Курс препятствий спермы к яйцу

Источник: Оригинальный мультфильм от Alex Martin

Некоторые мужчины производят слишком много спермы. Этот незначительный факт был в центре моего предыдущего сообщения в блоге. (См. « Почему слишком много сперматозоидов испортить яйцо» , опубликованное 11 августа 2017 года.) С слишком большим количеством сперматозоидов необычайно плотное облако окружает яйцо, и более чем одна сперма может проникать ( полиспермия ). В большинстве случаев у мужчин две спермы оплодотворяют яйцеклетку, давая эмбрион с дополнительными хромосомами в дополнение к нормальной паре от отца и матери ( триплоидное состояние ). Дополнительный набор хромосом неизбежно имеет катастрофические последствия, с потерей плода или смертью младенца в течение нескольких часов после рождения. Некоторая хромосомная аномалия присутствует примерно в половине всех выкидышей, и четверть этих аномалий связана с дополнительными наборами хромосом.

День 1 человеческий зигот, произведенный одной спермой, оплодотворяющей яйцо. Наблюдаются женские и мужские пронуклеусы и полярное тело.

Источник: Автор: NinaSes (2015). Wikimedia Commons; файл, лицензированный в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.

Одиссея спермы

Хотя эякуляты мужских млекопитающих обычно содержат огромное количество сперматозоидов – около 250 миллионов в среднем у людей – на удивление мало кто обычно попадает где-нибудь рядом с яйцом. Действительно, репродуктивный тракт женских млекопитающих, по-видимому, специально приспособлен для минимизации количества сперматозоидов, достигающих верхних отрезков яйцевода (трубки, по которой яйцо перемещается, чтобы добраться до матки).

В документе 2006 года Сьюзан Суарес и Аллан Пейси экспертно рассмотрели одиссею, сталкивающуюся с сперматозоидами, проходящими по женскому репродуктивному тракту. Во-первых, только часть эякулята выходит из враждебной кислотности влагалища в шейку матки ( шейки матки ). Затем, когда спермы мигрируют вверх по шейке матки, слизистые пряди отфильтровывают любые, которые имеют ненормальные формы или плавают слишком медленно. Когда шейный барьер пропускается путем инъекции спермы непосредственно в матку ( внутриутробное осеменение – IUI ), уровень успешности беременности превышает 20 миллионов сперматозоидов. Это говорит о том, что только 10% сперматозоидов в естественном эякуляте достигают матки. Как только спермы входят в матку, мышечные сокращения помогают пройти их к яйцеводу. Только несколько тысяч сперматозоидов входят в относительно благоприятную среду яйцевода. Его нижний конец, перешеек , служит в качестве резервуара, где сперматозоиды связываются с подкладкой яйцевода и затем высвобождаются ступенчато. После освобождения сперматозоиды подвергаются конденсации и становятся гиперактивными, что позволяет им перемещаться в верхний конец яйцевода ( ампулы ), где происходит оплодотворение. Результатом всех встреченных препятствий является то, что в ампуле в любой момент времени обычно присутствуют только сто или около того сперматозоидов. Прогрессивное сокращение числа сперматозоидов между оплодотворением и оплодотворением, несомненно, служит для снижения риска полиспермии.

• Как мозг определяет сексуальность
• Гормональные изменения, которые приводят к триггерной депрессии у женщин
• Как секс меняется во время беременности, кормления и родительства
• Ад Да: 7 лучших причин для мастурбации
• Estrogen Promise

Диаграмма, иллюстрирующая ступенчатое сокращение числа сперматозоидов вдоль репродуктивного тракта женщины. 1. Только часть эякулята, депонированного во влагалище, входит в шейку матки. 2. В шейке матки нити слизи отфильтровывают аберрантные сперматозоиды. 3. Спермы входят в нижний конец яйцевода (перешейка) и привязываются к его внутренней подкладке. 4. Спермы, высвобождаемые из овидоковой подкладки, могут перейти к ампуле, где происходит оплодотворение.

Источник: Автор: Shazz (2006). Wikimedia Commons; Файл, лицензированный в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Среди многих других предложений безудержная спекуляция вокруг возможных функций человеческого оргазма породила гипотезу о том, что она представляет собой адаптацию, облегчающую транспортировку спермы к яйцу. Известно, что оргазм связан с усиленным высвобождением гормона окситоцина, который может потенциально вызвать активный перенос спермы. Однако, как отметил Рой Левин в 2011 году, эта гипотеза полностью игнорирует тот факт, что избежать полиспермии на самом деле требует деликатно сбалансированного контроля транзита спермы через женский тракт. После осеменения основной проблемой для женского репродуктивного тракта является достижение ступенчатого сокращения числа сперматозоидов, а не ускорение прохождения спермы к яйцу.

Процедура экстракорпорального оплодотворения (ЭКО).

Источник: Автор: MartaFF (2015). Wikimedia Commons; файл, лицензированный в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.

Уроки оплодотворения in vitro

Появление детей-испытателей в 1978 году открыло новые возможности для изучения оплодотворения человеческого яйца, а также введение возможности того, что ошибки могут возникнуть из-за неуместных плотностей спермы. Тем не менее это не рассматривалось как проблема, когда впервые было начато экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО). В 1981 году пионер IVF Роберт Эдвардс представил один из первых замечаний о возможной полиспермии. Он сообщил из первоначальной работы, что плод, который выкидыш на двенадцатой неделе беременности, был признан триплоидным. Хотя Патрисия Джейкобс и его коллеги ранее сообщали в 1978 году результаты крупного опроса, показывающего, что триплоидия относительно распространена (1-3%) в человеческой концепции, Эдвардс заявил, что эта хромосомная аномалия «не может быть серьезной количественно», потому что подавляющее большинство яиц оплодотворяются одной спермой. По общему признанию, частота, о которой сообщал Джейкобс и коллеги, была для естественных концепций. В 1981 году не было сопоставимой информации о яйцах, подверженных неестественной плотности сперматозоидов in vitro .

• Гипноз и сексуальное здоровье
• Краткая история мастурбации
• Полки чудовищных женщин
• Сотрясения не просто проблема футбола: вы в опасности?
• Почему так сложно сказать, если кому-то нравится?

Фактически, в статье 1981 года Яном Роттом и его коллегами явным образом обсуждались числа сперматозоидов по отношению к ЭКО. Они отметили, что количество сперматозоидов, окружающих яйцо во время естественной концепции, неизвестно и что идеальное количество сперматозоидов для оплодотворения in vitro не оценивалось. Сообщалось, что Эдвардс и его коллеги использовали от 100 000 до миллиона сперматозоидов, тогда как команда Craft добилась оплодотворения только 10 000 подвижных сперматозоидов в питательной среде, окружающей яйцо. Они предсказали, что в конечном итоге оказалось бы намного меньше, «таким образом, уменьшив риск полиспермического оплодотворения».

Связь между числами спермы и успехом оплодотворения во время оплодотворения человека in vitro. Обратите внимание, что успех оплодотворения постепенно увеличивается с увеличением числа сперматозоидов с 500 000 до 25 000, но этот успех радикально сокращается еще на 10 000 сперматозоидов.

Источник: Адаптировано из рисунка в Wolf et al. (1984).

Впоследствии, в 1984 году, Дон Вольф и его коллеги более подробно рассказали об отношениях между концентрацией спермы и оплодотворением яиц человека in vitro . Фактически было установлено, что успех оплодотворения уменьшается с увеличением числа сперматозоидов в диапазоне от 25 000 до 500 000, при максимальном удобрении 80,8% при самой низкой плотности. Напротив, степень полиспермического оплодотворения была напрямую связана с концентрацией сперматозоидов, увеличиваясь с нуля при менее чем 25 000 сперматозоидов / куб.см до 5,5% при 500 000 сперматозоидов / куб. Волк и его коллеги подчеркнули, что концентрации от полумиллиона до миллиона спермиев на яйце были чрезвычайно высокими по сравнению с тем, которые, по оценкам, присутствовали на участке оплодотворения в естественной концепции. В 1985 году Ханс ван дер Вэн и его коллеги усилили результаты, представленные командой Wolf. Начиная с 1980-х годов было опубликовано относительно малое количество оптимальных чисел спермы для ЭКО. Как правило, в настоящее время используются относительно низкие плотности спермы, а в 2013 году Ping Xia сообщил, что в этих условиях примерно 7% оплодотворенных яиц являются полиспермическими. В современных процедурах IVF рутинное обследование устраняет любые подобные случаи до переноса в матку.

Схема орхидометра для оценки объема яичка. Числа указывают объем в ccs. Размеры 1-3 ccs (желтый) обычно обнаруживаются до полового созревания, размеры 4-12 ccs (оранжевые) обычно возникают во время полового созревания, а размеры 15-25 ccs (красные) обычно встречаются у взрослых.

Источник: Автор: Filip em (собственная работа). Wikimedia Commons; файл, лицензированный в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Размер яичка, количество тестостерона и сперматозоидов

Многочисленные исследования показали, что размер яичка, уровни тестостерона и производство спермы все связаны друг с другом в функциональной сети. Объем испытуемого часто оценивается путем расчета максимальной длины и ширины, измеренных с помощью суппорта. В статье 2004 года, например, Ли Симмонс и его коллеги сообщили о сильной корреляции между размером яичка и подсчетами сперматозоидов, рассчитанными по линейным измерениям в исследовании студентов-добровольцев. Однако во многих исследованиях, проводимых медицинскими специалистами, объем семенников определяется пальпацией, сопровождаемой сравнением со стандартным набором яйцевидных моделей, первоначально разработанным Андреа Прадер (1965). Это устройство, известное как орхидодометр, состоит из двенадцати деревянных или пластиковых оооидов объемом 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 20 и 25 ccs соответственно. Педиатры регулярно используют орхидометры («стетоскоп уролога») для изучения индивидуального развития. В среднем, семенники растут очень мало от рождения до одиннадцатого года (1-3 ccs), после чего они начинают увеличиваться в размере до 12 ccs во время полового созревания. Последующий рост происходит очень быстро, а переход к состоянию взрослого человека (типичный диапазон: 15-25 ccs) занимает всего три года.

Связь между общим количеством сперматозоидов в эякулятах 50 мужчин и комбинированным объемом этих двух яичек.

Источник: адаптирован к фигуре в Simmons et al. (2004).

При высоком уровне тестостерона, больших яичках и более высоких количествах спермы, некоторые мужчины могут быть «гипермаскулинами». Подтверждая подозрения многих женщин, можно действительно сказать, что мужчины могут страдать от отравления тестостероном. Основным недостатком производства необычно большого количества сперматозоидов является то, что он увеличивает потенциал полиспермии с последующим нарушением развития плода. Предположительно, естественный отбор обычно работает для поддержания производства спермы на оптимальном уровне, отражающем компромисс между максимизацией вероятности успешного оплодотворения и минимизацией риска полиспермии. И женский репродуктивный тракт, очевидно, приспособлен для радикального сокращения числа сперматозоидов поэтапно.

Рекомендации

Bujan, L., Mieusset, R., Mansat, A., Moatti, JP, Mondinat, C. & Pontonnier, F. (1989). Размер яичек у бесплодных мужчин: отношение к характеристикам спермы и уровням гормональной крови. Британский журнал урологии 64 : 632-637.

Craft, I., McLeod, F., Bernard, A., Green, S. & Twigg, H. (1981) Числа спермы и оплодотворение in vitro. Ланцет 318 : 1165-1166.

Эдвардс, Р.Г. (1981) Дети-пробки, 1981. Природа 293 : 253-256.

Jacobs, PA, Angell, RR, Buchanan, IM, Hassold, TJ, Matsuyama, AM & Manuel, B. (1978) Происхождение триплоидов человека. Анналы Генетики человека 42 : 49-57.

Левин, RJ (2011) Организм женского оргазма: критическая оценка предлагаемых им репродуктивных функций. Сексуальная и взаимосвязанная терапия 26 : 301-314.

Pasqualotto, EB, Daitch, JA, Hendin, BN, Falcone, T., Thomas, AJ, Nelson, DR & Agarwal.A. (1999) Связь общего количества подвижных сперматозоидов и процентной подвижной спермы с успешными показателями беременности после внутриутробного осеменения. Журнал вспомогательной репродукции и генетики 16 : 476-482.

Prader, A. (1966) Размер яичек: оценка и клиническая значимость. Треугольник 7 : 240-243.

Simmons, LW, Firman, LC, Rhodes, G. & Peters, M. (2004) Конкурс спермы человека: размер яичка, производство спермы и скорости экстраполяции. Поведение животных 68 : 297-302.

Suarez, SS & Pacey, AA (2006) Транспортировка спермы в женском репродуктивном тракте. Обновление репродукции человека 12 : 23-37.

van der Ven, HH, Al-Hasani, S., Diedrich, K., Hamerich, U., Lehmann, F. & Krebs, D. (1985) Полиспермия при экстракорпоральном оплодотворении ооцитов человека: частота и возможные причины. Анналы Нью-Йоркской академии наук 442 : 88-95.

Wolf, DP, Byrd, W., Dandekar, P. & Quigley, MM (1984) Концентрация спермы и оплодотворение человеческих яиц in vitro. Биология размножения 31 : 837-848.

Xia, P. (2013) Биология полиспермии в ЭКО и ее клиническое указание. Текущие отчеты об акушерстве и гинекологии 2 : 226-231.