Физиология

Только что эякулированные сперматозоиды не способны к оплодотворению яйцеклетки. Они должны подвергнуться процессу капацитации до того, как приобретут способность прободать оболочки яйцеклетки. Капацитация обычно осуществляется внутри женских репродуктивных путей, хотя этот процесс можно индуцировать in vitro в соответствующих условиях культивирования.

В процессе капацитации сначала удаляется гликопротеиновый слой с поверхностной мембраны сперматозоида, что в последующем приводит к реорганизации поверхностного слоя клеточной мембраны. У капацитированных сперматозоидов изменяются движения жгутика с регулярных волнообразных на хлыстоподобные. Такое биение жгутика способствует более эффективному движению сперматозоидов.

Капацитированные сперматозоиды приобретают повышенную чувствительность к кальцию и имеют большее содержание цАМФ, что необходимо для осуществления акросомной реакции — следующего этапа процесса оплодотворения. Капацитация занимает несколько часов в условиях и in vivo, и in vitro.

Акросомная реакция очень важна для оплодотворения, так как без нее сперматозоид не может пройти через блестящую оболочку яйцеклетки. Акросомная реакция начинается с взаимодействия капацитированного сперматозоида с блестящей оболочкой и связывания со специфическим гликоп-ротеиновым рецептором ZP3. Это приводит к еще большему вхождению кальция в цитоплазму сперматозоида и дальнейшему повышению содержания цАМФ.

Акросома увеличивается в размерах, ее мембрана сливается с плазматической мембраной сперматозоида. Содержимое акросомы при этом высвобождается в окружающее пространство. Соединение мембраны акросомы с плазматической мембраной сперматозоида приводит и к тому, что обнажается внутренняя поверхность мембраны акросомы, содержащей белок ZP2 для связывания с блестящей оболочкой яйцеклетки. Взаимодействие ZP2 с блестящей оболочкой удерживает сперматозоид около яйцеклетки.

Протеолитические ферменты акросомы разрушают участок блестящей оболочки в среднем за 15 мин.

Как только сперматозоид достигает поверхности яйцеклетки, мембраны этих двух клеток сливаются. Ядро сперматозоида входит в цитоплазму яйцеклетки, где формирует мужской пронуклеус.

Предупреждение полиспермии. Сразу после слияния сперматозоида с яйцеклеткой в цитоплазме последней возрастает концентрация ионов кальция, что запускает ряд важных процессов. Первый из них — деполяризация клеточной мембраны яйцеклетки, предотвращающая слияние с ней других сперматозоидов. Эту реакцию рассматривают в качестве первичной блокады полиспермии.

Это означает, что для слияния с женским пронуклеусом достаточно только одного мужского пронуклеуса, чтобы восстановить диплоидный статус зиготы. Второй процесс — слияние с цитомембраной яйцеклетки специальных гранул, расположенных в цитоплазме как раз под цитомембраной, и высвобождение содержимого этих гранул в пространство между цитомембраной яйцеклетки и блестящей оболочкой. Это событие — кортикальная реакция — служит для нарушения способности блестящей оболочки связывать другие сперматозоиды.
Кортикальную реакцию рассматривают в качестве вторичной блокады полиспермии.

- Читать далее "Зигота после оплодотворения. Наступление беременности и дробление зиготы"