Беременность
Дама выбирает кавалеров: роль яйцеклетки в процессе оплодотворения
4.4

Дама выбирает кавалеров: роль яйцеклетки в процессе оплодотворения

Когда-то давно, в незапамятные и донаучные времена, люди думали, что жизнь зарождается самопроизвольно, когда и где хочет. В древних народных сказках и мифах есть много сюжетов, рассказывающих о рождении детей из самых удивительных мест: дупла дерева, цветка, ямки в земле, не говоря уже о появлении младенцев, чьим отцом был то золотой дождь, то лебедь, то туман, то вообще беременность «ветром надуло».

Потом появились подозрения в том, что мужчине все-таки требуется совершить некие действия с женщиной, чтобы его семя проросло в ее лоне и через положенное время плод созрел и появился на свет. Матриархат к тому времени уже давно остался в прошлом, поэтому главная роль в зарождении новой жизни была приписана мужчине, а женщине-матери досталась пассивная доля: принять семя и взрастить его.

Такое отношение оставалось и после того, как люди узнали о существовании яйцеклеток и сперматозоидов. MedAboutMe рассказывает о новых открытиях ученых, заставляющих пересмотреть привычные представления об оплодотворении.

Что мы знаем о зачатии?

Что мы знаем о зачатии?

Хотелось бы написать романтическое — «Все начинается с любви», но это было бы не полной правдой. Ученые предлагают множество теорий, объясняющих, почему женщина выбирает именно этого мужчину для зачатия, а не другого. Причем дело вовсе не только в красоте, накачанных мускулах или богатстве. Бывает, что для семейной жизни выбирают одних мужчин, а вот ребенка рожают от другого. Потому что один хорош как семьянин, домовитый и любящий детишек, а другой — в качестве донора генетического материала для зачатия лучшего потомства. Счастье, когда все это совмещается в одном человеке.

Например, Агнешка Сороковска, психолог из Вроцлавского университета, доказала: естественный запах тела человека служит для потенциального партнера источником информации обо многих важных моментах: гормональном уровне, здоровье, состоянии вегетативной нервной системы и даже о составе микрофлоры. Женщина буквально «носом чует» мужчину, способного дать крепкое потомство, а мужчина способен «унюхать» девушку «выдающейся фертильности».

Причин, по которым потенциальные родители вступают в интимные отношения, может быть много. Но вот все дальнейшее представляется одинаковым: после решительного проникновения и серии фрикций происходит эякуляция. Миллионы энергичных сперматозоидов толпой устремляются к пассивно ожидающей, неповоротливой яйцеклетке, и первый, кто «добежит», и становится победителем. Остальные разочарованно и бестолково мельтешат вокруг, пока чемпион зачинает новую жизнь. Яйцеклетка в этой картине выполняет роль пассивного реципиента, от которого ничего не зависит.

Но так ли все происходит на самом деле?

От половой клетки до эмбриона в матке: с чего начинается жизнь

От половой клетки до эмбриона в матке: с чего начинается жизнь

Когда Левенгук изобрел микроскоп, он рассматривал все подряд, от капли воды из лужи до капли собственной спермы. Сперматозоидов, кишащих в ней, он принял за каких-то неприятных паразитов, и никак не связал этих микроскопических «глистов» с процессом оплодотворения.

Через несколько десятков лет Николас Хартсукер, усовершенствовавший изобретение Левенгука и создавший винтовой микроскоп, тоже не избежал соблазна изучить под ним сперму. Ему показалось, что в головке каждого сперматозоида заключен крошечный человечек-гомункул, который, попадая в женский организм, развивается в ее животе в ребенка. О роли яйцеклетки вообще никто не думал, хотя об их существовании уже было теоретически известно.

Прошло почти столетие, пока ученые не догадались, что сперматозоиды — не паразиты, а важная часть в процессе оплодотворения. Эта светлая мысль пришла в голову увлеченному наукой итальянскому священнослужителю по имени Лазаро Спалланцани во время экспериментов с лягушками. Удивительный естествоиспытатель надевал на подопытных квакушек штанишки, плотно облегавшие органы размножения. Оказалось, что лягушки в штанах потомства не производят. Отсюда он сделал вывод, что штаны мешают соединению спермы с икрой. Вполне логично и до сих пор актуально, кстати: через штаны детей зачать по-прежнему трудно.

И только в последней четверти XIX века процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки стал объектом исследований: зоолог Оскар Гертвиг изучал его на примере размножения морских ежей.

Что известно о зачатии сегодня?

В яичниках женщины созревает каждый цикл несколько яйцеклеток, из которых только одна получает возможность стать началом новой жизни и превратиться в эмбрион, старательно закрепляющийся в уютной матке для дальнейшего развития.

Мужской организм производит значительно больше половых клеток: в каждой порции спермы здорового мужчины содержится около 200 миллионов сперматозоидов, из которых принять участие в оплодотворении сможет только один. Почему природа столь расточительна? Быть может, срабатывает принцип «чем больше — тем лучше», и более вероятным становится зачатие?

По мнению биолога Джека Коэна из Университета Бирмингема, дело не в этом. При производстве огромного количества сперматозоидов чаще происходит обмен генетическим материалом между парами хромосом, и это повышает генетическую вариативность. А значит — полезно для естественного отбора.

Во время полового акта яйцеклетка и сперматозоиды получают шанс встретиться. Это происходит, когда яйцеклетка покидает фолликул и направляется к матке.

Теперь пора развенчать некоторые устоявшиеся мифы о торпедах-сперматозоидах и пассивной яйцеклетке.

Все дело в фолиевой кислоте

Как показывают исследования, проведенные в последние годы, главная роль сперматозоидов сильно преувеличена, а вот яйцеклетку сильно недооценивали.

На самом деле сперматозоиды никуда не мчатся, сломя голову. Они вообще двигаются неуклюже. Ни о какой гонке к яйцеклетке речи не идет.

Часть спермы вообще может остаться в складках на стенках влагалища, но при этом способность к оплодотворению сохраняется еще несколько дней.

Если вокруг яйцеклетки столпится слишком много «головастиков», это может помешать зачатию, а не наоборот. Поэтому женский организм снабжен «системами сдерживания», чтобы до цели добирались не все. Это выяснилось, когда врачи начали разрабатывать методики искусственного оплодотворения. В самом начале считалось, что для успешного зачатия необходимо много спермы, чем больше — тем лучше. Но практика опровергла это предположение. Оказалось, что избыток сперматозоидов вокруг яйцеклетки создает препятствия для развития нормальной беременности и приводит к выкидышу. И в действительности оптимальное количество сперматозоидов на одну яйцеклетку не так уж велико: в пределах 25 тысяч. А если соотношение составляет от 500 тысяч и более на одну яйцеклетку, оплодотворение менее вероятно.

Но самое главное заключается в том, что к оплодотворению будет допущен не тот сперматозоид, который доберется первым. Это вообще не имеет значения. Оказывается, яйцеклетка сама «решает», кого впустить внутрь. Более того: она не оставляет избраннику шанса, буквально захватывая его и втягивая внутрь себя. Почему же до сих пор многие представляют себе процесс зачатия чем-то наподобие соревнований миллионов «рыцарей»-сперматозоидов за допуск к «принцессе»-яйцеклетке, покорно ожидающей победителя?

Антрополог Эмили Мартин провела целое исследование на эту тему.

Нет, она сама не смотрела в микроскоп, чтобы лично убедиться в пассивности женской клетки и активности мужских. Эмили наблюдала за биологами, изучающими процессы зачатия. Что же ей удалось выяснить?

Например, ее внимание привлекла заметная предвзятость в описании процессов производства половых клеток. То, что большая часть яйцеклеток, с которыми появляется на свет девочка, не только не будут оплодотворены, но просто дегенерируют еще до созревания, часто характеризуется как «крайняя расточительность природы», «пустая трата ресурсов». Но то, что в мужских яичках производится на порядок больше сперматозоидов, почему-то называется «изумительной производительностью» и связывается с уровнем потенции, а также — с мужской состоятельностью.

Более того: простейшие опыты показали, что пловцы из сперматозоидов совершенно никудышные. Они не только плохо двигаются, но и стараются уйти от всего, с чем соприкасаются. Включая стенку яйцеклетки. И только от последней зависит, удастся побег или нет. Если хвостатый «незнакомец» женской клетке «нравится», она буквально захватывает его с помощью специальных молекул на своей поверхности и постепенно втягивает внутрь, где и происходит самое главное таинство. А вообще сперма транспортируется к месту встречи преимущественно не «своим ходом», а благодаря работе мышц и эпителия стенок влагалища и маточных труб.

Но, несмотря на виденное собственными глазами и доказанное явление, биологи продолжали описывать процесс так, как всем было привычно: как взаимодействие победителей-сперматозоидов с пассивной, бездеятельной яйцеклеткой, от которой ничего не зависит. Сила привычки. Вероятно, если бы доктор Мартин не была феминисткой по убеждению, она тоже ничего не заметила бы.​

Исследованием избирательности яйцеклетки занимается генетик Джозеф Надо.

В ходе экспериментов доктор Надо выяснил совершенно удивительные вещи. Оказалось, например, что законы Менделя, известные каждому школьнику, не пропускающему уроки биологии, работают далеко не всегда. Яйцеклетка каким-то образом может выбирать для оплодотворения лучшие сперматозоиды, отталкивая те, что несут в себе поврежденные гены.

Для исследования в лаборатории доктора Надо использовались мыши. Закон Менделя работал, если сперма здоровых самцов соединялась с яйцеклетками самок со встроенным геном рака яичек. Но если здоровые яйцеклетки встречались со сперматозоидами самцов с генами рака, картина менялась. Вместо ожидаемых 75% эмбрионов с поврежденным генотипом ученые получали всего 27%. То есть яйцеклетка «отказывала» в праве на оплодотворение тем сперматозоидам, которые могли передать потомству предрасположенность к болезни.

Как же происходит выбор, оценка потенциального донора генетической информации?

Доктор Надо полагает, что для этого служат молекулы фолиевой кислоты. Метаболизм этого вещества отличается в мужских и женских клетках, и именно на эти различия и ориентируется яйцеклетка при выборе носителя подходящего генетического материала.

Вот так. Оказывается, на самом деле главная роль и «решающее слово» в зачатии новой жизни принадлежит женской половине, которая активно выбирает и обеспечивает реализацию своего выбора.

И немного о прогестероне

И немного о прогестероне

Но зачем же тогда сперматозоиды снабжены хвостиками-жгутиками для движения? Как-то они все-таки двигаются по направлению к репродуктивному «хэппи-энду»? Что их влечет в нужном направлении?

У ученых есть ответ и на этот вопрос. Исследования независимых групп ученых из Германии и США подтвердили: «путеводным маяком» для сперматозоидов служит гормон прогестерон, уровень концентрации которого определяется в ионных каналах, расположенных в хвостиках «головастиков». Чем выше концентрация прогестерона — тем активнее становится сперматозоид, приближаясь к манящему источнику. Блокировка чувствительных каналов приведет к потере и без того слабых «ходовых качеств» сперматозоидов, а значит, снизит вероятность зачатия. Что открывает новые возможности в разработке средств контрацепции. Но это уже совсем другая история.

Использованы фотоматериалы Shutterstock

Особенности течения неонатального периода при вульвовагинальном кандидозе у беременных / Акудович Н.В., Долбина А.Ю., Куперт А.Ф. // Acta Biomedica Scientifica. - 2004

AICR HealthTalk / Collins K. // American Institute for Cancer Research

Pseudofolliculitis barbae: understanding the condition and the role of facial grooming / Gray J, McMichael AJ. // Int J Cosmet Sci. - 2016 Jun. - 38. - 1