Оплодотворение – самый первый этап зарождения новой жизни. Он начинается со встречи и соединения двух половых клеток: мужской и женской — сперматозоида и яйцеклетки. На месте их слияния образуется зигота – клетка, объединившая в себе полный комплект из 46 хромосом с генетической информацией, полученных от родительских клеток. На этапе оплодотворения уже определился пол будущего человека. Он выбирается случайно, как лотерея. Известно, что и яйцеклетка, и сперматозоид содержат по 23 хромосомы, одна из которых – половая. Причем яйцеклетка может содержать только X- половую хромосому, а сперматозоид — как Х, так и Y- половую хромосому (примерно по 50%). Если с яйцеклеткой соединится сперматозоид с Х-половой хромосомой – ребенок будет женского пола, с Y-хромосомой – мужского.
Как происходит процесс оплодотворения
Примерно в середине месячного цикла у женщины происходит овуляция – из фолликула, находящегося в яичнике, в брюшную полость выходит созревшая яйцеклетка, способная к оплодотворению. Ее тут же подхватывают реснички-ворсинки фаллопиевых труб, которые сокращаясь, проталкивают яйцеклетку внутрь. С этого момента организм женщины готов к оплодотворению, и примерно сутки жизнеспособная яйцеклетка в маточных трубах будет ожидать встречи со сперматозоидом. Чтобы она состоялась, ему придется проделать долгий, тернистый путь. Попав во время полового акта с порцией семенной жидкости во влагалище, почти полмиллиарда сперматозоидов, виляя для ускорения хвостиками, устремляются вверх.
До заветной встречи нужно пройти расстояние примерно в 20 сантиметров, что займет несколько часов. На пути спермиев попадется немало преград, преодолевая которые, большинство хвостатых погибнет. До цели дойдут самые выносливые сперматозоиды. Чтобы оплодотворение состоялось, в матку должны проникнуть не менее 10 миллионов, которые будут помогать прокладывать друг другу путь. До финиша дойдут всего несколько тысяч, а попадет внутрь только один из них. Не обязательно самый сильный, скорее везунчик, который окажется ближе всех к норке-входу, над рытьем которой трудились все, чтобы пробить защитную оболочку яйцеклетки.
Как только сперматозоид оказывается внутри яйцеклетки, происходит их слияние, т.е. оплодотворение. Теперь это уже не спермий и яйцеклетка по отдельности, а единая клетка – зигота. Вскоре она начнет свое первое деление, образуя две клетки. Затем произойдет их дальнейшее деление на четыре, восемь клеток и т.д. Постепенно делящиеся клетки превратятся в эмбрион, который фаллопиевые трубы, сокращаясь, будут проталкивать по направлению к матке. Ему нужно поскорее покинуть это место, т.к. если он задержится, то произойдет имплантация прямо в яйцеводе, что приведет к внематочной беременности. Примерно на пятый-шестой день эмбрион достигает цели: он попадает в матку, где пару дней будет находиться в свободном плавании, выискивая место, куда бы прикрепиться. Имплантация эмбриона происходит в среднем на седьмой-десятый день после оплодотворения, иногда чуть раньше или позже. Найдя удобное место, он будет почти двое суток, как буравчик, вгрызаться в пышный эндометрий, чтобы прочнее закрепиться. Погружаясь вглубь, он задевает кровеносные сосуды, расположенные в стенке матки, поэтому на месте имплантации происходят небольшие кровоизлияния. В это время женщина может заметить у себя незначительные кровянистые выделения, которые называют имплантационным кровотечением и относят к ранним симптомам беременности. Имплантировавшийся зародыш начинает выделять в кровь матери ХГЧ – гормон беременности, на который реагируют тесты на беременность. Поэтому через дней десять после овуляции, можно попробовать замочить первый тест. В случае подтверждения беременности и удачного ее развития, эмбрион продолжит свой рост и формирование, и через 9 месяцев на свет появится новый человек.
Искусственное оплодотворение
Искусственное оплодотворение помогает парам зачать долгожданного малыша в случае мужского или женского бесплодия. В зависимости от причины бесплодия назначают тот или иной метод искусственного оплодотворения. Беременности, наступившие в результате любого из них, являются абсолютно естественными и не требуют дальнейшего специального наблюдения. Существует три основных способа искусственного оплодотворения:
— ИИ (искусственная инсеминация);
— ЭКО (экстракорпоральное оплодотворение);
— ИКСИ (интрацитоплазматическая инъекция сперматозоида).
Самый простой и доступный – это искусственная инсеминация. При этой процедуре мужская семенная жидкость через катетер вводится непосредственно в матку женщины, далее сперматозоиды самостоятельно продвигаются в маточные трубы для встречи с яйцеклеткой, где происходит оплодотворение естественным образом. Перед введением, сперму специально подготавливают: отбраковывают слабые сперматозоиды, оставляют наиболее активные и подвижные, способные к оплодотворению.
Перед ИИ пара проходит медицинское обследование, сдает анализы на половые инфекции, мужчине делают спермограмму (анализ спермы), у женщины проверяют на проходимость фаллопиевые трубы, чтобы избежать внематочной беременности. Часто, для большей отдачи процедуры, дополнительно стимулируют овуляцию медикаментозными препаратами.
Искусственную инсеминацию назначают при:
— отсутствии овуляции;
— вагинизме, когда из-за спазмов и непроизвольных сокращений лобково-копчиковой мышцы у женщины, крайне затрудняется проникновение пениса;
— шеечном факторе бесплодия, когда сперматозоиды не могут проникнуть в матку и гибнут во влагалище;
— сексуальном расстройстве партнера и невозможности провести полноценный половой акт;
— плохом анализе спермы;
— бесплодии у молодых пар. ИИ выбирают как первый способ борьбы с необъяснимым бесплодием.
Эффективность данного метода составляет в среднем 20-25%. Этот процент может быть больше или меньше, в зависимости от возраста пары, качества спермы и прочих факторов.
ЭКО – экстракорпоральное оплодотворение, процедура довольно длительная и трудоемкая. Ее назначают, когда испробованы все способы лечения бесплодия, а результатов нет. Первоначально пара проходит полный медицинский осмотр и обследование, сдают анализы мочи, крови, на половые инфекции, гормоны, женщинам делают УЗИ малого таза, проверяют проходимость маточных труб, мужчинам делают спермограмму. Затем приступают непосредственно к процедуре ЭКО. Она состоит из нескольких этапов. Вначале проводят женщине гиперстимуляцию яичников, вводя в организм инъекции с определенными гормонами, чтобы созрело несколько полноценных, готовых к оплодотворению яйцеклеток. Затем эти яйцеклетки изымаются: под общим наркозом делаются проколы внизу живота со стороны яичника или под местной анестезией через влагалище вводится игла.
Перед оплодотворением, отобранная порция мужского семени проходит подготовку: сперматозоиды отделяют от семенной жидкости, переносят в инкубатор и помещают в питательную среду. Далее наиболее активные и полноценные сперматозоиды (около 100 тысяч) в стеклянной чаше смешивают с яйцеклетками, изъятыми у женщины. Через сутки уже можно будет увидеть, произошло ли оплодотворение. Если оно свершилось, то наиболее жизнеспособные зиготы отбирают, чтобы из них вырастить эмбрионы. Еще через 24 часа можно определить, происходит ли развитие зародышей. Им дают еще 2-3 суток подрасти и пересаживают при помощи тонкого катетера через влагалище в матку.
Обычно переносят два-три эмбриона (иногда больше), чтобы хотя бы один из них прижился. Оставшиеся качественные зародыши замораживают и хранят при температуре -196С. В дальнейшем, если пара захочет еще иметь детей, не нужно будет проводить заново оплодотворение, достаточно будет воспользоваться готовыми эмбрионами. Если пересадка прошла успешно, зародыши прижились и имплантировались в матку, далее развивается обычная беременность. Если через 10-14 дней начнется менструация, значит попытка оказалась неудачной. Вероятность наступления беременности методом ЭКО – при подсадке двух эмбрионов составляет 20%, трех – 30%.
В тех редких случаях, когда при процедуре ЭКО приживаются 3 и более эмбрионов, по медицинским показаниям или желанию женщины, могут провести редукцию. Лишние зародыши удаляются, не создавая угрозы для оставшихся. В зависимости от выбранного способа редукции, процедуру проводят на сроке от 5 до 10 недель беременности.
Еще несколько десятилетий назад зачатие в пробирке казалось фантастикой, сейчас это реальная действительность.
ИКСИ – интроплазматическая инъекция сперматозоида, назначается при мужском факторе бесплодия, когда по каким-либо причинам сперматозоид не может проникнуть в яйцеклетку. Чаще всего это случается из-за малого количества подвижных сперматозоидов, отсутствия самих сперматозоидов в семенной жидкости, тератоспермии и прочих паталогиях спермы.
При данной процедуре сперматозоид при помощи тончайшей иглы вводится внутрь яйцеклетки. Яйцеклетка предварительно извлекается из яичника женщины. Все манипуляции проводятся под микроскопом. Вначале яйцеклетку обрабатывают специальным раствором, чтобы растворилась внешняя оболочка, затем иглой вводится сперматозоид.
При процедуре ИКСИ пара проходит такую же подготовку и обследование как и при ЭКО. Отличие состоит в том, что при ЭКО сперматозоиды, находятся с яйцеклетками в специальном растворе и самостоятельно проникают внутрь, а при ИКСИ – отбирается один, самый здоровый и жизнеспособный сперматозоид и помещается внутрь яйцеклетки при помощи иглы. Отбор сперматозоида происходит под очень мощным микроскопом, с четырехсоткратным увеличением. Разновидностью метода ИКСИ считается ИМСИ, когда отбор спермия производят под более мощным микроскопом, с увеличением в 6000 раз. Вероятность наступления беременности при ИКСИ составляет примерно 30%.
Оплодотворение представляет собой процесс слияние половых клеток представителей разных полов, то есть яйцеклетки и сперматозоида .
Непосредственно оплодотворение
В результате естественного полового акта сперма попадает во влагалище , но его кислотная среда не позволяет сперматозоидам прожить более 2-х часов. Зато самые быстрые из них все же успевают добраться до матки через ее шейку. Слизь, которая наполняет шейку матки, является хорошим барьером для опасных микроорганизмов, но таким же барьером она может оказаться и для сперматозоидов. В случаях, когда такой слизи слишком много или ее консистенция не является нормальной, даже может иметь место (шеечный фактор). По мнению некоторых специалистов, в матку должно попасть не менее 10 млн. мужских половых клеток.
Те сперматозоиды, которые успешно прошли через шейку, попадают в фаллопиевы трубы , откуда они против направления течения жидкости направляются в яичники .
Само оплодотворение, то есть слияние клеток, происходит в отделе фаллопиевых труд, которые находится в максимальной близости к яичникам. Но тут тоже не все так просто: для слияния с яйцеклеткой необходимо преодолеть несколько оболочек, этот процесс называют «пенетрация» , в него входит также и само слияние. Именно первый сперматозоид, который доберется до второй оболочки, скорее всего, и сольется со яйцеклеткой.
Поверхность яйцеклетки и сперматозоида покрыта специальными рецепторами, которые обеспечивают их слияние. После оплодотворения некоторые части сперматозоида остаются внутри яйцеклетки. Практически сразу в последней начинает возникать кортикальная реакция , которая заключается в высвобождении специальных гранул в наружную среду, в результате этого ни один сперматозоид уже не сможет произвести оплодотворение. Такой механизм получил название «блок полиспермии» , обычно он начинается в течение нескольких минут.
В крайне редких случаях может возникать ситуация, когда две мужские половые клетки смогли одновременно проникнуть в яйцеклетку. В таком случае развивается триплоидный эмбрион , который обычно развивается с нарушением хромосом. Обычно в течение нескольких дней такие эмбрионы погибают, но бывают случаи, когда они имплантируются в матку, тогда такая . Вопреки бытующему мифу, одновременное слияние яйцеклетки с двумя сперматозоидами не приводит к появлению на свет близнецов.
Когда произошло слияние, образуется зигота , то есть одноклеточная, первая стадия развития эмбриона, которая продолжается не более 30 часов. Далее начинается формирование ядер, происходит объединение материнских и отцовских хромосом за счет сложных реакций и биологических процессов.
Дробление
Когда яйцеклетка оплодотворена, она начинает свое движение в сторону матки за счет сокращений мышц трубы. Следующим процессом за образованием зиготы идет процесс дробления – миотического деления , размер зародыша не увеличивается, клетки делятся, но лишь становятся более мелкими. Размер эмбриона на этой стадии не превышает 130 мкм. Данный процесс длится около трех дней, клетки эмбриона остаются одинаковыми. Они не находят взаимодействия между собой, и лишь благодаря оболочке находятся вместе. В случае повреждения такой оболочки может образоваться несколько генетически идентичных эмбрионов, и тогда уже развиваются однояйцевые близнецы.
Процесс оплодотворения обычно происходит в ампуле маточной трубы. Изредка местом слияния яйцеклетки и сперматозоида становится "море любви" - дугласово пространство (прямокишечно-маточное углубление) брюшной полости. Ооцит, окруженный фолликулярными клетками, захватывается благодаря скользящим движениям фимбрий трубы по поверхности яичника. Фолликулярные клетки некоторое время сохраняют связь с ооцитом, осуществляя его питание и облегчая передвижение ресничками трубы. Позднее основная масса фолликулярных клеток удаляется с поверхности прозрачной оболочки током трубной жидкости.
При контакте мужской и женской половых клеток сперматозоид вначале как бы прилипает к ооциту, а затем быстро проникает через прозрачную оболочку, причем для этого достаточно собственной энергии сперматозоида. После проникновения сперматозоида в яйцеклетку мейоз заканчивается выталкиванием второго полярного тельца. При этом прозрачная оболочка становится непроницаемой для второго сперматозоида.
Перемещение оплодотворенной яйцеклетки от фимбрий в перешеек ампулы может происходить в течение нескольких минут или часов и обусловлено сегментарными сокращениями мышц трубы, колебаниями ресничек и током трубной жидкости.
Моторику трубы определяет уровень эстрогенов, прогестерона, простагландинов.
Полагают, что продвижение яйцеклетки в матку происходит следующим образом: эстрадиол стимулирует синтез nFF2a, что приводит к блокированию перешейка трубы в момент овуляции; под действием прогестерона в ранней лютеиновой фазе ПГЕ2 способствует релаксации этого отдела и открытию маточно-трубного сфинктера. В то же время продолжающееся повышение секреции ПГР2а стимулирует ритмичные сокращения внутреннего продольного слоя мышц, которые гонят оплодотворенную яйцеклетку в матку. Продолжительность этого процесса в среднем составляет 3-5 дней.
Параллельно изменениям сократимости маточных труб динамические превращения претерпевает микроциркуляция их мышечных стенок, имеющая большое значение в нормальной физиологии. В фазу пролиферации приносящие артериолы и шунты умеренно раскрываются, диаметр отводящих венул и приносящих лимфатических синусов сужается. К моменту овуляции происходят расширение приносящих артериол, сужение шунтов, раскрытие венул. Состояние сосудистого русла стабилизируется на ранней стадии секреторной фазы, а затем возвращается к периоду начала менструации.
После оплодотворения начинается формирование зиготы, в ней происходит синтез ХГ, биологическая активность которого имитирует активность ЛГ и ФСГ. Ко времени достижения морулой полости матки синтезируется такое количество ХГ, которое необходимо для предотвращения лизиса желтого тела.
На 5-6-й день после оплодотворения морула превращается в бластоцисту, которая сбрасывает блестящую оболочку и, окруженная однослойным трофобластом, постепенно погружается в эндометрий. Завершение этого процесса, т.е. полное погружение оплодотворенной яйцеклетки в слизистую оболочку матки, происходит на 7-й день, при этом протеолитические ферменты трофобласта разрушают мелкие капилляры эндометрия и выросты трофобласта погружаются в щели-лакуны.
Пoдзoлкoвa H.M., Глaзкoвa O.Л.
"Оплодотворение" и другие
При правильном менструальном цикле зрелая яйцеклетка из яичника выходит на 12-14-й день после первого дня предшествующей менструации. Четыре — шесть дней она «странствует» по яйцеводу, и именно в эти дни происходит оплодотворение при встрече яйцеклетки со сперматозоидом.
Основную роль в репродукции человека играет женщина, которая природой предназначена для вынашивания беременности и рождения ребенка. Для оплодотворения и наступления беременности созревшая яйцеклетка, выйдя из фолликула яичника и оказавшись в брюшной полости, должна попасть в маточную трубу, встретиться там с мужской половой клеткой - сперматозоидом, оплодотвориться, начать дробиться и одновременно двигаться по направлению к полости матки, чтобы затем здесь имплантироваться (прикрепиться) и дать возможность развиться новому организму.
(фертилизация) представляет собой не просто механическое слияние яйцеклетки и сперматозоида: с момента их соединения возникают сложнейшие биологические процессы, которые завершаются на вторые сутки образованием нового организма. Оплодотворенная клетка начинает каждые сутки дробиться, образовывая уже через сутки 2 клетки, через двое - 4, еще через сутки - 8 и т. д.
После оплодотворения и образования на вторые сутки зародыша в течение следующих трех суток он продвигается по маточной трубе, подгоняемый волнообразными сокращениями самой трубы и «взмахами» реснитчатого эпителия ее слизистой оболочки. Для того чтобы достигнуть полости матки и там закрепиться, зародышу требуется именно трое суток. Если его движение замедлится из-за узости или плохой проходимости маточной трубы, то он в ней так и останется. Это приведет к гибели зародыша или наступлению внематочной, а точнее - к трубной беременности, то есть тоже его гибели, только более поздней. Внематочная беременность весьма опасна для женщины, ибо она однозначно потребует экстренной операции.
В том случае, если зародыш по каким-то причинам начнет продвигаться слишком быстро, он может оказаться в матке к тому моменту, когда его имплантация еще вообще невозможна или может произойти только в нижних отделах матки. Низкое прикрепление зародыша осложняет течение беременности и даже ставит её под угрозу преждевременного прерывания. Неблагоприятно для зародыша и более позднее попадание в полость матки (позднее 3-х суток), ибо ее слизистая оболочка может не воспринять его.
Интересно, что это крохотное образование, состоящее всего из нескольких клеток в диаметре 0,2 мм, почти ничего не весящее, попадая в матку, способно уже с первых суток существенно влиять на развитие ее слизистой оболочки и тем самым создавать благоприятные условия для своего существования и дальнейшего развития.
В ряде случаев и точное соблюдение «графика» передвижения в матку плодного яйца еще не гарантирует успеха. К примеру, если зародыш прикрепится на рубцах, образовавшихся в области слизистой оболочки матки после абортов. или на миоматозном узле при фибромиоме матки, условия его питания и дальнейшего развития будут крайне неблагоприятными. В таких случаях может часто возникать угроза
беременности.
Как можно помочь зародышу в таких ситуациях? В этот период (т.е. после оплодотворения), к сожалению, уже никак. Профилактика необходима более ранняя - терпеливо и как можно раньше лечить гинекологические, в частности воспалительные, заболевания, а еще лучше предупреждать их и избегать абортов, особенно первых.
Но вот зародыш благополучно внедрился в разрыхлившуюся к этому времени слизистую оболочку полости матки, и образовавшийся из его наружной оболочки трофобласт начал вырабатывать специфический гормон (хориальный гонадотропин). Этот гормон стимулирует выработку других гормонов, способствующих сохранению и развитию беременности.
Как происходит зачатие ребенка ? В настоящее время хорошо известно, как это происходит и какой путь делают яйцеклетка и сперматозоид для того, чтобы произошло чудо зачатия, и как всего из одной клетки начинается новая жизнь.
Примерно в середине менструального цикла в организме женщины происходит овуляция. Созревшая яйцеклетка выходит из фолликула в брюшную полость и попадает в маточную трубу. Фимбрии (своеобразные выросты в маточной трубе) создают движение жидкости в сторону просвета маточной трубы, их двигательная активность достигает своего максимума именно в середине менструального цикла. В течение нескольких часов после эякуляции сперматозоиды продвигаются по женским половым путям, при этом на них воздействует определенные факторы женского организма, такие как слизь, клетки иммунной системы и некоторые другие, чтобы поддержать способность сперматозоидов к движению и оплодотворению. Чтобы произошло оплодотворение, сперматозоид должен преодолеть клетки лучистого венца и оболочку яйцеклетки. При оплодотворении в результате воздействия сигнальных веществ оболочки яйцеклетки на сперматозоид происходит акросомная реакция и акросома сливается с наружной мембраной, высвобождая ферменты, растворяющие яйцевую оболочку. Сперматозоиды пытаются проникнуть сквозь оболочку яйцеклетки, но в реальности только один из них ее оплодотворит. Мужское и женское ядра сближаются в течение 12 часов после оплодотворения, в результате которого происходит объединение генетического материала, образуя зиготу, которая содержит двойной набор хромосом и является одноклеточным эмбрионом.
Движение эмбриона в матку
Непосредственно в момент оплодотворения эмбрион начинает свое продвижение по маточной трубе в полость матки, поскольку маточная труба обладает двигательной активностью, способствующей продвижению эмбриона верх, к тому же слизистая оболочка маточной трубы покрыта ресничками, которые также способствуют продвижению эмбриона.
Деление эмбриона
Деление зиготы начинается непосредственно после оплодотворения и продолжается примерно на протяжении трех дней. Этот процесс называется "дробление", так как в этот период общий размер эмбриона не увеличивается, и с каждым последующим делением образующиеся клетки становятся все мельче. Клетки эмбриона на стадии дробления называются бластомеры. В результате деления из зиготы формируется многоклеточный эмбрион, который носит название морула. На этой стадии эмбрион, который к этому времени уже сформировал бластоцисту, попадает в полость матки, где происходит имплантация.
Имплантация эмбриона
Фактически именно с момента внедрения эмбриона в слизистую оболочку матки начинается его настоящее развитие. Непосредственно перед имплантацией бластоцист освобождается от своей оболочки (хэтчин), и соединяется со специальными рецепторами слизистой оболочкой матки – эндометрием.
Условия успешного зачатия
Чтобы зачатие прошло успешно, необходимо, чтобы в этот момент были соблюдены все условия, предшествующие успешному зачатию. Прежде всего, в яичнике должна созреть яйцеклетка и произойти овуляция. Должно быть достаточное количество подвижных сперматозоидов, способных проникнуть в маточные трубы и оплодотворить яйцеклетку. Яйцеклетка должна вовремя попасть в маточную трубу, чтобы произошла встреча со сперматозоидами. Впоследствии эмбрион должен беспрепятственно пройти по маточной трубе и попасть в полость матки, чтобы с успехом имплантироваться и начать свое развитие. При регулярной половой жизни супругов вероятность наступления беременности составляет 15-20 % в одном менструальном цикле женщины.