Эмбриологический протокол

Рассмотрим строение яйцеклетки и сперматозоида

Яйцеклетка напоминает обычную клетку, имеет округлую форму, включает ядро, имеющем в своем составе ДНК (материнский генетический материал), цитоплазму и оболочку. Клетка окружена так называемым «лучистым венцом», состоящим из защитных клеток.

Сперматозоид имеет принципиально иное строение. Это обусловлено выполняемой им функцией: ему необходимо преодолеть расстояние от шейки матки до яичникового отдела маточной трубы. Сперматозоид имеет головку (в которой содержится ДНК: отцовский генетический материал), шейку и хвостик. На головке у сперматозоида имеется специальная структура – акросома, содержащая ферменты, способствующие проникновению сперматозоида в яйцеклетку.

Принципиальное отличие женского и мужского организмов заключается в том, что запас яйцеклеток в женском организме строго ограничен и закладывается во время внутриутробного развития девочки. Когда врожденный запас фолликулов истощается, женщина утрачивает репродуктивную функцию (менопауза). В мужском организме процесс образования сперматозоидов не зависит от возраста и носит постоянный характер.

Симптомы внематочной беременности

Единственным признаком внематочной беременности на ранних сроках может быть задержка месячных. На этом этапе выявить патологию можно лишь в ходе УЗИ. Обычно симптомы проявляются на 5–14-й неделе беременности, когда плод достигает определенного размера и происходит разрыв маточной трубы или трубный аборт — отторжение плода.

Признаки разрыва маточной трубы:

• сильная резкая боль;
• головокружение и предобморочное состояние;
• тошнота и рвота;
• понос;
• боль в плече.

Боль, как правило, возникает с одной стороны живота, и может быть чрезвычайно интенсивной. Иногда сопровождается потерей сознания. Боль усиливается при мочеиспускании и опорожнении кишечника. Также появляются темные, реже ярко-красные кровянистые выделения из влагалища. Кровотечение может быть не постоянным. Некоторые женщины принимают его за начало месячных и не знают, что беременны.

Типичные признаки беременности

Внематочная беременность сопровождается гормональными изменениями, свойственными нормальной беременности, а значит, и ее характерными симптомами на ранней стадии:

• тошнота;
• болезненные ощущения в молочных железах;
• задержка месячных;
• учащение потребности в мочеиспускании;
• повышенная утомляемость.

Тест на беременность может показать положительный результат, даже если беременность внематочная.

Боль в животе может отдавать в плечо. Она обычно возникает в положении лежа и указывает на внутреннее кровотечение, вызванное внематочной беременностью. Считается, что при кровотечении происходит раздражение диафрагмального нерва, расположенного в мышце, которая отделяет грудную полость от брюшной и участвует в процессе дыхания. Раздражение диафрагмального нерва вызывает отраженную боль в плечевом суставе.

Внематочная беременность иногда имеет схожие симптомы с заболеванием желудочно-кишечного тракта, в частности, сопровождаться поносом и рвотой.

Наиболее тяжелый симптом внематочной беременности — шок. Он наступает при разрыве маточной трубы и последующем внутреннем кровотечении. Признаки шока — головокружение и обморок. Также могут возникнуть следующие симптомы:

• внезапная резкая боль в области живота;
• тошнота;
• учащение сердцебиения;
• бледность;
• понос.

Разрыв маточной трубы требует немедленной медицинской помощи.

Вызовите скорую помощь по телефону 03 со стационарного телефона, 112 или 911 — с мобильного, если у вас появились кровянистые выделения и сильная боль в животе после задержки месячных.

Внешнее и внутреннее оплодотворение

У животных возможно наружное или внутреннее оплодотворение. В первом случае мужские и женские гаметы попадают из организма во внешнюю среду. Например, самка выметывает, откладывает яйцеклетки (икру). Самец выделяет сперму. Слияние половых клеток происходит вне тела — в окружающей среде.

Рис. 6 Икра лягушки

Внешнее оплодотворение — характерная особенность примитивно устроенных водных животных. К ним относятся двустворчатые моллюски, большинство видов рыб, многие земноводные (Рис. 6).

Внутреннее оплодотворение отличается от внешнего тем, секрет половых желез самца попадает в половые органы самки, где происходит слияние гамет. Оплодотворенная яйцеклетка зачастую выводится наружу. Внутреннее оплодотворение — характерная черта наземных животных. Этот тип слияния половых клеток встречается у пресмыкающихся, птиц, млекопитающих. Такой способ характерен для некоторых водных насекомых.

Оплодотворенное яйцо развивается во внешней среде, как у насекомых, птиц, пресмыкающихся, В этом случае образуется защитная оболочка —  скорлупа. Самка откладывает яйца в безопасное место: складывает в гнездо, замаскированное в ветках, прикрепляет к растениям, в незаметных местах, зарывает в землю, песок.

Наружно-внутренний — промежуточный тип. Самка способна захватывать половые продукты, выделенные самцом и оставленные во внешней среде на каком-либо субстрате. Так происходит у ряда членистоногих, у хвостатых земноводных.

В протекании оплодотворения у растений и животных можно найти общие черты. Они доказывают единство живой природы. Каждый тип оплодотворения имеет преимущества и недостатки. При выделении половых клеток в окружающую среду, часто происходит их гибель. Этот тип оплодотворения — единственно возможный у животных, ведущих прикрепленный образ жизни.

Внутреннее оплодотворение обеспечивает сохранение большего числа гамет, их потери существенно уменьшаются. Животным необходимо тратить энергию на поиск полового партнера. Кроме того, появляется потомство, мало приспособленное к самостоятельной жизни. Требуется уход родителей.

Живые организмы начинают свою жизнь с одной клетки или части материнского организма. Размножение может быть бесполым или половым, в зависимости от вида участвующих клеток.

Биологическая роль оплодотворения заключается в восстановлении диплоидного набора хромосом при слиянии гаплоидных половых клеток, сочетании в новом организме наследственной информации и признаков двух родителей.

Смотри также:

• Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные; автотрофы, гетеротрофы, аэробы, анаэробы
• Онтогенез и присущие ему закономерности. 
• Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов

Причины внематочной беременности

Ответить на вопрос, почему возникла внематочная беременность не всегда удается. Считается, что чаще всего причиной становится нарушение функции маточных (фаллопиевых труб). Под действием ряда факторов оплодотворенная яйцеклетка может не добраться до матки и прикрепиляется в трубе. Длина маточной трубы — около 10 см, изнутри она покрыта миллионами клеток с движущимися ворсинками — ресничками. При повреждении маточной трубы (ее непроходимости или сужении) реснички не могут доставить яйцеклетку в матку, и беременность развивается в маточной трубе.

Ниже описаны наиболее распространенные факторы риска внематочной беременности.

Воспалительное заболевание органов малого таза. Это бактериальная инфекция органов женской репродуктивной системы. Обычно воспаление начинается с влагалища или шейки матки и распространяется на выше расположенные половые органы.

Причина воспалительных заболеваний — бактерии, чаще хламидии, которыми можно заразиться во время незащищенного полового акта. Зачастую хламидиоз не имеет симптомов, и женщина не знает о болезни, однако бактерии могут вызывать воспаление маточных труб (сальпингит), повышающее риск внематочной беременности в четыре раза. Прочитайте подробнее о признаках и диагностике хламидиоза.

Перенесенная внематочная беременность. Если в прошлом у вас была внематочная беременность, риск повторного заболевания повышается и составляет от 10% до 25%, в зависимости от ее первоначальных причин.

Проконсультируйтесь с гинекологом, когда можно будет планировать следующую беременность после внематочной беременности. Как правило, этот вопрос решается индивидуально. Чаще всего рекомендуется подождать 2 полных менструальных цикла, чтобы маточные трубы могли полностью восстановиться. После лечения метотрексатом этот срок обычно увеличивают до 3 месяцев. Но даже по прошествии этого времени не все женщины психологически готовы к новой попытке.

Шансы на успешную беременность зависят от состояния маточных труб. В среднем 65% женщин могут забеременеть через полтора года. Если зачатие обычным способом невозможно, предлагается лечение бесплодия, например, — оплодотворение яйцеклетки в пробирке и ее последующая хирургическая пересадка в матку.

Перенесенная операция. Риск внематочной беременности повышают перенесенные операции на маточных трубах, особенно:

• женская стерилизация (легирование, или перевязка, маточных труб) — примерно в 0,5% случаев операция оказывается неэффективной, женщина может забеременеть, и зигота прикрепляется вне матки;
• операция по устранению внематочной беременности в прошлом.

Лечение бесплодия. Препараты, стимулирующие овуляцию (выход яйцеклетки из яичника), повышают риск внематочной беременности приблизительно в 4 раза. Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) не всегда эффективно и также может привести к неправильному расположению эмбриона (зародыша). По статистике, это происходит примерно в 1 случае из 22.

Контрацепция. Внутриматочная спираль очень эффективна (99–100%) в профилактике беременности, однако если при ее использовании беременность все же наступает, скорее всего, она будет внематочной. Такой же результат возможен при использовании экстренной пероральной контрацепции в случае ее неэффективности.

Прочие факторы риска:

• аборты;
• опухоли и аномалии развития половых органов, в том числе маточных труб;
• курение — риск внематочной беременности у курящих женщин в два раза выше, чем у некурящих;
• возраст старше 35лет.

Симптомы беременности на 1-й неделе

Первыми признаками беременности традиционно считают утреннюю тошноту, слабость, быструю утомляемость. Все это — характерные признаки токсикоза беременных, но ожидать их возникновения с первых же дней после зачатия ошибочно. Зачастую эти «симптомы» проявляются значительно позже, уже с третьей и даже четвертой недели вынашивания малыша.

Как это ни странно, но на первом этапе организм никак не сообщает женщине о том, что зачатие уже произошло. По словам Марии Прохоровой, нет никаких специфических симптомов, по которым можно было бы выявить беременность в этот момент. Единственный признак — это легкий дискомфорт внизу живота, который может возникнуть ближе к седьмому дню после зачатия.

В этот же период в теле будущей мамы появляется особый гормон. Он называется хорионическим гонадотропином, сокращенно ХГЧ. Его продуцирует внешний слой зародыша, именуемый трофобластом. Именно этот гормон и сообщает телу женщины о факте зачатия, он же стимулирует начало характерных изменений в организме. До тех пор, пока ХГЧ не вырабатывается, несмотря на наличие оплодотворенной яйцеклетки в теле женщины, никаких изменений в нем не происходит. Появление первых признаков в редких случаях возможно уже на второй неделе после зачатия, а обычно они возникают на третей-четвертой неделях.

pixabay.com &nbsp/&nbsp

Физиологический процесс оплодотворения

Процесс оплодотворения полностью зависит от гормональной регуляции, психоэмоционального состояния женского организма, факторов окружающей среды и др. Менструальный цикл условно начинается с первого дня менструации, когда происходит «обнуление» гормонального фона. Именно тогда начинается рост когорты фолликулов, из которых к 5-7 дню менструального цикла происходит отбор одного фолликула. По достижении фолликулом размеров 18-25 мм (обычно на 12-14 день менструального цикла) происходит овуляция.

В результате происходит выход яйцеклетки в брюшную полость, откуда при помощи фимбрий (особых выростов маточной трубы) попадает в яичниковый отдел маточной трубы, где происходит ее встреча со сперматозоидами, которые, в свою очередь, после эякуляции проделали долгий путь в течении нескольких часов по женским половым путям. В результате этой встречи, при наличии благоприятных условий среды, происходит оплодотворение.

В дальнейшем, уже делящийся эмбрион (зигота — содержащий материнский и отцовский генетический материал) совершает путь по маточным трубам к матке за счет перистальтических сокращений стенок маточных труб, движения ворсинок и капиллярного тока жидкости. В дальнейшем, попадая в полость матки, эмбрион прикрепляется к одной и стенок матки, происходит имплантация и дальнейшее развитие эмбриона.

Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных

По наличию гамет растительные организмы относят к двудомным и однодомным. Первые — это мужские и женские особи. У однодомных есть и мужские, и женские цветки на одном растении, как у огурца. Двудомные — растения, несущие либо только женские, либо только мужские цветки, как у тополя, облепихи, ивы.

Встречаются двуполые(гермафродитные) организмы. У простейших, кишечнополостных, плоских червей, дождевого червя, некоторых рыб, моллюсков, ящериц, одна и та же особь производит мужские и женские половые клетки. Также, к гермафродитным организмам относятся многие цветковые растения.

Оплодотворением называют процесс слияния мужской клетки и женской, с образованием зиготы. В отличие от гамет, она имеет диплоидный набор хромосом. Зигота делится, из нее развивается зародыш.

Для оплодотворения необходимы следующие условия:

• одновременное созревание мужских и женских половых клеток;
• доставка созревших мужских гамет к женским;
• биологическая совместимость половых клеток.

У растений может происходить оплодотворение мужскими гаметами, произведенными одной особью, женских половых клеток, созревших на другой особи. Возможно, и проникновение собственных сперматозоидов при самоопылении.

Оплодотворение начинается в момент сближения и проникновения сперматозоида в яйцеклетку. Происходит слияние ядер двух половых клеток. Формируются нити веретена первого деления. Образуются две первые клетки нового организма.

Двойное оплодотворение у растений

Опыление — перенос пыльцы, содержащей мужские гаметы (спермии), на рыльце пестика. Только после этого возможно оплодотворение. 

Рис. 5 Двойное оплодотворение в цветке

Этапы:

1. Пыльца прорастает.  Образуется пыльцевая трубка, которая удлиняется в сторону завязи пестика. По этому каналу два спермия передвигаются к зародышевому мешку.
2. Один спермий сливается с яйцеклеткой. Образуется зигота, имеющая диплоидный набор хромосом. Впоследствии из зиготы развивается зародыш.
3. Второй спермий сливается с центральной, уже диплоидной клеткой. В результате образуется эндосперм — запасающая ткань.

Протекание этапов оплодотворения изучил С.Г. Навашин в 1898 г. Процесс назвали двойным оплодотворением. Участвуют два спермия и одна яйцеклетка. Второй и третий этапы двойного оплодотворения протекают в завязи пестика, где расположен зародышевый мешок с семязачатком.

После оплодотворения происходят митотические деления зиготы, образуется зародыш. Питательные вещества для роста и развития находятся в эндосперме.

Оплодотворение у животных

У позвоночных сближение гамет возможно при синхронизации их выведения из мужского и женского организмов. Облегчает оплодотворение выделение яйцеклеткой особых химических факторов, «направляющих» сперматозоид в пространстве.

Таким образом, витрификация позволяет:

• избежать многоплодной беременности;
• сохранить нормальные жизнеспособные эмбрионы,оставшиеся после цикла ЭКО для последующего переноса;
• родить второго и третьего ребенка без стимуляции в естественном цикле;
• осуществлять программы донорства гамет и эмбрионов;
• сохранить эмбрионы и гаметы у пациентов, проходящих лечение рака;
• сохранить яйцеклетки по другим медицинским показаниям (напр., когда женщина страдает прогрессирующим эндометриозом, у нее нарушается функция яичников и количество яйцеклеток хорошего качества снижается);
• транспортировать биологический материал на любые расстояния.

Все это значительно увеличивает результативность процедуры ЭКО, сокращает ее стоимость и затрачиваемое время и дает возможность оказать помощь большему количеству семей, желающих иметь ребенка.

Типы оплодотворения

Оплодотворение у животных

Процесс оплодотворения у животных может происходить как внутри, так и снаружи, разница во многом определяется методом рождения. Животные которые используют живородящий и ововивипарное размножение (эмбрионы развиваются в теле животного), и яйценосный животные, которые откладывают яйца в скорлупе, используют внутреннее оплодотворение.

Внутреннее оплодотворение вовлекает соединение спермы и яйцеклеток в теле (обычно женщины) родителя. Чтобы произошло внутреннее оплодотворение, самец должен имплантировать свою сперму в женские репродуктивные тракты. Имплантация может быть достигнута либо: копуляцией, при которой перенос сперматозоидов осуществляется путем введения полового члена или другого мужского беспомощного орган и эякуляция во влагалище, или клоака : или с помощью клоакального поцелуя, при котором две птицы сжимают клоаки вместе и происходит передача спермы. Некоторые животные, такие как моллюски, паукообразные, саламандры и некоторые насекомые, переносят сперматофор, связку или капсулу, содержащую сперму, которая хранится в клоаке до тех пор, пока не произойдет яйцекладка.

Животные, которые являются яйцекладущими, хотя производят яйца, которые испытывают недостаток или имеют тонкие яйцевые оболочки, размножаются путем внешнего оплодотворения. Внешнее оплодотворение – это репродуктивная стратегия, включающая соединение гамет вне тела, либо в нерестовом процессе, когда гамет обоих полов быстро выбрасывается в водную среду, либо может происходить, когда самка откладывает яйца на подложка и впоследствии оплодотворяются мужчиной. Внешнее оплодотворение имеет определенные преимущества, такие как снижение вероятности заражения венерическими болезнями, защита от насильственного поведения между организмами и увеличение генетическая изменчивость в пределах Население,

Оплодотворение в Растениях

Оплодотворение у растений происходит после опыления и прорастание, Опыление происходит путем передачи Цветочная пыльца – которые являются мужскими микрогаметами семян растений, продуцирующих сперматозоиды – из одного растение стигме (женский репродуктивный орган) другого. Пыльцевое зерно поглощает воду и происходит прорастание.

Проросшее пыльцевое зерно прорастает пыльцевую трубку, которая растет и проникает в яйцеклетка (структура яйца) через поры, называемые микропилем. Сперма затем передается через пыльцевую трубку из пыльцы.

У цветковых растений происходит вторичное оплодотворение. Два сперматозоида переносятся из каждого пыльцевого зерна, один из которых оплодотворяет яйцеклетку клетка сформировать диплоид зиготы. Ядро второй сперматозоида сливается с двумя гаплоидный ядра, содержащиеся во второй женской гамете, называемой центральной клеткой. Это второе оплодотворение формирует триплоидную клетку, которая впоследствии набухает и развивает плодоносящее тело.

Самоудобрение

Процесс оплодотворения, который включает в себя перекрестное оплодотворение между гаметами двух разных особей, мужчины и женщины, называется аллогамией. Автогамия, также известная как самооплодотворение, происходит, когда две гаметы от одного отдельного плавкого предохранителя; это происходит у гермафродитов, таких как плоские черви и некоторые растения.

Образование бластоцисты.

С течением времени внутри морулы начинает образовываться большая межклеточная полость, характеризующая переход к стадии бластоцисты. Стадия бластоцисты – последняя стадия развития эмбриона перед имплантацией, и далеко не все эмбрионы в норме до нее доживают. Бластоциста состоит их трофобласта – тонкого слоя клеток, расположенных по краю полости бластоцисты, и внутренней клеточной массы – группы клеток, выглядящих как небольшая компактная морула внутри бластоцисты. Именно из внутренней клеточной массы образуются впоследствии ткани зародыша, а трофобласт даст внезародышевую ткань.

Характеризуется бластоциста с одной стороны размером своей полости по шкале от 1 до 5. С другой стороны, оценивается сформированность внутренней клеточной массы и трофобласта по трехбалльной шкале (буквами A, B или C). Клетки трофобласта должны быть мелкими, ровными, и в совокупности образовывать сферу. Внутренняя клеточная масса не должна фрагментироваться, и все ее клетки должны иметь плотные контакты, не позволяющие различать отдельных клеток. Более-менее точно оценить качество бластоцисты можно со стадии 3 (бластоциста среднего размера), но надо помнить, что криоконсервацию лучше всего переживают бластоцисты с маленькой полостью.