Взламывая анатомию

Каждый сперматозоид, оказавшийся во влагалище, участвует в главной гонке своей жизни. Лишь те сперматозоиды, которые способны противостоять остаточной кислотности и физическим барьерам (шейке матки), попадают в тело матки и проходят по маточным трубам. Здесь оставшиеся сперматозоиды должны проплыть против течения, создаваемого мерцательным эпителием маточных труб, навстречу выталкиваемой яйцеклетке. Сперматозоид попадает в яйцеклетку благодаря химическим веществам, выделяемым самой клеткой. Яйцеклетка живет 12 часов с момента своего отделения, поэтому время имеет решающее значение. Несколько сперматозоидов, достигших яйцеклетки, пытаются пройти через ее наружную оболочку и оказаться в гликопротеиновом слое – блестящей оболочке. Присоединение к блестящей оболочке способствует высвобождению ферментов из акросомы сперматозоида, благодаря чему он попадает внутрь клетки. Как только этот успешный сперматозоид проникает в яйцеклетку, происходит особое событие – кортикальная реакция: гранулы, выстилающие внутреннюю поверхность блестящей оболочки, выделяют ферменты, которые «сшивают» и запечатывают поверхность оболочки, не давая другим сперматозоидами туда проникнуть. Исследования показали, что этот момент оплодотворения характеризуется увеличением содержания кальция в яйцеклетке, что вызывает выброс цинка. Эта вспышка была зафиксирована камерой и получила название «цинковая искра».

Зигота

При слиянии ядра сперматозоида и яйцеклетки образуется зигота. Хвост сперматозоида, в котором содержатся митохондрии, остается снаружи, поэтому зигота получает митохондрии и цитозол из материнской яйцеклетки, чем и объясняется тот факт, что все наши митохондрии идентичны материнским. Это полезное открытие дает возможность отследить наше генеалогическое родство с помощью материнской митохондриальной ДНК.

От зиготы к эмбриону

До сих пор не угасают ожесточенные нравственные и этические споры о том, что именно считать началом жизни: момент зачатия или момент рождения. С научной точки зрения новая жизнь начинается в момент зачатия (оплодотворения).

Дробление зиготы

По мере продвижения по маточной трубе зигота делится путем митоза. Она расщепляется на две идентичные клетки и продолжает движение по той же траектории, пока не образует шаровидное скопление клеток под названием «морула». Примерно за день образуется полость, заполненная жидкостью. Из нее формируется амниотический мешок. Этот мешок превращает морулу в бластулу, состоящую из двух слоев: внешнего, из которого образуется плацента, и внутреннего, который превращается в эмбрион. К этому моменту бластула достигает матки. Перед тем как прикрепиться к маточной стенке, бластула должна избавиться от блестящего слоя, поэтому она как бы «вылупляется», разрушая этот белковый слой.

Зигота многократно делится и затем превращается в бластулу.

Желтое тело

После наступления овуляции фолликулы яичника, в которых находилась созревающая яйцеклетка, превращаются в кистозную структуру, называемую желтым телом. Желтое тело вырабатывает гормон прогестерон (и немного эстрогена), который уплотняет стенки матки и приспосабливает ее для принятия и поддержки эмбриона. Если же оплодотворения не происходит, то желтое тело перестает вырабатывать прогестерон, его оболочка разрушается, и наступает менструация. На желтом теле остаются рубцы, из-за чего у яичников взрослой женщины бугристая форма. При появлении эмбриона желтое тело продолжает вырабатывать прогестерон до тех пор, пока не сформируется плацента.

Имплантация

Период от зачатия до имплантации в стенку матки, или эндометрий, составляет около 4–6 дней. При внедрении зародыша в стенку матки повреждаются крошечные кровеносные сосуды, из-за чего их полость деформируется, вызывая небольшое кровотечение или мажущие выделения за пару дней до начала менструации. Иногда это служит ранним признаком наступления беременности. Однако имплантационные кровотечения происходят не всегда.

Имплантированная бластула входит в фазу гаструляции примерно через две недели после оплодотворения. В ходе гаструляции образуются три зародышевых слоя (листка).

Гаструляция

Первые несколько недель до формирования плаценты зародыш получает большую часть питательных веществ из эндометрия. В это время происходит гаструляция: однослойное скопление клеток становится многослойным. Этот процесс обусловлен включением одних генов и выключением других. Гаструляция закладывает основу для формирования органов и структур, которые развиваются из трех зародышевых слоев.

Эктодерма (внешний слой) образует нервную систему и большую часть покровной.

Мезодерма (средний слой) образует опорно-двигательную, кровеносную и лимфатическую системы, соединительную ткань и мочеполовую систему.