Befruktning: Anmärkningar om fertilisering hos människor

Läs den här artikeln för att lära dig om fertiliseringen hos människor!

Sammansmältningen av en haploid manlig gamete (sperma) och en haploid kvinnlig gamete (ovum) för att bilda en diploid zygot kallas befruktning.

Image Courtesy: cnx.org/content/m44848/latest/Figure_43_07_01.jpg

Idén om befruktning var känd för Leeuwenhoek år 1683.

Födelseplats:

Hos människor förekommer befruktning mestadels i äggledarens ampullaryt-ismiska korsning (Fallopian tube).

Ankomst av spermier:

Manliga utsläpp sänker sig i kvinnans vagina nära livmoderhalsen under coitus (copulation). Detta kallas insemination. En enda ejaculation av semen kan innehålla 300 miljoner spermier.

Behandling av spermier:

Från slidan reser spermierna upp i livmodern men bara några tusen finner sig in i äggledarnas öppningar.

Primärt, sammandragningar av livmodern och äggledarna hjälper till med spermrörelse men senare rör de sig med sin egen rörlighet. Spermier simmar i fluidmediet med en hastighet av 1, 5 till 3 mm per minut för att nå platsen. Leucocyterna i det vaginala epitelet uppslukar miljontals spermier.

Ankomst av sekundär oocyt:

Hos människor, den sekundära oocyten släpps från den mogna graafiska follikeln i en äggstock (ägglossning). Oocyten mottas av den närliggande Fallopian tratten och skickas in i Fallopian röret genom fimbriae och deras cilia. Den sekundära oocyten kan befrukas endast inom 24 timmar efter det att den har släppts från äggstocken.

Den sekundära oocyten är omgiven av många spermier, men endast en sperma lyckas med att befästa oocyten. Sedan den andra meiotiska divisionen pågår, så går spermien in i sekundärokocyt. Den andra meiotiska divisionen avslutas genom att spermierna kommer in i sekundärocyten. Efter denna sekundära oocyt kallas äggum (ägg).

Kapacitering av spermier:

Spermierna i kvinnans könsorgan är gjorda för att befrukta ägget genom sekret från det kvinnliga könsorganet. Dessa utsöndringar av det kvinnliga könsorganet avlägsnar beläggningsämnen avsatta på ytan av spermierna, särskilt de på akrosomen.

Sålunda exponeras receptorställena på akrosomen och spermier blir aktiva för att tränga in i ägget. Detta fenomen av spermieraktivering hos däggdjur är känt som kapacitering. Det tar ungefär 5 till 6 timmar för kapacitering.

Sekretionerna av vesiklar, prostatakörtel och bulbouretralkörtlar (Cowper körtlar) i sperma innehåller näringsämnen som aktiverar spermierna. Utsöndringarna av dessa körtlar neutraliserar också surheten i skeden. Alkaliskt medium gör spermierna mer aktiva.

Fysikaliska och kemiska händelser vid fertilisering:

Dessa händelser inkluderar följande processer.

(i) Acrosomal Reaktion:

Efter ägglossningen når den sekundära oocyten fallopianröret (ovidukten). De kapaciterade spermierna genomgår akrosomal reaktion och frisätter olika kemikalier som ingår i akrosomen. Dessa kemikalier kallas kollektivt spermi-lysiner. Viktiga spermier lysiner är (i) hyaluronidas som verkar på marken av follikelceller, (ii) korona penetrerande enzym som löser upp korona radiata och (iii) zona lysin eller akrosin som hjälper till att smälta zona pellucida.

Optimal pH, Ca ⁺⁺, Mg ⁺⁺ joner koncentration och temperatur är väsentliga för akrosomal reaktion. Ca ⁺⁺ spelar stor roll vid akrosomal reaktion. I frånvaro av Ca ⁺⁺ sker inte befruktning.

På grund av akrosomal reaktion smälter plasmamembranet i sperma med plasmamembranet i sekundärokocytet så att spermieinnehållet går in i oocyten. Bindning av spermien till sekundär oocyten inducerar depolarisering av oocytplasmemembranet. Depolarisering förhindrar polyspermien (inträde av mer än en sperma i oocyten). Det garanterar monospermy (inträde av en sperma i oocyten).

(ii) kortikalreaktion:

Strax efter fusion av sperma och plasmamembran av oocyt visar sekundärokocyt en kortikal reaktion. De kortikala granulerna är närvarande under plasmamembranet hos den sekundära oocyten.

Dessa granuler smälter med oocytets plasmamembran och släpper ut deras innehåll inklusive kortikala enzymer mellan plasmamembranet och zona pellucida. Dessa enzymer härdar zona pellucida som också förhindrar inträde av ytterligare spermier (polyspermy).

(iii) Spermtillträde:

Vid kontaktpunkten med spermierna bildar den sekdndära oocyten en utsprång betecknad konen av mottagning eller befruktningskon som tar emot spermierna. Spermiernas distala centriol delar upp och bildar två centrioler för att generera den mitotiska spindeldannelsen för celldelning. Den däggdjurs sekundära oocyten (ägget) har inte egna centrioler.

(iv) Karyogamy (Amphimixis):

Sperminmatning stimulerar sekundär oocyt för att slutföra den suspenderade andra meiotiska uppdelningen. Detta ger en haploid mogen äggstock och en andra polär kropp. Spermans huvud som innehåller kärnan skiljer sig från mittstycket och svansen och blir hanprotesen.

Den andra polära kroppen och utsöndringen av spermierna degenererar. Kärnan i ägget kallas nu, den kvinnliga pronukleusen. Manliga och kvinnliga pronuclei rör sig mot varandra. Deras kärnmembran sönderdelas.

Blandning av en spermas kromosomer och ett ägg är karyogami eller amphimixis. Den befruktade ägget (ägget) kallas nu zygote. Zygoten är en diploid encellell cell som har 46 kromosomer hos människor. Moderen sägs nu vara gravid.

(v) Aktivering av ägg:

Spermtillträde stimulerar metabolismen i zygoten. Som ett resultat ökar hastigheterna för cellulär andning och proteinsyntes kraftigt. Förutom att aktivera ägget är en annan spermas roll att bära DNA till ägg.

Betydelsen av befruktning:

Befruktning har följande betydelser, (i) Den återställer det diploida antalet kromosomer som är karakteristiska för arten viz., 46 i människa, (ii) Gödning initierar klyvning, (iii) Det introducerar de centrioler som saknas i det mogna ägget . (iv) Befruktning resulterar i bestämning av kön i embryot, (v) Det kombinerar karaktärerna hos två föräldrar. Detta introducerar variationer. (vi) Befruktningsmembran som utvecklats efter spermiernas inträde förhindrar inträdet av andra spermier i ägget.

Fertilizin-Antifertilizin-interaktion:

FR Lillie föreslog befruktningsteori år 1914, som är baserad på havsurchin (en echinoderm). Enligt denna teori utsöndrar ägget (ägg) en kemikalie med namnet fertilizin (sammansatt av glykoprotein = monosackarider + aminosyror) och sperma har på sin yta ett proteinämne som kallas antibefruktning (sammansatt av sura aminosyror).

Ett äggs gödselin växelverkar med en gödsel av en sperma av samma art. Denna interaktion gör att spermierna håller fast vid äggytan. Adhesionen av spermier till ägg av samma art genom kemiskt erkännande kallas agglutination.