ձվաբջջի և սպերմատոզոիդի միաձուլում From Wikipedia, the free encyclopedia
Մարդու բեղմնավորումը ձվաբջջի և սպերմատոզոիդի միավորումն է, որը հիմնականում տեղի է ունենում արգանդափողի ամպուլյար հատվածում[1]։ Այս միավորման արդյունքը հանգեցնում է բեղմնավորված ձվաբջջի առաջացմանը, որը կոչվում է զիգոտ և սկիզբ է դնում սաղմի զարգացմանը[2]։ Գիտնականները բացահայտել են մարդու բեղմնավորման դինամիկան 19-րդ դարում։
Մարդու բեղմնավորում | |
---|---|
Ենթադաս | բեղմնավորում |
Մասն է | հղիություն |
Արտադրում է | երեխա |
Նկարագրված է | «Օտտո» գիտական հանրագիտարան |
Բեղմնավորման գործընթացը ներառում է սպերմատոզոիդի միաձուլումը ձվաբջիջի հետ։ Այս գործընթացը սկսվում է սեռական հարաբերության ժամանակ սերմնաժայթքմամբ, ապա հաջորդում է օվուլյացիան և ավարտվում է բեղմնավորմամբ։ Այս հաջորդականության տարբեր բացառություններ են հնարավոր, ներառյալ ինսեմինացիան, արտամարմնային բեղմնավորումը, արտաքին սերմնաժայթքումը առանց սեռական հարաբերության կամ սեռական հարաբերությունը ձվազատումից անմիջապես հետո[3][4]։ Երկրորդային օվոցիտին հանդիպելիս՝ սպերմատոզոիդի ակրոսոմը արտադրում է ֆերմենտներ, որոնք թույլ են տալիս նրան թափանցել ձվաբջիջի արտաքին թաղանթով, որը կոչվում է «փայլուն թաղանթ» (zona pellucida): Այնուհետև սպերմատոզոիդի պլազման միաձուլվում է ձվաբջջի պլազմատիկ թաղանթին և դրանց կորիզները միաձուլվում են՝ ստիպելով սպերմատոզոիդի գլխիկին անջատվել իր մարմնից, ապա բեղմնավորված ձվաբջիջը շարժվում է արգանդափողով և հասնում արգանդ։
Արտամարմնային բեղմնավորումը (ԱՄԲ) մի գործընթաց է, որի ժամանակ ձվաբջիջները բեղմնավորվում են սպերմատոզոիդներով արգանդից դուրս, in vitro պայմաններում։
Անտիկ դարաշրջանում Արիստոտելը պատկերել է նոր անհատների ձևավորումը, որը տեղի է ունենում արական և իգական հեղուկների միաձուլման միջոցով, որոնց ձևն ու գործառույթը աստիճանաբար են առաջանում, իր կողմից կոչված էպիգենետիկ եղանակով[5]։
Բեղմնավորումը տեղի է ունենում արգանդափողի ամպուլյար հատվածում, այն մասում, որը թեքվում է ձվարանների շուրջը։ Կապացիտացված սպերմատոզոիդը ձգտում է դեպի պրոգեստերոն, որը արտազատվում է ձվաբջիջը շրջապատող բջիջներից[6]։ Պրոգեստերոնը կապվում է սերմի մեմբրանի CatSper ընկալիչի հետ և բարձրացնում կալցիումի ներբջջային մակարդակը՝ առաջացնելով հիպերակտիվ շարժունակություն։ Սպերմատոզոիդը շարունակում է լողալ դեպի պրոգեստերոնի ավելի բարձր կոնցենտրացիաներ՝ արդյունավետորեն ուղղորդվելով դեպի ձվաբջիջ[7]։ 200 միլիոն սպերմատոզոիդներից մոտ 200-ն են հասնում արգանդափողի ամպուլյար հատված։
Գործընթացի սկզբում սերմնահեղուկը ենթարկվում է մի շարք փոփոխությունների, քանի որ թարմ սերմնաժայթքված սերմնահեղուկը ի վիճակի չէ բեղմնավորման կամ վատ է բեղմնավորվում[8]։ Սերմնահեղուկը պետք է կապացիտացվի իգական վերարտադրողական ուղիներում, ինչը մեծացնում է նրա շարժունակությունը և հիպերբևեռացնում է թաղանթը` նախապատրաստելով նրան ակրոսոմալ ռեակցիային՝ ձվաբջջի կոշտ թաղանթով ֆերմենտային ներթափանցմանը[9]։
Սպերմատոզոիդը կապվում է ճաճանչաձև պսակի հետ, որը երկրորդական օվոցիտի արտաքին մասում տեղակայված ֆոլիկուլային բջիջների շերտ է։ Ճաճանչաձև պսակը քիմիական նյութեր է արտադրում, որոնք ձգում են ֆալոպյան փողում առկա սպերմատոզոիդները դեպի ձվաբջիջ։ Այն գտնվում է գլիկոպրոտեինային փայլուն թաղանթից վերև, որը շրջապատում է ձվաբջիջը[10]։
Այնտեղ, որտեղ սպերմատոզոիդը պատրաստվում է ծակել, օոպլազման դուրս է բերվում կոնաձև արտափքման տեսքով, որը կոչվում է ձգողականության կամ ձգման կոն։ Սպերմատոզոիդի ներթափանցումից հետո օոպլազմայի ծայրամասային մասը վերածվում է թաղանթի՝ պերիվիտելինային թաղանթի, որը խոչընդոտում է լրացուցիչ սպերմատոզոիդների անցումը[11]։
Ճաճանչաձև պսակով անցնելուց հետո սպերմատոզոիդը հասնում է փայլուն թաղանթին, որը համարվում է գլիկոպրոտեինների արտաբջջային մատրիքս։
A ZP3 գլիկոպրոտեինը, որը գտնվում է փայլուն թաղանթի վրա, կապվում է սպերմատոզոիդի գլխիկի մակերեսի վրա առկա բջիջների ընկալիչների հետ։ Այս միացումը նպաստում է ակրոսոմի պայթելուն, ինչի արդյունքում արտազատվում են ակրոսոմալ ֆերմենտներ, որոնք օգնում են սպերմատոզոիդին ներթափանցել ձվաբջիջը շրջապատող հաստ փայլուն թաղանթի միջով՝ ի վերջո հասնելով ձվաբջջի բջջային թաղանթին[12]։
Որոշ սերմնաբջիջներ վաղաժամ սպառում են իրենց ակրոսոմը ձվաբջջի մակերեսին, ինչը հեշտացնում է այլ սերմնաբջիջների ներթափանցումը։ Պոպուլյացիայում հասուն հապլոիդ սերմնաբջիջները ունեն միջինը 50% գենոմի նմանություն, ուստի վաղաժամ ակրոսոմային ռեակցիաները նպաստում են նույն խմբի անդամի կողմից բեղմնավորմանը[13]։ Այն կարելի է դիտարկել որպես հարազատների ընտրության մեխանիզմ։
Վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս գործընթացում ձվաբջիջը պասիվ չէ։ Այլ կերպ ասած, նրանք նույնպես փոփոխությունների են ենթարկվում, որոնք օգնում են հեշտացնել նման փոխգործակցությունը[14][15]։
Այն բանից հետո, երբ սպերմատոզոիդը մտնում է ձվաբջիջի ցիտոպլազմա, սպերմատոզոիդի պոչը և արտաքին ծածկույթը քայքայվում են։ Սպերմատոզոիդի և ձվաբջիջի թաղանթների միաձուլումը առաջացնում է կորտիկալ ռեակցիա[16]։ Երկրորդային օոցիտի ներսում կորտիկալ հատիկները միաձուլվում են բջջի պլազմային թաղանթին, ինչի հետևանքով այդ հատիկների ներսում գտնվող ֆերմենտները էկզոցիտոզով դուրս են մղվում դեպի փայլուն թաղանթ։ Սա, իր հերթին, բերում է նրան, որ փայլուն թաղանթում առկա գլիկոպրոտեինները խաչվում են միմյանց հետ, այսինքն՝ ֆերմենտները ստիպում են ZP2-ի հիդրոլիզվել ZP2f–ի՝ դարձնելով ամբողջ թաղանթը կոշտ և անթափանց սերմնաբջիջների համար։ Սա կանխում է ձվաբջջի բեղմնավորումը մեկից ավելի սպերմատոզոիդի կողմից[17]։
Իրենց գենետիկ նյութի միաձուլմանը նախապատրաստվելիս և՛ ձվաբջիջը, և՛ սպերմատոզոիդը ենթարկվում են փոխակերպումների՝ որպես բջջային թաղանթների միաձուլման ռեակցիա։
Ձվաբջիջը ավարտում է իր երկրորդ մեյոտիկ բաժանումը։ Սա հանգեցնում է հասուն հապլոիդ ձվաբջիջի և բևեռային մարմնի արտազատմանը[18]։ Ձվաբջջի կորիզը այս գործընթացում կոչվում է պրոնուկլուս՝ այն բեղմնավորման արդյունք հանդիսացող կորիզներից տարբերելու համար։
Սպերմատոզոիդի պոչը և միտոքոնդրիումները քայքայվում են տղամարդու պրոնուկլեուսի ձևավորմամբ։ Ահա թե ինչու մարդկանց բոլոր միտոքոնդրիումները մայրական ծագում ունեն։ Այնուամենայնիվ, սերմնահեղուկից ՌՆԹ-ի զգալի քանակությունը փոխանցվում է ստացված սաղմին և, հավանաբար, ազդում է սաղմի զարգացման և սերունդների ֆենոտիպի վրա[19]։
Սպերմատոզոիդի միջուկը միաձուլվում է ձվաբջիջի հետ՝ հնարավորություն տալով միաձուլել նրանց գենետիկական նյութը։
Երբ սպերմատոզոիդը մտնում է պերիվիտելինային տարածություն, գլխիկի վրա գտնվող սպերպատոզոիդին հատուկ Izumo սպիտակուցը կապվում է ձվաբջիջի թաղանթի վրա գտնվող Juno ընկալիչների հետ[20]։ Երբ այն կապվում է, առաջանում է պոլիսպերմիայի կանխման երկու համակարգ։ Մոտ 40 րոպե անց ձվաբջիջի մյուս Juno ընկալիչները կորչում են նրա թաղանթից, ինչը հանգեցնում է նրան, որ այն այլևս միաձուլման ենթակա չի լինում այլ սպիտակուցների հետ։ Բացի այդ, տեղի կունենա նաև կորտիկալ ռեակցիան, որն առաջանում է օվաստացինի կապման և ZP2 ընկալիչների ճեղքման հետևանքով, որը գտնվում է փայլուն թաղանթի վրա[21]։ Պոլիսպերմիայի կանխման այս երկու գործընթացները խանգարում են զիգոտին չափազանց շատ ԴՆԹ ունենալ։
Պրոնուկլեուսները շարժվում են դեպի ձվաբջջի կենտրոն և սկսում են արագորեն ռեպլիկացնել իրենց ԴՆԹ–ն, որպեսզի պատրաստեն զիգոտին առաջին միտոտիկ բաժանմանը[22]։
Սովորաբար սպերմատոզոիդի և ձվաբջիջի 23 քրոմոսոմները միաձուլվում են (սպերմատոզոիդների մոտավորապես կեսը կրում է X քրոմոսոմ, իսկ մյուս կեսը Y քրոմոսոմ[23])։ Նրանց թաղանթները լուծվում են՝ արգելքներ չթողնելով արական և իգական քրոմոսոմների միջև։ Այս տարրալուծման ժամանակ նրանց միջև ձևավորվում է միտոտիկ աղեղ։ Այդ աղեղը «բռնում է» քրոմոսոմները՝ նախքան դրանց տարածվելը ձվաբջջի ցիտոպլազմայում։ Հետագայում միտոզն անցնելուց հետո (որը ներառում է քրոմատիդների ձգումը դեպի ցենտրիոլներ անաֆազում) բջիջը հավաքում է գենետիկական նյութ արական և իգական բջիջներից միաժամանակ։ Այսպիսով, սպերմատոզոիդների և ձվաբջիջների միավորման առաջին միտոզը նրանց քրոմոսոմների իրական միաձուլումն է[22]։
Այդ միտոզից առաջացած երկու դուստր բջիջներից յուրաքանչյուրն ունի յուրաքանչյուր քրոմատիդից մեկական կրկնօրինակ, որը կրկնօրինակվել էր նախորդ փուլում։ Այսպիսով, նրանք գենետիկորեն նույնական են[փա՞ստ]։
Բեղմնավորումն այն իրադարձությունն է, որն ամենից հաճախ օգտագործվում է կյանքի սկիզբը նշելու համար՝ սաղմի կամ պտղի նախածննդյան զարգացման նկարագրություններում[24]։ Կիրառվում է բեղմնավորման տարիք, սաղմնային տարիք, պտղի տարիք կամ (ներարգանդային) զարգացման (ՆԱՄ) տարիք հասկացությունները[25]։
Գեստացիոն ժամկետը ընդունված է հաշվարկել վերջին դաշտանի առաջին օրվանից։ Պայմանականորեն, հղիության ժամկետը հաշվարկվում է բեղմնավորման ենթադրյալ օրվան 14 օր ավելացնելով և հակառակը[26]։ Այնուամենայնիվ, բեղմնավորումը սովորաբար տեղի է ունենում օվուլյացիայից հետո մեկ օրվա ընթացքում, որն իր հերթին տեղի է ունենում միջինը նախորդ դաշտանի սկզբից 14,6 օր հետո[27]։ Այս ինտերվալը կարող է նաև զգալիորեն փոփոխվել՝ 95% դեպքերում կանխատեսվող օվուլյացիան լինում է դաշտանից հետո 9-ից 20 օր անց, նույնիսկ միջին վիճակագրական կնոջ համար, ում մոտ վերջին դաշտանի առաջին օրից մինչև օվուլյացիայի միջև ընկած միջին ժամանակահատվածը կազմում է 14,6 օր[28]։ Հսկիչ խմբում ներառված կանանց 95%–ի մոտ կանխատեսվող օվուլյացիայի միջակայքը 8,2-ից 20,5 օրն է[27]։
Միջին ժամանակաշրջանը մինչև ծննդաբերությունը գնահատվել է 268 օր (38 շաբաթ և երկու օր) օվուլյացիայից հետո, 10 օր ստանդարտ շեղումով կամ 3,7% տատանումների գործակցով[29]։
Բեղմնավորման տարիքը երբեմն օգտագործվում է հետծննդյան շրջանում (պտղի ծնվելուց հետո)՝ տարբեր ռիսկային գործոնների գնահատման նպատակով։ Օրինակ, այն հանդիսանում է բավականին լավ կանխատեսիչ գործոն վաղաժամ ծնված երեխաների մոտ ներփորոքային արյունահոսությունների ռիսկի գնահատման համար, որոնք բուժվում են էքստրակորպորալ թաղանթային օքսիգենացիայի միջոցով[30]։
Բեղմնավորման գործընթացի խամգարման արդյունքում կարող են առաջանալ տարբեր ախտաբանություններ։ Դրանք կարող են առաջանալ սպերմատոզոիդի և ձվաբջջի միաձուլման գործընթացի խանգարման արդյունքում, ինչպես նաև կարող են պայմանավորված լինել զիգոտի բջիջը կրող կենսաբանական ծնողի առողջական վիճակով։ Ստորև բերված են այն հիվանդություններից մի քանիսը, որոնք կարող են առաջանալ և առկա լինել այդ գործընթացի ընթացքում։
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.