تحفيز الحيوانات المنوية على تلقيح البويضة Sperm Capacitation

تحفيز الحيوانات المنوية على تلقيح البويضة Sperm Capacitation

لا تكون الحيوانات المنوية المتكونة في الأنابيب المنوية قادرة في البداية على الحركة، ولكنها تكتسب هذه القدرة على الحركة أثناء نضجها في البربخ. وحتى هذه الحيوانات المنوية المتحركة ليست لديها القدرة على اختراق البيضة ولا بد لها من أن تمر بعملية تكسبها هذه القدرة، وتدعى تحفيز capacitation، وتهدف إلى جعل غشائها الخلوي سهل التحطم مما يسمح الأنزيمات الجسم القمي بأن تنسكب بسهولة وتحلل أغشية البيضة تمهيدا الدخول أحد الحيوانات المنوية إليها.

لا يعرف تحديدا كيف تتم عملية التحفيز (شکل 23 – 3)، ولكننا نعرف أنها تتم خلال 6 - 8 ساعات عقب قذف الحيوانات المنوية، كما أننا نعرف أن الغشاء البلازمي للحيوان المنوي الذي كان معززا بكوليسترول ينخفض محتواه من كوليسترول تدريجيا بحيث يصبح سهل التحطم إذ أن كوليسترول بحلقاته المتداخلة يعطي الغشاء ثباتا. وعندما يصبح الغشاء سهل التحطم فإن أنزيمات الجسم القمي تحدث عملية تحلل ذاتي autolysis لهذا الغشاء وتنسكب في محيط البيضة لتعمل هذه المواد نفسها (وهي تشمل أنزيم hyaluronidase ، acrosin ، وأنزيمات محللة للبروتين) على تفكيك خلايا التاج الشعاعي لفتح ممرات بينها للحيوانات المنوية ولهتك المنطقة الشفافة وغشاء البويضة البلازمي (يجب أن نذكر أن حامض البول الشفاف hyaluronic acid وهو المادة الحليلة لأنزيم محلل حامض البول الشفاف hyaluronidase هو مكون دائم للمادة بين الخلوية التي تربط الخلايا ببعضها في التاج الشعاعي). أما لماذا لا تنشط عملية التحفيز والحيوانات المنوية لا تزال مخزونة في البربخ فهذا ما يزال مجهولا.

الإخصاب Fertilization

الزمن المناسب للإخصاب تحدث الإباضة عادة في اليوم الرابع عشر من بدء نزول دم الطمث وتكون البيضة حية وقابلة للإخصاب خلال مدة 12 - 24 ساعة بعد إباضتها. ولدواعي التأكد من احتمال حدوث الإخصاب، فإننا نفترض بأن الحيوانات المنوية تكون حية وقادرة على الوصول إلى البيضة خلال مدة أقصر مقدارها 10 - 15 ساعة فقط بعد الإباضة ولهذا فإن الحيوانات المنوية يجب أن تكون متواجدة بل وفي أفضل حيوية لها خلال هذه الفترة القصيرة من أجل إتمام الإخصاب بنجاح. ونظرا لأن الحيوانات المنوية أطول عمرا، إذ أنها تكون قادرة على الإخصاب خلال 24 - 72 ساعة ( بل وربما 24 - 48 ساعة فقط) بعد قذفها، لذا فإنها يجب أن تكون متواجدة خلال فترة لا تزيد عن 72 ساعة قبل الإباضة و 24 ساعة بعد الإباضة. (لدواعي التأكد فإن هذه المدة يجب تقصيرها لتصبح 48 ساعة قبل الإباضة و 15 ساعة بعد الإباضة).

اختراق الحيوان المنوي للبويضة

يطلق البعض على مجرد اختراق الحيوان المنوي للبيضة مصطلح الإخصاب fertilization ولكن البعض الآخر يرى أن الإخصاب الحقيقي يتمثل باختراق الحيوان المنوي للبيضة واندماج نواتي الحيوان المنوي و البيضة. يتم الإخصاب عادة في الثلث الخارجي (تحديدا في الحوصلة) لإحدى قناتي البيض بينما البيضة سائرة في طريقها نحو الرحم بفعل تقلصات العضلات الملساء للقناة وبفعل حركة السوائل المندفعة فيها. تصل الحيوانات المنوية عدة مئات إلى عدة آلاف) إلى هناك في غضون دقائق بعد القذف. تكون الحيوانات المنوية الواصلة هناك قد جرى تحفيزها وإن لم تحفز بعد فإنها ستنتظر عدة ساعات حتى يكتمل تحفيزها، وفور وصول الحيوانات المنوية المحفزة يبدأ تفاعل الجسم القمي acrosomal reaction لعدد كبير مئات من الحيوانات المنوية. إذ يتحطم الجسم القمي لهذه الحيوانات (شکل 23 - 3) وتنسكب محتوياته مبددة خلايا التاج الشعاعي وثاقبة المنطقة الشفافة. يمكن وصف عمل الحيوانات المنوية في هذه المرحلة بأنه عمل جماعي إذ لا تكفي الأنزيمات الموجودة في جسم قمي واحد لإنجاز كل هذا العمل ولذا فإن بعضها يكمل عمل البعض الآخر حتى يصبح غشاء الخلية البلازمي عاريا في نقطة معينة. في مثل هذا الوضع، فإن الحيوان المنوي الذي يصل في تلك اللحظة الآنية القصيرة إلى ذلك المكان يكون هو الوحيد المرشح الاختراق البيضة واتمام الإخصاب.

يتم اختراق البيضة بواسطة الحيوان المنوي الواصل في اللحظة المناسبة باستخدام جهاز ارتباط binding apparatus يتكون من جزئين بروتينيين: الأول beta protein يرتبط بالمستقبل المناسب على غشاء البيضة والثاني alpha protein يسبب اختراق الحيوان المنوي لغشاء البيضة ويعتمد على عمل الجزء الأول. تكون نتيجة عمل جهاز الارتباط انفتاح غشائي الخليتين ( الحيوان المنوي و البيضة) ثم التحامهما معا بتماس محكم لا يهدر قطرة واحدة من محتويات أي من الخليتين.

هل ستدخل حيوانات منوية أخرى ؟

يدعى دخول حيوانات منوية أخرى إلى البيضة حالة تعدد الحيوانات المنوية polyspermy وهي حالة ليست شائعة في الإنسان وإن كانت تحدث في بعض الحيوانات، أما إن حدثت في الإنسان فإنها تؤدي إلى موت الجنين المتكون بسبب زيادة المادة الوراثية. لماذا لا تتمكن حيوانات منوية أخرى من الدخول؟ يعود ذلك إلى سببين: سبب آني سريع يتمثل في أن دخول الحيوان المنوي يسبب فتح قنوات صوديوم في غشاء البيضة البلازمي مما يسبب تدفق صوديوم إلى الداخل وحدوث حالة إزالة استقطاب الغشاء الخلية تمنع أي حيوان منوي آخر من الدخول، وسبب آخر بطيء الحدوث يتمثل في أن إزالة الاستقطاب المشار لها تسبب فتح قنوات كالسيوم وتدفق كالسيوم إلى الداخل مما يسبب، من جانب، حدوث التفاعل القشري ( انسكاب محتويات الحبيبات

الشكل 23 - 3 : أ) المراحل المتعاقبة لتفاعل الجسم القمي من اليمين إلى اليسار، ب ) صورة لحيوان منوي مبينا بقايا الجسم القمي بعد التفاعل

القشرية للبيضة في السائل خارج الخلية الواقع بين المنطقة الشفافة وغشاء البيضة البلازمي، وامتصاص هذه المحتويات للماء وانتفاخها مما يدفع بعيدا بل ويفصل كل الحيوانات المنوية التي كانت عالقة بغشاء البيضة كما غير ذلك من خصائص موقع ارتباط الحيوان المنوي بالبيضة)، ويحث من جانب آخر، خلية البيضة على البدء بالانقسام.

الإخصاب الحقيقي True Fertilization

يحث اختراق الحيوان المنوي البويضة الثانوية على إكمال الانقسام الاختزالي الثاني منتجة بيضة ناضجة وجسمة قطبية ثانوية ينبذ نحو الجسمين القطبين الناتجين من انقسام الجسم القطبي الأول (شکل 23 - 4). وبينما تتشكل نواة البيضة الناضجة، يكون ذيل الحيوان المنوي قد انفصل وبقي رأسه فقط في الطبقة الخارجية من سيتوبلازم البيضة التي تحتوي الآن على نواتين إحداهما نواة البيضة والثانية نواة الحيوان المنوي، وتحتوي كل منهما على نصف العدد الكروموسومي (23 کروموسوما ). تنتفخ لاحقا نواة البيضة ونواة الحيوان المنوي وتدعى كل منهما الآن سابقة النواة pronucleus. تهاجر سابقة النواة الذكرية male pronucleus باتجاه سابقة النواة الأنثوية وتتلاشى أغلفتهما وتتحرر کروموسوماتهما بالقرب من ألياف المغزل التي تكونت للتو قرب مركز البيضة. عندما تمتزج كروموسومات الحيوان المنوي مع تلك من البيضة يكون الإخصاب الحقيقي قد تم ، وفي الحال تبدأ المادة الوراثية في الكروموسومات بالتضاعف تمهيدا للدخول في الانقسام المتساوي الأول الذي يؤدي إلى تكوين الجنين. ويطلق على البيضة التي بها ضعف العدد الكروموسومي (46 کروموسوم) عقب الإخصاب الحقيقي مباشرة زيجوت .Zygote

الفصل الثالث والعشرين:

·        الحمل والتطور الجنيني

·        البيضة بعد الإباضة

·        نقل الحيوانات المنوية في القنوات التناسلية الأنثوية

·        تحفيز الحيوانات المنوية على تلقيح البويضة

·        الإخصاب

·        الزمن المناسب للاخصاب

·        اختراق الحيوان المنوي للبويضة

·        الإخصاب الحقيقي

·        تطور الزيجوت قبل الوصول إلى مرحلة العلقة

·        طور التفلج

·        طور کيس البلاستيولا

·        الإنزراع

·        تكون الأغشية العلقية

·        طور تكون المعدية

·        مرحلة تكون الأعضاء

·        الدورة الدموية للجنين

·        المشيمة

·        مرحلة التطور الجنيني

·        الولادة

·        تكيفات ما بعد الولادة مباشرة

·        إدرار الحليب

·        تكيفات الأم للحمل

·        السيطرة على الحمل

المصادر

• التشريح الوظيفي وعلم وظائف الأعضاء ، الدكتور شتيوي العبدالله (2012) ، دار المسيرة عمان – الأردن.

• Prosser, C. Ladd (1991). Comparative Animal Physiology, Environmental and Metabolic Animal Physiology (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Liss. pp. 1–12. ISBN 978-0-471-85767-9.
•  Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (12th ed.). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. p. 3. ISBN 978-1-4160-4574-8.
•  Widmaier, Eric P.; Raff, Hershel; Strang, Kevin T. (2016). Vander's Human Physiology Mechanisms of Body Function. New York, NY: McGraw-Hill Education. pp. 14–15. ISBN 978-1-259-29409-9.
• R. M. Brain. The Pulse of Modernism: Physiological Aesthetics in Fin-de-Siècle Europe. Seattle: University of Washington Press, 2015. 384 pp., [1].
• Rampling, M. W. (2016). "The history of the theory of the circulation of the blood". Clinical Hemorheology and Microcirculation. 64 (4): 541–549. doi:10.3233/CH-168031. ISSN 1875-8622. PMID 27791994. S2CID 3304540.
• Bernard, Claude (1865). An Introduction to the Study of Ex- perimental Medicine. New York: Dover Publications (published 1957).
•  Bernard, Claude (1878). Lectures on the Phenomena of Life Common to Animals and Plants. Springfield: Thomas (published 1974).
•  Brown Theodore M.; Fee Elizabeth (October 2002). "Walter Bradford Cannon: Pioneer Physiologist of Human Emotions". American Journal of Public Health. 92 (10): 1594–1595. doi:10.2105/ajph.92.10.1594. PMC 1447286.
•  Heilbron, J. L. (2003). The Oxford Companion to the History of Modern Science, Oxford University Press, p. 649, link.
•  Feder, ME; Bennett, AF; WW, Burggren; Huey, RB (1987). New directions in ecological physiology. New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-34938-3.
•  Garland, Jr, Theodore; Carter, P. A. (1994). "Evolutionary physiology" (PDF). Annual Review of Physiology. 56 (1): 579–621. doi:10.1146/annurev.ph.56.030194.003051. PMID 8010752.