精子與卵子到底是如何結合變化的?

通過合理類比可知:精子與卵子的結合,就像兩個星球碰撞在一起一樣發生爆炸式輻射出粒子(光粒子),這源源不斷輻射出的營養粒子會與外界進入的營養粒子結合轉變成細胞最終形成大量細胞合為一整體的新生命. 受精是指成熟的生殖細胞(精子和卵)結合為新細胞(受精卵)的過程。成熟的卵由卵巢排出,進入輸卵管,此時若遇到精子,就會與精子結合,成為受精卵。  如果排出的卵在24小時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,受精也就不能實現(避孕套、子宮帽等避孕方法和輸卵管結紮手術就是基於此原理)。受精卵在向子宮移動過程中出現分裂並形成胚泡,種植在子宮內膜上,在適宜的環境條件下分化發育成新個體。  人工授精是將優質精液(丈夫的或他人的)輸入女方體內,使之受精,用於解決某些患不育症夫婦的生育問題。人類的人工授精術於1890年首先由美國的杜萊遜使用,此後使用者與日俱增。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  通過性交而射精使精子射入陰道後,精子沿女性生殖道向上移送到輸卵管。精子一旦進入女性生殖道即經歷成熟變化並存活2天左右。  卵子從卵巢排出後大約經8~10分鐘就進入輸卵管,經輸卵管傘部到達輸卵管和峽部的連接點處(輸卵管壺腹部),並停留在壺腹部。如遇到精子即在此受精。人類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程中經過子宮、輸卵管肌肉的收縮運動,大批精子失去活力而衰亡,最後只有20~200個左右的精子到達卵細胞的周圍,最終只能有一個精子與一個卵子結合。  受精過程約需24小時  當一個獲能的精子進入一個次級卵母細胞的透明帶時,受精過程即開始。到卵原核和精原核的染色體融合在一起時,則標誌著受精過程的完成。  受精的過程包括精子與卵子接觸,精子穿過卵細胞的放射冠和透明帶,次級卵母細胞進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,若干個精子藉助自身的運動穿過放射冠。  10分鐘內精子借頂體的頂體反應穿過透明帶  精子穿過透明帶後只有一個精子能進入卵細胞內,遂即抑制其他精子穿入。  精子進入卵細胞後再進入卵黃,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,排出第二極體後,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、融合形成一個新細胞,恢復46個染色體(父系母系各23個),這個過程就稱為受精。  受精卵形成後,由輸卵管轉移到子宮中進行胚胎髮育。  受精卵即合子,在受精後還要經過3~4天的「蜜月」旅行才能從輸卵管到達子宮。此時的子宮內膜在存激素與孕激素的作用下,經過精心布置,象一個溫暖勢適的宮殿。受精卵經過卵裂後形成人的胚泡,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,這在醫學上叫做「著床」,從此懷胎。  每個生命來到這個世界都不容易。我們對生命要加倍珍惜。  看似簡單卻不容易的受精過程  男子在生育期可持續地產生精子。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3億個精子,只有300-500個能到達受精地點。其中又只有一個精子能與卵子結合。而女性通常每月只能排出一個發育成熟的卵子。  女子每月定期排卵一次。排卵時間(排卵期)一般在下次月經前12~16天。排出的卵子一般只能存活12-30小時,性交後可受精的平均時間為12~24小時。精子射入女性生殖道後保持受精能力的時間為1~3天。因此,只有在女性排卵期前3天至排卵期後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,任何一方已失去了受精能力則不能受孕。實際生活中也可看到在月經第7天前後性交而受孕者。這很可能是由於性變引起的額外排卵,至於精子存活的時間是否可意外地延長,尚未徹底弄清。  受精過程就是精子與卵子結合的過程,正常成年男子每次射入陰道內的精子雖有數千萬到2億,但經過漫長的路途,受到重生阻礙,大部分夭折,最後能到達受精部位的精子只有幾百個。下面讓我們來看看精子的征程。  首先,精子進入陰道骨,有可能會被陰道的酸性環境殺死。其次,很大一部分精子被子宮頸這個「大門」擋了回去,所以,只有一部分能以極快的速度闖進頸口進入宮腔。宮頸黏液的性質對精子穿透起著決定作用,它有著周期性變化,因此,精子只能在排卵期前後才有可能進入子宮。進入宮腔後,精子還要運行一段比自己的身體長上萬倍的距離,因此,它們必須在沿途不斷獲得能量才能前進,而且,有一部分精子會被白細胞吞噬。即使到達宮腔頂部,由於兩側卵巢每個月只有一邊排卵,究意是哪一側呢?精子無法判斷。因此,它們只好兵分兩路,同時進入兩側輸卵管。這樣,一部分精子選對了方向,而另一部分則撲了空。所以,經過長途跋涉,真正到達卵子周圍的精子已為數不多了,一般不超過200個。  當精子進入輸卵管接近卵子時,卵子外麵包繞的一層像帶子一樣的(稱為透明帶)特殊組織,產生一種特殊的物質,可以把精子吸引到卵子的外圍。這時,精子利用其頭部所含的一些蛋白質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深化,試圖開闢出一條進入卵子的通路。當然,一個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,終於在卵泡上打開了一個缺口。與此同時,透明帶也在積極準備,「歡迎」精子的到來,它釋放一些能溶解蛋白質的物質,從裡面使卵泡細胞解體,一旦缺口形成,精子就乘虛而入,鑽進卵細胞內,但只有最強的精子才能做到。這樣,就完成了受精的準備過程,一個新的生命即將誕生了。當精子鑽進卵子後,透明帶很快分泌一種物質,隨即把自身的缺口堵上,關閉了進入卵細胞的「大門」,以後的精子就不能再闖進去。所以,每次受精總是一個精子對一個卵子,一次闖進去兩個精子的機會是很少見的。  成熟卵細胞離開卵巢後的壽命約24小時,但受精能力僅12小時。精子射出後壽命比卵子長,可達72小時,但受精能力也只有24小時。在有限的受精能力的時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——卵巢後,就投入了輸卵管傘部的懷抱,由於上皮細胞纖毛的擺動,幾分鐘後即被送人。輸卵管的腹腔開口處,而來到壺腹部。在那裡它將稍作停留,並使外圍保護層中排列緊密的冠狀細胞鬆散,以等待精子的到來。當精子衝破重重障礙而來到輸卵管與卵子相遇時,兩者並不能馬上結合。結合前需經過兩個重要的過程:第一過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,才能使三個保護層溶解。這些酶平常存在於精子頭部的頂體內,只有在頂體膜破裂後才能釋放出來。這一破裂和釋放的過程被稱為頂體反應。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。當精子越過卵丘和放射冠後,便同透明帶表面疏鬆地粘著。這時樹透明帶內外表面各點上的受體便對精子進行識別,這種識別保證了人卵子只能和人精子結合的專一性。經過識別後,透明帶才分解,允許精子進入卵細胞內。第二個過程是融合的過程,開始融合時卵子膜上的絨毛先將精子抱合,兩者的細胞膜逐漸融合,並釋放皮質顆粒,使透明帶硬化阻止其餘精子再進入,以免多個精子與一個卵子結合。精子進入卵黃後又要經過第二極體形成,然後形成雄性及雌生原核,兩個原核接觸後,接觸部位的原核膜變為指狀,互相交錯對插,直到融合而開始第一次卵裂。這時受精才告完成,而新的生命就從此開始了。由此可以看出精卵結合的過程是多麼複雜、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,活動力也正常,但卻遲遲不能生育,就是因為沒有發生頂體反應。因此,現在可用檢查精子的頂體反應,來判斷精子是否有受精的功能。若精子不能發生頂體反應,則數目再多、活動力再好,也不可能與卵子結合。 當成熟的卵子離別它的母體——卵巢後,就投入了輸卵管傘部的懷抱,由於上皮細胞纖毛的擺動,幾分鐘後即被送人。輸卵管的腹腔開口處,而來到壺腹部。在那裡它將稍作停留,並使外圍保護層中排列緊密的冠狀細胞鬆散,以等待精子的到來。當精子衝破重重障礙而來到輸卵管與卵子相遇時,兩者並不能馬上結合。結合前需經過兩個重要的過程:第一過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,才能使三個保護層溶解。這些酶平常存在於精子頭部的頂體內,只有在頂體膜破裂後才能釋放出來。這一破裂和釋放的過程被稱為頂體反應。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。當精子越過卵丘和放射冠後,便同透明帶表面疏鬆地粘著。這時樹透明帶內外表面各點上的受體便對精子進行識別,這種識別保證了人卵子只能和人精子結合的專一性。經過識別後,透明帶才分解,允許精子進入卵細胞內。第二個過程是融合的過程,開始融合時卵子膜上的絨毛先將精子抱合,兩者的細胞膜逐漸融合,並釋放皮質顆粒,使透明帶硬化阻止其餘精子再進入,以免多個精子與一個卵子結合。精子進入卵黃後又要經過第二極體形成,然後形成雄性及雌生原核,兩個原核接觸後,接觸部位的原核膜變為指狀,互相交錯對插,直到融合而開始第一次卵裂。這時受精才告完成,而新的生命就從此開始了。由此可以看出精卵結合的過程是多麼複雜、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,活動力也正常,但卻遲遲不能生育,就是因為沒有發生頂體反應。因此,現在可用檢查精子的頂體反應,來判斷精子是否有受精的功能。若精子不能發生頂體反應,則數目再多、活動力再好,也不可能與卵子結合。
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