2_32/Color Textbook of Histology 3ed2006.CHM
     Все клетки организма подразделяют на соматические и половые. После наступления полового созревания развитие мужских половых клеток - сперматозоидов (сперматогенез) совершается в мужских половых железах - яичках, развитие женских половых клеток - яйцеклеток (овогенез, оогенез) происходит в яичниках - женских половых железах. Зрелые половые клетки - гаметы (сперматозоид и яйцеклетка) способны объединяться и давать начало новому организму.
     Клетки зачаткового эпителия в мужских и женских половых железах (гонадах) претерпевают ряд последовательных митотических и мейотических делений. В результате этого образуются зрелые мужские гаметы (сперматогенез) и женские гаметы (овогенез). В обоих случаях процесс делится на три (или четыре) фазы - фазу размножения, фазу роста и фазу созревания. Фаза размножения включает многократные митотические деления, приводящие к образованию множества сперматогоний или оогоний. Каждая из них проходит период роста в порядке подготовки к первому делению мейоза и последующему цитокинезу. Затем начинается фаза созревания, во время которой происходят первое и второе деления мейоза с последующей дифференцировкой гаплоидных (с одинарным набором хромосом) клеток и формированием зрелых гамет. Афанасьев с 100 Оплодотворение и образование зиготы Оплодотворение (fertilisatio) — слияние мужской и женской половых клеток, в результате чего восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для данного вида животных, и возникает качественно новая клетка — зигота (оплодотворенная яйцеклетка, или одноклеточный зародыш). У человека объём эякулята — извергнутой спермы — в норме составляет около 3 мл. Для обеспечения оплодотворения общее количество сперматозоидов в сперме должно быть не менее 150 млн, а концентрация их в 1 мл — 20—200 млн1, хотя в яйцеклетку проникает только один из них, а остальные подготавливают условия для оплодотворения. В половых путях женщины после копуляции их число уменьшается по направлению от влагалища к дистальному концу маточной трубы. В процессе оплодотворения различают три фазы: 1) дистантное взаимодействие и сближение гамет; 2) контактное взаимодействие и активизация яйцеклетки; 3) вхождение сперматозоида в яйцо и последующее слияние — сингамия. Первая фаза — дистантное взаимодействие — обеспечивается хемотаксисом — совокупностью специфических факторов, повышающих вероятность столкновения половых клеток. Важную роль в этом играют гамоны — химические вещества, вырабатываемые половыми клетками (рис. 32). Установлено, что яйцеклетки выделяют пептиды, способствующие привлечению сперматозоидов. Сразу после эякуляции спермин неспособны к проникновению в яйцеклетки до тех пор, пока не произойдет капацитация — приобретение спермиями оплодотворяющей способности под действием секрета женских половых путей, которое длится 7 ч. В процессе капацитации с плазмолеммы спермия в области акросомы удаляются гликопротеины и протеины семенной плазмы, что способствует акросомальной реакции. В механизме капацитации большое значение принадлежит гормональным факторам, прежде всего прогестерону (гормон желтого тела), активизирующему секрецию железистых клеток яйцеводов. Во время капацитации происходят связывание холестерина цитолеммы спермия альбуминами женских половых путей и обнажение рецепторов половых клеток. Оплодотворение происходит в ампулярной части яйцевода. Оплодотворению предшествует осеменение — взаимодействие и сближение гамет (дистантное взаимодействие), обусловленное хемотаксисом. Вторая фаза оплодотворения — контактное взаимодействие, во время которого сперматозоиды вращают яйцеклетку. Многочисленные спермин приближаются к яйцеклетке и вступают в контакт с ее оболочкой. Яйцеклетка начинает совершать вращательные движения вокруг своей оси со скоростью 4 вращения в минуту. Эти движения обусловлены влиянием биения жгутиков сперматозоидов и продолжаются около 12 ч. В процессе взаимодействия мужской и женской половых клеток в спермиях происходит акросомальная р е а к ц и я. Она заключается в слиянии наружной мембраны акросомы с передними 2/3 плазмолеммы спермия. Затем Рис. 32. Дистантное и контактное взаимодействие спермиев и яйцеклетки. 1 — сперматозоид и его рецепторы на головке; 2 — отделение углеводов с поверхности го- ловки при капацитацин; 3 — связывание рецепторов сперматозоида с NAP-рецепта рам и яйцеклетки (N - ацети л - гл ю коза мин- рецептор, заключенный в Zp3); 4 — Zp3 (третья фракция блестящей зоны)! 5 — цитолемма яйцеклетки; ГП, ГГП — гиногамоны; АП, АГЛ — андро- гамоны. в области слияния мембраны разрываются и ферменты акросомы выходят в окружающую среду. Инициация второй фазы оплодотворения происходит под влиянием сульфати- рованных полисахаридов блестящей зоны, которые вызывают поступление ионов кальция и натрия в головку спермия, замещение ими ионов калия и водорода и разрыв мембраны акросомы. Прикрепление спермия к яйцеклетке происходит под влиянием углеводной группы фракции гл и коп роте и нов прозрачной зоны яйцеклетки. Рецепторы спермия для прозрачной зоны представляют собой фермент глико- зилтрансферазу, находящийся на поверхности акросомы головки, который «узнает* сахар N-ацети л глюкозам и н — рецептор женской половой клетки. Плазматические мембраны в месте контакта половых клеток сливаются и происходит плазмогамия — объединение цитоплазм обеих гамет. Сперматозоиды при контакте с яйцеклеткой могут связывать десятки тысяч молекул гликопротеида Zp3. При этом отмечается запуск акросомаль- ной реакции. Акросомальная реакция характеризуется повышением проницаемости плазмолеммы спермия к ионам Сан, деполяризацией ее, что способствует слиянию плазмолеммы с передней мембраной акросомы. Блестящая зона оказывается в непосредственном контакте с акросомальными ферментами. Ферменты разрушают блестящую зону, спермий проходит через нее и входит в перивителлиновое пространство, расположенное между блестящей зоной и плазмолеммой яйцеклетки. Через несколько секунд изменяются свойства плазмолеммы яйцеклетки и начинается кортикальная реакция, а через несколько минут изменяются свойства блестящей зоны — Zp (зонная реакция). Рис. 33. Оплодотворение (по Вассерману с изменениями). 1, 2, 3, 4 — стадии акросомной реакции; 5 — zonn pellucida (блестящая зона); 6 — перивител- л и новое пространство: 7 — плазматическая мембрана; 8 — кортикальная гранула; 8а -¦ кортикальная реакция; 9 — вхождение спермия в яйцеклетку; 10 — зонная реакция. У млекопитающих при оплодотворении в яйцеклетку проникает лишь один сперматозоид. Такое явление называется моноспермие й. Оплодотворению способствуют сотни других принимающих участие в осеменении сперматозоидов. Ферменты, выделяемые из акросом, — спермолизины (трипсин, гиалуронидаза) разрушают лучистый венец, расщепляют глико- заминогликаны прозрачной зоны яйцеклетки. Отделяющиеся фолликулярные клетки склеиваются в конгломерат, который вслед за яйцеклеткой перемещается по трубе благодаря мерцанию ресничек эпителиальных клеток слизистой оболочки. Третья фаза. В ооплазму проникают головка и промежуточная часть хвостового отдела. После вхождения сперматозоида в яйцеклетку на периферии ооплазмы происходит уплотнение ее (зонная реакция) и образуется оболочка оплодотворения. Кортикальная реакция — слияние плазмолеммы яйцеклетки с мембранами кортикальных гранул, в результате чего содержимое из гранул выходит в пери вителл и новое пространство и воздействует на молекулы гли- копротеидов блестящей зоны (рис. 33). Вследствие этой зонной реакции мо- Рнс. 34. Фазы оплодотворения и начало дробления (схема). 1 — ооплазма; la — кортикальные гранулы; 2 — ядро; 3 — блестящая зона; 4 — фолликулярный эпителий; 5 — спермин; 6 — редукционные тельца; 7 — митотическое деление ооиита; 8 — бугорок оплодотворения; 9 — оболочка оплодотворения; 10 — женский пронуклеус; 11 — мужской пронуклеус; 12 — синкарион; 13 — первое митотическое деление зиготы; 14 — бла- стомеры. лекулы Zp3 модифицируются и утрачивают способность быть рецепторами спермиев. Образуется оболочка оплодотворения толщиной 50 нм, препятствующая полиспермии — проникновению других спермиев. Механизм кортикальной реакции включает приток ионов натрия через участок мембраны сперматозоида, встроенный в поверхность яйцеклетки после завершения акросомальной реакции. В результате отрицательный мембранный потенциал клетки становится слабоположительным. Приток ионов натрия обусловливает высвобождение ионов кальция из внутриклеточных депо и увеличение его содержания в гиалоплазме яйцеклетки. Вслед за этим начинается экзоцитоз кортикальных гранул. Высвобождающиеся из них про- теолитические ферменты разрывают связи между блестящей зоной и плаз- молеммой яйцеклетки, а также между спермиями и прозрачной зоной. Кроме того, выделяется гликопротеид, связывающий воду и привлекающий ее в пространство между плазмолеммой и блестящей зоной. Вследствие этого формируется перивитеминоеое пространство. Наконец, выделяется фактор, способствующий затвердению прозрачной зоны и образованию из нее оболочки оплодотворения. Рис. 35. Яйцеклетка и зигота человека (по Б.П.Хватову). А — яйцеклетка человека после овуляции: 1 — цитоплазма; 2 — ядро; 3 — блестящая зона; 4 — фолликулярные клетки, образующие лучистый венец. Б — зигоТа человека в стадии сближения мужского и женского ядер (пронуклеусов): I — женское ядро; 2 — мужское ядро. Благодаря механизмам предотвращения полиспермии только одно гаплоидное ядро сперматозоида получает возможность слиться с одним гаплоидным ядром яйцеклетки, что приводит к восстановлению характерного для всех клеток диплоидного набора. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку через несколько минут значительно усиливает процессы внутриклеточного обмена, что связано с активизацией ферментативных ее систем. Взаимодействие сперматозоидов с яйцеклеткой может быть заблокировано при помощи антител против веществ, входящих в прозрачную зону. На этом основании изыскиваются способы иммунологической контрацепции. После сближения женского и мужского пронуклеусов, которое продолжается у млекопитающих около 12 ч, образуется зигота — одноклеточный зародыш (рис. 34, 35, А, Б). Уже на стадии зиготы выявляются презумптив- ные зоны (лат. presumptio — вероятность, предположение) как источники развития соответствующих участков бластулы, из которых в дальнейшем формируются зародышевые листки1. Дробление и образование бластулы Дробление (fissio) — последовательное митотическое деление зиготы на клетки (бластомеры) без роста дочерних клеток до размеров материнской. Образующиеся бластомеры остаются объединенными в единый организм зародыша. В зиготе образуется митотическое веретено между отдаляющимися к полюсам центриолями, внесенными сперматозоидом. Пронуклеусы вступают в стадию профазы с формированием объединенного диплоидного набора Метод выявления презумптивных зон предложен немецким эмбриологом Фогтом. Рис. 36. Зародыш человека на ранних стадиях развития (по Гертигу и Рокку). А — стадия двух бластомеров; Б — бластоциста: [ — эмбриобласт; 2 — чрофобласт; 3 — полость бласто цисты. хромосом яйцеклетки и сперматозоида. Пройдя все остальные фазы митоти- ческого деления, зигота разделяется на две дочерние клетки — бластомеры (от греч. blastos — зачаток, meros — часть). Вследствие фактического отсутствия G,-периода, во время которого происходит рост клеток, образовавшихся в результате деления, клетки гораздо меньше материнской, поэтому и величина зародыша в целом в этот период независимо от числа составляющих его клеток не превышает величину исходной клетки — зиготы. Все это позволило назвать описываемый процесс дроблением (т. е. измельчением), а клетки, образующиеся в процессе дробления, — бластомерами. Дробление зиготы человека начинается к концу первых суток и характеризуется как полное неравномерное асинхронное. В течение первых суток оно происходит медленно. Первое дробление (деление) зиготы завершается через 30 ч, б результате образуется 2 бластомера, покрытых оболочкой оплодотворения. За стадией двух бластомеров следует стадия трех бластомеров. С первых же дроблений зиготы формируются два вида бластомеров — «темные» и «светлые». «Светлые», более мелкие, бластомеры дробятся быстрее и располагаются одним слоем вокруг крупных «темных», которые оказываются в середине зародыша. Из поверхностных «светлых» бластомеров в дальнейшем возникает трофобласт, связывающий иродыш с материнским организмом и обеспечивающий его питание. Внутренние, «темные», бластомеры формируют эмбриобласт, из которого образуются тело зародыша и некоторые внеэародышевые органы (амнион, желточный мешок, аллан- тоис). Начиная с трех суток, дробление идет быстрее, и на 4-е сутки зародыш состоит из 7—12 бластомеров. Уже через 50—60 ч образуется плотное скопление клеток — морула, а на 3—4-е сутки начинается формирование бластоцисты — полого пузырька, заполненного жидкостью (рис. 36, 37). Бластоциста в течение 3 сут перемещается по яйцеводу к матке и через 4 сут попадает в матку. Бластоциста находится в полости матки в свободном 105 Рис. 37. Дробление, гаструляция и имплантация зародыша человека (схема). I — дробление; 2 — морула; 3 — бластоциста; 4 — полость бластоцисты; 5 — эмбриобласт; 6 — трофобласт; 7 — зародышевый узелок: а — эпибласт, б — гипобласт; 8 — оболочка оплодотворения; 9 — имниотический (эктодермольный) пузырек; 10 — внеэародышевая мезодерм; II — эктодерм; 12 — эндодерм; 13 — цитотрофобласт; 14 — симпластотрофобласт; 15 — зародышевый диск; 16 — лакуны с материнской кровью; 17 — хорион; 18 — амниоти- ческая ножка; 19 — желточный пузырек; 20 — слизистая оболочка матки; 21 — яйцевод. виде в течение 2 дней E-е и 6-е сутки), и эта стадия обозначается как свободная бластоциста. К этому времени бластоциста увеличивается благодаря росту числа бластомеров — клеток эмбриобласта и трофобласта — до 100 и более вследствие усиленного всасывания трофобластом секрета маточных желез, а также вследствие активной выработки жидкости самим трофобластом (см. рис. 37). Эмбриэбласт располагается в виде узелка зародышевых клеток («зародышевый узелок*), который прикрепляется изнутри к трофобласту на одном из полюсов бластоцисты и начинается имплантация. Имплантация Имплантация (лат. implantatio — врастание, укоренение) — внедрение зародыша в слизистую оболочку матки. Различают две стадии имплантации: адгезию (прилипание), когда зародыш прикрепляется к внутренней поверхности матки, и инвазию 106

СИСТЕМА РЕПРОДУКЦИИ: ОГЛАВЛЕНИЕ
СИСТЕМА РЕПРОДУКЦИИ: ТАБЛИЦЫ
СИСТЕМА РЕПРОДУКЦИИ: ИЛЛЮСТРАЦИИ
СИСТЕМА РЕПРОДУКЦИИ: ЛИТЕРАТУРА

Введите условия поиска Отправить форму поиска В отдельном окне:  Web Site