受精是指成熟的生殖細胞(精子和卵)結合為新細胞(受精卵)的過(guò)程。成熟的卵由卵巢排出,進(jìn)入輸卵管,此時(shí)若遇到精子,就會(huì )與精子結合,成為受精卵。
如果排出的卵在24小時(shí)內不能與精子相遇而受精,即退化死亡。精子在生殖道內可存活1~3天,而受精能力可維持1~2天。受精卵具有高度的生活能力和父母雙方的遺傳特性,如果男女性的生殖管道不通暢,精子和卵子不能相遇,受精也就不能實(shí)現(避孕套、子宮帽等避孕方法和輸卵管結扎手術(shù)就是基于此原理)。受精卵在向子宮移動(dòng)過(guò)程中出現分裂并形成胚泡,種植在子宮內膜上,在適宜的環(huán)境條件下分化發(fā)育成新個(gè)體。
人工授精是將優(yōu)質(zhì)精液(丈夫的或他人的)輸入女方體內,使之受精,用于解決某些患不育癥夫婦的生育問(wèn)題。人類(lèi)的人工授精術(shù)于1890年首先由美國的杜萊遜使用,此后使用者與日俱增。據估計,僅在美國,每年約有5000~10000名人工授精嬰兒誕生。1983年,中國首例用冷凍精液人工授精的嬰兒在湖南誕生
通過(guò)性交而射精使精子射入陰道后,精子沿女性生殖道向上移送到輸卵管。精子一旦進(jìn)入女性生殖道即經(jīng)歷成熟變化并存活2天左右。
卵子從卵巢排出后大約經(jīng)8~10分鐘就進(jìn)入輸卵管,經(jīng)輸卵管傘部到達輸卵管和峽部的連接點(diǎn)處(輸卵管壺腹部),并停留在壺腹部。如遇到精子即在此受精。人類(lèi)卵細胞與精子結合的部位大多都是在輸卵管壺腹部。
成群的精子在運行過(guò)程中經(jīng)過(guò)子宮、輸卵管肌肉的收縮運動(dòng),大批精子失去活力而衰亡,最后只有20~200個(gè)左右的精子到達卵細胞的周?chē)?,最終只能有一個(gè)精子與一個(gè)卵子結合。
受精過(guò)程約需24小時(shí)
當一個(gè)獲能的精子進(jìn)入一個(gè)次級卵母細胞的透明帶時(shí),受精過(guò)程即開(kāi)始。到卵原核和精原核的染色體融合在一起時(shí),則標志著(zhù)受精過(guò)程的完成。
受精的過(guò)程包括精子與卵子接觸,精子穿過(guò)卵細胞的放射冠和透明帶,次級卵母細胞進(jìn)行第二次分裂及兩性原核的融合。
受精之前,精子的表面膜和卵子的微纖毛都有明顯的超微結構變化。卵細胞外圍的放射冠細胞在輸卵管粘膜和精液內酶的作用下分散,若干個(gè)精子借助自身的運動(dòng)穿過(guò)放射冠。
10分鐘內精子借頂體的頂體反應穿過(guò)透明帶
精子穿過(guò)透明帶后只有一個(gè)精子能進(jìn)入卵細胞內,遂即抑制其他精子穿入。
精子進(jìn)入卵細胞后再進(jìn)入卵黃,釋出第二極體。精子尾部消失,頭部變圓、膨大,形成雄原核;卵黃收縮,透明帶內出現縫隙,而次級卵母細胞完成第二次有絲分裂,排出第二極體后,主細胞成為成熟的卵細胞,其細胞核形成雌原核。
雌雄原核的接觸、融合形成一個(gè)新細胞,恢復46個(gè)染色體(父系母系各23個(gè)),這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為受精。
受精卵形成后,由輸卵管轉移到子宮中進(jìn)行胚胎發(fā)育。
受精卵即合子,在受精后還要經(jīng)過(guò)3~4天的“蜜月”旅行才能從輸卵管到達子宮。此時(shí)的子宮內膜在存激素與孕激素的作用下,經(jīng)過(guò)精心布置,象一個(gè)溫暖勢適的宮殿。受精卵經(jīng)過(guò)卵裂后形成人的胚泡,它能分泌一種蛋白分解酶,侵蝕子宮內膜,使受精卵植入其中,這在醫學(xué)上叫做“著(zhù)床”,從此懷胎。
每個(gè)生命來(lái)到這個(gè)世界都不容易。我們對生命要加倍珍惜。
看似簡(jiǎn)單卻不容易的受精過(guò)程
男子在生育期可持續地產(chǎn)生精子。成年男子每次射精排放到女性生殖道內的精液中含有2至3億個(gè)精子,只有300-500個(gè)能到達受精地點(diǎn)。其中又只有一個(gè)精子能與卵子結合。而女性通常每月只能排出一個(gè)發(fā)育成熟的卵子。
女子每月定期排卵一次。排卵時(shí)間(排卵期)一般在下次月經(jīng)前12~16天。排出的卵子一般只能存活12-30小時(shí),性交后可受精的平均時(shí)間為12~24小時(shí)。精子射入女性生殖道后保持受精能力的時(shí)間為1~3天。因此,只有在女性排卵期前3天至排卵期后1天,女性同房才有較大可能懷孕。如果當精子與卵子相遇時(shí),任何一方已失去了受精能力則不能受孕。實(shí)際生活中也可看到在月經(jīng)第7天前后性交而受孕者。這很可能是由于性變引起的額外排卵,至于精子存活的時(shí)間是否可意外地延長(cháng),尚未徹底弄清。
受精過(guò)程就是精子與卵子結合的過(guò)程,正常成年男子每次射入陰道內的精子雖有數千萬(wàn)到2億,但經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的路途,受到重生阻礙,大部分夭折,最后能到達受精部位的精子只有幾百個(gè)。下面讓我們來(lái)看看精子的征程。
首先,精子進(jìn)入陰道骨,有可能會(huì )被陰道的酸性環(huán)境殺死。其次,很大一部分精子被子宮頸這個(gè)“大門(mén)”擋了回去,所以,只有一部分能以極快的速度闖進(jìn)頸口進(jìn)入宮腔。宮頸黏液的性質(zhì)對精子穿透起著(zhù)決定作用,它有著(zhù)周期性變化,因此,精子只能在排卵期前后才有可能進(jìn)入子宮。進(jìn)入宮腔后,精子還要運行一段比自己的身體長(cháng)上萬(wàn)倍的距離,因此,它們必須在沿途不斷獲得能量才能前進(jìn),而且,有一部分精子會(huì )被白細胞吞噬。即使到達宮腔頂部,由于兩側卵巢每個(gè)月只有一邊排卵,究意是哪一側呢?精子無(wú)法判斷。因此,它們只好兵分兩路,同時(shí)進(jìn)入兩側輸卵管。這樣,一部分精子選對了方向,而另一部分則撲了空。所以,經(jīng)過(guò)長(cháng)途跋涉,真正到達卵子周?chē)木右褳閿挡欢嗔?,一般不超過(guò)200個(gè)。
當精子進(jìn)入輸卵管接近卵子時(shí),卵子外面包繞的一層像帶子一樣的(稱(chēng)為透明帶)特殊組織,產(chǎn)生一種特殊的物質(zhì),可以把精子吸引到卵子的外圍。這時(shí),精子利用其頭部所含的一些蛋白質(zhì)溶解酶把包在卵子外面的一層層的卵丘細胞及其之間的膠質(zhì)深化,試圖開(kāi)辟出一條進(jìn)入卵子的通路。當然,一個(gè)精子所含的酶量是遠不夠的,但是,在許多精子的共同作用下,終于在卵泡上打開(kāi)了一個(gè)缺口。與此同時(shí),透明帶也在積極準備,“歡迎”精子的到來(lái),它釋放一些能溶解蛋白質(zhì)的物質(zhì),從里面使卵泡細胞解體,一旦缺口形成,精子就乘虛而入,鉆進(jìn)卵細胞內,但只有最強的精子才能做到。這樣,就完成了受精的準備過(guò)程,一個(gè)新的生命即將誕生了。當精子鉆進(jìn)卵子后,透明帶很快分泌一種物質(zhì),隨即把自身的缺口堵上,關(guān)閉了進(jìn)入卵細胞的“大門(mén)”,以后的精子就不能再闖進(jìn)去。所以,每次受精總是一個(gè)精子對一個(gè)卵子,一次闖進(jìn)去兩個(gè)精子的機會(huì )是很少見(jiàn)的。
成熟卵細胞離開(kāi)卵巢后的壽命約24小時(shí),但受精能力僅12小時(shí)。精子射出后壽命比卵子長(cháng),可達72小時(shí),但受精能力也只有24小時(shí)。在有限的受精能力的時(shí)限內受精可以得到健康的受精卵。
當成熟的卵子離別它的母體——卵巢后,就投入了輸卵管傘部的懷抱,由于上皮細胞纖毛的擺動(dòng),幾分鐘后即被送人。輸卵管的腹腔開(kāi)口處,而來(lái)到壺腹部。在那里它將稍作停留,并使外圍保護層中排列緊密的冠狀細胞松散,以等待精子的到來(lái)。當精子沖破重重障礙而來(lái)到輸卵管與卵子相遇時(shí),兩者并不能馬上結合。結合前需經(jīng)過(guò)兩個(gè)重要的過(guò)程:
第一過(guò)程是要破除卵子外圍的保護層;它們由豐富的粘多糖和糖蛋白組成,這些保護層阻止精子與卵子結合。因此精子必須釋放一系列的酶,以消化粘多糖與蛋白質(zhì),才能使三個(gè)保護層溶解。這些酶平常存在于精子頭部的頂體內,只有在頂體膜破裂后才能釋放出來(lái)。這一破裂和釋放的過(guò)程被稱(chēng)為頂體反應。頂體酶系中含有好幾種酶,如酸性水解酶、透明質(zhì)酸酶、放射冠分散酶及頂體蛋白酶等,都是溶解保護層的重要酶。當精子越過(guò)卵丘和放射冠后,便同透明帶表面疏松地粘著(zhù)。這時(shí)樹(shù)透明帶內外表面各點(diǎn)上的受體便對精子進(jìn)行識別,這種識別保證了人卵子只能和人精子結合的專(zhuān)一性。經(jīng)過(guò)識別后,透明帶才分解,允許精子進(jìn)入卵細胞內。
第二個(gè)過(guò)程是融合的過(guò)程,開(kāi)始融合時(shí)卵子膜上的絨毛先將精子抱合,兩者的細胞膜逐漸融合,并釋放皮質(zhì)顆粒,使透明帶硬化阻止其余精子再進(jìn)入,以免多個(gè)精子與一個(gè)卵子結合。精子進(jìn)入卵黃后又要經(jīng)過(guò)第二極體形成,然后形成雄性及雌生原核,兩個(gè)原核接觸后,接觸部位的原核膜變?yōu)橹笭?,互相交錯對插,直到融合而開(kāi)始第一次卵裂。這時(shí)受精才告完成,而新的生命就從此開(kāi)始了。
由此可以看出精卵結合的過(guò)程是多么復雜、精密,而精子的頂體反應又是結合的先決條件。當許多人化驗精液,精子數目很多,活動(dòng)力也正常,但卻遲遲不能生育,就是因為沒(méi)有發(fā)生頂體反應。因此,現在可用檢查精子的頂體反應,來(lái)判斷精子是否有受精的功能。若精子不能發(fā)生頂體反應,則數目再多、活動(dòng)力再好,也不可能與卵子結合。
當成熟的卵子離別它的母體——卵巢后,就投入了輸卵管傘部的懷抱,由于上皮細胞纖毛的擺動(dòng),幾分鐘后即被送人。輸卵管的腹腔開(kāi)口處,而來(lái)到壺腹部。在那里它將稍作停留,并使外圍保護層中排列緊密的冠狀細胞松散,以等待精子的到來(lái)。當精子沖破重重障礙而來(lái)到輸卵管與卵子相遇時(shí),兩者并不能馬上結合。結合前需經(jīng)過(guò)兩個(gè)重要的過(guò)程:
第一過(guò)程是要破除卵子外圍的保護層;它們由豐富的粘多糖和糖蛋白組成,這些保護層阻止精子與卵子結合。因此精子必須釋放一系列的酶,以消化粘多糖與蛋白質(zhì),才能使三個(gè)保護層溶解。這些酶平常存在于精子頭部的頂體內,只有在頂體膜破裂后才能釋放出來(lái)。這一破裂和釋放的過(guò)程被稱(chēng)為頂體反應。頂體酶系中含有好幾種酶,如酸性水解酶、透明質(zhì)酸酶、放射冠分散酶及頂體蛋白酶等,都是溶解保護層的重要酶。當精子越過(guò)卵丘和放射冠后,便同透明帶表面疏松地粘著(zhù)。這時(shí)樹(shù)透明帶內外表面各點(diǎn)上的受體便對精子進(jìn)行識別,這種識別保證了人卵子只能和人精子結合的專(zhuān)一性。經(jīng)過(guò)識別后,透明帶才分解,允許精子進(jìn)入卵細胞內。
第二個(gè)過(guò)程是融合的過(guò)程,開(kāi)始融合時(shí)卵子膜上的絨毛先將精子抱合,兩者的細胞膜逐漸融合,并釋放皮質(zhì)顆粒,使透明帶硬化阻止其余精子再進(jìn)入,以免多個(gè)精子與一個(gè)卵子結合。精子進(jìn)入卵黃后又要經(jīng)過(guò)第二極體形成,然后形成雄性及雌生原核,兩個(gè)原核接觸后,接觸部位的原核膜變?yōu)橹笭?,互相交錯對插,直到融合而開(kāi)始第一次卵裂。這時(shí)受精才告完成,而新的生命就從此開(kāi)始了。
由此可以看出精卵結合的過(guò)程是多么復雜、精密,而精子的頂體反應又是結合的先決條件。當許多人化驗精液,精子數目很多,活動(dòng)力也正常,但卻遲遲不能生育,就是因為沒(méi)有發(fā)生頂體反應。因此,現在可用檢查精子的頂體反應,來(lái)判斷精子是否有受精的功能。若精子不能發(fā)生頂體反應,則數目再多、活動(dòng)力再好,也不可能與卵子結合。