когда происходит одновременное возникновение двух или трех зародышей. Это может проходить в том случае, когда сперматозоиды, проникая через оболочку яйцеклетки, оплодотворяют два или более ядра, если клетка многоядерная. Одним из проявлений этого процесса является развитие близнецов, очень похожих друг на друга и защищенных одной околоплодной оболочкой. При этом пол эмбрионов в большинстве случаев совпадает.

В некоторых случаях в женском организме происходит созревание сразу нескольких гамет, способных к оплодотворению. Сперматозоиды, слившись с яйцеклеткой, способствуют формированию двух и более плодов. При этом их развитие происходит в разных плодных оболочках, эмбрионы не похожи друг на друга и могут иметь различный пол.

В последнее время все большую популярность приобретает искусственное оплодотворение. Презентация этого способа впервые была проведена в 1977 году Великобритании. Десятью годами позже технология была применена в Советском Союзе и до сих пор успешно проводится в России. ЭКО — эффективный способ решения проблем с бесплодием. Процесс слияния происходит вне полости матки и включает следующие этапы:

1. Обследование партнеров.
2. Получение яйцеклеток, способных к оплодотворению.
3. Получение семенной жидкости (сперматозоидов).
4. Выбор материала для оплодотворения.
5. Оплодотворение яйцеклетки (слияние гамет).
6. Культивация эмбриона.
7. Подсадка эмбрионов в матку.

Показания к проведению такой процедуры различны: эндометриоз, непроходимость труб, нарушение овуляции, бесплодие по невыясненным причинам. Идти на консультацию по ЭКО специалисты рекомендуют и в случае, если зачатие у пары не происходит естественным способом более 1 года.