Оплодотворением называется слияние зрелых мужской (сперматозоида) и женской (яйцеклетки) половых клеток (гамет), в результате чего образуется зигота, дающая начало новому организму.

Основным требованием для формирования гаметы и дальнейшего развития плодного яйца является зрелость сперматозоида и яйцеклетки, так как неполноценные клетки не способны к дальнейшему развитию зародыша. Процесс созревания яйцеклетки и сперматозоида сложен, завершением его является редукционное деление, в результате которого число хромосом в ядрах обеих клеток уменьшается вдвое. Ядро новой клетки, образовавшейся в результате оплодотворения, содержит полный набор хромосом (46).

Процесс образования сперматозоидов (сперматогенез) происходит в извитых семенных канальцах мужских гонад (яичках). Стенка семенного канальца состоит из тонкой соединительно-тканной основы и внутреннего сперматогенного слоя, образованного сертолиевым синцитием и располагающимися в его петлях мужскими половыми клетками в разных стадиях развития. Завершается процесс сперматогенеза образованием зрелых сперматозоидов в период полового созревания. Полному созреванию сперматозоидов предшествует двукратное (быстро следующее друг за другом) деление, в результате которого в ядре половой клетки остается половина хромосом (23).

Длина зрелого сперматозоида человека составляет 50–60 мкм. Строение сперматозоида представлено головкой, шейкой и хвостиком. Головка по форме овальная, слегка сплющенная с боков, содержит основную часть сперматозоида – ядро, окруженное тонким слоем цитоплазмы. Шейка сперматозоида состоит из протоплазмы, содержит видоизмененную центросому, которая способствует процессу дробления оплодотворенной яйцеклетки. Хвостик в свою очередь состоит из протоплазмы и служит приспособлением для активного передвижения сперматозоидов в жидкой среде. Благодаря колебательным движениям хвостика сперматозоид способен совершать самостоятельное движение головкой вперед и развивать скорость до 2–3 мм в минуту. У сперматозоидов также имеется способность двигаться против тока жидкости. Это способствует их движению из влагалища в матку, а из нее в маточные трубы, несмотря на то что ток жидкости имеет противоположное направление.

Непосредственно после деления сперматозоиды не обладают двигательной активностью, способность к движению они приобретают, попадая в секрет семенных пузырьков и предстательной железы.

Смесь сперматозоидов с секретом семенных пузырьков, предстательной и бульбоуретральных (куперовых) желез называется семенной жидкостью, или спермой. Сперма представляет собой студенистую массу беловатого цвета, реакция ее щелочная, имеет специфический запах. Во время полового сношения во влагалище изливается 3–5 мл спермы, в которой содержится 300–500 млн сперматозоидов. Главным местом попадания спермы является задний свод влагалища, куда обращена влагалищная часть шейки матки. Наружное отверстие канала шейки матки соприкасается со спермой, скопившейся в заднем своде, что благоприятствует проникновению сперматозоидов в матку.

Во время полового возбуждения происходит сокращение мускулатуры матки, наружный зев приоткрывается, слизистая пробка выступает из шейки и обволакивается спермой, попавшей в задний свод. По окончании полового сношения слизистая пробка со сперматозоидами втягивается обратно в шейку матки. В результате сперматозоиды попадают в шейку матки уже через 3 мин после излития спермы во влагалище. Отмечено, что слизь канала шейки матки становится наиболее проницаемой для сперматозоидов в течение нескольких дней до и в период овуляции. В это время слизь становится более жидкой, в ней образуется особая мукопротеиновая сеть, имеющая продольное расположение нитей. По этим нитям и происходит продвижение сперматозоидов. Следует отметить значение «цервикального фактора» в том, что в цервикальной слизи происходит гибель значительного количества аномальных сперматозоидов, постоянно присутствующих в семенной жидкости.

В дальнейшем по прохождении цервикального канала шейки матки, заполненного слизью, сперматозоиды попадают в полость матки, а затем в маточные трубы.

В связи с щелочной средой в полости матки и маточных трубах сперматозоиды сохраняют способность к движению в течение 3–4 дней. Однако способность к оплодотворению сперматозоиды сохраняют только в течение 24–48 ч. Сперматозоиды же, проникшие через маточные трубы в брюшную полость, погибают в течение суток. Благодаря самостоятельным активным движениям сперматозоидов уже через 0,5–1 ч они достигают полости матки, а через 1,5–2 ч попадают в маточные трубы, где и происходят встреча и слияние с яйцеклеткой. Также во время продвижения сперматозоида в матку и маточные трубы происходит завершение всех процессов, повышающих способность к оплодотворению – капитация. Капитация представляет собой сложный процесс приобретения сперматозоидом способности к проникновению через оболочки в яйцеклетку. В настоящее время считается, что для капитации спермы необходимо определенное соотношение гормонов в организме женщины и ее половых органах (матке, маточных трубах). Особое значение в этом отдается содержанию эстрогенов, которые повышают способность сперматозоидов к оплодотворению яйцеклетки.

Развитие и созревание яйцеклетки, как уже описывалось в предыдущей главе, происходят в яичниках и регулируются сложным механизмом гормональных и других видов воздействий. Рост фолликула происходит из первичного (премордиального) фолликула, состоящего из незрелой яйцеклетки, эпителиальных клеток вокруг нее и соединительной ткани. В первой фазе менструального цикла происходит созревание нескольких премордиальных фолликулов, но стадии полного созревания достигает обычно один фолликул, другие подвергаются регрессу в течение 24–48 ч. Зрелая яйцеклетка в свою очередь окружена прозрачной оболочкой, лучистым венцом, попадает из лопнувшего фолликула в брюшную полость. В маточную трубу яйцеклетка попадает благодаря присасывающим перистальтическим движениям трубы, создающей ток жидкости от воронки к маточному концу трубы.

Наибольшая способность к оплодотворению яйцеклетки отмечается сразу после овуляции и в течение 12–24 ч. При непроизошедшем оплодотворении происходит ее гибель.

Оплодотворение обычно происходит в ампулярной части маточной трубы.

Яйцеклетка, кроме блестящей оболочки, окружена несколькими слоями клеток яйценосного бугорка. Именно эти слои препятствуют проникновению сперматозоида в протоплазму яйцеклетки. В свою очередь сперматозоиды имеют специальный органоид – акросому, который помогает их проникновению в протоплазму яйцеклетки. Акросома представляет собой мембранный пузырек, расположенный на вершине головки сперматозоида. При контакте сперматозоида с клетками яйценосного бугорка выделяются специфические ферменты (около 10–12) – акросомальная реакция. Эти ферменты способствуют увеличению проницаемости лучистого венца и блестящей оболочки, в результате чего в яйцеклетку проникает один или несколько сперматозоидов. В норме пытаются проникать в яйцеклетку несколько сперматозоидов, однако после проникновения первого возникает своеобразный «барьер» для проникновения других. Основной механизм образования этого «барьера» заключается в кортикальной реакции, в ходе которой происходит выделение из яйцеклетки содержимого кортикальных гранул, которые ранее располагались под плазматической мембраной яйцеклетки.

Именно один проникший сперматозоид и участвует в оплодотворении яйцеклетки. В результате происходят слияние двух клеток и ассимиляция ядерного материала, что дает начало образованию единого ядра зиготы. Следует отметить, что, помимо слияния наследственности, находящейся в ядрах половых клеток, объединяется цитоплазматическая наследственность. Поэтому-то зигота, обладающая двойной наследственность, приобретает способность к активному размножению и дифференцировке. А в связи с повышенным обменом веществ в ней происходит очень быстрое ее развитие. Все не попавшие в яйцеклетку сперматозоиды погибают, и продукты их распада всасываются слизистой оболочкой маточных труб.