§ 96. Запліднення у людини
Чому запліднення у людини можливе не на всіх стадіях менструального циклу?
Запліднення у людини
Заплідненням у людини, як і в інших живих організмів, називається процес з’єднання (злиття) зрілої чоловічої (сперматозоїд) і жіночої (яйцеклітина) статевих клітин, у результаті якого утворюється одна клітина (зигота), що є початком нового організму (мал. 96.1).
Люди є представниками ссавців, і тому запліднення у них внутрішнє — воно відбувається в організмі жінки. У заплідненні беруть участь чоловіча (спрематозоїд) та жіноча (яйцеклітина) гамети. Запліднення зазвичай відбувається в матковій трубі. У цьому процесі виділяють кілька етапів.
Мал. 96.1. Процес запліднення у людини і початкові стадії ембріонального розвитку
Етапи запліднення у людини
Подолання сперматозоїдом зовнішніх оболонок яйцеклітини — блискучої оболонки та променистого вінця. Для їх подолання використовуються спеціальні ферменти, розташовані на поверхні та в акросомі гамет. Але ферментів одного сперматозоїда недостатньо для подолання оболонок. Тому запліднення можливе тільки за наявності достатньої кількості сперматозоїдів
Після проникнення одного зі сперматозоїдів усередину яйцеклітини відбувається виділення назовні специфічних ферментів, які роблять неможливим проникнення в яйцеклітину інших сперматозоїдів
Ядра гамет зливаються всередині яйцеклітини, утворюючи зиготу
Причини порушення процесів запліднення у людини
Причини порушення процесів запліднення можуть бути різноманітними. Їх виникнення може бути пов’язане із проблемами в організмі як чоловіка, так і жінки.
Проблеми в організмі чоловіка, які можуть бути причиною порушення процесів запліднення:
ендокринні порушення, які стають причиною загибелі сперматозоїдів або перешкоджають їх утворенню;
інфекційні захворювання (паротит, бруцельоз, захворювання, які передаються статевим шляхом);
утворення пухлин у яєчках (як доброякісних, так і злоякісних);
розширення кровоносних судин у яєчках (варікоцеле), через яке температура статевих залоз підвищується понад 34 °С, що спричиняє загибель сперматозоїдів;
вроджені аномалії розвитку статевих залоз;
розлад сексуальних функцій (часто мають психологічні причини);
запалення простати (різної природи);
вплив зовнішніх фізичних або хімічних факторів, які пошкоджують клітини статевих залоз (радіаційне опромінення, токсичні сполуки тощо).
Проблеми в організмі жінки, які можуть бути причиною порушення процесів запліднення:
ендокринні порушення, які стають причиною порушення розвитку і дозрівання яйцеклітин;
порушення прохідності маткових труб після травм, абортів або інфекційних захворювань, що перешкоджає процесу запліднення;
вроджені аномалії розвитку статевих залоз;
інфекційні захворювання (бруцельоз, захворювання, які передаються статевим шляхом);
Особливості репродукції людини
Існування людини, як і будь-якого іншого біологічного виду, є можливим тільки у випадку, коли буде відбуватися процес репродукції (розмноження) з появою особин нових поколінь. Репродукція у людини є складним процесом, на який може впливати велика кількість факторів. Ці фактори можуть бути небіологічними (фізичні фактори, токсичні речовини тощо), біологічними (захворювання, травми, порушення обміну речовин) або соціальними.
Соціальна складова відіграє у репродукції людини надзвичайно важливу роль. Саме соціальні фактори сильно впливають на рішення людини щодо народження дитини та кількості дітей у родині. Умови життя людських родин теж багато у чому формуються під впливом соціально-економічних факторів. А це впливає як на психологічний стан людей, так і на стан їхнього здоров’я. Недостатнє харчування, постійна стресова ситуація, невпевненість у майбутньому можуть стати причиною розладів у роботі репродуктивної системи і виникненні безпліддя.
Способи контрацепції
Виходячи з особливостей процесу утворення гамет та запліднення у людини було створено багато способів контрацепції (запобігання вагітності), які дозволяють ефективно регулювати процес репродукції у людини.
Методи контрацепції можна поділити на кілька груп:
природні методи (різними способами визначають період, що є сприятливим для запліднення, коли слід уникати статевих стосунків);
механічні (бар’єрні) методи (не допускають контакту сперматозоїдів та яйцеклітини шляхом створення механічного бар’єру за допомогою презерватива, діафрагми, маточного ковпачка тощо);
гормональні методи (шляхом прийому гормональних препаратів перешкоджають процесу овуляції або закріпленню заплідненої яйцеклітини в матці);
хімічні методи (за допомогою спеціальних препаратів перешкоджають потраплянню сперматозоїдів у матку);
внутрішньоматкові засоби (розміщені в матці засоби шляхом механічної та хімічної дії перешкоджають закріпленню яйцеклітини);
хірургічні методи (шляхом хірургічної операції роблять процес запліднення неможливим).
Ключова ідея
Для людини, як представника ссавців, є характерним внутрішнє запліднення. На цей процес можуть впливати різні фактори, як внутрішні, так і зовнішні. Шкідливий вплив деяких факторів може стати причиною порушення процесу запліднення і безпліддя.
Запитання та завдання
1. Які фактори можуть перешкоджати заплідненню у людини? 2. Чому запліднити яйцеклітину може тільки один сперматозоїд? 3. Складіть список профілактичних заходів, яких слід дотримуватися, щоб запобігти порушенню процесів запліднення у людини.
§ 61. ЗАПЛІДНЕННЯ. ЕМБРІОНАЛЬНИЙ ПЕРІОД РОЗВИТКУ ЛЮДИНИ. ПЛАЦЕНТА, ЇЇ ФУНКЦІЇ
Онтогенез (від грец. онтос – існуюче та генезис – походження) – це індивідуальний розвиток організму з моменту його зародження до природної смерті. Виділяють два періоди онтогенезу: ембріональний (зародковий) і постембріональний (післязародковий). Ембріональний охоплює перетворення зиготи на зародок і розвиток зародка та плоду до моменту народження дитини. Постембріональний починається після її народження.
Як відбувається процес запліднення? Ви вже знаєте, що початковим етапом індивідуального розвитку організму (онтогенезу) є запліднення — процес злиття ядер чоловічої та жіночої статевих клітин.
Сперматозоїди, потрапивши до піхви жінки, пересуваються до шийки матки. Приблизно через 30 хв вони досягають порожнини матки, а через 1,5 год потрапляють до маткових труб, де зустрічаються з яйцеклітиною. Сперматозоїд руйнує мембрану яйцеклітини за допомогою спеціальної речовини, яку виробляє акросома. Коли головка сперматозоїда потрапляє всередину яйцеклітини, її мембрана стає непроникною для інших сперматозоїдів.
Ядра обох статевих клітин (сперматозоїда і яйцеклітини) зливаються в одне й утворюють запліднену яйцеклітину, або зиготу. Так настає вагітність, що триває в межах дев’яти місяців.
Вагітність — фізіологічний стан організму жінки, пов’язаний із заплідненням яйцеклітини і розвитком зародка і плоду. Під час вагітності посилюється виділення гормонів яєчників, а потім плаценти, збільшуються розміри матки. Основні її ознаки: припинення менструацій; збільшення молочних залоз; сонливість; можливі тимчасові запаморочення та нудота.
Як утворюється зародок і плід? Запліднена яйцеклітина просувається по матковій трубі й водночас ділиться, перетворюючись на багатоклітинний зародок (мал. 219). Через чотири-п’ять днів після запліднення зародок потрапляє до порожнини матки. На 7-й день після запліднення він занурюється в її слизову оболонку й прикріплюється до неї. Цей процес має назву імплантація (від ім – префікс, що означає проникнення в щось, плантаціо – пересадка).
Період від моменту імплантації до утворення плаценти (кінець другого місяця) називають зародковим періодом внутрішньоутробного розвитку, а організм називається зародком, або ембріоном.
Наприкінці другого місяця внутрішньоутробного розвитку утворюється плацента (від лат. плацента – пиріг), або дитяче місце (мал. 220), – орган, який має вигляд диска, міцно прикріпленого до слизової оболонки матки, і зв’язує плід з організмом матері. Від утворення плаценти організм називають плодом.
Мал. 219. Розвиток організму людини після запліднення
Мал. 220. Будова плаценти
Плацента, виконуючи роль залози внутрішньої секреції, починає виділяти спеціальний гормон – прогестерон, який сприяє нормальному перебігу вагітності.
Вона також захищає плід від негативної дії низки чинників зовнішнього середовища, утворюючи так званий плацентарний бар’єр. Кров матері не змішується з кров’ю плоду, у плаценті через стінки їхніх кровоносних судин відбувається обмін поживними речовинами.
Плід оточують плодовий міхур та навколоплідні води. Плодовий міхур – це особливі оболонки, що оточують плід у вигляді мішка і виконують захисну функцію. Навколоплідні води заповнюють простір між плодом і внутрішньою плодовою оболонкою та забезпечують механічний захист, рух і розвиток плоду.
Плід з материнським організмом з’єднує шнуроподібний орган – пуповина. Завдяки їй плід одержує поживні речовини з крові матері (живлення плоду) та антитіла (захисна функція), відбувається газообмін між організмом матері і плоду (дихання плоду, звільнення від вуглекислого газу) та виділення непотрібних продуктів обміну речовин.
Плідний період починається з початку третього місяця і триває до моменту народження дитини – (пологів). Пологи – це складний фізіологічний процес, який супроводжується народженням дитини і закінченням вагітності.
Здебільшого жінка за одну вагітність народжує одну дитину. Але є випадки народження водночас двох, трьох і більше дітей (близнят). Вони можуть бути однояйцевими і різнояйцевими. Однояйцеві близнята розвиваються з однієї зиготи, яка поділялася на два (іноді більше) фрагменти на певних етапах розвитку зародка (мал. 221, 1). Вони обов’язково однієї статі й дуже схожі між собою.
Різнояйцеві близнята розвиваються з двох або кількох зигот, які утворилися в разі запліднення кількох яйцеклітин. Вони можуть бути однієї або різних статей; схожі між собою не більше, ніж звичайні брати і сестри (мал. 221, 2).
Мал. 221. Однояйцеві (1) та різнояйцеві (2) близнята
Розвиток дитини в материнському організмі повністю залежить від здоров’я матері. Тому під час вагітності жінці потрібно: правильно харчуватися, вживати калорійну й легкозасвоювану їжу; частіше перебувати на свіжому повітрі; дбати про чистоту тіла; носити зручний одяг; бути спокійною; оберігатися від інфекційних захворювань, повністю відмовитися від шкідливих звичок.
Вживання алкоголю і наркотиків у період вагітності може призвести до народження фізично й розумово недорозвинених дітей. Тютюнокуріння особливо неприпустиме під час вагітності й годування дитини груддю.
Ключові терміни і поняття: онтогенез, запліднення, вагітність, зигота, ембріон, плід, плацента, пологи.
УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ
• Процес запліднення полягає у злитті ядер чоловічої і жіночої статевих клітин та об’єднанні їхньої генетичної інформації.
• У період внутрішньоутробного розвитку з однієї клітини внаслідок її послідовного багаторазового поділу утворюються інші клітини. Вони ростуть, розподіляються за будовою і функціями, врешті-решт утворюється унікальний організм.
ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ
Дайте відповідь на запитання
1. Як відбувається запліднення в людини? 2. Як розвивається зародок? 3. Що таке плацента? Яку роль вона відіграє в розвитку плоду? 4. Як відбувається газообмін між організмом матері й плодом?
Виберіть одну правильну відповідь
Укажіть, що називають плодом у людини: а) яйцеклітину до запліднення; б) яйцеклітину після запліднення; в) запліднену яйцеклітину, що почала ділитися; г) зародок від початку утворення плаценти.
ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Розкрийте особливості зародкового та плідного періодів.
ПОМІРКУЙТЕ. Чим зародковий період відрізняється від плідного?
ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ. Порівняйте розвиток однояйцевих і різнояйцевих близнят. Відповідь оформіть у вигляді таблиці.
Механізм процесу зачаття дитини: опис по днях
Як відбувається зачаття дитини? Це питання хвилює багато молодих пар, що збираються обзавестися потомством. Всім відомо, що запліднення найбільш ймовірно в періоди фертильності, коли яйцеклітина досить дозріла для цього. Ці унікальні за своєю природою процеси дають початок нового життя, розвиток якої в материнському організмі дотримується заданої для всіх програми протягом 9 місяців. Однак, щоб тримати їх під контролем необхідно розуміти, коли і яким чином відбувається процес зачаття дитини.
Механізм процесу зачаття
Якщо розглядати спрощено, весь механізм складається з декількох ступенів, першою з яких є запліднення, що є за своєю суттю проникненням найактивнішого з сперматозоїдів в яйцеклітину. Потім вони зливаються з утворенням зиготи і зигота розміщується в матці з перетворенням в плід.
Найбільш сприятливий період для утворення вагітності припадає саме на середину менструального циклу, коли з яєчників виходить готова до процесів запліднення яйцеклітина, тобто відбувається овуляція. Саме цей момент здатний дати можливість для зародження нового організму і тривати він не більше півтори доби. У разі коли запліднення не відбувається, яйцеклітина, не дочекавшись сперматозоїда, гине і виводиться назовні з менструацією. Іноді трапляється так, що у жінки утворюється не 1 плодове яйце, а 2 або навіть кілька, то при їх заплідненні сперматозоїдом виходять двоє або більше дітей – двійнята, трійнята і т. д. Якщо відбувається поділ уже попереднього запліднення яйця – то народжуються близнюки.
Яким чином відбуваються процеси зачаття дитини
При овуляції мільйони сперматозоїдів спрямовуються до шийки матки, розташованої біля задньої частини піхви. Щоб відбулося запліднення яйцеклітини і відбувся процес зачаття, сперматозоїду належить виконати наступне:
- пройти через шийку матки (близько 2 см);
- подолати 5 см порожнини матки;
- пройти по матковій трубі, довжина якої в середньому дорівнює 12 см.
Все просування займає не менше двох-трьох годин, після чого сперматозоїд з’єднується з яйцеклітиною в ампулярном відділі.
Труднощі шляху
Середовище піхви не надто сприяє життєдіяльності сперматозоїда, тому їх велика частина не здатні досягти матки і гине в піхву після закінчення 2 годин. Процес запліднення в яйцеклітині можливий тільки при достатній кількості сперматозоїдів, що потрапили в матку і активізувалися в ній. Надалі сперматозоїди просуваються по фаллопієвій трубі, в якій і трапляється саме запліднення. Коли яйцеклітина не повністю підготовлена до процесів подальшого розвитку, сперматозоїди здатні очікувати її зі збереженням своїх здібностей протягом декількох днів. Щоб весь процес зачаття пройшов успішно, температура в цей період підтримується в межах 37.
Детальний опис по днях
Як же все-таки відбувається процес зачаття дитини з найбільш значущими змінами, які характерні для цього періоду? Коротко ця картина виглядає подібним чином:
- Труднощі, подоланні сперматозоїдами, які відбуваються в процесі зачаття дитини на цьому етапі не закінчуються, їм належить проникнути крізь захисну мембрану яйцеклітини. Головкою, що містить особливі ферменти, сперматозоїду вдається розчинити оболонку і проникнути в саму яйцеклітину. Якщо крізь оболонку яйцеклітини проникли відразу два найбільш активних сперматозоїда, вагітність не відбудеться, повести може тільки одному з них. У мембрані, відразу після проникнення одного з сперматозоїдів, виникають характерні зміни, що перешкоджають проникненню інших сперматозоїдів, які через деякий час гинуть.
- Утворення зиготи обумовлено злиттям ядер сперматозоїда і яйцеклітини. Через 1-1.5 дня в ній починаються процеси ділення на дві клітини – бластомери, які здатні продовжувати ділитися далі.
- Третій день, при якому ембріон складається вже з 8 бластомерів, а зародок отримує свій особистий геном.
- На четвертий день ембріон містить до 16-ти клітин, в ньому починаються процеси ущільнення. З’являється загроза розвитку позаматкової вагітності.
Починаючи з п’ятого і по сьомий день ембріон здатен вільно переміщається в матці, а вже до кінця цього періоду закріплюється в ній – відбувається імплантація, під час якої може виділитися деяка кількість крові, іноді помилково приймається за менструальную. На превеликий жаль, тільки одне запліднення з 10 призводить до позитивного результату. У цьому періоді в складі крові виявляється присутність ХГЧ – вважає гормоном вагітності. Через 10 діб після звершення процесу овуляції можна визначити з точністю присутність вагітності. У випадках, коли все пройшло вдало, плід буде рости і розвиватися в жіночому організмі все місяці вагітності, до самого народження.
Допомога сучасних досягнень
Важливим є те, як сучасні досягнення в області гінекології дозволяють вирішити багато проблем у тих, хто не може самостійно досягти відбулася вагітності. Проблема полягає не в тому, що один або обоє неповноцінні, у них утворюється і повноцінні яйцеклітини, і життєздатні сперматозоїди, але існують деякі перешкоди для досягнення успіху. Це може статися у випадках, коли сперматозоїди не можуть зустрітися з яйцеклітиною через непрохідності труб, або їх рухливість на цей момент є недостатньою і сперматозоїд не встигає досягти яйцеклітини.
Недостатня кількість сперматозоїдів теж може служити вагомою причиною безпліддя. Навіть такі причини, як несумісність на імунологічному рівні і нез’ясовані причини здатні порушити репродуктивні функції. Медицина в подібному випадку здатна зачати дитину в пробірці, тобто провести ЕКО. Для проведення цієї процедури береться яйцеклітина, яку запліднюють сперматозоїдом, після чого запліднену яйцеклітину пересаджують в маткову порожнину жінки. Подібна процедура цілком природна і надалі плід розвивається як зазвичай.