在人类的生殖过程中,卵细胞的作用常被低估。然而,卵细胞不仅仅是被动接受精子的结构。相反,卵细胞在受精过程中扮演着主动的角色,这一切的开始皆源于精子与卵细胞在女性生殖道内的相遇。
人类受精是卵子与精子联合的过程,通常发生在输卵管的壶腹部。这一过程最初的研究始于十九世纪,当时科学家们揭示了受精的各种细节。当精子与卵子结合时,生成的称为合子(zyote),并随即开始进行胚胎发育。
精子须经过一系列变化,才能获得受精的能力。
受精的主要地点是输卵管的壶腹部。当精子进入女性生殖道时,它们受到促黄体素的引导,这种激素由卵围层细胞分泌,促进了精子的活化。约200万个精子将抵达这个受精的理想场所,然而,成功的精子实际上少之又少。
最初的精子无法受精,它们需要经过「成熟」的过程。这包括在女性生殖道的被动变化,以及具备高活性的精子进行游动,以寻找卵子。
精子在游向卵细胞的过程中经历了变化,这一变化是受精成功的关键。
卵细胞不仅仅是在等待精子的到来,它们也以某种方式参与了受精的过程。卵细胞周围的细胞会分泌化学物质,这些物质吸引精子,并帮助精子找到卵细胞。
当精子接触到卵细胞周围的冠状辐射层后,它们开始穿透 zona pellucida,这是一种包围卵子的外层。这一过程由一组称为 ZP3 的糖蛋白介导,精子与卵细胞的结合触发了伴随的酶释放,使得精子能够深入卵细胞。
当精子成功进入卵细胞的细胞质时,两者的细胞膜融合,从而引发了「皮质反应」。这一反应将卵细胞内的酶释放至 zona pellucida,形成防止多个精子同时进入的屏障。
卵细胞的主动反应不仅保护了自身,还确保了受精过程的整体顺利进行。
在精子与卵子进行遗传物质的融合时,均会产生一系列准备工作。卵细胞完成了其第二次减数分裂,形成成熟的卵细胞。随后,精子的核与卵细胞的核融合,这标志着两者基因组合的开始。
一旦精子进入卵细胞的周围空间,将发生两个主要的机制以防止多重受精。这一过程是确保胚胎的正确基因组成,并防止多个精子进入同一卵细胞的关键。
受精过后,合子开始进行细胞分裂,为后续的发育铺平道路。这一过程涉及的细胞如何从一开始的卵细胞与精子结合转变为最终的胎儿,是整个生物学过程的奇妙展现。