胡志明市好還是河內:受 精

一、受精过程

    受精过程始于精子与卵子相遇，两性原核合并形成合子时结束。

    (一)精子穿过放射冠(Corona radiata)
    卵子从卵巢排出后，进入壶腹部时，在透明带的外面往往还包围着一堆颗粒细胞即丘细胞，而靠近透明带的卵丘细胞呈放射状排列，故称放射冠。这是精子入卵的第一道屏障，精子通过顶体反应释放透明质酸酶和放射冠穿透酶溶解卵丘细胞和放射冠细胞间的基质，使精子穿越放射冠与透明带接触(图6-2A、B)。
    家畜中除猪外，排卵后几小时脱去卵丘细胞和放射冠，这种“光卵”可正常受精与发育。因此对于这些动物来说，精子发生顶体反应所释放出酶的作用，似无实际意义。

    (二)精子穿过透明带(Zona pellucida)
    精子穿越放射冠后，以刚暴露的顶体内膜附着于透明带表面，这是精子穿过透明带的先决条件。这种附着只有获能和发生顶体反应的精子才能发生。用抗透明带抗体或胰蛋白溶解酶处理可阻止精子附着；用抗精子抗体处理精子，也能阻止精子附着。 精子与透明带的附着具有非常明显的种间特异性，异种动物的精子是不能附着和穿过透明带的，过去一直认为，精子与卵子的结合完全是一种随机过程；即任何一个精子与卵子都有同等的机会受精。但混合的试验证明，不同的精子其受精能力是不同的，这种受精选择性现象可能与透明带表面特异受体位点存在有关。这种特异受体位点称精子受体(Recepter for sperm)。有些动物的精子受体己被鉴定并搞清了部分特性，如小白鼠、猪和仓鼠的精子受体是三种不同的糖蛋白，分别为透明带蛋白1、2和3(ZP1、ZP2和ZP3)。ZP1是小白鼠透明带的主要精子受体，当其氧联的糖酸盐部分被去除时，失去活性。ZP3的缩氨酸部分可能起诱导顶体反应作用。在猪55K糖蛋白和90K的糖蛋白能阻止精子与透明带结合。
    精子与透明带最初接触部位是头部赤道区和核帽后区。精子通常在附着透明带后5～15分钟穿过透明带，因此顶体脱落可能发生在精子头接触透明带前后(图6-2C)。在哺乳动物精子顶体内含有20种以上的酶，即除透明质酸酶、顶体素外，还有脂酶、磷脂酶A、酸性磷酸酶、芳香基硫酸酶、β-N-乙酰氨基葡糖酶、芳香基酰胺酶和一些非特异性的酸性蛋白酶。这些酶系的量在物种间存在差异。据认为，它们在精子穿过透明带期间具有协同作用，而顶体素则被看作是精子穿透透明带的主要溶解酶，在顶体酶系中，它是以酶原的形式存在，当精子发生顶体反应时激活。
    精子与透明带结合后不久，顶体的酶将透明带溶出一通道，精子借助自身的运动穿过透明带。光学和电子显微结构研究表明，精子通常在卵子表面约呈45º正切线穿过透明带，不过其径路往往是弯曲的，垂直或水平穿透很少(图6-2C)。

    (三)精子进入卵黄(Vitellus)
    精子进入透明带后，到达卵周隙(Perivitelline space)。此时精子仍能活动，不过活动时间很短。一旦接触卵黄膜，活动即停止，在与卵黄膜接触后20分钟，即与卵黄膜融合在一起。从大鼠的研究发现，精子总是头的中部和后部质膜与卵黄膜相贴。卵黄膜表面的微绒毛抓住精子的头，于此同时卵黄发生旋转，此时精子尾部全部进入卵周隙内，接着两层质膜(精子和卵子)形成连续的膜，并将精子头都包起来，随两层膜不断向精子尾部融合，精子就被“拖入卵内”。除极少数动物外，整个精子尾部不进入卵子。
    在精子头与卵黄膜发生融合的同时，卵子激活(Activation)，并产生一系列反应。
    1.皮质反应(Cortical reaction)
    这是一种防止卵黄膜再被其他精子穿透的防御性反应。当精子与卵黄膜接触时，在接触点膜电荷发生改变并向周围扩大，整个膜持续去极化数分钟，在卵黄膜下的皮质颗粒(直径约0.1～0.5微米)向卵子表面移动，在Ca2+的作用下，皮质颗粒与卵黄膜融合，以胞吐方式将其内容物排入卵周隙。皮质反应从精子入卵处开始，迅速向卵黄膜四周和透明带扩散。已观察到仓鼠精子与卵子接触后5分钟就完成皮质反应。
    皮质反应与顶体反应很相似。皮质颗粒内容物是一种有粘性的透明膜物质，内含粘多糖、类胰蛋白酶以及阻止顶体酶作用的物质由于这些内容物的释放，继而引起卵黄膜和透明带结构的变化即产生卵黄膜反应和透明带反应。
    2.卵黄膜反应(Vitelline reaction)
    由于皮质反应的结果，大部分原来的卵黄膜加入了皮质颗粒膜而发生膜的改组(Graham，1974)。这种变化称为卵黄膜反应或卵黄膜封闭作用。同时皮质颗粒所释放的粘多糖与卵黄膜表面紧密相粘，在卵子周围又形成一保护层，称透明膜，从而改变了卵子表面结构。阻止第二个精子入卵，避免产生多精子受精现象。
    3.透明带反应(Zona reaction)
    透明带反应的概念最早由Austin和Braden(1956)提出，他们认为皮质颗粒内容物的释放，改变了透明带的性质，从而阻止了其精子的穿入。此后Barros和Yanagimachi(1971)以及Gwatkin等(1973)在田鼠上均证实了透明带反应的发生。这种反应相当迅速与有效，作用是阻止精子再穿过透明带。其原因是皮质颗粒内容物中的类胰蛋白酶，破坏了透明带上的特异性精子受体，从而达到阻止其他精子穿过透明带的作用。但小白鼠、大鼠和猪由于透明带反应比较慢，卵周隙内有时会看到几个甚至几十个精子，这些精子称为补充精子。但在其他动物很少看到。

    (四)原核形成(Pronucleus formation)
    精子入卵后不久，头部开始膨大，核疏松核膜消失，失去固有的形态；同时卵母细胞减数分裂恢复，释放第二极体，在精核疏松的同时，核内碱性蛋白质，以及与精子DNA密切有关的高浓度精氨酸也完全消失，最后在疏松的染色质外又形成新的核膜。它的结构很像一个体细胞的核，而不像精子细胞的校。这种重新形成的核叫雄原核。精核的疏松似乎由卵细胞中特殊成分——精核扩散因子诱导，在小鼠、田鼠已观察到，在生发泡阶段卵中的精核是不能转变成雄原核的，未成熟的牛卵母细胞也不能引起精核扩散，这种扩散因子称为雄原核生长因子(Malepronucleus growth factor,MPGF)。据估计，这种因子是二硫化物还原剂，因为哺乳动物精核染色质的高度浓缩是由于精组蛋白与二硫化物交联质形成。
    进入卵子的精子尾部最终消失，线粒体解体。线粒体DNA的去向，某些动物全部进入第一次卵裂所产生的子细胞中的一个；另一些动物则均匀地分散在细胞质内。
    雌原核的形成类似于雄原核。两性原核同时发育，体积不断增大，几小时可达到原来的20倍(大鼠)。很多畜种(包括猪和牛)雄性染色质开始疏松增大的时间比雌性早，所以雄原核形成比雌原核大。猪的原核形成是在排卵后6—18小时。雌原核的特点是染色质分布不对称。

    (五)配子配合(Syngame)
    雄原核和雌原核经充分发育，逐渐相向移动。在卵子的中央，核仁和核膜消失，两原核紧密接触，然后迅速收缩，染色体重新组合，并准备进行第一次有丝分裂。至此受精最后阶段“配子配合”遂告完成，形成一个称为“合子”的单细胞胚胎。在已测定的哺乳动物中，原核的整个生存期约为1O～15小时。接近第一次分裂时，可以看到两组染色体，它们分别是母本和父本的染色体合并形成