Как сперматозоид проникает в яйцеклетку. Механизм оплодотворения и вероятность забеременеть

Успешное слияние сперматозоида и яйцеклетки возможно только в момент овуляции у женщины. Овуляция - физиологический процесс женского организма, когда созревшая и готовая к оплодотворению яйцеклетка выходит из одного из яичников в полость маточной трубы. Для того чтобы подробнее рассмотреть этот процесс, проследим путь сперматозоида к яйцеклетке и каким образом происходит его проникновение через защитные слои, а также само развитие процесса оплодотворения.

Как сперматозоид попадает в матку и за какое время добирается до яйцеклетки?

Половые клетки у человека мужского пола вырабатываются постоянно с момента полового созревания и до глубокой старости. У женщин дело обстоит гораздо сложнее. Развитие яйцеклетки, способной к продолжению рода, происходит периодически - 1 раз в 28 дней (при нормальном менструальном цикле). Таким образом, способность к зачатию у женщины появляется только 1 раз в месяц в течение 1-2 дней. Мужчина же не теряет этой способности в течение всего репродуктивного возраста, и способность зачатия у каждого человека зависит только от качества вырабатываемой семенной жидкости.

Оплодотворение происходит в том случае, если слияние яйцеклетки и сперматозоида прошло успешно. Для этого необходимо соблюдение следующих условий:

  • В женском организме происходит овуляция.
  • Сперматозоиды обладают всеми необходимыми физиологическими параметрами.

После эякуляции у человека в женский организм попадают десятки миллионов сперматозоидов. Добраться до яйцеклетки и проникнуть в нее сможет только один - самый быстрый и жизнеспособный. Сперматозоиды способны к оплодотворению гораздо дольше, чем женские гаметы. Поэтому если половой акт произошел за один или два дня до начала овуляции, возможность оплодотворения достаточно высока. В этом случае сперматозоиды в матке успевают добираться до места оплодотворения раньше яйцеклетки, и тогда шансы на успешное их слияние возрастают.

При сокращениях матки семенная жидкость попадает в ее полость, однако на пути в матку часть сперматозоидов погибает из-за кислотности влагалищной среды или слизистой пробки в области шейки матки. Часть сперматозоидов не доходят до матки и погибают по причине низкой способности к выживанию. Остальные, наиболее активные мужские половые клетки продвигаются в сторону яйцеклетки со скоростью примерно 2 мм в минуту. Таким образом, достаточно легко определить, сколько времени пройдет до того, как сперматозоид попадет в яйцеклетку. В среднем этот период оценивают в 4-6 часов. Срок жизнедеятельности яйцеклеток, в течение которого они могут оплодотвориться, может доходить до 48 часов. Далее клетки разрушаются, и образование новых происходит только в следующем менструальном цикле - через 1 месяц.

Процесс оплодотворения

Оплодотворение яйцеклетки - процесс достаточно сложный. В женских половых путях сперматозоиды движутся хаотично, без определенной траектории. При случайном столкновении с яйцеклеткой, под воздействием определенных ферментов, происходит слияние гамет. Эти вещества вырабатываются оболочкой женских половых клеток, и благодаря им происходит активация сперматозоидов. На головке каждой мужской половой клетки находится акросомная капсула, вырабатывающая активные вещества, способные разрушить защитный слой яйцеклетки. После того как оболочка частично разрушена, вглубь яйцеклетки проникает акросомная нить, прочно соединяя две гаметы друг с другом. Яйцеклетка и сперматозоид, прикрепившись друг к другу, готовы к оплодотворению.

Полное содержимое головки спермия впитывается в яйцеклетку вместе с ядром и оплодотворяет ее. Оболочка становится более уязвимой, все физиологические процессы, протекавшие в самой клетке, меняются. Она начинает активно питаться, накапливая полезные вещества для дальнейшего развития эмбриона.

Если рассматривать два процесса формирования половых клеток - сперматогенез и овогенез, - то можно увидеть, что каждая половая клетка человека обладает половинным набором хромосом. При слиянии клеток количество хромосом удваивается, происходит формирование новой клетки, в которой через некоторое время образуется эмбрион с совершенно новым набором ДНК. Пол человека определяется тем, какой тип сперматозоида добрался до яйцеклетки. Всего существует два типа с определенным набором хромосом, в том числе X или Y. Если в оплодотворении участвовала мужская половая клетка, содержащая Y-хромосому, тогда пол эмбриона - мужской. Никакие народные методы и приметы не способны определить это с точностью, так же как и невозможно запланировать пол при зачатии.

Как правило, когда яйцеклетка и сперматозоид соединяются, результатом оплодотворения является возникновение новой жизни - развитие эмбриона человека. Обычно формируется один эмбрион, но бывают случаи, когда происходит одновременное возникновение двух или трех зародышей. Это может проходить в том случае, когда сперматозоиды, проникая через оболочку яйцеклетки, оплодотворяют два или более ядра, если клетка многоядерная. Одним из проявлений этого процесса является развитие близнецов, очень похожих друг на друга и защищенных одной околоплодной оболочкой. При этом пол эмбрионов в большинстве случаев совпадает.

В некоторых случаях в женском организме происходит созревание сразу нескольких гамет, способных к оплодотворению. Сперматозоиды, слившись с яйцеклеткой, способствуют формированию двух и более плодов. При этом их развитие происходит в разных плодных оболочках, эмбрионы не похожи друг на друга и могут иметь различный пол.

В последнее время все большую популярность приобретает искусственное оплодотворение. Презентация этого способа впервые была проведена в 1977 году Великобритании. Десятью годами позже технология была применена в Советском Союзе и до сих пор успешно проводится в России. ЭКО - эффективный способ решения проблем с бесплодием. Процесс слияния происходит вне полости матки и включает следующие этапы:

  1. Обследование партнеров.
  2. Получение яйцеклеток, способных к оплодотворению.
  3. Получение семенной жидкости (сперматозоидов).
  4. Выбор материала для оплодотворения.
  5. Оплодотворение яйцеклетки (слияние гамет).
  6. Культивация эмбриона.
  7. Подсадка эмбрионов в матку.

Показания к проведению такой процедуры различны: эндометриоз, непроходимость труб, нарушение овуляции, бесплодие по невыясненным причинам. Идти на консультацию по ЭКО специалисты рекомендуют и в случае, если зачатие у пары не происходит естественным способом более 1 года.

При искусственном оплодотворении в полость матки, как правило, помещают две или три яйцеклетки. Не все эмбрионы приживаются в организме. Но бывает и так, что результатом ЭКО становятся двойни и тройни. В любом случае, искусственное оплодотворение не дает стопроцентной гарантии зачатия и успешных родов.

Прикрепление эмбриона

После успешного оплодотворения яйцеклетка начинает движение по фаллопиевым трубам и в течение нескольких дней достигает полости матки. На скорость ее движения влияет множество факторов, в том числе длина самих труб. Проникая в матку, эмбрион прикрепляется к одной из ее стенок. Какое время по продолжительности занимает прикрепление яйцеклетки, зависит от состояния поверхности стенок и их готовности к слиянию. Обычно длительность этого процесса составляет не более трех дней. Говорить же об эмбриональном развитии можно лишь на восьмой день с момента оплодотворения. Самые важные для плода физиологические процессы происходят в первые 12 часов жизни.

В случае если оплодотворенная клетка не смогла пройти в полость матки, то возникает серьезная патология развития - внематочная беременность. В этом случае о дальнейшем развитии эмбриона речи не идет, так как женщине необходимо срочное оперативное вмешательство. В ином случае может последовать разрыв фаллопиевой трубы, что в случае несвоевременного оказания медицинской помощи приводит к летальному исходу.

Место прикрепления имеет важное значение для дальнейшего роста и развития малыша. Если прикрепление произошло слишком низко и развивающаяся плацента перекрывает маточный зев, такая патология называется низкой плацентарностью. Это не окончательный диагноз. В период формирования плода плацента мигрирует в полости матки и к середине или к концу срока беременности поднимается у 90% беременных.

07.12.2011

Вконтакте

Одноклассники

Каждый овуляторный менструальный цикл настраивает организм женщины на зачатие ребенка. Каждая яйцеклетка готова быть оплодотворенной, а вот сперматозоиды, находящиеся в канальцах яичек, практически не подвижны и не способны к оплодотворению. Подвижность они приобретают, находясь в канальцах придатка яичка в течение нескольких суток.

Путь сперматозоидов к яйцеклетке

Опустим подробности того, как сперма попадает во влагалище и перейдем сразу к моменту, когда они туда уже попали. Основные трудности еще впереди - сперматозоиду сложно добраться до маточной трубы, эволюционно создано множество барьеров, для того, что бы отсеять "слабых". Попадая во влагалище, первым препятствием является кислая среда, в которой погибает и теряет подвижность значительно количество "бойцов" и лишь небольшому количеству удается попасть в слизистую пробку шейки матки, имеющую комфортную щелочную среду, сохраняющую их подвижность, и "размягченную" благоприятным для оплодотворения гормональным фоном.

Сперматозоиды начинают непрерывно двигаться к цели со средней скоростью 1-2 мм/час. Выбрать правильное направление для движения им помогают специальные рецепторы, которые улавливают вырабатываемые яйцеклеткой феромоны. Фактически они движутся к ней её "по запаху". Так через 1,5 часа в среднем они оказываются в полости матки, а через 3-6 часов они достигают маточной трубы.

Важно отметить, что каждый месяц овуляция происходит только в 1 яичнике, и соответственно та маточная труба, в которую должна попасть яйцеклетка, находиться в состоянии функциональной готовности. Под действием эстрогенов она больше расширена и расслаблена, как бы говоря «путь открыт». Плюс "запах" яйцеклетки, который заставляет сперматозоиды заползать именно в нее. Кстати, в сперме содержатся различные биологически активные вещества, которые помогают сокращению маточных труб и помогают передвижению сперматозоидов в направлении к яйцеклетке.

Для того, чтобы произошло оплодотворение необходимо достаточно высокое качество спермы, важна подвижность сперматозоидов. В идеале подвижных должно быть не менее 50%, причем в достаточной концентрации - для оплодотворения 1 яйцеклетки необходимо порядка 100000-400000 сперматозоидов. Один заплутавший сперматозоид "в поле не воин", и вряд ли способен "пробить" клетки лучистого венца и оболочку яйцеклетки, это настоящая командная работа. Для этого на острие сперматозоида находятся порядка десяти специальных ферментов, помогающие растворить этот "барьер". Проникнуть сможет только один, если произойдет сбой и проникнет несколько сперматозоидов - эмбрион погибнет из-за генетических аномалий.

Оплодотворение

И вот сперматозоид проник в яйцеклетку, произошло оплодотворение, с этого момента начинается их совместная работа. Встреча половых клеток чаще происходит в ампулярной части маточной трубы, процесс проникновения и слияния занимает от 24 до 48 часов. Объединившись в одну клетку, называемую зиготой, начинается постепенное деление клеток и движение будущего эмбриона по маточной трубе к телу матки. На этом этапе так же происходит естественный отбор - при наличии повреждения генетического материала, либо при наличии мутаций несовместимых с жизнью, инфекций передающихся половым путем и при наличии некоторых других факторов, зигота может погибнуть. При благоприятном развитии событий происходит имплантация в слизистую тела матки. Это достаточно сложный процесс, для которого очень важны иммунные механизмы, обеспечивающие взаимодействие между эмбрионом и слизистой матки. Дело в том, что эмбрион это уже не яйцеклетка и не сперматозоид, он отличается от них генетически и иммунологически, поэтому и слизистая матки должна его принять и тогда произойдет имплантация эмбриона. Она может быть ранней, нормальной или поздней. В среднем она происходи в период с 7 по 10 день после овуляции, но бывают исключения.

Статистическая справка . Вероятность имплантации эмбриона в зависимости от дня после овуляции:

  • 0,68 % на 3-5 день;
  • 1,39% на 6 день;
  • 5,56% на 7 день;
  • 18,06% на 8 день;
  • 36,81% на 9 день;
  • 27,78% на 10 день;
  • 6,94% на 11 день;
  • 2,78% на 12 день.

Следовательно, наибольшая вероятность имплантации эмбриона период с 8 по 10 дни после овуляции, а еще через дней 10 можно будет увидеть 2 полосочку на тесте на беременность.

Вероятность зачатия или связь оплодотворения с половым актом

Было проведено исследование, которое показало, что наиболее благоприятным временем для зачатия, являются 6 дней предшествующие овуляции и непосредственно день овуляции. Если в течение этих 6 дней у женщины был однократный половой акт, то вероятность наступления беременности составляет от 8-10% в первый день этого интервала до 33-36% в день овуляции. Также вероятность наиболее высока за 2 дня до овуляции и составляет 34-36%.

Когда интервалы исследования были расширены на 1 день в обе стороны (за семь дней до овуляции и на следующий день после неё), обнаружено, что вероятность зачатия в эти дни практически равна нулю.

Наибольшая вероятность зачатия была у женщин имевших ежедневные половые акты в течение 6 дней включая день овуляции - 37%. Женщины имевшие половой акт 1 раз в 2 дня, имели вероятность забеременеть в день овуляции - 33%, и имевшие 1 половой акт в неделю- 15%.

Вероятность зачатия зависит от подвижности и продолжительности жизни, способностью к оплодотворению сперматозоидов и яйцеклетки. Первые живут в маточных трубах в среднем 2-3 дня, в редких случаях 5-7 дней, яйцеклетка же имеет значительно меньшую продолжительность жизни от 12 до 24 часов в среднем, до 48 часов в редких случаях. И тем не менее имеются данные, что способность к оплодотворению, как у яйцеклетки, так и у сперматозоида составляет около 24 часов.

Так что, учитывая приведенные факты, полностью здоровые партнеры могут ориентироваться всего на довольно скромную вероятность зачатия ребенка - 20-25% в каждом менструальном цикле.

Оплодотворение яйцеклетки — процесс от А до Я во времени

Называют героической историей одного сперматозоида. Да это и впрямь целая история для микроскопического мира.

Зачатие — величайшее таинство, в котором до сих пор есть неразгаданное — до конца не изучены все механизмы.

  1. Процессы, предшествующие оплодотворению
    • Овуляция
    • Транспорт яйцеклетки в трубу
  • Слияние гамет
  • Формирование генома

Процессы, предшествующие оплодотворению

Встрече гамет (женской и мужской) предшествует множество событий:

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

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.). – завершен. Впереди – путь по фаллопиевой трубе в матку, и дальнейшее развитие эмбриона в течение 9 месяцев, роды.

Состоит из нескольких понятий, характеризующих возможность зачатия. Поэтому временные характеристики приводим в таблице.

Таблица 1.

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 « ». 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, .

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.

Вместо предисловия. Итак, все мы с детства знаем, что женщины беременеют от попадания спермы в их организм. Причем носителями мужской генетической информации являются сперматозоиды, которые созревают в яичках. Это известно мировой биологической науке лет 300. Надо сказать, что по объему сперматозоидов в эякуляте не так уж и много. Когда в лабораторных условиях сперму центрифугируют и сперматозоиды выпадают в осадок, их объем составляет процентов 5 от всего объема спермы. Остальное - секрет семенных пузырьков, предстательной железы, бульбоуретральных желез. Там содержатся масса высоко и низкомолекулярных веществ, обеспечивающих сперматозоидам нормальные условия существования, источники энергии, защиту от кислой среды влагалища и от иммунологической атаки женского организма, вещества для дозревания и пригодности к оплодотворению.
Часть первая. Жизнь сперматозоида в мужском организме.

Сперматозоид созревает 72 – 74 дня. Первые этапы – это многочисленные деления (вначале митозом, потом 2 деления мейоза) в канальцах яичка. Так, мужская половая клетка, называемая на данном этапе развития сперматидой, получает характерный для нее половинный набор хромосом. И, в принципе, пригодна к оплодотворению, если кто-то (эмбриолог, например) заставит ее проникнуть в яйцеклетку. Чтобы зачатие произошло естественным способом, мужская половая клетка должна обладать 3 свойствами. Во-первых, способностью добраться до яйцеклетки, во-вторых, проникнуть через оболочки яйцеклетки и, при всем при том сохранить в целости и сохранности бесценный отцовский генетический материал. Все эти свойства сперматиды приобретают при прохождении через придаток яичка. У них отрастает хвост, формируется моторный аппарат, уменьшается головка, созревает головная шапочка – акросома с набором ферментов для разъедания оболочек яйцеклетки, поплотнее компонуется ДНК для сохранности в чужеродном женском организме. Получаются зрелые сперматозоиды. Однако в придатке яичка они живут тихо, как мышки: почти не шевелятся, мало дышат, берегут себя до попадания к женщине. Если сперматозоиды засидятся слишком долго в мужском организме, они состарятся и будут непригодны к оплодотворению.
Практические выводы:

Сперматозоид зреет долго – 2,5 месяца, поэтому при планировании беременности необходимо исключать вредные воздействия (антибиотики, цитостатики, противовоспалительные препараты, производственную вредность) заранее.

По мнению большинства ученых, оптимальный для зачатия количественный и качественный состав сперматозоидов получается при половой жизни раз в два дня. Поэтому, при нерегулярной половой жизни супругов (из-за командировок на 2 недели и более, например) вероятность зачатия уменьшается. Впрочем, по нашему опыту и по данным литературы вариабельность показателей эякулята очень велика. У разных мужчин число сперматозоидов различается в десятки раз, у одного и того же мужчины концентрация, подвижность, морфология сперматозоидов могут различаться в 2-3 раза в зависимости от срока полового воздержания, интенсивности физической или эмоциональной нагрузки.

Здесь же хотелось бы отвлечься от основного повествования на проблему "ухудшения" качества спермы за последние 50 лет. Такие факты часто приводят как специальной, так и в популярной литературе. Мне думается, что все не так уж плохо. Откуда мы знаем о составе спермы 50 лет назад? Из архивов банков спермы. Однако здесь возникают 2 “но”. Первое: каким был срок полового воздержания при сдаче спермы. Часто 4-5 дней, именно такие сроки рекомендуют справочники по андрологии или лабораторной диагностики прошлых лет. А нынче ВОЗ рекомендует воздержание при лабораторном исследовании спермы 2-3 дня. Чем отличаются эякуляты после воздержания в 2 или 5 дней автор этих строк наблюдает под микроскопом каждый день (при большем сроке полового воздержания число сперматозоидов растет, но ухудшается их подвижность и морфология). Второе “но”. А кто ходит сдавать сперму в банк спермы? Мужчины сексуально раскрепощенные, с сильной половой конституцией (далеко не всем нравиться мастурбировать в банку) и к тому же отобранные медицинской комиссией. То есть, у кого сперматозоидов было не достаточно много по стандартам тех лет, даже при наличии детей, просто не попали в банк спермы, и, соответственно в исследования по изучению мужской фертильности (плодовитости, значит) прошлых лет.

А собственно зачем в эякуляте десятки и сотни миллионов сперматозоидов, если для оплодотворения достаточного одного – часто задают нам вопрос. См. часть 2.
Часть вторая. Жизнь сперматозоида в женском организме.

Сперматозоиды оживают, приступают к активному движению и, соответственно метаболизму от контакта со спермальной плазмой, который происходит в момент эякуляции. Чтобы встретится с яйцеклеткой, сперматозоиду предстоит пройти путь через канал шейки матки, полость матки и большую часть маточной трубы. Этому продвижению во многом способствует сокращение гладкой мускулатуры женского генитального тракта. Продвигаясь вглубь женского организма и все менее контактируя со спермальной плазмой, сперматозоиды начинают готовиться к возможному оплодотворению.

Происходят изменения на поверхности их головки, хвостики начинают сверхактивно биться, что способствует в дальнейшем узнаванию яйцеклетки и проникновению в нее - так называемая капацитация (от англ. сap – шапочка). Капацитация является лишь первым этапом готовности сперматозоидов. Второй этап готовности к оплодотворению включат дальнейшие ультраструктурные и биохимические изменения ни поверхности головки сперматозоида (слияние плазменной мембраны с наружной акросомальной мембраной, формирование гибридных мембранных пузырьков, потерю акросомальной шапочки). Данные изменения называются акросомной реакцией. После ее прохождения сперматозоиды полностью пригодны к оплодотворению, проявляют хемотаксис к яйцеклетке (узнают по запаху) и способны разрушить ее оболочки. Отсутствие способности к прохождению акросомной реакции сперматозоидов, даже при всех остальных нормальных параметрах спермограммы является фактором бесплодия.Классическим примером является бесплодие, обусловленное приемом антигепертензивных препаратов группы нифедипина. Действуя по механизму блокаторов кальциевых каналов, данные лекарства препятствуют прохождению акросомной реакции сперматозоидами, делая своих потребителей временно бесплодными.

Однако если капацитировавшие сперматозоиды можно сравнить с полуфабрикатом, довольно долго пригодным к употреблению, то после прохождения акросомной реакции сперматозоды актвны всего 2 – 3 часа. И если за это время им не встретиться яйцеклетка (которая, кстати, живет 2 дня после выхода из яичника) то они пропадают безвозвратно. К счастью для сохранности рода человеческого, второй этап дозревания сперматозоидов происходит не со всеми клетками сразу, а спонтанно то с одними, то с другими (как атомы радиоактивных элементов распадаются не все сразу). Созревшая яйцеклетка является индуктором акросомной реакции.

Яйцеклетку окружают множество сперматозоидов и дружно лизируют ее оболочки своими акросомальными ферментами: гиалуронидазой, акрозином и др. (Кстати, препарат лидазу, применяемый для лизиса рубцов делают из семени быков...). Как только один сперматозоид проникает в яйцеклетку, формируется блок полиспермии – нам же не нужны дети с тройным и более набором хромосом. Наиболее быстро преграда проникновения дополнительных сперматозоидов обеспечивается электрическими изменениями в мембране яйцеклетки, чуть позже - химическими и структурными.

Ядра сперматозоида и яйцеклетки, называемые теперь мужским и женским пронуклеусом, соответственно, сближаютя, сливаютя и начинают дробиться. Толчок к дроблению зиготы дают некоторые содержащиеся на поверхности сперматозоида белки.

Дробящаяся зигота за 7-8 дней спускается в полость матки и прикрепляется к ней (имплантация, зачатие, conception). С этого момента начинают эффективно работать тесты на беременность.
Практические выводы:

Итак, сперматозоидов нужно много, потому что: не все они доходят до маточной трубы, не все сразу созревают, большое количество сперматозоидов участвует в лизисе оболочек яйцеклетки.

Сперматозоиды могут прожить в женском организме и сохранить оплодотворяющую способность несколько дней. Поэтому день зачатия и день оплодотворения могут не совпадать.

В ряде случаев при лабораторном исследовании спермы, все показатели могут быть близкими к норме, а мужчина все равно бесплодным, из-за невидимых тонких биохимических нарушений.
Сперматозоиды в семенной жидкости передвигаются самостоятельно. Однако не известно, как они ведут себя, попав в женские половые пути: двигаются ли постоянно или иногда прекращают движение; получают ли вещества, необходимые для восстановления ушедшей на движение энергии, из продуктов среды, в которой живут, или вместе с семенной жидкостью. Но так как мы знаем, что сохраняемые в инкубаторе при температуре тела и предохраняемые от высыхания сперматозоиды остаются живыми более 8 суток и в этот период находятся в постоянном движении, то можно предположить, что они сохраняют свою подвижность в течение всего времени присутствия в женских половых путях.

Продолжительность жизни сперматозоидов в организме определяется исследователями по-разному. Одни авторы считают, что она составляет 24-36 часов, другие - 8-14 дней.

Под микроскопом скорость передвижения сперматозоида составляет приблизительно 3 мм в минуту, т. е. за секунду он продвигается на длину своего тела. При передвижении расходуется много энергии, так как сперматозоид вынужден преодолевать препятствия и двигаться против течения. А поскольку мерцательные реснички женских маточных труб задают направление этого течения, то сперматозоиды всегда перемещаются в сторону яичника. Капиллярный характер этого течения, естественно, уменьшает их скорость. Считается, что в матке сперматозоиды за 3 минуты проходят 1-1,5 см, т. е. чтобы выйти из семенной массы, попасть в маточный зев и оттуда подняться в маточную полость, сперматозоиду надо приблизительно 1,5-3 часа. Несколько часов спустя их можно найти в боковой части маточной трубы, где они соединяются с яйцеклеткой. В яйцеклетку проникает только один сперматозоид, его головка сливается с ядром, и это слияние, в сущности, и есть оплодотворение.

Если эти расчеты считать правильными, то оплодотворение происходит не ранее, чем через 8 часов после полового акта. Возникает вопрос,: спустя какой промежуток времени оплодотворение не может происходить, если, конечно, не было повторного совокупления? Ответ не из легких. Но результаты наблюдений дают основание полагать, что этот промежуток может быть очень продолжительным. Вполне возможно, что сперматозоид может оплодотворять яйцо даже через 8-10 дней после совокупления. Некоторые исследователи считают, что в случае, если половой акт имел место до менструации, сперматозоиды могут выжить в трубе и оплодотворить яйцо уже в после менструальный период. Безоговорочно отбрасывать эту гипотезу нельзя, особенно если речь идет о ранней овуляции. В настоящее время принято считать, что сперматозоиды могут оставаться подвижными в шеечной слизи или трубе 7-8 дней, но их оплодотворяющая способность сохраняется примерно 24 часа.

Что же происходит со сперматозоидами, которые не попали в яйцеклетку? Ведь яйцеклетка может принять только один сперматозоид и после этого закрывается для всех остальных. А так как при каждом совокуплении во влагалище поступает 200- 500 миллионов сперматозоидов, то понятно, что несметное их количество погибает. Часть сперматозоидов покидает влагалище вместе со спермой, которая из него вытекает. Оставшаяся, тоже значительная, часть быстро гибнет во влагалище под воздействием высокой кислотности влагалищных выделений. Сперматозоиды могут жить лишь при умеренной кислотности, которая бывает во влагалище в определенные моменты, а также в слабой щелочной среде спермы, маточной слизи, трубной жидкости.

Погибшие сперматозоиды разлагаются. Их остатки вытекают из влагалища либо удаляются промыванием. С другой стороны, продукты их распада, так же как и другие вещества, содержащиеся в сперме, всасываются вагинальной стенкой и поступают в организм.

Незначительная часть сперматозоидов попадает в матку и двигается к трубам, но большинство их погибает по пути. Так как восприимчивость слизистой оболочки матки к продуктам распада спермы больше, чем у вагинальных стенок, некоторые сперматозоиды проникают непосредственно в эту оболочку. Их обнаруживали там между клетками на всех стадиях распада, и ясно, что в таком состоянии они еще лучше всасываются и пополняют соки организма.

В конечном счете, очень незначительное число сперматозоидов добирается до маточных труб. И там все они, кроме одного, который, оплодотворяет яйцо, погибают. Однако никто не отмечал их наличия в слизистой оболочке труб. Вероятно, остатки мертвых сперматозоидов выносятся капиллярным течением в матку.

Некоторые сперматозоиды, способные дольше сопротивляться и обладающие наибольшей подвижностью, иногда достигают брюшной полости.

Как показали опыты с вводом спермы в брюшную полость, там сперматозоиды пожираются фагоцитами (белыми кровяными тельцами), обеспечивающими защиту организма, перевариваются и исчезают приблизительно в течение двадцати часов.

Зачатие человеческого организма - довольно сложный процесс. Перед тем как достичь яйцеклетки и оплодотворить ее, сперматозоид проделывает длинный путь. При этом достигают женской половой клетки лишь небольшое количество половых клеток из семенной жидкости мужчины. Давайте подробнее рассмотрим непосредственно процесс их слияния и расскажем о том, как попадает сперматозоид в яйцеклетку и что происходит с ней после проникновения (оплодотворения).

Как происходит продвижение сперматозоидов к яйцеклетке?

При незащищенном половом акте во влагалище женщины попадает примерно 2-3 мл которая в норме может содержать более 100 млн активных половых клеток.

Из влагалища сперматозоиды начинают свое продвижение к шейке матки, чтобы попасть в ее полость, а затем и маточную трубу. Движению мужских половых клеток способствуют сократительные движения самого миометрия. При этом экспериментально установлено, что скорость сперматозоида не превышает 2-3 мм в минуту.

Попадая в цервикальный канал, мужские половые клетки сталкиваются с первым препятствием на пути - шеечной слизью. Если она сильно густая и ее довольно много, - зачатия может и не произойти, т.к. сперматозоиды могут не преодолеть этот барьер.

Пройдя по каналу шейки, спермии оказываются в маточной полости, из которой направляются в фаллопиеву трубу, где после овуляции находится яйцеклетка.

Как происходит проникновение сперматозоида в яйцеклетку?

Слияние мужской и женской половых клеток происходит в ампулярной части маточной трубы. Примерно через 30-60 минут после полового акта сперматозоиды достигают маточной полости, и еще 1,5-2 часа уходит на путь к трубе. Яйцеклеткой выделяются специальные ферментативные вещества, которые указывают на точное ее положение и как бы «приманивают» сперматозоидов.

Женскую половую клетку одновременно достигает несколько сперматозоидов, которые крепятся к ее оболочке и разрыхляют ее. При этом одновременно проникает в саму яйцеклетку чаще всего лишь один. Как только его головка оказывается внутри, жгутик отбрасывается. Затем начинается химическая реакция, в результате которой происходит изменение оболочки яйцеклетки, что препятствует проникновению других сперматозоидов.

Говоря о том, сколько живет сперматозоид в яйцеклетке, необходимо отметить, что чаще всего это 1-2 часа. Затем происходит растворение оболочек самого сперматозоида и слияние ядер 2 половых клеток, в результате чего формируется