Оплодотворение двух яйцеклеток

Что нужно для оплодотворения

Успешность оплодотворения зависит от множества факторов. Этому процессу предшествуют сотни других, не менее важных. Зачатие не произойдет, если нарушен процесс созревания и перемещения половых клеток: сперматозоидов и яйцеклеток.

Продвижение сперматозоидов к яйцеклетке

С момента семяизвержения до встречи половых клеток проходит от 3 до 6 часов. Сперматозоиды постоянно двигаются, продвигаясь к месту контакта с яйцеклеткой. Женский организм устроен так, что половые клетки мужчины встречают на этом пути много препятствий, задуманных природой в качестве защитного механизма. Таким образом отсеиваются слабые сперматозоиды, которые потенциально опасны и не подходят для формирования новой жизни.

Во время одного полового акта во влагалище попадает до 300 миллионов сперматозоидов, но только один достигнет цели. Миллионы мужских половых клеток погибают на пути к яйцеклетке и непосредственно рядом с ней. Большинство клеток почти сразу после семяизвержения вытекает вместе со спермой. Огромное количество сперматозоидов гибнет во влагалище и цервикальной слизи шейки матки. Некоторое количество сперматозоидов застревает в складках шейки матки, однако они становятся резервом на тот случай, если первая группа клеток не достигнет ооцита.

Примечательно, что эти застрявшие сперматозоиды являются причиной беременности до овуляции. Всем известно, что оплодотворение становится возможным только после овуляции, но шансы забеременеть есть в любой день цикла. Когда половой акт осуществляется до момента выхода яйцеклетки, эти застрявшие сперматозоиды дожидаются овуляции и продолжают путь к половой клетке. Сперматозоиды могут оставаться «в живых» до 7 суток, поэтому риск забеременеть сохраняется до и после овуляции.

Поскольку сперматозоиды не знакомы иммунной системе женщины, она принимает их за чужеродные элементы и уничтожает. При излишней активности иммунитета женщины можно говорить об иммунологической несовместимости, что может стать причиной бесплодия у пары.

Выжившие после атаки иммунитета сперматозоиды продвигаются в маточные трубы. Контакт со слабощелочной слизью шеечного канала провоцирует повышение активности сперматозоидов, они начинают продвигаться быстрее. Мышечные сокращения помогают сперматозоидам передвигаться внутри матки. Одна часть попадает в фаллопиеву трубу, а другая – в маточную, где находится яйцеклетка. В трубе сперматозоиды должны противостоять току жидкости, а некоторые клетки задерживаются ворсинками слизистой.

На этом этапе в верхних отделах тракта запускаются реакции, провоцирующие капацитацию (дозревание) сперматозоидов. За это ответственны определенные биохимические вещества. Вследствие капацитации мембрана головки спермия меняется, происходит подготовка к проникновению в яйцеклетку. Сперматозоиды становятся гиперактивными.

Созревание и продвижение яйцеклетки

Вне зависимости от длины цикла у конкретной женщины, за 14 дней до менструации происходит овуляция. При стандартном цикле длительностью 27-28 дней выход яйцеклетки из фолликула приходится на середину. Примечательно, что длина цикла у разных женщин отличается и может достигать 45 и более дней. По этой причине специалисты рекомендуют подсчитывать день овуляции ориентируясь на предполагаемое начало менструации. От этой даты нужно отсчитать две недели.

Сроки оплодотворения:

1. За 14 дней до менструации яйцеклетка выходит из фолликула. Случается овуляция. В этот период риск забеременеть наиболее велик.
2. В течение 12-24 часов после овуляции сперматозоид может оплодотворить яйцеклетку. Этот период называют окном фертильности. Через сутки после овуляции яйцеклетка погибает, но это время может сокращаться в зависимости от многих факторов.
3. Если половой акт произошел после выхода яйцеклетки из фолликула, для оплодотворения требуется всего 1-2 часа. За это время сперматозоиды преодолевают 17-20 см от влагалища до маточных труб, учитывая все препятствия.
4. Если соитие произошло до овуляции, оплодотворение возможно в течение недели. Примечательно, что сперматозоиды с Y-хромосомой быстрее, но живут 1-2 дня, а клетки с X-хромосомой медленные, но могут противостоять негативному влиянию среды в течение недели. На этом факте основаны многие методики зачатия ребенка определенного пола.

Овуляция – маленький взрыв фолликула. Яйцеклетка и жидкость, в которой созревал ооцит, попадают в брюшную полость. «Бахрома» фаллопиевых труб включает реснитчатый эпителий, который однонаправленно продвигает яйцеклетку на выход из яичника. Эти реснички активизируются под воздействием эстрогенов – гормонов, выделяемых яичниками после овуляции.

В этот период яйцеклетка окружена кумулюсными клетками, которые формируют лучистый венец. Этот венец содержит фолликулярные клетки и является вторичной оболочкой яйцеклетки. Он становится препятствием для сперматозоида при непосредственном оплодотворении.

Как происходит соединение половых клеток

Слияние гамет

Непосредственное оплодотворение происходит в маточной трубе, ближе к яичнику. Этого этапа пути достигают десятки спермиев из сотен миллионов: самые сильные, выносливые и активные сперматозоиды. Оплодотворяет яйцеклетку только один, а остальные помогают ему проникнуть внутрь клетки и погибают.

Самые активные проникают через лучистый венец и крепятся к рецепторам на наружной – блестящей – оболочке яйцеклетки. Спермии выделяют протеолитические ферменты, растворяющие белковую оболочку. Это ослабляет защитный слой яйцеклетки, чтобы один спермий мог проникнуть внутрь.

Внешняя оболочка защищает внутреннюю мембрану. Сперматозоид, который первым достиг этой мембраны, крепится к ней, и половые клетки сливаются за считанные минуты. «Поглощение» спермия яйцеклеткой запускает цепочку реакций, которые вызывают изменения в ее оболочке. Другие сперматозоиды больше не могут прикрепиться, дополнительно яйцеклетка выделяет вещества для их отталкивания. Слившись с первым сперматозоидом, яйцеклетка становится непроницаема для других.

Едва сперматозоид проник в яйцеклетку, в организме женщины запускаются механизмы, оповещающие другие системы об оплодотворении. Работа органов перестраивается так, чтобы сохранять жизнедеятельность зародыша. Поскольку организм может начать принимать оплодотворенную яйцеклетку за инородное образование, иммунитет ослабевает и не может вызвать отторжение плода.

Формирование нового генома

В сперматозоиде генетическая информация упакована плотно. Она начинает раскрываться только внутри яйцеклетки, вокруг формируется пронуклеус – предшественник ядра зиготы. В пронуклеусе генетический материал перестраивается, образуя 23 хромосомы. Примечательно, что генетический материал от матери заканчивает формироваться только в процессе оплодотворения.

Микротрубочки сближают два пронуклеуса. Наборы хромосом объединяются, образуется уникальный генетический код. Он содержит информацию о сотне характеристик, которыми будет обладать будущий человек: от цвета глаз до черт характера. Эти характеристики во многом зависят от наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение, но также создаются уникальные «блоки».

Оплодотворение яйцеклетки по этапам

1. Сперматозоиды «нападают» на яйцеклетку. Они бьют ее хвостами, чтобы вызывать ее вращение.
2. Внутрь яйцеклетки проникает сперматозоид.
3. Слияние отцовской и материнской хромосом, формирование новой генетической программы. После этого оплодотворенную яйцеклетку называют зиготой.
4. Спустя 30 часов после оплодотворения начинается дробление зиготы. Новые клетки называют бластомерами.
5. В первые сутки после зигота делится надвое, затем разделяется на четыре бластомеры.
6. На третьи сутки бластомеров становится восемь.
7. Четвертый день знаменуется разделением зиготы на шестнадцать клеток. С этого времени зародыш называют морулой.
8. Дробление продолжается, но внутри морулы образуется жидкость. Формируется бластоциста – последняя стадия развития зародыша перед переходом в матку и имплантацией.
9. На этом этапе процесс оплодотворения завершается, однако полноценная беременность еще не наступила. Дальше зигота продвигается по фаллопиевым трубам в матку, имплантируется и начинает развиваться вплоть до родов.

После перехода плодного яйца в матку заканчивается процесс деления, начинается его внедрение в эндометрий. Место прикрепления эмбриона определяет положение ребенка в животе: при имплантации по задней стенке у женщин живот маленький, а при имплантации по передней – больше.

Внедрение эмбриона в эндометрий запускает множество биохимических процессов, поэтому женщина может испытывать тошноту в этот период, поднимается температура и возникают головные боли. Специфический признак имплантации – кровянистые выделения, свидетельствующие о повреждении стенок матки.

С чего начинается беременность

Первую неделю после оплодотворения зигота находится в фаллопиевых трубах. На седьмой день она начинает опускаться в матку и выискивает место для прикрепления. У здоровой женщины на этом этапе утолщен эндометрий матки, поэтому зигота легко закрепляется без существенного риска отторжения. Недостаточность толщины эндометрия нередко становится причиной женского бесплодия.

В период перемещения из фаллопиевых труб в матку яйцеклетка берет питательные вещества из желтого тела, поэтому образ жизни будущей матери не играет важной роли на данном этапе. Однако после прикрепления зиготы к эндометрию ситуация меняется: беременная должна пересмотреть образ жизни и питание, ведь теперь развитие плода всецело зависит от ее поведения. Важно поддерживать нормальное душевное и физическое состояние.

Зигота зарывается в эндометрий, начинается имплантация. Этот процесс занимает примерно 40 часов: делятся клетки, происходит их внедрение в слизистую и последующее разрастание. Активно образовываются кровеносные сосуды, которые в будущем превратятся в плаценту. Зародышевый узелок начинает формировать тело, а поверхностные клетки те части, которые нужны для развития плода (околоплодный пузырь, плацента, пуповина). Завершение имплантации знаменует начало периода беременности, то есть вынашивания ребенка.

Амнион или околоплодный пузырь – мешочек с бесцветными околоплодными водами. Они нужны для защиты хрупкого плода от давления стенок матки, скачков температуры, шума и ударов извне. Помимо этого, околоплодные воды поддерживают обмен веществ.

Плацента является уникальным органом. Он обеспечивает плод всем необходимым для роста, развития и жизнедеятельности. На определенном этапе плацента выполняет функции легких, почек и пищеварения, а также образует гормоны и другие элементы, необходимые для полноценного развития ребенка. Она транспортирует свежую материнскую кровь в пуповинную вену и выводит продукты метаболизма из артерий плода. Плацента – своеобразный фильтр, который защищает плод от вредоносных микроорганизмов и веществ. Пуповина соединяет плод и плаценту. По сосудам внутри нее туда и обратно течет кровь.

3 этапа беременности

Беременность делят на три этапа: формирование тела и органов, чтобы поддерживать жизнеобеспечение плода, настройка систем организма, подготовка к рождению. Несмотря на то, что беременность длится 9 месяцев, в медицине этот период отсчитывают по неделям. От зарождения до появления новой жизни проходит примерно 40 недель, что равняется 10 лунным месяцам (из расчета 28 дней цикла). Поэтому календарь беременности состоит из 10 месяцев. Отслеживать изменения, происходящие в организме беременной, легче именно по такому календарю. Беременная точно знает, на какой неделе ей нужно сдавать анализы и проходить УЗИ.

Как повысить шансы на успешное зачатие

Самый благоприятный период для зачатия – двое суток после овуляции. Однако если учитывать жизнеспособность сперматозоидов в течение 5 дней, активные занятия сексом нужно начинать за 3-4 дня до овуляции. Сперматозоиды уже будут «ждать» яйцеклетку в брюшной полости и маточных трубах.

Точно определить день овуляции можно по базальной температуре, но опираться на такой календарь нужно только после 6 месяцев регулярных измерений. В лабораторных условиях определить овуляцию могут по моче и слюне.

Если менструальный цикл женщины составляет стандартно 28 дней, для успешного зачатия нужно заниматься сексом в 10-18 дни цикла (желательно через день, когда первый день цикла – день менструации). Не стоит относиться к зачатию слишком педантично, в этом вопросе главное удовольствие и расслабленность.

Несмотря на то, что частые эякуляции сокращают объем семенной жидкости, регулярный секс является залогом хорошей подвижности сперматозоидов. Поэтому для успешного оплодотворения достаточно заниматься сексом через день. Ежедневные соития гарантируют зачатие на 25%, в то время как один половой акт в неделю снижает шансы до 10%.

Женщина способна повысить вероятность зачатия, если сразу после секса полежит на боку или поднимет таз. Однако нужно учитывать особенности строения матки: при загибе лучше лежать на животе, чуть наклонившись, а при двурогой форме поднимать таз. Главное, чтобы сперма не вытекала из влагалища. После полового акта нельзя использовать средства гигиены и спринцеваться, поскольку это может изменить pH влагалища и повлиять на сперматозоиды.

Если партнеры испытывают трудности с зачатием, можно обратиться в клинику и при помощи диагностической аппаратуры точно отследить созревание фолликула и время выхода яйцеклетки. Для этих целей подходит безвредная и безболезненная ультразвуковая диагностика.

Нужно понимать, что оплодотворение яйцеклетки – еще не беременность. Об успешном зачатии можно говорить лишь после того, как зародыш достигнет матки и углубится в эндометрий. От оплодотворения яйцеклетки до беременности проходит неделя. Это время нужно для того, чтобы запустились механизмы, не позволяющие имплантироваться зиготе с неправильным набором хромосом. Такое возможно, но чаще всего «поломанные» зиготы погибают до или сразу после имплантации. Они выходят вместе с менструальными выделениями, поэтому женщина даже не догадывается о том, какие процессы происходили в ее организме. Потерянной беременностью такие явления, как правило, не называют.

Наступление беременности является крайне ожидаемым моментом для большого количества пар. Это хорошо, когда данный процесс реализуется легко и без лишних проблем. Но бывает, что оплодотворение женщины вызывает серьезные трудности. Это может быть обусловлено проблемами с фертильностью как у женщины, так и у мужчины. Потому необходимо четко осознавать, как происходит данный процесс, чтобы увеличить шансы на успешное зачатие. Даже если инсеминация естественным путем невозможна, всегда есть шанс забеременеть при помощи переноса эмбриона в полость матки при ЭКО. Поэтому никогда не стоит терять надежду, наука репродуктология развивается очень большими темпами.

Оплодотворение – сложный и многоэтапный процесс, и сбой даже на одном из этапов может поставить под угрозу возможность зачатия. До сих пор существуют споры относительно определенных составных частей зачатия. Не всегда все зависит только от физиологии. Но в большинстве своем, процесс инсеминации подробно изучен в ряде исследований. Зачатие произойдет только в том случае, когда совпадут все факторы: время овуляции, полное созревание яйцеклетки, хорошее качество спермы и правильное время полового акта. Дело в том, что жизненный цикл ооцита после выхода из яичника составляет всего сутки (с возможной погрешностью в двенадцать часов в ту или иную сторону), и если оплодотворение не произошло, то она просто выходит с менструацией.

Оплодотворение яйцеклетки: когда и где. Как происходит.

Для того, чтобы разобраться, как происходит оплодотворение яйцеклетки у женщины, необходимо подробнее рассмотреть все этапы, которые проходит ооцит от момента появления в яичнике до момента инсеминации сперматозоидом.

Этапы оплодотворения яйцеклетки:

1. Женская половая клетка вызревает в яичнике и в момент овуляции выходит в маточную трубу. Процесс вызревания клеток происходит поочередно то в одном, то во втором придатке. Но это в идеальном варианте. В большинстве же случаев один из яичников работает активнее, чем второй.
   
2. Во время полового акта происходит семяизвержение, и миллионы сперматозоидов попадают в полость матки. От качества эякулята и подвижности мужских половых клеток зависит достижение сперматозоидами цели.
3. После семяизвержения спермии устремляются к яйцеклетке. Исходя из средней скорости движения сперматозоидов, они достигают своей цели примерно через пять часов. Разумеется, в каждом конкретном случае скорость будет различаться. Только один из миллионов сперматозоидов оплодотворит яйцеклетку. Остальные же погибнут, чтобы расчистить путь самому быстрому и сильному.
   
4. Перед тем, как достигнуть ооцита, спермий должен пройти три оболочки. Их растворение обеспечивает специальное вещество, выделяемое погибающими мужскими половыми клетками. Именно гилауронидаза растворяет внешние оболочки.
5. После того, как сперматозоид достиг своей цели, в течение считанных секунд происходит оповещение всех систем органов о том, что зачатие произошло. И с этого момента начинается перестройка организма, направленная на сохранение беременности.
6. Каждая из родительских клеток содержит только половину набора хромосом. А соответственно, после их слияния образуется совершенно уникальная клетка, содержащая шестьдесят четыре хромосомы. Оплодотворенная яйцеклетка называется зигота.
   
7. Еще примерно неделю зигота развивается внутри фаллопиевой трубы. После этого этапа она перемещается в матку, где и должна в дальнейшем развиваться в ходе беременности. Если по какой-то причине инсеминированный ооцит так и не покинул трубу, то развивается внематочная беременность, которая при любом течении заканчивается прерыванием.
8. Желтое тело является питательным материалом для активно делящейся зиготы. Поэтому влияние образа жизни матери в первую неделю на зародыш не является ощутимым.
9. После выхода в полость матки развивающийся организм находит себе наиболее привлекательное место для прикрепления. Данный процесс, в среднем, занимает не более сорока часов и называется —имплантацией эмбриона—.
   
10. Наружные клетки начинают активное деление, в ходе которого они соединяются со слизистым слоем матки. Впоследствии именно эти клетки и образуют плаценту, в которой развивается плод до момента рождения. Параллельно происходит образование сосудистой сети, которая и обеспечивает питание ребенка и доставку кислорода.
11. Зародышевый узелок является основой для последующего формирования эмбриона. В то же самое время наружные слои клеток формируют не только плаценту, но и плодный пузырь. Это и является завершающим этапом оплодотворения. И если все произошло успешно, то можно судить об успешном процессе зачатия и наступлении беременности.

Базальная температура

Измерение базальной температуры – прекрасный диагностический метод, доступный к проведению в домашних условиях. Его используют чаще всего для определения овуляции. Это популярно среди женщин при —планировании беременности—. Давайте разберемся, какие изменения претерпевает температура, если долгожданная беременность все же наступила.

В случае, если произошло оплодотворение яйцеклетки, то базальная температура повышается примерно на полградуса и составляет тридцать семь градусов по Цельсию. Это позволяет определить наступление беременности еще до задержки. Измерение уровня ХГЧ дает более точные результаты. Но повышение данного гормона начинается только после имплантации плодного яйца, а соответственно, останется неизменным еще в течение недели после наступления зачатия.

Повышение температуры связано с влиянием прогестерона на женский организм. Сразу после момента оплодотворения женский организм начинает его активную выработку для того, чтобы обеспечить дальнейшее развитие зародыша. Но параллельно прогестерон способствует повышению температуры до тридцати семи градусов.

Если после оплодотворения базальная температура остается неизменной, то это может свидетельствовать о проблемах с выработкой прогестерона. А это чревато угрозой прерывания беременности.

Давайте разберемся, как необходимо измерять базальную температуру, чтобы получить достоверный результат. Базальной называется самая низкая температура тела, которая чаще всего наблюдается после сна.

Как необходимо правильно измерять базальную температуру

• Измерение происходит тремя способами: ректально, вагинально, орально. Способ измерения выбирается в зависимости от предпочтений женщины, но он должен оставаться неизменным в течение всего цикла.
• Начинать учет лучше в первый день цикла, чтобы отслеживать изменения.
• Измерение происходит сразу после пробуждения, необходимо избегать каких-либо движений.
• Перед использованием показания на градуснике необходимо сбить до тридцати четырех градусов.
• Время измерения – пять минут.

Важно! Прием успокоительных препаратов, употребление алкоголя и сигарет, а также использование оральных контрацептивов значительно влияют на результаты измерения базальной температуры.

Зачатие ребенка по дням

Чтобы глубже разобраться в том, какие изменения происходят в организме женщины после зачатия, давайте рассмотрим весь процесс с точки зрения времени. Мы выясним, как происходит оплодотворение яйцеклетки по дням, а также, какие симптомы может испытывать при этом женщина.

Прежде всего, необходимо знать, где именно происходит зачатие:

• После овуляции ооцит выходит в фаллопиеву трубу, где его и поджидают спермии. Если все условия соблюдены, то оплодотворение происходит именно здесь.
• В течение нескольких суток зигота непрерывно делится и продвигается в направлении матки. Если на данном этапе происходит сбой, то возможно внедрение эмбриона вне полости матки, а соответственно, развитие внематочной патологии.
• Примерно через неделю эмбрион, наконец, находит свое постоянное место в полости матки, где и продолжает свое развитие до момента появления на свет.

Процесс зачатия по дням

1-е сутки – семенная жидкость попадает к яйцеклетке. Сперматозоиды атакуют ооцит, толкая своими хвостами его оболочку. Данное действие приводит к вращению женской половой клетки. После того, как гилауронидаза растворила защитные оболочки, самый сильный сперматозоид попадает внутрь ооцита.

2-е и 3-и сутки – процесс формирования зиготы. После слияния мужской и женской половых клеток образуется зигота, которая начинает активное деление. Процесс происходит каждые двенадцать часов, в ходе которых происходит удвоение количества клеток.

4-е сутки – количество клеток уже увеличилось до шестнадцати. Поверхность оплодотворенной яйцеклетки разглаживается. В эти сутки зигота выходит из маточной трубы.

5-е сутки – зародыш попадает в полость матки и начинает движение по поверхности ее слизистой. После нахождения оптимального места, зародыш внедряется в ее полость. На данном этапе базальная температура повышается.

10-е сутки – происходит формирование зачатков плаценты и пуповины, а также начинается трансформация эндометрия, выстилающего полость матки.

12-е сутки – деление клеток прекращается, завершается процесс имплантации.

13-е сутки – наблюдается значительное увеличение уровня прогестерона и эстрогена. Тест на беременность уже в состоянии диагностировать успешность зачатия. Ультразвуковое исследование может также быть информативным, однако эмбрион выглядит просто маленькой точкой на мониторе аппарата.

Процесс слияния женской половой клетки с мужской в большинстве своем проходит бессимптомно. Однако момент внедрения плодного яйца в эндометрий может характеризироваться определенными неприятными симптомами.

Симптомы имплантации эмбриона:

• головные боли;
• ощущение общего недомогания;
• повышение температуры;
• тошнота и рвота;
• боли внизу живота.

Как быстро происходит процесс?

Процесс оплодотворения – сложный и многоэтапный процесс, ради успешности которого необходимо соединение нескольких факторов. Определить время зачатия с точностью до часа не сможет определить никто. Потому давайте разберемся, что может влиять на скорость зачатия.

После разрыва фолликула и выхода в фаллопиеву трубу, яйцеклетка сохраняет свою жизнеспособность от двенадцати до тридцати шести часов. Таким образом, если половой акт произошел в рамках окна овуляции, то зачатие наиболее вероятно произойдет. Потому необходимо отслеживать фазы менструального цикла и определять, когда шанс забеременеть будет максимальным.

Как определить овуляцию:

• измерение базальной температуры;
• фолликулометрия, которая проводится при помощи УЗИ;
• тест на овуляцию;
• анализ положения шейки матки.

После того, как произошел разрыв фолликула, яйцеклетка практически сразу попадает в маточную трубу. И если сперматозоиды уже находятся там, то оплодотворение станет возможным в считанные часы.

Сперматозоиды попадают в маточные трубы уже через несколько часов после эякуляции. Но если оплодотворения не произошло, то они могут сохранять свои функции еще в течение недели, в отличие от ооцита, срок жизни которого не превышает полутора суток.

Оплодотворение и формирование зиготы

При естественном половом акте сперма мужчины попадает во влагалище женщины. Среда влагалища является губительной для сперматозоидов в силу повышенной кислотности (pH около 4). Спустя два часа после эякуляции большая часть сперматозоидов погибает во влагалище, но часть подвижных сперматозоидов проникает в шейку матки и далее в матку. Шейка матки заполнена шеечной слизью, которая является барьером для проникновения микроорганизмов из влагалища в матку, но также шеечная слизь может оказывать препятствие при проникновении сперматозоидов в матку. В патологических случаях чрезмерно вязкая шеечная слизь не позволяет пройти достаточному количеству сперматозоидов в матку, что может явиться причиной бесплодия (так называемый шеечный фактор бесплодия). По сообщению южноафриканского андролога Тинуса Крюгера для успешного зачатия в матку должно проникнуть не менее 10 млн сперматозоидов. Из матки сперматозоиды проникают в маточные, или фаллопиевы трубы. При выборе направления сперматозоиды движутся против тока жидкости. Ток жидкости в маточных трубах направлен от яичника в сторону матки, соответственно сперматозоиды движутся от матки в сторону яичника.

Непосредственно оплодотворение происходит в ампулярной части фаллопиевой трубы (расширяющаяся часть трубы, расположенная ближе к яичнику). Для осуществления слияния с яйцеклеткой сперматозоид должен преодолеть две оболочки: 1) лучистый венец (corona radiata), 2) блестящую оболочку (zona pellucida). Процесс преодоления оболочек яйцеклетки сперматозоидом и последующее слияние называют «пенетрацией». Для преодоления лучистого венца — слоя фолликулярных клеток, окружающих яйцеклетку, сперматозоид использует фермент гиалуронидазу, расположенный на поверхности головки и расщепляющий внеклеточный матрикс, соединяющий клетки лучистого венца. Один сперматозоид не способен разрушить лучистый венец, требуется воздействие большого количества сперматозоидов для разрыхления и рассеивания клеток лучистого венца. Сперматозоид, который первым доберется до блестящей оболочки, вероятнее всего осуществит оплодотворение.

Для преодоления блестящей оболочки zona pellucida сперматозоид использует ферменты акросомы. Акросома представляет собой видоизмененную лизосому — мембранный пузырек, заполненный различными литическими ферментами. Акросома располагается на переднем конце головки сперматозоида. После достижения сперматозоидом блестящей оболочки, рецепторы на головке сперматозоида взаимодействуют с лигандами на блестящей оболочке. После такого взаимодействия (узнавания) акросома сливается с внешней мембраной сперматозоида и её содержимое оказывается снаружи. Ферменты акросомы локально разрушают блестящую оболочку, что в совокупности с движением сперматозоида позволяет ему проникнуть под блестящую оболочку и оказаться в непосредственной близости к оолемме — цитоплазматической мембране яйцеклетки.

Существуют специфические рецепторы на поверхности сперматозоида и яйцеклетки, которые служат для осуществления слияния половых клеток. После слияния ядро сперматозоида, центриоль и его митохондрия оказываются внутри яйцеклетки. В течение короткого времени в яйцеклетке развивается так называемая кортикальная реакция, служащая для обеспечения блока полиспермии. Суть кортикальной реакции состоит в высвобождении содержимого кортикальных гранул, или везикул, в наружную от яйцеклетки среду. Кортикальные гранулы располагаются под поверхностью наружной мембраны яйцеклетки и содержат различные литические ферменты. После проникновения сперматозоида кортикальные везикулы сливаются с оолеммой (наружной мембраной яйцеклетки) и вышедшие из яйцеклетки ферменты модифицируют блестящую оболочку таким образом, что она становится недоступной для проникновения других сперматозоидов. Таким образом, после проникновения первого сперматозоида, остальные сперматозоиды не способны оплодотворить яйцеклетку. Механизм, препятствующий проникновению более одного сперматозоида в яйцеклетку, получил название «блок полиспермии». У млекопитающих блок полиспермии развивается в течение нескольких минут.

При проникновении двух сперматозоидов в яйцеклетку (что случается сравнительно редко) образуется триплоидный эмбрион, при дальнейшем развитии которого происходят различные нарушения в расхождении хромосом. Такие эмбрионы не являются жизнеспособными и, как правило, погибают в течение нескольких дней развития, однако в редких случаях могут имплантироваться в матку и дать начало беременности, которая обречена на прерывание. Вопреки распространенному заблуждению проникновение двух сперматозоидов в яйцеклетку не является причиной возникновения однояйцевых близнецов.

После проникновения сперматозоида в яйцеклетку образуется зигота — оплодотворенная яйцеклетка, одноклеточная стадия развития эмбриона. У человека стадия зиготы продолжается первые 26-30 часов развития. Зигота приступает к формированию ядер. Сперматозоид проникает в яйцеклетку на стадии второго деления мейоза (после овуляции мейоз в яйцеклетке останавливается на стадии метафазы II и возобновляется после проникновения сперматозоида). Зигота завершает мейоз и как следствие выделяет 2-е полярное тельце и формирует женский пронуклеус (женское ядро). Параллельно из материала ядра сперматозоида зигота формирует мужской пронуклеус (мужское ядро). Каждый из пронуклеусов зиготы имеет одинарный (гаплоидый) набор хромосом, в мужском пронуклеусе располагаются отцовские хромосомы, в женском пронуклеусе — материнские хромосомы. В микроскоп пронуклеусы в зиготе становятся видны спустя 13-15 часов после проникновения сперматозоида и исчезают спустя 20-21 час после проникновения сперматозоида. Сформировавшись на разных концах зиготы, пронуклеусы движутся навстречу друг другу (так называемое «сближение пронуклеусов»), после чего их оболочки растворяются и хромосомы выстраиваются в метафазную пластинку первого деления митоза. Таким образом, объединение отцовских и материнских хромосом происходит на стадии метафазы митоза зиготы. В отличие от зиготы иглокожих, в зиготе человека и других позвоночных животных не наблюдается слияния пронуклеусов с образованием единого ядра зиготы.

Дробление

В процессе оплодотворения яйцеклетка, а в последующем зигота, продолжает свое продвижение по маточной трубе в сторону матки. Этому способствуют сокращения мышечного слоя трубы и движения ресничек её эпителия. После образования зиготы начинается процесс её митотического деления, который носит название «дробление» (такое название деление зиготы получило потому, что общий размер эмбриона не увеличивается, и с каждым последующим делением дочерние клетки становятся все мельче). Размер эмбриона человека на стадиях зиготы и дробления одинаков и составляет около 130 мкм. Дробление у человека, как и всех млекопитающих, полное, равномерное и асинхронное. Асинхронное дробление означает, что дочерние клетки делятся не одновременно, в итоге эмбрион человека может содержать различное количество клеток (а не только 2 в степени n, как это характерно для большинства животных). Клетки эмбриона на стадии дробления называются бластомеры.

Период дробления продолжается около 3 дней. Первоначально все бластомеры эмбриона человека одинаковы, как по внешнему виду, так и по своей детерминации. Бластомеры не взаимодействуют друг с другом и удерживаются вместе лишь благодаря блестящей оболочке. Если блестящая оболочка по какой-то причине будет повреждена, то эмбрион рассыпется на отдельные группы клеток или индивидуальные клетки. В редких случаях это может приводить к формированию двух и более независимых эмбрионов, идентичных генетически. Такие эмбрионы дадут начало однояйцевым дихориальным близнецам (около одной трети случаев рождения всех однояйцевых близнецов).

К 4 дню развития, когда эмбрион состоит приблизительно из 12-16 клеток, бластомеры приобретают дифференциацию и образуют два клеточных слоя. Наружные бластомеры формирует так называемый трофобласт, а внутренние — чуть позже — эмбриобласт.

К 5 дню развития, дробящийся эмбрион формирует бластоцисту — стадию развития, характерную только для плацентарных млекопитающих. Бластоциста состоит из приблизительно 30 клеток в начале развития и приблизительно 200 клеток в конце развития. Бластоциста представляет собой полый шар размером 130-200 мкм, сформированный клетками трофобласта, внутри шара располагается группа клеток эмбриобласта, прикрепленная к одной из стенок.

Изредка бластоциста может нести два эмбриобласта, такой эмбрион даст начало однояйцевой двойне — однояйцевым монохориальным близнецам (около двух третей случаев рождения всех однояйцевых близнецов).

Процессы, предшествующие оплодотворению

Встрече гамет (женской и мужской) предшествует множество событий:

• Созревание ооцита (будущей зрелой яйцеклетки) и спермия – сперматозоида.

• Овуляция – процесс, при котором женская половая клетка покидает фолликул яичника (место, в котором происходило созревание).

• Эякуляция – выброс половых мужских клеток с семенной жидкостью в половые пути женщины и преодоление пути, которое влечет за собой большие потери.

• Капатация (активация) сперматозоидов.

Движение мужских половых клеток

Во время полового акта примерно 300 млн сперматозоидов попадают во влагалище. Все, кроме одного, самого активного и жизнестойкого хвостатого «везунчика», погибнут по пути к яйцеклетке. Потери колоссальные, но так продиктовала природа:

• Практически сразу после соития миллионы сперматозоидов вытекают вместе со спермальной жидкостью.

• Миллионы погибают в кислой среде влагалища.

• Потери будут при прохождении цервикального канала шейки матки под действием цервикальной слизи.

• Некоторые сперматозоиды застрянут в складках слизистой шейки (они станут запасной группой, которая будет стремиться к ооциту, если первая группа не встретится с яйцеклеткой).

Оплодотворение яйцеклетки возможно только после овуляции. Если половой акт совершается до выхода яйцеклетки, то застрявшие сперматозоиды могут дождаться овуляции уже в организме женщины. Длина их жизни варьирует в диапазоне от 24 до 168 часов (до 7 суток). То есть забеременеть можно, если соитие было до и после овуляции. Используя эту информацию можно спланировать пол будущего малыша.

Соприкосновение со слабощелочной средой слизи шеечного канала приводит к возрастанию двигательной активности сперматозоидов. После чего они движутся быстрее.

Внутри матки сперматозоидам передвигаться помогают мышечные сокращения. Однако клетки иммунной системы женщины, ошибочно принимая сперматозоиды за инородные тела, уничтожают тысячи спермиев. Выжившие сперматозоиды движутся в маточные трубы. Одна половина направляется в пустую фаллопиеву трубу, вторая попадает в маточную трубу, содержащую неоплодотворенную яйцеклетку.

Передвигаясь по трубе, спермии движутся против тока жидкости и некоторые запутываются среди ворсинок слизистой оболочки. В верхних отделах полового тракта под действием биохимических веществ запускаются реакции, благодаря которым происходит капатация сперматозоидов. Мембрана, покрывающая головку спермия, изменяется. Сперматозоиды обретают способность к оплодотворению и становятся гиперактивными.

Овуляция

За две недели до менструации, независимо от продолжительности цикла, происходит овуляция. Если цикл составляет 27–28 дней, то выход из фолликула происходит ориентировочно в середине цикла. Длительность менструальных циклов у женщин варьирует и может достигать 45 дней и более. Поэтому при подсчете дня овуляции правильнее ориентироваться на предполагаемое начало новых месячных и отсчитывать от этой даты 14 дней.

Овуляция происходит как маленький взрыв. Фолликул, наполненный жидкостью, в которой «дозревал» ооцит, лопается. А яйцеклетка, вместе с фолликулярным содержимым, оказывается в брюшной полости. Но при этом она «не теряется».

Транспорт яйцеклетки в трубу

Яичник накрыт бахромками фаллопиевой трубы, которые благодаря реснитчатому эпителию на внутренней поверхности направляют яйцеклетку – указывают ей нужное направление – к входу. Реснички эпителия активизируются под действием гормонов – эстрогенов, выделяемых яичником после овуляции. Их движения слаженные и однонаправленные. На этом этапе яйцеклетку окружают кумулюсные клетки, формирующие лучистый венец. Во время оплодотворения яйцеклетки сперматозоиду придется преодолевать этот слой, чтобы добраться до наружного слоя женской половой клетки.

Процесс оплодотворения яйцеклетки

Слияние гамет

Оплодотворение яйцеклетки осуществляется в ампуле маточной трубы, расположенной ближе к яичнику. Этого места достигают лишь несколько десятков спермиев. Они преодолевают лучистый венец и достигают блестящей оболочки – наружного слоя яйцеклетки. Затем прикрепляются к специализированным рецепторам на ее поверхности и начинают выделять протеолитические ферменты, позволяющие «растворить» белковую оболочку и пройти через защитный слой. Под защитной оболочкой находится внутренняя мембрана яйцеклетки, и лишь тонкий слой жидкости отделяет сперматозоид от нее.

Преодолев последнее препятствие, спермий, который первым достиг внутренней оболочки, прикрепляется к ней. В течение нескольких минут мембраны сперматозоида и яйцеклетки сливаются. Яйцеклетка «принимает» спермий внутрь. Это событие влечет за собой цепочку биохимических реакций, вызывающих изменения в оболочке. Сперматозоиды больше не могут прикрепляться к ней. Затем оплодотворенная яйцеклетка выделяет вещества, отталкивающие другие сперматозоиды и становится непроницаемой для них.

Формирование генома при оплодотворении

Внутри яйцеклетки развертывается плотно упакованный генетический материал отца. Вокруг него образуется оболочка – пронуклеус или предшественник ядра. Внутри пронуклеуса генетический материал перестраивается в 23 хромосомы. Материнский генетический материал под действием процесса оплодотворения яйцеклетки завершает свое формирование.

Микротрубочки – паутинообразные нити приближают оба предшественника ядра друг к другу после их пологого формирования. Два набора хромосом объединяются и образуют уникальный генетический код, определяющий сотни характеристик организма (цвет кожи, форму носа и др.). Процесс оплодотворения яйцеклетки – завершен. Впереди – путь по фаллопиевой трубе в матку, хетчинг, имплантация и дальнейшее развитие эмбриона в течение 9 месяцев, роды.

Сроки оплодотворения яйцеклетки

Время выхода яйцеклетки – овуляция	За две недели до начала предполагаемой менструации.
Время, в течение которого яйцеклетка может быть оплодотворена	12–24 часа после овуляции, это время еще называется «окном фертильности». После этого она погибает Время может сокращаться в зависимости от возраста женщины, вредных привычек и других факторов
Время от семяизвержения до оплодотворения яйцеклетки	1–2 часа, если соитие произошло после овуляции. Указанный временной диапазон необходим сперматозоиду, чтобы преодолеть путь в 17–20 см с массой преград До 7 суток, если половой акт был до овуляции. Сперматозоиды с Y-хромосомой более быстрые и живут 1–2 дня, с X-хромосомой – медленные, но продолжительность их жизни составляет 7 суток

Оплодотворение яйцеклетки не всегда равносильно беременности. Потому как для того, чтобы беременность могла начаться, эмбриону нужно прикрепиться и имплантироваться в матку.

Биохимическая беременность

Успешное развитие эмбриона зависит от сформированного генома. Зародыш с неправильным набором хромосом чаще всего погибает до или после имплантации и выходит вместе с менструальными выделениями. А женщина и не знает, что короткий промежуток времени «была беременна». Для нее это была всего лишь задержка.

Искусственное оплодотворение

Современная вспомогательная репродуктивная медицина шагнула далеко вперед. Часто при неблагоприятно складывающихся обстоятельствах, называемым бесплодием, семейные пары обращаются к репродуктологам. В их силах миновать различные препятствия и провести оплодотворение искусственным путем в эмбриологической лаборатории и перенести зародыш в матку для дальнейшего его развития.

Среди этих методов:

• Экстракорпоральное оплодотворение – ЭКО – зигота образуется вне материнского организма. Слияние клеток происходит в специальных средах в условиях лаборатории.

• Искусственная внутриматочная инсеминация – методика, наиболее приближенная к естественному оплодотворению.

• ИКСИ – введение сперматозоида в женскую половую клетку при помощи инъекции.

И это далеко не все возможности репродуктивной медицины. Сегодня широко используется криоконсервация для длительного хранения эмбрионов, яйцеклеток, спермы. Существуют банки спермы для пар, которые не могут зачать ребенка из-за мужского бесплодия. Есть возможность проведения предимплантационного скрининга (оценивается качество сформированного генома у эмбриона). Существующие программы суррогатного материнства позволяют иметь детей женщине, которая не может по разным причинам выносить ребенка сама.