Kad žmogus atsirastų, vienas iš tėvo spermatozoidų turi susijungti su viena iš mamos kiaušialąsčių. Mokslininkai atskleidė šio ląstelinio susitikimo paslaptis - jie nustatė kiaušialąsčių paviršiuje esančias cukraus molekules, prie kurių jungiasi spermatozoidai. Šis atradimas ne tik praplečia mūsų supratimą apie gyvybės pradžią, bet ir gali padėti tobulinant kontraceptikus bei nevaisingumo gydymo metodus.
Spermatozoidų kelionė ir pasiruošimas apvaisinimui
Lytinio akto metu į moters lytinius takus patenka apie 300-500 mln. spermatozoidų, kurie juda netvarkingai. Orgazmo metu gimdos kaklelis trumpam atsidaro, o tai palengvina spermatozoidų patekimą iš makšties į gimdą. Ovuliacijos dienomis padidėja gleivių praeinamumas, skatinantis spermatozoidų kelionę link tikslo. Gimdos ir kiaušintakių raumenų susitraukimai taip pat padeda judėti. Spermatozoidai, keliaudami prieš srovę, per maždaug 30 minučių pasiekia gimdos ertmę, o per 1,5 valandos - kiaušintakio ampulę.
Tačiau patekę į moters lytinius takus, spermatozoidai dar nėra pajėgūs apvaisinti kiaušialąstės. Jiems reikia subręsti - procesas, vadinamas kapacitacija, trunkantis apie 7 valandas. Kapacitacijos metu nuo spermatozoido akrosomos srities pasišalina jį dengiantis baltyminis sluoksnis ir glikoproteinai. Akrosomos fermentai, tokie kaip hialuronidazė, padeda spermatozoidui pereiti pro spindulinį vainiką, o tripsino fermentai skaido skaidriosios srities (zona pellucida) medžiagas. Dėl šių fermentų poveikio spermatozoidas gali pereiti antrinį oocitą dengiančius sluoksnius.
Kiaušialąstės paruošimas: skaidrioji sritis ir jos paslaptys
Prieš apvaisinimą spermatozoidas turi prisijungti prie skaidriosios srities - kiaušialąstę dengiančios membranos dalies. Žmonių kiaušialąsčių skaidriojoje srityje yra keturių rūšių baltymų. O prie šių baltymų prisijungę cukrūs, arba angliavandeniai, prie kurių, mokslininkų manymu, ir jungiasi spermatozoidai. Mokslininkai nustatė, kad žmonių kiaušialąsčių skaidriojoje zonoje esantys angliavandeniai paprastai turi vieną angliavandenių šakojimosi struktūrą, vadinamą sialyl-Lewisx. Šios sialyl-Lewisx angliavandenių šakos kiaušialąsčių paviršiui būdingos kur kas labiau nei bet kokioms kitoms organizmo ląstelėms.
Tyrimai parodė, kad sialyl-Lewisx molekulės gali sujungti spermatozoidą ir kiaušialąstę. Kai papildomos sialyl-Lewisx molekulės buvo pridėtos į tirpalą, jos sutrikdė spermatozoidų jungimąsi prie kiaušialąstės, sumažindamos prisijungimų kiekį. Taip pat prie sialyl-Lewisx besijungiantys antikūnai sumažino spermatozoidų prisijungimo prie kiaušialąstės tikimybę. Tai aiškiai rodo, kad spermatozoidai pirmiausiai jungiasi prie tam tikros cukraus molekulės, esančios kiaušialąstės paviršiuje.
Apvaisinimo mechanizmas ir jo pasekmės
Vos tik spermatozoidas paliečia oocito membraną, pakinta skaidriosios srities cheminės savybės ir ji tampa nelaidi kitiems spermatozoidams. Pakinta kiaušialąstės medžiagų apykaita: suintensyvėja angliavandenių apykaita, baltymų sintezė, iš aplinkos daugiau imama fosforo ir kalio. Šių procesų metu taip pat pakinta išorinio kiaušialąstės sluoksnio elastingumas ir skaidrumas, po to susiformuoja apvaisinimo dangalas, kuris nebeleidžia kitiems spermatozoidams patekti į kiaušialąstę.
Susiliejus spermatozoido ir oocito membranoms, į oocito vidų patenka spermatozoido galva, kaklas ir uodega. Oocitas tuo metu baigia antrąjį mejozinį dalijimąsi ir virsta kiaušialąste, turinčią moteriškąjį probranduolį. Spermatozoido branduolys virsta vyriškuoju probranduoliu. Prasideda lytinio susijungimo kelias, kurio metu pradeda artėti spermatozoido ir kiaušialąstės branduoliai, chromosomos susilieja ir susidaro zigota - naujo organizmo užuomazga.
Apvaisinimo procesai (3D animacija)
Nauji metodai ir potencialios naudos
Mokslininkai, siekdami geriau suprasti žmogaus kiaušialąsčių ir spermatozoidų sandarą bei pagerinti nevaisingų porų gydymą, bando auginti šias ląsteles laboratorinėmis sąlygomis. Pavyzdžiui, viena komanda sėkmingai išaugino subrendusius kiaušinėlius iš kiaušidžių audinio. Ši technika galėtų būti naudojama nevaisingumo gydymui, ypač jaunoms moterims, kurioms prieš vėžio gydymą pašalinamos kiaušidės. Taip pat ji galėtų patobulinti dirbtinio apvaisinimo (IVF) procedūras, leidžiant padauginti tinkamų apvaisinimui kiaušinėlių.
Šie atradimai gali padėti identifikuoti nevaisingus vyrus, kurių sperma yra puiki, tačiau nesijungia prie kiaušialąstės. Be to, sialyl-Lewisx molekulių ryšys su imunine sistema gali paaiškinti, kaip apvaisinta kiaušialąstė ar embrionas apsaugomas nuo imuninės sistemos puolimo, turint genetinės medžiagos iš tėvo. Šis mokslinis darbas atveria naujas galimybes suprasti ir gydyti daugybę su reprodukcija susijusių problemų.
| Etapas | Trukmė |
|---|---|
| Spermatozoidų pasiekimas gimdos ertmės | ~30 min po ejakuliacijos |
| Spermatozoidų pasiekimas kiaušintakio ampulės | ~1,5 val. po ejakuliacijos |
| Spermatozoidų brendimas (kapacitacija) | ~7 valandos |
| Kiaušialąstės gyvybingumas po ovuliacijos | ~24 valandos |
| Spermatozoidų gyvybingumas moters lytiniuose takuose | 2-5 paros |
tags: #kiausialaste #apvaisina #daug #tozoidu
