БИОЛОГИЯ Том 3 - руководство по общей биологии - 2004

21. РАЗМНОЖЕНИЕ

21.8. Половое размножение у человека

21.8.2. Прохождение спермиев к яйцу

После эякуляции спермин попадают в верхнюю часть влагалища, вблизи шейки матки. Для того чтобы произошло оплодотворение, спермин должны пройти отсюда через шейку матки в фаллопиевы трубы. Шейка обычно бывает заполнена густой слизью. Эта слизь становится менее плотной в первой половине менструального цикла, что делает возможным проникновение спермиев в матку. Во второй половине цикла слизь сгущается под действием прогестерона.

Как показали исследования, спермин проходят из влагалища в матку и далее до верхнего конца фаллопиевых труб за пять минут. Это быстрее, чем если бы они попадали сюда только за счет плавательных движений. Поэтому возможно, что такая скорость достигается благодаря сокращениям мышц матки и фаллопиевых труб. Сокращения могут быть вызваны химическими веществами, содержащимися в семенной жидкости, в том числе простагландинами, и, по-видимому, также гормонами, например окситоцином, выделяющимся у женщин во время полового акта. Более вероятно, однако, что продвижению спермиев помогают реснички, выстилающие матку и фаллопиевы трубы. В течение примерно 4—8 ч большая часть спермиев доходит до верхнего конца фаллопиевых труб. Спермин сохраняют жизнеспособность в половых путях женщины в течение 1—3 сут, но остаются высокофертильными только в первые 12—24 ч. Путешествие из влагалища к яйцеклетке завершают всего несколько тысяч спермиев.

Капацитация

Спермий способен оплодотворить ооцит второго порядка только после того, как он проведет в половых путях женщины несколько часов, обычно примерно 7 ч; за это время он претерпевает процесс активизации, называемый капацитацией. При этом происходит ряд изменений, в том числе удаление слоя гликопротеинов и белков плазмы с наружной поверхности спермия. Гликопротеин образуется в придатке семенника, а белки плазмы содержатся в семенной жидкости. Эти слои разрушаются ферментами, содержащимися в матке. Кроме того, из поверхностной клеточной мембраны, окружающей головку спермия, удаляется холестерол, так что мембрана становится менее прочной. Она становится также более проницаемой для ионов кальция, обладающих двойным эффектом: они повышают активность жгутика спермия и усиливают акросомную реакцию (см. далее).

В период капацитации мембрана акросомы сливается с клеточной мембраной — процесс, запускающий высвобождение ферментов акросомы.

Акросомная реакция

Когда спермий достигает ооцита второго порядка (рис. 21.46), что обычно происходит в самой верхней части фаллопиевой трубы, наружная клеточная мембрана спермия, покрывающая область акросомы, и мембрана самой акросомы, разрываются, что приводит к быстрому высвобождению находящихся в акросоме гидролитических (переваривающих) ферментов — гиалуронидазы и протеаз. Эти изменения в головке спермия называют акросомной реакцией.

Рис. 21.46. А. Спермин человека, окружившие ооцит второго порядка; микрофотография получена с помощью сканирующего электронного микроскопа. Б. Микрофотография, на которой запечатлен момент оплодотворения у морского ежа — проникновения спермия сквозь оболочку яйца. Темный клин — головка спермия, несущая в себе генетический материал. Серое образование позади головки — митохондрион, высвобождающий энергию, необходимую для движений жгутика. Спермий переварил наружную оболочку яйца, содержащую гликопротеин, и проник в яйцо.