Մարդու բեղմնավորում

**Մարդու բեղմնավորումը** ձվաբջջի և սպերմատոզոիդի միավորումն է, որը հիմնականում տեղի է ունենում արգանդափողի ամպուլյար հատվածում։ Այս միավորման արդյունքը հանգեցնում է բեղմնավորված ձվաբջջի առաջացմանը, որը կոչվում է զիգոտ և սկիզբ է դնում սաղմի զարգացմանը։ Գիտնականները բացահայտել են մարդու բեղմնավորման դինամիկան 19-րդ դարում։

Բեղմնավորման գործընթացը ներառում է սպերմատոզոիդի միաձուլումը ձվաբջիջի հետ։ Այս գործընթացը սկսվում է սեռական հարաբերության ժամանակ սերմնաժայթքմամբ, ապա հաջորդում է օվուլյացիան և ավարտվում է բեղմնավորմամբ։ Այս հաջորդականության տարբեր բացառություններ են հնարավոր, ներառյալ ինսեմինացիան, արտամարմնային բեղմնավորումը, արտաքին սերմնաժայթքումը առանց սեռական հարաբերության կամ սեռական հարաբերությունը ձվազատումից անմիջապես հետո։ Երկրորդային օվոցիտին հանդիպելիս՝ սպերմատոզոիդի ակրոսոմը արտադրում է ֆերմենտներ, որոնք թույլ են տալիս նրան թափանցել ձվաբջիջի արտաքին թաղանթով, որը կոչվում է «փայլուն թաղանթ» (zona pellucida): Այնուհետև սպերմատոզոիդի պլազման միաձուլվում է ձվաբջջի պլազմատիկ թաղանթին և դրանց կորիզները միաձուլվում են՝ ստիպելով սպերմատոզոիդի գլխիկին անջատվել իր մարմնից, ապա բեղմնավորված ձվաբջիջը շարժվում է արգանդափողով և հասնում արգանդ։

Արտամարմնային բեղմնավորումը (ԱՄԲ) մի գործընթաց է, որի ժամանակ ձվաբջիջները բեղմնավորվում են սպերմատոզոիդներով արգանդից դուրս, in vitro պայմաններում։

## Պատմություն
Անտիկ դարաշրջանում Արիստոտելը պատկերել է նոր անհատների ձևավորումը, որը տեղի է ունենում արական և իգական հեղուկների միաձուլման միջոցով, որոնց ձևն ու գործառույթը աստիճանաբար են առաջանում, իր կողմից կոչված էպիգենետիկ եղանակով։

## Սպերմատոզոիդի և ձվաբջջի հանդիպում
մինի|Օվուլյացիա և բեղմնավորում

### Արգանդափողի ամպուլյար հատված
Բեղմնավորումը տեղի է ունենում արգանդափողի ամպուլյար հատվածում, այն մասում, որը թեքվում է ձվարանների շուրջը։ Կապացիտացված սպերմատոզոիդը ձգտում է դեպի պրոգեստերոն, որը արտազատվում է ձվաբջիջը շրջապատող բջիջներից։ Պրոգեստերոնը կապվում է սերմի մեմբրանի CatSper ընկալիչի հետ և բարձրացնում կալցիումի ներբջջային մակարդակը՝ առաջացնելով հիպերակտիվ շարժունակություն։ Սպերմատոզոիդը շարունակում է լողալ դեպի պրոգեստերոնի ավելի բարձր կոնցենտրացիաներ՝ արդյունավետորեն ուղղորդվելով դեպի ձվաբջիջ։ 200 միլիոն սպերմատոզոիդներից մոտ 200-ն են հասնում արգանդափողի ամպուլյար հատված։

### Սպերմատոզոիդի նախապատրաստում
ձախից|մինի|Սպերմատոզոիդը, որը մտնում է ձվաբջիջ, օգտագործելով ակրոսոմալ ֆերմենտներ՝ ձվաբջիջի փայլուն թաղանթը լուծելու համար:
Գործընթացի սկզբում սերմնահեղուկը ենթարկվում է մի շարք փոփոխությունների, քանի որ թարմ սերմնաժայթքված սերմնահեղուկը ի վիճակի չէ բեղմնավորման կամ վատ է բեղմնավորվում։ Սերմնահեղուկը պետք է կապացիտացվի իգական վերարտադրողական ուղիներում, ինչը մեծացնում է նրա շարժունակությունը և հիպերբևեռացնում է թաղանթը` նախապատրաստելով նրան ակրոսոմալ ռեակցիային՝ ձվաբջջի կոշտ թաղանթով ֆերմենտային ներթափանցմանը։

### Ճաճանչաձև պսակ
Սպերմատոզոիդը կապվում է ճաճանչաձև պսակի հետ, որը երկրորդական օվոցիտի արտաքին մասում տեղակայված ֆոլիկուլային բջիջների շերտ է։ Ճաճանչաձև պսակը քիմիական նյութեր է արտադրում, որոնք ձգում են ֆալոպյան փողում առկա սպերմատոզոիդները դեպի ձվաբջիջ։ Այն գտնվում է գլիկոպրոտեինային փայլուն թաղանթից վերև, որը շրջապատում է ձվաբջիջը։

### Ձգման կոն և պերիվիտելինային թաղանթ
Այնտեղ, որտեղ սպերմատոզոիդը պատրաստվում է ծակել, օոպլազման դուրս է բերվում կոնաձև արտափքման տեսքով, որը կոչվում է ձգողականության կամ ձգման կոն։ Սպերմատոզոիդի ներթափանցումից հետո օոպլազմայի ծայրամասային մասը վերածվում է թաղանթի՝ պերիվիտելինային թաղանթի, որը խոչընդոտում է լրացուցիչ սպերմատոզոիդների անցումը։

### Փայլուն թաղանթ և ակրոսոմալ ռեակցիա
Ճաճանչաձև պսակով անցնելուց հետո սպերմատոզոիդը հասնում է փայլուն թաղանթին, որը համարվում է գլիկոպրոտեինների արտաբջջային մատրիքս։

A ZP3 գլիկոպրոտեինը, որը գտնվում է փայլուն թաղանթի վրա, կապվում է սպերմատոզոիդի գլխիկի մակերեսի վրա առկա բջիջների ընկալիչների հետ։ Այս միացումը նպաստում է ակրոսոմի պայթելուն, ինչի արդյունքում  արտազատվում են ակրոսոմալ ֆերմենտներ, որոնք օգնում են սպերմատոզոիդին ներթափանցել ձվաբջիջը շրջապատող հաստ փայլուն թաղանթի միջով՝ ի վերջո հասնելով ձվաբջջի բջջային թաղանթին։

Որոշ սերմնաբջիջներ վաղաժամ սպառում են իրենց ակրոսոմը ձվաբջջի մակերեսին, ինչը հեշտացնում է այլ սերմնաբջիջների ներթափանցումը։ Պոպուլյացիայում հասուն հապլոիդ սերմնաբջիջները ունեն միջինը 50% գենոմի նմանություն, ուստի վաղաժամ ակրոսոմային ռեակցիաները նպաստում են նույն խմբի անդամի կողմից բեղմնավորմանը։ Այն կարելի է դիտարկել որպես հարազատների ընտրության մեխանիզմ։

Վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այս գործընթացում ձվաբջիջը պասիվ չէ։ Այլ կերպ ասած, նրանք նույնպես փոփոխությունների են ենթարկվում, որոնք օգնում են հեշտացնել նման փոխգործակցությունը։

## Միաձուլում
մինի|Բեղմնավորումն ու իմպլանտացիան մարդու մոտ

### Կորտիկալ ռեակցիա
Այն բանից հետո, երբ սպերմատոզոիդը մտնում է ձվաբջիջի ցիտոպլազմա, սպերմատոզոիդի պոչը և արտաքին ծածկույթը քայքայվում են։ Սպերմատոզոիդի և ձվաբջիջի թաղանթների միաձուլումը առաջացնում է կորտիկալ ռեակցիա։ Երկրորդային օոցիտի ներսում կորտիկալ հատիկները միաձուլվում են բջջի պլազմային թաղանթին, ինչի հետևանքով այդ հատիկների ներսում գտնվող ֆերմենտները էկզոցիտոզով դուրս են մղվում դեպի փայլուն թաղանթ։ Սա, իր հերթին, բերում է նրան, որ փայլուն թաղանթում առկա գլիկոպրոտեինները խաչվում են միմյանց հետ, այսինքն՝ ֆերմենտները ստիպում են ZP2-ի հիդրոլիզվել ZP2f–ի՝ դարձնելով ամբողջ թաղանթը կոշտ և անթափանց սերմնաբջիջների համար։ Սա կանխում է ձվաբջջի բեղմնավորումը մեկից ավելի սպերմատոզոիդի կողմից։

### Գենետիկ կոդի միաձուլում
#### Նախապատրաստում
Իրենց գենետիկ նյութի միաձուլմանը նախապատրաստվելիս և՛ ձվաբջիջը, և՛ սպերմատոզոիդը ենթարկվում են փոխակերպումների՝ որպես բջջային թաղանթների միաձուլման ռեակցիա։

Ձվաբջիջը ավարտում է իր երկրորդ մեյոտիկ բաժանումը։ Սա հանգեցնում է հասուն հապլոիդ ձվաբջիջի և բևեռային մարմնի արտազատմանը։ Ձվաբջջի կորիզը այս գործընթացում կոչվում է պրոնուկլուս՝ այն բեղմնավորման արդյունք հանդիսացող կորիզներից տարբերելու համար։

Սպերմատոզոիդի պոչը և միտոքոնդրիումները քայքայվում են տղամարդու պրոնուկլեուսի ձևավորմամբ։ Ահա թե ինչու մարդկանց բոլոր միտոքոնդրիումները մայրական ծագում ունեն։ Այնուամենայնիվ, սերմնահեղուկից ՌՆԹ-ի զգալի քանակությունը փոխանցվում է ստացված սաղմին և, հավանաբար, ազդում է սաղմի զարգացման և սերունդների ֆենոտիպի վրա։

#### Միաձուլում
Սպերմատոզոիդի միջուկը միաձուլվում է ձվաբջիջի հետ՝ հնարավորություն տալով միաձուլել նրանց գենետիկական նյութը։

#### Պոլիսպերմիայի կանխում
Երբ սպերմատոզոիդը մտնում է պերիվիտելինային տարածություն, գլխիկի վրա գտնվող սպերպատոզոիդին հատուկ Izumo սպիտակուցը կապվում է ձվաբջիջի թաղանթի վրա գտնվող Juno ընկալիչների հետ։ Երբ այն կապվում է, առաջանում է պոլիսպերմիայի կանխման երկու համակարգ։ Մոտ 40 րոպե անց ձվաբջիջի մյուս Juno ընկալիչները կորչում են նրա թաղանթից, ինչը հանգեցնում է նրան, որ այն այլևս միաձուլման ենթակա չի լինում այլ սպիտակուցների հետ։ Բացի այդ, տեղի կունենա նաև կորտիկալ ռեակցիան, որն առաջանում է օվաստացինի կապման և ZP2 ընկալիչների ճեղքման հետևանքով, որը գտնվում է փայլուն թաղանթի վրա։ Պոլիսպերմիայի կանխման այս երկու գործընթացները խանգարում են զիգոտին չափազանց շատ ԴՆԹ ունենալ։

### Ռեպլիկացիա
Պրոնուկլեուսները շարժվում են դեպի ձվաբջջի կենտրոն և սկսում են արագորեն ռեպլիկացնել իրենց ԴՆԹ–ն, որպեսզի պատրաստեն զիգոտին  առաջին միտոտիկ բաժանմանը։

### Միտոզ
Սովորաբար սպերմատոզոիդի և ձվաբջիջի 23 քրոմոսոմները միաձուլվում են (սպերմատոզոիդների մոտավորապես կեսը կրում է X քրոմոսոմ, իսկ մյուս կեսը Y քրոմոսոմ)։ Նրանց թաղանթները լուծվում են՝ արգելքներ չթողնելով արական և իգական քրոմոսոմների միջև։ Այս տարրալուծման ժամանակ նրանց միջև ձևավորվում է միտոտիկ աղեղ։ Այդ աղեղը «բռնում է» քրոմոսոմները՝ նախքան դրանց տարածվելը ձվաբջջի ցիտոպլազմայում։ Հետագայում միտոզն անցնելուց հետո (որը ներառում է քրոմատիդների ձգումը դեպի ցենտրիոլներ անաֆազում) բջիջը հավաքում է գենետիկական նյութ արական և իգական բջիջներից միաժամանակ։ Այսպիսով, սպերմատոզոիդների և ձվաբջիջների միավորման առաջին միտոզը նրանց քրոմոսոմների իրական միաձուլումն է։

Այդ միտոզից առաջացած երկու դուստր բջիջներից յուրաքանչյուրն ունի յուրաքանչյուր քրոմատիդից մեկական կրկնօրինակ, որը կրկնօրինակվել էր նախորդ փուլում։ Այսպիսով, նրանք գենետիկորեն նույնական են։

## Բեղմնավորման տարիք
մինի|Պտուղը՝ արգանդի խոռոչում
Բեղմնավորումն այն իրադարձությունն է, որն ամենից հաճախ օգտագործվում է կյանքի սկիզբը նշելու համար՝ սաղմի կամ պտղի նախածննդյան զարգացման նկարագրություններում։  Կիրառվում է բեղմնավորման տարիք, սաղմնային տարիք, պտղի տարիք կամ (ներարգանդային) զարգացման (ՆԱՄ) տարիք հասկացությունները**։

Գեստացիոն ժամկետը ընդունված է հաշվարկել վերջին դաշտանի առաջին օրվանից։ Պայմանականորեն, հղիության ժամկետը հաշվարկվում է բեղմնավորման ենթադրյալ օրվան 14 օր ավելացնելով և հակառակը։ Այնուամենայնիվ, բեղմնավորումը սովորաբար տեղի է ունենում օվուլյացիայից հետո մեկ օրվա ընթացքում, որն իր հերթին տեղի է ունենում միջինը նախորդ դաշտանի սկզբից 14,6 օր հետո։ Այս ինտերվալը կարող է նաև զգալիորեն փոփոխվել՝ 95% դեպքերում կանխատեսվող օվուլյացիան լինում է դաշտանից հետո 9-ից 20 օր անց, նույնիսկ միջին վիճակագրական կնոջ համար, ում մոտ վերջին դաշտանի առաջին օրից մինչև օվուլյացիայի միջև ընկած միջին ժամանակահատվածը կազմում է 14,6 օր։ Հսկիչ խմբում ներառված կանանց 95%–ի մոտ կանխատեսվող օվուլյացիայի միջակայքը 8,2-ից 20,5 օրն է։

Միջին ժամանակաշրջանը մինչև ծննդաբերությունը գնահատվել է 268 օր (38 շաբաթ և երկու օր) օվուլյացիայից հետո, 10 օր ստանդարտ շեղումով կամ 3,7% տատանումների գործակցով։

Բեղմնավորման տարիքը երբեմն օգտագործվում է հետծննդյան շրջանում (պտղի ծնվելուց հետո)՝ տարբեր ռիսկային գործոնների գնահատման նպատակով։ Օրինակ, այն հանդիսանում է բավականին լավ կանխատեսիչ գործոն վաղաժամ ծնված երեխաների մոտ ներփորոքային արյունահոսությունների ռիսկի գնահատման համար, որոնք բուժվում են էքստրակորպորալ թաղանթային օքսիգենացիայի միջոցով։

## Մարդու վերարտադրողական համակարգը ախտահարող հիվանդություններ
Բեղմնավորման գործընթացի խամգարման արդյունքում կարող են առաջանալ տարբեր ախտաբանություններ։ Դրանք կարող են առաջանալ սպերմատոզոիդի և ձվաբջջի միաձուլման գործընթացի խանգարման արդյունքում, ինչպես նաև կարող են պայմանավորված լինել զիգոտի բջիջը կրող կենսաբանական ծնողի առողջական վիճակով։ Ստորև բերված են այն հիվանդություններից մի քանիսը, որոնք կարող են առաջանալ և առկա լինել այդ գործընթացի ընթացքում։

* Պոլիսպերմիան առաջանում է, երբ մի քանի սպերմատոզոիդներ բեղմնավորում են միևնույն ձվաբջջին, նպաստելով էմբրիոնի ներսում քրոմոսոմնների քանակի խախտմանը։ Պոլիսպերմիան, թեև ֆիզիոլոգիապես հնարավոր է ողնաշարավորների և անողնաշարավորների որոշ տեսակների համար, սակայն լետալ գործոն է մարդկային զիգոտի համար։
* Պոլիկիստոզ ձվարանների պարագայում կնոջ մոտ չի արտադրվում բավարար քանակով ֆոլիկուլխթանիչ հորմոն և ավելցուկային կերպով արտադրվում են անդրոգեններ։ Դա հանգեցնում է սպերմատոզոիդի և ձվաբջջի շփման հետաձգմանը կամ առհասարակ բացառմանը։
* Աուտոիմուն հիվանդությունները կարող են առաջացնել բարդություններ բեղմնավորված ձվաբջջի՝ արգանդի խոռոչում իմպլանտացվելու գործընթացում, ինչպես նաև կարող է իմուն համակարգի կողմից հարձակում լինել արգանդի պատին իմպլանտացված էմբրիոնի հանդեպ։
* Քաղցկեղն, ի վերջո, ազդում է պտղաբերության վրա և կարող է հանգեցնել բնածին արատների կամ վիժումների զարգացմանը։ Քաղցկեղը լրջորեն վնասում է վերարտադրողական օրգանները, ինչն ազդում է պտղաբերության վրա։
* Էնդոկրին համակարգի խանգարումները ազդում են մարդու պտղաբերության վրա՝ նվազեցնելով օրգանիզմի կարողությունը՝ արտադրելու հորմոնների բավարար մակարդակ, որն անհրաժեշտ է զիգոտը հաջողությամբ կրելու համար։ Այս խանգարումների օրինակները ներառում են շաքարային դիաբետը, մակերիկամի և վահանաձև գեղձի խանգարումները։
* Էնդոմետրիոզը այնպիսի ախտաբանություն է, որի ժամանակ արգանդը ներսից պատող լորձաթաղանթի՝ էնդոմետրիումի բջջիջներին նման բջիջներ են աճում արգանդից դուրս։ Սա հանգեցնում է ծայրահեղ ցավի և անհանգստության և կարող է նպաստել անկանոն դաշտանային ցիկլի առաջացմանը։

## Տես նաև
* Մարդու զարգացում

## Ծանոթագրություններ

Կատեգորիա:Կանացի վերարտադրողական համակարգ
Կատեգորիա:Մանկաբարձություն