Яйцеклетка. Развитие яйцеклетки. Женская половая клетка.

Как уже отмечалось, бóльшая часть видов эукариот обладает способностью к половому размножению. Вам также известно, что специализированные клетки, обеспечивающие половое размножение организмов, называются половыми клетками, или гаметами. Их слияние (за исключением случаев партеногенеза) приводит к образованию зиготы, из которой в дальнейшем развивается новая особь.

Для большинства организмов, кроме некоторых протистов и грибов, характерно образование гамет двух типов — мужских и женских. Они существенно отличаются по размерам, строению и физиологическим свойствам.

Мужские половые клетки обычно значительно меньше женских и обладают подвижностью — это сперматозоиды. У семенных растений мужские гаметы — спермии — неподвижны.

Женские половые клетки называют яйцеклетками.

Гаметогенез — процесс образования половых клеток — у многоклеточных организмов, как правило, протекает в специальных органах. У животных, за исключением самых примитивных (например, кишечнополостных), гаметогенез осуществляется в половых железах *— гонадах*.

Мужские половые железы называются семенниками, женские — яичниками. *Формирование половых клеток у ряда водорослей, грибов и растений происходит в гаметангиях.

Так, у споровых растений сперматозоиды образуются в антеридиях, а яйцеклетки — в архегониях.*

Строение половых клеток. Рассмотрим особенности строения гамет на примере типичных половых клеток животных — сперматозоида и яйцеклетки.

Сперматозоиды животных обычно состоят из головки, шейки, средней части *(вставочного, или промежуточного отдела)* и жгутика (хвоста), обеспечивающего активное передвижение (рис. 19.1). В головке находится ядро, перед ним располагается акросома — особый мембранный пузырек.

Он содержит ферменты, растворяющие оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В узкой шейке сперматозоида находятся две центриоли, *расположенные перпендикулярно друг другу*. От одной из них, более удаленной от ядра, берет начало *аксонема —* осевая нить жгутика.

*Аксонема устроена типично для жгутиков эукариот: ее основу составляют девять пар периферических микротрубочек, окружающих две центральные (9 × 2 + 2).* Начальный отдел осевой нити, проходящий через несколько расширенную среднюю часть сперматозоида, окружен митохондриями.

Они вырабатывают АТФ, *за счет гидролиза которой молекулы белка динеина, связанные с периферическими микротрубочками аксонемы,* приводят жгутик в движение.

Яйцеклетка. Развитие яйцеклетки. Женская половая клетка.

Таким образом, сперматозоид лишен запаса питательных веществ и содержит минимальное количество внутриклеточных структур, обеспечивающих его подвижность и способность к оплодотворению яйцеклетки. Энергию, необходимую для движения, сперматозоиды получают, прежде всего, за счет расщепления веществ, которые содержатся в окружающей их семенной жидкости.

*Голландский микроскопист А. ван Левенгук, впервые описавший сперматозоиды в 1677 г., высказал предположение о том, что в каждом из них уже содержится маленький сформированный человечек — «гомункулюс». Женский организм, по мнению Левенгука, лишь предоставляет «питательную почву» для роста этого человечка.

Многие натуралисты XVII—XIX вв. и вовсе считали, что сперматозоиды являются паразитами, живущими в семенной жидкости. Только в 1876 г. немецкий зоолог О.

 Гертвиг исследовал механизм оплодотворения и доказал, что началу развития нового организма предшествует проникновение сперматозоида в яйцеклетку и последующее слияние ядер этих клеток.

В 1 мл семенной жидкости человека обычно содержится 60—100 млн мужских половых клеток. Скорость движения сперматозоидов составляет от 2 до 5 мм/мин. В женских половых путях они могут оставаться жизнеспособными до 5 сут, однако сохраняют способность к оплодотворению яйцеклетки, как правило, не более 24 ч.

Сперматозоиды некоторых животных (определенных видов рыб, ракообразных и др.) имеют не один жгутик, а два или более. Мужские гаметы круглых червей вообще лишены жгутиков.

Они имеют амебоидную форму и передвигаются при помощи ложноножек. У некоторых сумчатых млекопитающих сперматозоиды сдвоены и передвигаются в паре, при этом их жгутики работают синхронно.

Разделение такой пары происходит непосредственно перед оплодотворением яйцеклетки.*

Яйцеклетки большинства животных неподвижны и обычно имеют округлую форму (рис. 19.2). Женская половая клетка содержит крупное ядро и цитоплазму с различными органоидами, а также с запасом питательных веществ для развития зародыша.

Как правило, яйцеклетки намного крупнее сперматозоидов и большинства соматических клеток. Так, диаметр яйцеклетки человека составляет 150–200 мкм, в то время как длина сперматозоида равна приблизительно 60 мкм при ширине головки около 3 мкм.

Яйцеклетка. Развитие яйцеклетки. Женская половая клетка.

Самые крупные женские гаметы характерны для животных, зародыши которых развиваются вне материнского организма — птиц, пресмыкающихся, земноводных, многих рыб. Например, размер яйцеклетки (икринки) лягушки составляет 2 мм, лососевых рыб — 6–9 мм. У птиц диаметр яйцеклеток может достигать нескольких сантиметров.

Поверх плазмалеммы яйцеклетка может быть окружена еще одной или несколькими оболочками. Они выполняют главным образом защитную функцию. *Различают первичные, вторичные и третичные оболочки яйцеклеток.

Первичная оболочка, называемая желточной, имеется у яйцеклеток почти всех животных, за исключением губок и большинства кишечнополостных. Эта оболочка является производной цитоплазматической мембраны. Она обеспечивает видоспецифичное узнавание сперматозоидов, благодаря чему половые клетки особей одного вида не сливаются с гаметами других видов живых организмов.

Вторичные оболочки формируются за счет функционирования специальных клеток, окружающих яйцеклетку. Например, у млекопитающих яйцеклетки окружены несколькими слоями фолликулярных клеток — так называемым лучистым венцом.

В процессе развития женской гаметы фолликулярные клетки обеспечивают ее питание, участвуют в формировании блестящей оболочки (названной так из-за ее оптических свойств), а также вырабатывают гормоны, которые стимулируют созревание будущей яйцеклетки.

Женские половые клетки некоторых животных (амфибий, рептилий, птиц, первозверей и др.) имеют также третичные оболочки. Ими яйцеклетки покрываются благодаря деятельности особых секреторных клеток, входящих в состав стенок яйцеводов.

Так, у птиц яйцеклетка во время прохождения по яйцеводу сначала окружается белковой оболочкой, затем двумя подскорлуповыми, скорлуповой и надскорлуповой (в 8-м классе вы изучили роль этих оболочек, вспомните их функции).*

Что такое яйцеклетки (ооциты)?

Яйцеклетка или ооцит представляет собой гамету, несущую на себе генетический материал с целью передачи его потомству в результате слияния со сперматозоидом.

Ооциты: что это такое и их происхождение

Начало образования и закладки половых клеток женщины формируется еще во внутриутробном периоде, где о вопросе, что такое яйцеклетки не идет и речи. Каждая яйцеклетка начинает свое развитие с фолликула.

К моменту рождения девочки в ее яичниках насчитывается до двух миллионов фолликулов.

По мере роста и развития половой системы женщины фолликулярный аппарат уже представлен двухсот – трехсот тысячами фолликулов из них проовулирует около четырехсот яйцеклеток.

Что такое ооциты при эко? Это женская половая клетка, которая будет оплодовторена сперматозоидов в пробирке.

Значимым является то, что влияние разнообразных факторов, как извне, так и внутренних, могут приводить к ухудшению качеству половых клеток, а именно повреждению генетического материала, или же способности их к выживаемости. Что в значительной степени отличается от мужских гамет, которые даже если и повреждаются, то в довольно короткие сроки вырабатываются новые – здоровые.

Как происходит овуляция

Каждый менструальный цикл женщины происходит созревание нескольких фолликулов, данный процесс характерен в первую фазу цикла. В это же время в данных фолликулах растут и созревают яйцеклетки. Полностью созревает один фолликул. Созревший фолликул разрывается и в результате происходит выход самой яйцеклетки – овуляция. После чего формируется желтое тело.

В тот момент, когда яйцеклетка покинула свой фолликул, она практически сразу попадает в маточную трубу. Здесь в маточной трубе женская половая клетка встречается и сливается со сперматозоидом, и в дальнейшем развивается эмбрион.

Как проходит оценка ооцита

Сдача яйцеклетки не простой процес, который включает в себя несколько этапов. Оценка ооцита или анализ на яйцеклетку представляет собой ряд исследований, которые проводят по определенным показаниям, в том числе и в случае применения вспомогательных репродуктивных технологий, и особенно при донации ооцитов.

Чтобы произвести передачу ооцитов необходимо предварительно произвести расчет овариального резерва, то есть количества тех фолликулов, которые могут дать здоровые половые клетки в ответ на проводимую стимуляцию яичников. Чтобы предотвратить последствия донорство яйцеклетки должно проводится только под присмотром специалиста.

Эту процедуру выполняют посредством ультразвуковой диагностика, где проводится подсчет созревающих фолликулов, а также измеряется их размер, таким образом, проводится предварительная оценка ооцита.

Также определение фертильности и овариального резерва возможно осуществить посредством гормонального исследования и ряда специфических проб.

Донорская яйцеклетка: зачем нужна и кому?

Яйцеклетка. Развитие яйцеклетки. Женская половая клетка.

Все вышеперечисленные случаи и многие другие служат показаниями к ЭКО.

Для того чтобы провести ЭКО, пациентке необходима здоровая донорская яйцеклетка. Также необходимо учитывать и тот факт, что может понадобиться несколько яйцеклеток при ЭКО. С этой целью проводят гормональную стимуляцию яичников донора. После чего может быть использован лишь один ооцит, в свою очередь оставшиеся клетки подлежат витрификации.

Витрификация ооцитов: что это?

Витрифицированные ооциты: что это? Те половые клетки, полученные от донора, которые не были использованы сразу в целях ЭКО, переходят на длительное хранение или заморозку, что и является процессом витрификации. Замораживание проходит резко, практически моментально под воздействием критически низких температур.

Читайте также:  Рацион беременных и кормящих женщин. Рацион детского питания. Распределение суточного рациона. Пищевые волокна.

Такой способ позволяет не только длительно сохранить биоматериал, но и не вызывать его повреждений.

Как говорилось раннее программа донации яйцеклеток состоит из нескольких этапов. На следующем этапе применяют определенные критерии оценки качества ооцитов, посредством которых определяют пригодность данных половых клеток к дальнейшему оплодотворению.

Далее одним из этапов отбора является выявление неполноценных или генетически поврежденных яйцеклеток, ведь яйцеклетка, зачем нужна – чтобы нести в себе здоровый генетический материал.

А в случае если выявлены какие-либо, даже незначительные повреждения она не используется.

Таким образом, яйцеклетка играет ведущую роль в программе донорства овоцитов, посредством которой и осуществляется экстракорпоральное оплодотворение женщины, зачатие у которой самостоятельно невозможно.

Ооциты и оогенез

Наш организм состоит из множества различных клеток, которые формируют органы и ткани. Все они имеют свои индивидуальные особенности, но в целом похожи друг на друга. Самые большие и долгоживущие клетки в организме, имеющие существенные отличия от других – это ооциты. Они являются незрелыми яйцеклетками, которые начинают продуцироваться уже во внутриутробном периоде.

Ооциты – это основные элементы репродуктивной женской системы, которые дают возможность зарождения новой жизни. Можно сказать, что они являются одной из стадий развития яйцеклеток. Выделяют ооциты первого и второго порядка.

Ооциты первого порядка – это клетки, которые образовались в результате митотического деления первичных половых клеток (оогоний) и накопили достаточное количество питательных веществ, они появляются во внутриутробном периоде и остаются неизменными вплоть до полового созревания (12-15 лет).

К моменту рождения в яичниках содержится порядка 2 миллионов ооцитов, большинство из которых никогда не продолжат дальнейшее развитие до полноценной яйцеклетки и погибнут. Все процессы деления пройдут лишь 400-500 ооцитов.

Для чего необходима столь избыточная продукция половых клеток и почему значительное их количество погибает, до сих пор неизвестно.

Ооциты второго порядка – это клетки, которые образовались в результате завершения 1 профазы мейоза ооцитов первого порядка. Мейоз – это процесс деления половых клеток, который делает их гаплоидными (они содержат только 1 набор хромосом). 1 профаза мейоза начинается после полового созревания и стимулируется различными факторами, в частности половыми гормонами.

В 1 профазу мейоза одновременно вступает порядка 15000-20000 ооцитов первого порядка, но завершает процесс только 1 клетка. Все остальные редуцируются и погибают. Затем ооциты второго порядка вступают во 2 профазу мейоза и формируют зрелую яйцеклетку, готовую к оплодотворению.

Ооциты второго порядка, которые формируются в конце репродуктивного периода, могут быть неполноценными и дефектными.

Ведь они образуются из ооцитов первого порядка, живущих примерно 40-50 лет, а в процессе их существования могут происходить разнообразные генетические сбои и другие неблагоприятные явления.

Поэтому число случаев аномалий развития у детей, рожденных после 40 лет, значительно увеличивается.

Оогенез

Оогенез – процесс развития женских половых клеток. Он принципиально отличается от сперматогенеза — процесса формирования мужских половых клеток.

Конечно, сперматозоиды и ооциты (яйцеклетки) образуются в результате митоза и мейоза первичных зародышевых клеток, но при этом сперматозоиды являются высокодифференцированными клетками, которые в основном содержат лишь генетический материал, а яйцеклетки, помимо генов, включают все необходимые элементы для эмбрионального роста. Таким образом, ооциты – это большие малодифференцированные клетки, состоящие из множества структурных белков, ферментов и питательных веществ.

Помимо этого, есть количественные различия между процессами гаметогенеза, ведь мужчина продуцирует порядка 30 миллионов сперматозоидов в сутки, а ооциты закладываются еще до рождения, при этом зрелыми яйцеклетками становятся только ~500 из них.

Первичные половые клетки – оогонии — попав в яичники, начинают активно размножаться путем митоза и формируют примордиальные фолликулы и ооциты первого порядка. Затем они подвергаются процессу мейоза: в первой фазе образуются ооциты второго порядка, в конце 2 – зрелые и полноценные яйцеклетки, которые выходят из фолликула и происходит овуляция.

Зрелая клетка содержит большой запас питательных веществ и микроэлементов, необходимых для развития эмбриона в первое время. Размеры яйцеклеток отличатся от других клеток организма, у людей они достигают 60-2000 мкм, у рыб – 6-9 мм, у страуса – несколько сантиметров.

Этапы оогенеза

Оогенез делится на несколько последовательных этапов.

Первый этап – это перемещение первичных половых клеток в гонады и их размножение.

Первоначально образуется несколько десятков половых клеток, но по мере их продвижения в яичники они активно делятся и их число возрастает до нескольких тысяч.

В гонадах они также продолжают размножаться путем митоза, в результате к 7 месяцу внутриутробного развития насчитывается порядка 7 млн. оогоний. Но большая часть погибает еще до рождения, поэтому их остается лишь 2 млн.

Клетки, которые завершили деление путем митоза, вступают в новый этап оогенеза. Теперь они называются – ооциты первого порядка. С момента рождения девочки они остаются без изменений вплоть до полового созревания.

Стоит отметить, что большая часть ооцитов никогда не вступают в дальнейший этап и только 400-500 завершают свое развитие. Еще во время эмбрионального развития некоторые ооциты первого порядка вступают в первую профазу мейоза, но не завершают ее до полового созревания.

Они накапливают питательные вещества и увеличиваются в размерах. При этом они покрываются слоем фолликулярных клеток, образуя примордиальные фолликулы.

Второй этап – первая профаза мейоза, в результате которой формируется ооцит второго порядка и редукционное тельце. Под действием половых гормонов завершается процесс, который начался еще до рождения.

В результате деления происходит неравномерное разделение цитоплазмы, большая ее часть остается в ооците, а редукционное тельце содержит в основном только ядро.

Ооциты второго порядка обладают гаплоидным набором хромосом.

Третий этап – вторая профаза мейоза, которая приводит к формированию полноценной яйцеклетки, готовой к оплодотворению. Ооциты второго порядка вновь неравномерно делятся, образуется яйцеклетка и редукционное тельце, первое тельце также разделяется. В итоге после завершения процесса оогенеза формируется 3 редукционных тельца и яйцеклетка.

Качество ооцитов и как его улучшить

Ооциты должны содержать большое количество питательных веществ и гаплоидный набор хромосом для осуществления зачатия. Часто женское бесплодие связано с низким качеством ооцитов. На сегодняшний момент времени не разработано эффективного лечения по устранению этого фактора.

Хотя женщинам в период планирования беременности рекомендуется принимать мультивитамины, в частности фолиевую кислоту и витамин Е, морепродукты, рыбий жир, которые необходимы для полноценного эмбрионального развития.

Также следует отказаться от алкоголя и курения, кофе, жареного, черного чая, наладить ритм жизни, соблюдать режим труда и отдыха.

Многие специалисты считают, что окислители и свободные радикалы могут существенно снизить качество ооцитов. С целью предотвращения негативного воздействия назначают мелатонин, который противодействует окислительному процессу.

Ооциты и их доноры

В наше время для многих последняя надежда на долгожданную беременность – вспомогательные репродуктивные технологии: ЭКО, ИКСИ и другие. Но иногда возникают ситуации, когда у женщины невозможно получить полноценные яйцеклетки:

  • Менопауза или раннее ее наступление;
  • Неразвитые гонады и их отсутствие;
  • Химиорадиотерапия;
  • Наследственные заболевания, передающиеся по женской линии;
  • Множественные неудачные попытки ЭКО.

Единственной возможностью для женщины самостоятельно выносить ребенка – обратиться к донору ооцитов. К донорам предъявляются довольно жесткие требования: они должны быть соматически, физически и психически здоровы. В некоторых европейских странах такой метод лечения запрещен в силу этических и религиозных соображений.

Иногда женщина, согласившись передать свои ооциты, не знает – теряет ли она что-то безвозвратно. Но в случае донорства используются клетки, которые никогда не будут использованы во время жизни, следовательно, процедура не приводит к уменьшению собственных запасов.

Часто бесплодные пары приводят своих доноров ооцитов: ими могут быть близкие родственники, друзья или знакомые. Но у всех есть возможность обратиться в банк доноров, в них включаются женщины в возрасте от 18 до 35 лет, у которых уже есть ребенок, они полностью дееспособны и прошли полное медицинское обследование.

Также в этом банке можно подобрать донора с определенными внешними признаками: цвет глаз, рост, телосложение и другие.

Следует отметить, что многие женщины, воспользовавшись донорскими ооцитами, после приживления эмбрионов и наступления беременности забывают, что генетически ребенок имеет родство только с мужчиной. Но к этому решению следует приходить обдуманно, взвесив все достоинства, недостатки и обсудив с супругом.

Пройти полное обследование, сдать необходимые анализы и получить ответы на интересующие вас вопросы вы можете в клинике «Центр ЭКО» в Смоленске.

Читайте также:  Роль соляной кислоты в пищеварении. Функции соляной кислоты. Ферменты желудочного сока и их роль в пищеварении.

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!

Читайте также:  Кромогексал - инструкция по применению, аналоги, отзывы и формы выпуска (спрей назальный и капли глазные 2 %, раствор для ингаляции) лекарства для лечения конъюнктивита и других проявлений аллергии у взрослых, детей и при беременности

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.

Развитие клеток при оплодотворении

четверг, июля 26, 2012 — 08:10

Довольно редко в клиниках ЭКО пациентам подробно рассказывают, какие стадии развития проходят их половые клетки, начиная с первых минут после оплодотворения. Мы решили восполнить этот пробел, чтобы дать нашим читателям возможность наглядно представить себе картину образования эмбриона из отдельных клеток.

Считается, что женские половые клетки (ооциты) и мужские (сперматозоиды) вносят одинаковый вклад в развитие эмбриона. Так считается, в основном, потому, что ооцит и сперматозоид имеют по 50% генетического материала будущего эмбриона.

Однако помимо наследования ядерной ДНК развитие эмбриона зависит от нескольких факторов. Во-первых, эмбрион наследует материнские митохондрии – органеллы, являющиеся “энергетическими станциями” клетки. Митохондрии имеют свою независимую молекулу ДНК, которая передается по наследству строго по материнской линии.

Во-вторых, в период роста предшественники ооцитов накапливают огромное количество РНК разных типов – молекул, которые будут использоваться на первых стадиях развития эмбриона для синтеза необходимых белков.

И, наконец, огромное значение имеет правильное формирование сложных белковых комплексов, пронизывающих клетку – цитосклета, микрофиламентов, а также правильное формирование органелл.

Таким образом, ооцит включает в себя множество важных для дальнейшего развития компонентов, тогда как основной вклад сперматозоида – ядерная ДНК.

Оплодотворение

Не останавливаясь подробно на механизмах оплодотворения, стоит сказать, что при естественном оплодотворении, при ЭКО или же ЭКО+ИКСИ возможно несколько вариантов.

В норме через 16-20 часов после оплодотворения внутри бывшего ооцита образуются оформленные проядра (пронуклеусы) – мужское и женское, которые хорошо видны под микроскопом. В этот же период ооцит делится, выделяя маленькую клетку с половинным набором хромосом – полярное тело.

Еще одно полярное тело выделяется в период созревания ооцита, еще до оплодотворения. Возможны варианты патологии.

1) Пронуклеусов не образуется вовсе. Такое может случиться, если сперматозоид не смог по каким-либо причинам запустить механизм активации ооцита. Обычно это происходит в случае, когда ооцит не был готов к оплодотворению.

2) Образуется один пронуклеус.

3) Образуется три и более пронуклеусов – эмбрион может развиваться и даже давать беременность, которая потом замирает. Такая ситуация может возникнуть, если в ооцит проникло 2 и более сперматозоида, либо если отделившееся полярное тело слилось с зиготой.

4) Клетка не жизнеспособна и дегенерирует (погибает).

Пригодны только эмбрионы, имеющие два пронуклеуса.

Дробление

Стадия дробления – стадия быстрых клеточных делений зиготы (оплодотворенного ооцита/яйцеклетки), характеризующаяся отсутствием фазы роста у получаемых после деления клеток (бластомеров).

Также важно помнить, что в эту фазу эмбрион для своей жизнедеятельности расходует РНК, накопленную ооцитом, при этом свой геном эмбриона пока молчит.

В норме на 2-е сутки после оплодотворения образуется 2-4 клетки, а на 3 сутки 6-8 бластомеров.

Важным критерием оценки качества эмбрионов на этой стадии является образование безъядерных фрагментов – мембранных пузырьков с цитоплазмой, отделяемых клеткой.

В норме этот процесс происходит с малой частотой и фрагменты, отделившиеся от клетки, через несколько часов втягиваются обратно. У слабых эмбрионов целые клетки могут распадаться на такие фрагменты – уходить в апоптоз, т.е. гибнуть.

В зависимости от количества таких фрагментов эмбриону присваивается буква – A, B, C или D.

Образование морулы

В норме к 4-м суткам межклеточные контакты в эмбрионе видоизменяются, и он превращается в компактную морулу.

Качество компактной морулы не всегда просто оценить, поэтому обычно для переноса эмбриона дожидаются стадии бластоцисты (в норме 5-е сутки).

Однако, само развитие эмбриона до стадии компактной морулы свидетельствует о запуске генетического аппарата эмбриона. Если развитие застопорилось на предыдущей стадии – это, скорее всего, говорит о генетических нарушениях в эмбрионе.

Образование бластоцисты

С течением времени внутри морулы начинает образовываться большая межклеточная полость, характеризующая переход к стадии бластоцисты. Стадия бластоцисты – последняя стадия развития эмбриона перед имплантацией, и далеко не все эмбрионы в норме до нее доживают.

Бластоциста состоит их трофобласта – тонкого слоя клеток, расположенных по краю полости бластоцисты, и внутренней клеточной массы – группы клеток, выглядящих как небольшая компактная морула внутри бластоцисты.

Именно из внутренней клеточной массы образуются впоследствии ткани зародыша, а трофобласт даст внезародышевую ткань.

Характеризуется бластоциста с одной стороны размером своей полости по шкале от 1 до 5. С другой стороны, оценивается сформированность внутренней клеточной массы и трофобласта по трехбалльной шкале (буквами A, B или C). Клетки трофобласта должны быть мелкими, ровными, и в совокупности образовывать сферу.

Внутренняя клеточная масса не должна фрагментироваться, и все ее клетки должны иметь плотные контакты, не позволяющие различать отдельных клеток.

Более-менее точно оценить качество бластоцисты можно со стадии 3 (бластоциста среднего размера), но надо помнить, что криоконсервацию лучше всего переживают бластоцисты с маленькой полостью.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector