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生命诞生的起源——受精卵的“取经之路”

2024-03-21 阅读量:18294

生命的诞生一直是人类研究的焦点之一,从化学的角度来看,生命是一系列极其复杂的有机分子相互作用形成的。然而,这个最基本的单元——受精卵,是如何诞生、如何着床并发育,却一直是个谜。

对大多数多细胞动物来说,新生命起源于生殖细胞——精子和卵子,它们通过受精作用将遗传信息从上一代传递到下一代,以维持种群的延续。

而成熟的卵子受精才是妊娠的开始,从两个互不相识的精子和卵子到结合成受精卵,需要经过严格的“流水线”,才能得以落地。那么接下来请跟随小编一起来参观一下受精卵的艰辛“取经之路”!

受精卵的形成

第一关:精子获能

精液射入女性阴道后,精子经宫腔管进入输卵管腔,在此过程中精子顶体表面糖蛋白被生殖道分泌物中的α、β淀粉酶降解,同时顶体膜结构发生变化,降低顶体膜的稳定性,此获能过程需要7小时左右。

第二关:顶体反应

精子获能后在输卵管中等待卵子,卵子(次级卵母细胞)从卵巢排出,经输卵管伞部进入输卵管与精子相遇,此时精子头部顶体外膜破裂,释放出顶体酶,溶解卵子周围的放射冠和透明带。借助酶的作用,精子穿过放射冠和透明带。

第三关:透明带反应

在受精卵形成的过程中,只有发生顶体反应的精子才能与次级卵母细胞融合。精子头部与卵子表面接触,卵子细胞质内的皮质颗粒释放溶解体酶,引起透明带结构改变,精子受体分子变性,阻止其他精子进入透明带,这一过程称为透明带反应。

第四关:精卵结合

穿过透明带的精子外膜与卵子胞膜接触并结合,精子进入卵子内,随后进行减数分裂形成受精卵,完成受精。受精卵在受精后24小时即进行细胞分裂。受精卵从输卵管分泌的液体中吸取营养和氧气,不断进行细胞分裂。与此同时,通过输卵管的蠕动,受精卵逐渐向宫腔方向移动,3-4天后到达宫腔。

受精卵在输送过程中不断成长

借助输卵管蠕动和输卵管上皮纤毛推动向宫腔方向移动→受精30小时形成分裂球→受精50小时为8细胞阶段→受精72小时为16个细胞的实心胚即桑椹胚→随后形成早期囊胚→受精后第4日囊胚进入宫腔→第5~6日囊胚透明带消失,体积增大,继续分裂,形成晚期囊胚。

受精卵的着床发育

囊胚进入宫腔后需要经过着床才能得到进一步的生长发育,着床需要经过定位、黏附、侵入三个过程:

①定位:透明带消失,晚期囊胚以其内细胞团端接触子宫内膜;

②黏附:晚期囊胚黏附在子宫内膜,囊胚表面滋养细胞分化为两层,外层为合体滋养细胞,内层为细胞滋养细胞;

③侵入:滋养细胞穿透侵入子宫内膜、内1/3肌层及血管,囊胚完全埋入子宫内膜中且被内膜覆盖。

受精卵着床整个过程大概需要6~7天,着床成功后,会通过一些身体反应来进行“暗示”。

胚胎的发育

胎盘的发育从胚囊植入开始,此时胚囊开始汲取子宫的营养,得以快速发育。胚囊腔的外围为滋养细胞将来形成胎膜和胎盘;胚囊的内表面有一小团较大的细胞为成胚细胞将来发育成胚胎、脐带和羊膜;成胚细胞来源的间充质和血管也参与胎盘的形成。

滋养细胞增殖并融合为合体滋养细胞开始于植入极,此处的滋养细胞始终较厚,以后发育成为叶状绒毛膜,即胎盘;其余部分较薄,并退化成为平滑绒毛膜,即胎膜。

在胚胎早期,各种组织和器官开始分化,形成诸如神经管、心脏、肺、肝、肾等重要器官系统。到胚胎阶段结束时,大部分器官将在胚胎内形成。

孕8周末胚胎初具人形,可以区分出胎儿的头部、身体和四肢,各器官正在分化发育,心脏已形成。胚胎发育到第9周后,就进入了胎儿期,此时各个器官系统已经基本形成,并逐渐完善和成熟。

整个妊娠全过程约为280日,即40周。

总之,从独立的精子、卵子到结合成受精卵,再到胚胎的发育以及胎儿的生长,整个过程是很复杂的,想要保证胎儿在子宫内“舒适”地生长发育直至分娩,需要受到很多条件的限制,这包括母体的子宫环境、免疫环境及母体外界的生存环境。

参考文献:谢幸,孔北华,段涛.妇产科学(第9版)[M].人民卫生出版社,2018.

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