Половые органы и оплодотворение
Все живые организмы стремятся оставить на земле свой след. Каждое создание стремится оставить потомство, иначе его род прервется. Стремление воспроизводить себе подобных – фундаментальный закон и величайшее таинство природы.
Мужская репродуктивная система
Мальчики разительно отличаются от девочек строением репродуктивной системы. Кроме того, в период полового созревания становится видно: у юношей слабее развиты молочные железы, фигура отличается от девичьей, волосяной покров распределяется по-другому, голос более низкий, иначе распределяется жировая ткань и формируются мышцы.
Строение
К внутренним, то есть расположенным внутри тела, мужским половым органам относятся яички, семявыносящие протоки с семенными пузырьками, предстательная железа и бульбоуретральные железы. Наружные половые органы – это органы, расположенные на поверхности тела. У мужчин к ним относятся половой член и мошонка.
Яички – орган, где созревают мужские половые клетки и вырабатывается главный мужской половой гормон – тестостерон. В 1935 году Эрнст Лако выделил из яичек быка «кристаллический мужской гормон», в том же году немецкий химик Бутенандт получил и описал структуру тестостерона, а неделей позже югославский химик Леопольд Ружичка осуществил его частичный синтез из холестерина.
Яички делятся перегородками примерно на 300 долек, которые состоят из множества извилистых и прямых канальцев, чья общая длина достигает нескольких десятков километров. Прямые канальцы ведут в треугольный по форме придаток яичника. Здесь хранятся и созревают молодые сперматозоиды, образованные из ткани, выстилающей канальца в яичках.
В придатке сперматозоиды постепенно превращаются в семя. Семявыносящий проток представляет собой трубочку длиной приблизительно 40 см. В составе семенного канатика он проходит через паховый канал и выходит из мошонки в тазовую полость. Каждый из двух семявыносящих протоков на конце соединяется с семенными пузырьками – трубчатыми образованиями, задача которых – производство жидкой части спермы.
Семявыбрасывающий проток начинается сразу за местом соединения семявыносящего протока и семенного пузырька. Он скрывается в толще простаты, она же предстательная железа, лежащей под мочевым пузырем. Простата вырабатывает жидкий секрет, который не позволяет сперме сворачиваться сразу после того, как ее извергнут наружу. Благодаря этому сперматозоиды могут двигаться активнее, а возможность оплодотворения повышается.
Мужской половой член, или пенис, состоит из пары кавернозных тел и одного губчатого. В губчатом теле проходит мочеиспускательный канал, который является своего рода финишной прямой для мочи и спермы.
На головке полового члена, венчающей передний конец губчатого тела, расположено наружное отверстие мочеиспускательного канала.
Женские репродуктивные органы
Природа не случайно создала людей разнополыми, ведь продолжение рода – одна из основных функций живого существа, и трудно найти кого-то менее похожего на мужчину, чем женщина.
Яичники представляют собой парные железы, овальные по форме, длиной около 2,5 см и шириной примерно 1,5 см. Функция яичников в организме полностью соответствует названию органа. Под капсулой яичника в корковом веществе залегают особые фолликулы – пузырьки, в которых происходит образование яйцеклеток. Кроме того, там происходит образование женских половых гормонов – эстрогена и прогестерона. Складкой брюшины и связкой каждый яичник надежно крепится к матке.
Карл Эрнст фон Бэр, будущий петербургский академик, славился своей рассеянностью, что, однако, не помешало ему сделать при помощи микроскопа великое открытие. Вполне можно понять его потрясение, когда в 1827 году он обнаружил первую (!) из увиденных человеком яйцеклетку. Вот почему справедливо начертано на выбитой в его честь медали: «Начав с яйца, он показал человека человеку».
Строение
К внутренним, лежащим внутри тела, половым органам женщин относятся яичники, маточные трубы, матка и влагалище. Все эти органы располагаются в области малого таза.
Наружные женские половые органы расположены в промежности. В их состав входят большие и малые половые губы, клитор, луковицы преддверия, девственная плева и лобок. Овуляцией называется выход созревшей яйцеклетки из яичника в брюшную полость. Когда клетка созревает, стенка фолликула, в котором это происходит, лопается и клетка выходит наружу.
Маточная труба получила название фаллопиева. В честь итальянского ученого и анатома Габриэле Фаллопия, который впервые их описал в своем в труде «Opera genuina omnia». Она представляет собой своего рода путепровод длиной 10–12 см, ведущий в полость матки. Одним концом каждая из маточных труб соединена с маткой, а другим обращена к яичнику.
Матка – это полый мышечный орган, предназначенный для того, чтобы стать прибежищем развивающемуся плоду, пока не придет время родов. Средний слой матки состоит из мощных гладких мышц. Полость матки невелика, но когда в ней начинает развиваться плод, она многократно расширяется.
Влагалище представляет собой мышечно-соединительную трубку длиной приблизительно 10 см. Его внутренняя поверхность покрыта слизистой оболочкой. Изначально наружный вход во влагалище прикрыт девственной плевой.
Большие половые губы и лобок служат для предохранительных целей. Они не позволяют проникнуть во влагалище инфекциям и защищают его от травм.
Малые половые губы находятся прямо под большими губами. Пространство между малыми половыми губами называется преддверием влагалища. В него открываются наружное отверстие мочеиспускательного канала и протоки больших и малых желез, расположенных вокруг в толще кожи.
Оплодотворение
Задумывались ли вы когда-нибудь, каким чудом является зарождение новой жизни? Какие метаморфозы претерпевает крошечная клеточка, превращаясь в человека?
Яйцеклетка
Яйцеклетки заложены в организме женщины с самого начала. Каждая девочка рождается с полным набором незрелых яйцеклеток, хранящихся в первичных фолликулах. В женском организме насчитывается приблизительно 400–500 тыс яйцеклеток. После того как девочка достигает полового созревания, ежемесячно один из яичников выпускает зрелую яйцеклетку, готовую к оплодотворению. Этот процесс называется овуляцией.
Сперматозоид
Сперматозоид состоит из головки, среднего отдела и жгутика (хвоста). В головке располагается ядро сперматозоида, содержащее гаплоидный набор хромосом. Ядро сперматозоида прикрывает особое образование – акросома. Ферменты акросомы расплавляют мембрану яйцеклетки при оплодотворении.
Движение сперматозоида обеспечивает жгутик, а энергию для его работы дают метаболические процессы, в том числе в многочисленных митохондриях средней части клетки. Митохондрии — это органеллы, а не отдельные «клетки-энергетические станции».
Долгожданная встреча
Это долгожданный момент, когда женская клетка созрела и ждет своего «суженого-ряженого», коим является мужская клетка – сперматозоид. Так что происходит после овуляции и как яйцеклетка встречает сперматозоид?
После своего выхода из яичника женская клетка попадает прямиком в фаллопиеву (маточную) трубу. Именно здесь она в течение ближайших 24 часов, или одних суток, будет дожидаться мужскую клетку. Подхватываемая фимбриями, которыми устлана маточная труба, яйцеклетка медленно, миллиметр за миллиметром, продвигается к матке.
Если в течение этих 24 часов в маточную трубу проникнет здоровый сперматозоид, он сразу же устремится к яйцеклетке и попытается проникнуть в нее. Удачно завершившийся процесс проникновения начнется быстрым делением клеток – так происходит зачатие.
Яйцеклетку до встречи со сперматозоидом защищает особая прозрачная оболочка и так называемый лучистый венец – слой защитных клеток.
Прежде чем мужская клетка встретится с женской, проходит от 3 до 6 часов. Продвигаясь вперед, многочисленные сперматозоиды не останавливаются ни на секунду. На своем пути они встречают множество преград, придуманных природой, в результате чего отсеиваются слабые и нежизнеспособные. В итоге до заветной цели добирается несколько самых сильных и выносливых сперматозоидов. Для процесса оплодотворения яйцеклетки избранным будет один, все остальные обречены.
Яйцеклетка и сперматозоид – две главные клетки, из которых впоследствии будет развиваться малыш, они отличаются друг от друга по самым разным характеристикам, дополняют друг друга и дают начало новой жизни.
Свершилось!
После слияния сперматозоида и яйцеклетки образуется зигота и начинаются последовательные деления. Гормональные изменения, поддерживающие беременность, разворачиваются не мгновенно «по всему организму»: важную роль вскоре начинает играть хорионический гонадотропин, который образуется после начала имплантации.
Примерно через несколько дней после оплодотворения развивающийся зародыш достигает стадии бластоцисты и начинает имплантацию в слизистую оболочку матки. Наружный слой клеток участвует в формировании хориона и будущей плаценты, а внутренняя клеточная масса даёт начало эмбриону. Процесс сложнее, чем простое «присасывание» к стенке матки.
Сперматозоид и яйцеклетка по отдельности обладают лишь половиной хромосом обычной клетки – гаплоидным набором, но, встретившись, их ядра и другие клеточные структуры сливаются, образуя зиготу – зародыш нового организма, имеющий полный хромосомный набор.
Основа основ
При оплодотворении гаплоидные наборы хромосом яйцеклетки и сперматозоида объединяются, образуя диплоидную зиготу. Генетический вариант влияет на множество признаков, однако не задаёт заранее «характер» человека: сложные психологические особенности формируются во взаимодействии множества генов и среды.
Беременность и роды
Чудо человеческой жизни начинается с зачатия, в осуществлении которого по задумке природы участвуют двое. Но дальнейшее развитие зародыша зависит целиком и полностью от матери. В ее утробе в течение 9 месяцев зародыш проходит все стадии развития – от крошечной клетки до полноценного человека.
Этапы развития плода
Старая формула о том, что эмбрион «повторяет этапы эволюции» от одноклеточного организма через рыб и рептилий, сегодня не используется как буквальное описание развития. У эмбрионов позвоночных действительно есть общие ранние структуры, отражающие общее эволюционное происхождение, но развитие каждого вида идёт по собственной программе и не является повторением взрослой истории предков.
Во время первого периода беременности, эмбрионального, формируются зачатки всех органов, закладываются туловище, голова и конечности. Этап длится два месяца, и к концу второго у будущего младенца уже бьется сердце.
Эмбриональный период продолжается примерно до конца восьмой недели после оплодотворения. С девятой недели начинается плодный (фетальный) период, который продолжается до рождения. Слово «фертильный» относится к способности к зачатию и здесь употреблялось неправильно.
Развитие ребенка в утробе матери
Оплодотворение происходит при слиянии яйцеклетки и сперматозоида, обычно в маточной трубе. Затем зародыш несколько дней перемещается к матке и начинает имплантацию. Имплантация — отдельный этап ранней беременности, поэтому говорить, что только на седьмой день «завершается зачатие», неточно.
Первичный наружный покров зародыша, хорион, формируется из клеток трофобласта, наружного клеточного слоя начальной стадии развития эмбриона, бластоцисты. Этот покров играет важную роль в питании развивающегося зародыша.
В период образования первичного покрова в бластоцисте образуется амнион, покрывающая зародыш тонкая оболочка, наполненная особой амниотической жидкостью, обеспечивающей будущему зародышу не только защиту, но и необходимую ему водную среду.
Желточный мешок развивается под зародышем. Он не содержит желтка, но соединен с пуповиной. Вместе с желточным мешком внутриклеточная масса образует зародышевый диск, из которого развивается эмбрион – будущий младенец.
К концу первого месяца у зародыша образуется еще одна «рубашка» – аллантоис, которая соединяется с хорионом и вместе с ним развивается в плаценту, состоящую одновременно из клеток матери и эмбриона. В этом временном органе кровеносные сосуды материнского организма вступают в соприкосновение с сосудами плода. Начиная с этого момента из крови матери в кровь плода бесперебойно поступают питательные вещества и кислород, а обратно выводятся шлаки и углекислый газ. При этом между матерью и плодом нет прямого кровотока, и их кровь не смешивается.
Зародыш крепится к плаценте при помощи специального канатика длиной около 40 см, пуповины. В ней содержатся сосуды, по которым кровь от сердца плода течет в плаценту и обратно. Плацента служит эмбриону до самых родов.
Еще в 1512 году Леонардо да Винчи уже имел представление о том, как развивается зародыш. Он показал, как развивается ребенок в околоплодных водах, нарисовав его положение, внутренние органы и кровеносные сосуды, «как ребенок дышит, получая питание через пуповину, и почему одна и та же душа обитает в двух телах». Изображений эмбриона в матке до Леонардо не существовало.
Особенности развития
В мифологии древней Греции существует легенда о том, что на заре времен люди сочетали в себе признаки обоих полов. Двуполые существа назывались андрогинами. Эти создания были сильными и смелыми, но возгордились и решили посягнуть на власть богов, после чего Зевс разделил их надвое, чтобы умерить их пыл. Так, по легенде, появились представители разных полов.
Мальчик или девочка?
Хромосомный набор формируется при оплодотворении. Наличие Y-хромосомы и прежде всего работа гена SRY обычно запускают развитие семенников, после чего гормональные сигналы направляют формирование половой системы. Биологическое половое развитие включает несколько уровней — хромосомный, гонадный, гормональный и анатомический — и в редких случаях их сочетания отличаются от типичных XX/XY вариантов.
У большинства эмбрионов с Y-хромосомой ген SRY активируется на ранних этапах и способствует превращению зачаточной гонады в семенник. Затем гормоны, вырабатываемые развивающимися семенниками, участвуют в формировании мужских внутренних и наружных половых органов. Это не один «особый антиген», как утверждал старый текст.
Развитие яичников и женской репродуктивной системы также является активным генетически регулируемым процессом, а не просто «автоматическим» вариантом при отсутствии Y-хромосомы. В нём участвуют многочисленные гены и сигнальные пути.
В результате рождаются однояйцевые (монозиготные) близнецы. Причины развития этого процесса наукой до сих пор точно не установлены из-за сложности биохимических механизмов, регулирующих деление клетки.
Дизиготные, или разнояйцевые, близнецы образуются, когда в одном цикле оплодотворяются две разные яйцеклетки. Монозиготные близнецы возникают при разделении одного раннего эмбриона и обычно генетически очень близки, но не абсолютно идентичны во всех клетках: после разделения могут появляться новые мутации и эпигенетические различия. В научном языке и те, и другие называются близнецами.
Двойняшками могут быть как девочки и мальчики, так и детки разного пола. Монозиготные, или идентичные, близнецы – это единственные люди в мире, генотипы которых почти полностью совпадают. У близнецов из одного яйца есть свои особенности развития, зависящие от того, как быстро разделится яйцеклетка на двух малышей.
Если это происходит в первые трое суток после зачатия, то тогда каждый из близнецов сможет находиться в утробе матери независимо от другого, так как у каждого из них будет свой собственный плодный пузырь и плацента. Если деление происходит в период с четвертых по восьмые сутки, малыши получат одну плаценту на двоих, но разные плодные пузыри. Если же разделится яйцеклетка на девятый-десятый день, малыши будут развиваться в утробе матери в непосредственном соседстве, деля на двоих и пузырь, и плаценту. На 16–20 неделе беременности близнецы могут реагировать друг на друга через мембрану плаценты, которая обычно их разделяет. Во время УЗИ видно, как близнецы взаимодействуют друг с другом, трогают друга и борются за пространство. Их периоды сна и бодрствования могут как совпадать, так и различаться. Беременная мама может чувствовать одновременное движение сразу восьми конечностей.
Девочки в паре близнецов всегда развиваются в утробе матери раньше.
Четверни во всем мире являются редкостью. Тройни же и двойни рождаются гораздо чаще. В большинстве случаев многоплодные беременности – результат лечения бесплодия.
Близнецы
Бывают случаи, когда одна яйцеклетка, оплодотворенная обычным путем, на самой ранней стадии своего дробления разделяется на два отдельных организма с абсолютно идентичным генетическим материалом.
Навеки вместе
Сиамские близнецы – это однояйцевые близнецы, которые не полностью разделились в эмбриональном периоде развития и имеют общие части тела или внутренние органы. Вероятность рождения сиамских близнецов составляет примерно один случай на 200 000 родов. Возможно, наиболее знаменитой парой близнецов были китайцы Чанг и Энг Банкеры, родившиеся в Сиаме (современный Таиланд). Много лет они гастролировали с цирком П. Т. Барнума под прозвищем «Сиамские близнецы», таким образом закрепив это название за всеми подобными случаями.
Связанные темы: «Репродуктивная система» и «Хромосомы и наследственность».