在人類的生殖過程中,卵細胞的作用常被低估。然而,卵細胞不僅僅是被動接受精子的結構。相反,卵細胞在受精過程中扮演著主動的角色,這一切的開始皆源於精子與卵細胞在女性生殖道內的相遇。
人類受精是卵子與精子聯合的過程,通常發生在輸卵管的壺腹部。這一過程最初的研究始於十九世紀,當時科學家們揭示了受精的各種細節。當精子與卵子結合時,生成的稱為合子(zyote),並隨即開始進行胚胎發育。
精子須經過一系列變化,才能獲得受精的能力。
受精的主要地點是輸卵管的壺腹部。當精子進入女性生殖道時,它們受到促黃體素的引導,這種激素由卵圍層細胞分泌,促進了精子的活化。約200萬個精子將抵達這個受精的理想場所,然而,成功的精子實際上少之又少。
最初的精子無法受精,它們需要經過「成熟」的過程。這包括在女性生殖道的被動變化,以及具備高活性的精子進行游動,以尋找卵子。
精子在游向卵細胞的過程中經歷了變化,這一變化是受精成功的關鍵。
卵細胞不僅僅是在等待精子的到來,它們也以某種方式參與了受精的過程。卵細胞周圍的細胞會分泌化學物質,這些物質吸引精子,並幫助精子找到卵細胞。
當精子接觸到卵細胞周圍的冠狀輻射層後,它們開始穿透 zona pellucida,這是一種包圍卵子的外層。這一過程由一組稱為 ZP3 的糖蛋白介導,精子與卵細胞的結合觸發了伴隨的酶釋放,使得精子能夠深入卵細胞。
當精子成功進入卵細胞的細胞質時,兩者的細胞膜融合,從而引發了「皮質反應」。這一反應將卵細胞內的酶釋放至 zona pellucida,形成防止多個精子同時進入的屏障。
卵細胞的主動反應不僅保護了自身,還確保了受精過程的整體順利進行。
在精子與卵子進行遺傳物質的融合時,均會產生一系列準備工作。卵細胞完成了其第二次減數分裂,形成成熟的卵細胞。隨後,精子的核與卵細胞的核融合,這標誌著兩者基因組合的開始。
一旦精子進入卵細胞的周圍空間,將發生兩個主要的機制以防止多重受精。這一過程是確保胚胎的正確基因組成,並防止多個精子進入同一卵細胞的關鍵。
受精過後,合子開始進行細胞分裂,為後續的發育鋪平道路。這一過程涉及的細胞如何從一開始的卵細胞與精子結合轉變為最終的胎兒,是整個生物學過程的奇妙展現。