Механизм оплодотворения

В настоящее время довольно полно и тонко изучен непосредственный механизм оплодотворения, в котором участвует сперматозоид и яйцеклетка.

Сперматозоид был открыт голландским естествоиспытателем Гамом в 1667 году. Сперматозоид состоит из головки, шейки, хвоста, имеет общую длину около 50 — 60 микрон. Хвост совершает энергичные движения, благодаря которым сперматозоид может совершать маятникообразные и поступательные движения; скорость его самостоятельного перемещения невелика и составляет 2—3 мм в минуту, но некоторые физико-химические свойства эякулята приводят к тому, что процесс перемещения сперматозоидов резко ускоряется; дело в том, что эякулят является жидкостью, обладающей определенным поверхностным натяжением, в силу чего сперматозоиды быстро передвигаются по поверхности жидкости (как масляная пленка на воде).

Рис. 1. Сперматозоиды.

Постоянные волнообразные сокращения матки и труб также способствуют ускорению перемещения сперматозоидов, и уже спустя 1 — 2 минуты после полового акта их можно обнаружить в матке, а через 2 — 3 часа они достигают концевых (брюшных) отделов маточных труб, где обычно и происходит их слияние с яйцеклеткой.

Необходимо заметить, что многие сперматозоиды, задерживаясь в складках маточных труб, могут сохранять оплодотворяющую способность на протяжении нескольких дней. Сперматозоиды довольно долго бывают активны и во внешней среде, вне половых путей. При температуре 10° они остаются вполне жизнедеятельными до 96 часов.

В норме во влагалище здоровой женщины содержится небольшое количество слизистого отделяемого, которое имеет слабокислую реакцию. В кислой среде сперматозоиды довольно быстро обездвиживаются, тогда как в слабощелочной они могут существовать более длительное время. Сразу же за влагалищем начинается шеечный канал матки, заполненный слизистой пробкой; слизь имеет щелочную реакцию, и поэтому быстрое проникновение сперматозоидов в шеечный канал способствует сохранению их активности. Во время оргазма при половом акте слизистая пробка из шеечного канала частично выталкивается, а затем вновь втягивается в канал шейки матки и тем самым способствует более быстрому попаданию сперматозоидов из среды влагалища в более благоприятную среду шейки и полости матки.

Если поместить сперматозоиды на стекле между двумя каплями жидкости, одна из которых будет иметь щелочную, а другая кислую реакцию, то все головки сперматозоидов поворачиваются в сторону капли со щелочной реакцией и передвижение сперматозоидов будет направлено в эту сторону.

Этот феномен носит название хемотаксиса, то есть сперматозоиды имеют положительный щелочной хемотаксис.

Таким образом, ряд особенностей сперматозоидов способствует их быстрому перемещению внутри полового канала женщины.

Немаловажным фактором возможности проникновения сперматозоидов через слизистую пробку, закрывающую шеечный канал матки, является способность слизи изменять свою проницаемость. Оказывается, что в середине цикла, то есть в сроки, совпадающие с овуляцией (рождением яйцеклетки), резко повышается проницаемость слизистой пробки, тогда как в остальные дни менструального цикла слизь остается практически непроницаемой для сперматозоидов.

Женская половая клетка — яйцеклетка — была открыта русским ученым К. Бэром в 1827 году. Она развивается в фолликуле яичника. Яйцеклетка — самая большая клетка человеческого организма: диаметр ее достигает 300 — 400 микрон.

Ежемесячно у женщины выделяется одна яйцеклетка; через ее оболочку может проникнуть несколько сперматозоидов, но сливается с ядром только один. Сперматозоид может проникнуть через оболочку яйцеклетки, если эта оболочка несколько разрыхлена. Разрыхление же оболочки происходит под влиянием фермента гиалуронидазы, которым обладают сперматозоиды.

В последнее время считают, что ферментативная сила одного сперматозоида недостаточна для разрыхления оболочки яйцеклетки и нужна активность многих сперматозоидов, чтобы наступило разрыхление оболочки яйцеклетки. По данным некоторых исследователей, для проникновения через оболочку яйцеклетки одного сперматозоида необходима разрыхляющая активность 8 миллионов окружающих яйцеклетку сперматозоидов (рис. 2, 3).

Означает ли наступившее слияние яйцеклетки и сперматозоида, что у женщины будет развиваться беременность? Само оплодотворение является лишь начальным звеном беременности, необходимы дополнительные условия, обеспечивающие развитие беременности: нормальное перемещение оплодотворенного яйца по трубе в матку, подготовленность слизистой матки к восприятию оплодотворенного яйца и ряд других механизмов, способствующих нормальному развитию эмбриона.

Рис. 2. Оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом.

а – сперматозоид   приближается   к   поверхности   яйцеклетки;   б — внедрение сперматозоида  в яйцеклетку.

Рис. 3. Схема оплодотворения.

1 — сперматозоиды во влагалище; 2 — сперматозоиды, продвигающиеся через канал шейки матки в полость матки; 3 — сперматозоиды в трубе направляются к яйцеклетке; 4 —оплодотворение яйцеклетки; 5 — оплодотворенное яйцо, перемещенное сокращениями трубы в полость матки, погружается  в  слизистую  оболочку   матки.