Befruktning (från ryska till att bli gravid , det vill säga att börja) - graviditetens början - "en process på grund av befruktningshandlingen ", varefter "utvecklingen av en ny organism börjar i moderns kropp, och därför inträffar graviditet" [1] .
Under naturligt samlag kommer mannens spermier in i kvinnans slida . Vaginalmiljön är skadlig för spermier på grund av dess höga surhetsgrad ( pH ca 4). Två timmar efter utlösning dör de flesta spermier i slidan [2] , men en del av de rörliga spermatozoerna tränger in i livmoderhalsen och vidare in i livmodern . Livmoderhalsen är fylld med livmoderhalsslem , som är en barriär för mikroorganismer från att komma in i livmodern från slidan, men livmoderhalsslem kan hindra spermier från att komma in i livmodern [3] . I patologiska fall tillåter överdrivet trögflytande livmoderhalsslem inte tillräckligt med spermier att passera in i livmodern, vilket kan orsaka infertilitet (den så kallade cervikala faktorn för infertilitet) [2] [4] . Enligt den sydafrikanske andrologen Tinus Kruger måste minst 10 miljoner spermier komma in i livmodern för en framgångsrik befruktning. Från livmodern kommer spermier in i livmodern, eller äggledarna . När man väljer en riktning rör sig spermier mot vätskeflödet. Vätskeflödet i äggledarna riktas från äggstocken mot livmodern, respektive spermatozoerna rör sig från livmodern mot äggstocken .
Befruktning sker direkt i den ampulära delen av äggledaren (expanderande del av röret, som ligger närmare äggstocken). För att smälta samman med ägget måste spermierna övervinna två membran: 1) den strålande kronan ( corona radiata ), 2) zona pellucida ( zona pellucida ). Processen att övervinna äggets membran av spermien och den efterföljande fusionen kallas "penetration". För att övervinna den strålande kronan - ett lager av follikulära celler som omger ägget, använder spermien enzymet hyaluronidas , som ligger på ytan av huvudet och delar den extracellulära matrisen som förbinder cellerna i den strålande kronan [4] . En spermatozoon kan inte förstöra den strålande kronan, inverkan av ett stort antal spermier krävs för att lossa och skingra cellerna i den strålande kronan. De spermier som först når zona pellucida är mest benägna att utföra befruktning.
För att övervinna zona pellucida zona pellucida använder spermierna enzymer som finns i akrosomen . Akrosomen är en modifierad lysosom - en membranvesikel fylld med olika lytiska enzymer. Akrosomen är belägen i den främre änden av spermiehuvudet. Efter att spermierna når zona pellucida interagerar receptorer på spermiehuvudet med ligander på zona pellucida. Efter sådan interaktion (igenkänning) smälter akrosomen samman med det yttre membranet av spermatozonen, och dess innehåll är utanför. Akrosomenzymer förstör lokalt zona pellucida, vilket tillsammans med spermiernas rörelse gör att den kan penetrera under zona pellucida och vara i närheten av olemma, äggets cytoplasmatiska membran.
Det finns specifika receptorer på ytan av spermier och ägg, som tjänar till att utföra sammansmältningen av könsceller. Efter fusionen är spermiekärnan, centriolen och dess mitokondrier inne i ägget. Inom kort tid utvecklas den så kallade kortikala reaktionen ägget - frigörandet av innehållet i kortikala granuler, eller vesiklar , till äggets yttre miljö. Kortikala granulat ligger under ytan av äggets yttre membran och innehåller olika lytiska enzymer. Efter penetreringen av spermierna smälter de kortikala vesiklarna samman med olemma (äggets yttre membran), och enzymerna som utsöndras av ägget modifierar zona pellucida så att den blir ogenomtränglig för andra spermier. Sålunda, efter penetrationen av den första spermien, kan de återstående spermierna inte befrukta ägget. Med andra ord tjänar den kortikala reaktionen till att tillhandahålla det så kallade blocket (förebyggandet) av polyspermi , det vill säga en mekanism som förhindrar att mer än en spermie kommer in i ägget. Hos däggdjur utvecklas blocket av polyspermi inom några minuter.
Med penetration av två spermier in i ägget (vilket händer relativt sällan) bildas ett triploid embryo, med ytterligare utveckling av vilken olika kränkningar i kromosomernas divergens uppstår. Sådana embryon är inte livsdugliga och dör som regel inom några dagar efter utvecklingen, men i sällsynta fall kan de implanteras i livmodern och ge upphov till en graviditet som är dömd att avbryta . Tvärtemot den vanliga missuppfattningen är penetrationen av två spermier i ett ägg inte orsaken till enäggstvillingar .
I sällsynta fall leder en kränkning av den kortikala reaktionen till befruktning av ägget med mer än en spermie. Detta kallas polyspermi och resulterar vanligtvis i en icke-livsduglig zygot. Stängning av äggledarens lumen på grund av vissa sjukdomar leder till ett hinder för mötet mellan spermier och ägget och uppkomsten av infertilitet .
Efter penetration av spermierna i ägget bildas en zygot - ett befruktat ägg, ett encelligt stadium av embryoutveckling . Hos människor varar zygotstadiet de första 26-30 timmarna av utveckling. Zygoten börjar bilda kärnor . Spermatosen kommer in i ägget när den är i stadiet av den andra delningen av meios (efter ägglossningen stannar meiosen i ägget i metafas II-stadiet och återupptas efter penetrationen av spermien). Zygoten fullbordar meios och, som ett resultat, utsöndrar den andra polära kroppen och bildar den kvinnliga pronucleus (kvinnlig kärna). Parallellt bildar zygoten en manlig pronucleus (manlig kärna) av spermiekärnan. Var och en av zygotens pronuclei har en enda ( haploid ) uppsättning kromosomer , de faderliga kromosomerna är belägna i den manliga pronucleusen och moderns kromosomer är belägna i den kvinnliga pronucleusen. Under mikroskopet blir prokärnorna i zygoten synliga 13-15 timmar efter spermiepenetration och försvinner 20-21 timmar efter spermiepenetration. Efter att ha bildats i olika ändar av zygoten, rör sig pronuklei mot varandra (den så kallade "närmandet av pronuclei"), varefter deras membran löses upp och kromosomerna radas upp i metafasplattan i den första divisionen av mitos. Således inträffar föreningen av faderns och moderns kromosomer i metafasstadiet av zygotens mitos. Till skillnad från tagghudingen zygote , zygote av människor och andra ryggradsdjur visar inte fusion av pronuclei för att bilda en enda zygote kärna.
Under befruktningsprocessen fortsätter ägget, och därefter zygoten , sin rörelse längs äggledaren mot livmodern. Detta underlättas av sammandragningen av det muskulära lagret av röret och rörelsen av flimmerhåren i dess epitel . Efter bildandet av zygoten börjar processen för dess mitotiska delning, vilket kallas " krossning " (delningen av zygoten fick detta namn eftersom den totala storleken på embryot inte ökar, och med varje efterföljande delning, dottercellerna bli mindre). Storleken på ett mänskligt embryo i stadierna av zygote och klyvning är densamma och är cirka 130 mikron. Klyvning hos människor, som alla däggdjur , är fullständig, asynkron. Klyvningsasynkroni innebär att dotterceller inte delar sig samtidigt, och som ett resultat kan ett mänskligt embryo innehålla ett antal celler andra än en potens av två (1, 2, 4, 8...). Tvärtom, med synkron fragmentering, som är karakteristisk för de flesta djur, är antalet celler 2n , där n är antalet delningar. Embryots celler i klyvningsstadiet kallas blastomerer . Krossningsperioden varar ca 3 dagar.
Inledningsvis är alla blastomerer av det mänskliga embryot desamma, både i utseende och i deras beslutsamhet . Blastomerer interagerar inte med varandra och hålls samman endast av zona pellucida. Om zona pellucida är skadad av någon anledning kommer embryot att bryta upp i separata grupper av celler eller enskilda celler. I sällsynta fall kan detta leda till bildandet av två eller flera oberoende embryon som är genetiskt identiska. Sådana embryon kommer att ge upphov till identiska dikorioniska tvillingar [Kommentar. 1] (ungefär en tredjedel av alla enäggstvillingars födslar).
På den fjärde utvecklingsdagen, när embryot består av cirka 12-16 celler, differentierar blastomererna och bildar två cellskikt. Externa blastomerer bildar den så kallade trofoblasten , och interna - lite senare - embryoblasten .
På den 5:e utvecklingsdagen bildar det krossande embryot en blastocyst - ett utvecklingsstadium som endast är karakteristiskt för placenta däggdjur . Blastocysten består av cirka 30 celler i början av utvecklingen och cirka 200 celler i slutet av utvecklingen. Blastocysten är en ihålig kula 130–200 µm stor, bildad av trofoblastceller; inuti kulan finns en grupp embryoblastceller fästa vid en av väggarna.
Ibland kan en blastocyst bära två embryoblaster, ett sådant embryo kommer att ge upphov till enäggstvillingar - enäggstvillingar [Kommentar. 2] (ungefär två tredjedelar av alla enäggstvillingars födslar).
För bättre kontakt med endometriet frigörs blastocysten från zona pellucida (den så kallade kläckningen ). Därefter kastar trofoblastens celler, blastocystens ytskikt, ut fingerliknande processer för nedsänkning i endometriet, vars körtlar är rika på näringsutsöndring. Samtidigt fortsätter endometriet att tjockna under påverkan av progesteron och omger så småningom blastocysten från alla sidor. Processen för implantation sker med nära kemisk och fysisk interaktion mellan blastocysten och endometriet. Koriongonadotropin , som utsöndras av trofoblastceller, påverkar också gulkroppen i äggstocken , stimulerar produktionen av progesteron och förhindrar uppkomsten av menstruation .
Brott mot transporten av zygoten in i livmodern kan leda till implantation av blastocysten i äggledaren och utvecklingen av en ektopisk graviditet . Brott mot reaktionerna av interaktion mellan blastocysten och endometriet under implantation kan orsaka tidigt missfall även innan graviditeten kan fastställas.
Befruktning kan användas som utgångspunkt för att beräkna embryots utvecklingsperiod. I arbeten om mänsklig embryologi räknas embryots utvecklingsperiod alltid från dagen för befruktning (den så kallade "embryonala perioden" ), som ett exempel, den vanligaste i världen Streeter-tabeller (normala tabeller). mänsklig utveckling, även kallad Carnegie-tabeller), i vilka allokerar 56 utvecklingsstadier, från dagen för befruktningen. Inom obstetrik är det vanligt att räkna graviditetsåldern från datumet för den senaste menstruationen (den så kallade "obstetriska perioden" ). Ägglossning och befruktning inträffar cirka två veckor efter den sista menstruationen.
Befruktning ses ofta som början på mänskligt liv. Denna synvinkel kan bero på vissa religiösa idéer [5] . Men som framgår av en sociologisk undersökning som gjordes i slutet av 2012 [Kommentar. 3] , bland ryska medborgare delas det inte bara av troende (mer än 2/3), utan också av ateister (mer än hälften). Denna ståndpunkt delas av "den absoluta majoriteten av ryska kvinnor (74 %) och ungefär hälften av männen (50 %)" [6] .