Embryology

Embryology · 3.2

第1週(排卵〜着床):受精

First Week of Development — Fertilization

応用トピック
不妊症の原因とカップルの評価バリア・化学的避妊法と自然避妊法異所性妊娠

🧠 受精はで起こる「3つの関門を精子が突破し、卵がをブロックする」と捉える。関門は①③卵細胞膜、の3段階。を1匹目の精子が通過した瞬間に卵側がを発動する、というタイミングの理解がカギ。

受精の場所と前提条件

受精は通常、卵管ので、排卵後約24時間以内に起こる。精子は後そのままでは受精能をもたず、内でcapacitation(受精能獲得)という生化学的変化(精子表面の糖タンパク除去など)を経る必要がある。

受精の3段階

flowchart TD
  A["精子が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='corona radiata'>卵冠</span>を通過<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='hyaluronidase'>ヒアルロニダーゼ</span>様酵素で<span class='jp-term jp-term-diagram' title='corona radiata'>放線冠</span>細胞間の基質を分解"]
  A --> B["精子が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='zona pellucida'>透明帯</span>を通過<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='acrosome reaction'>先体反応</span>でZP3受容体に結合・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acrosomal enzyme'>先体酵素</span>を放出"]
  B --> C["精子と卵の細胞膜が融合"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cortical reaction'>皮質反応</span>→ <span class='jp-term jp-term-diagram' title='zona reaction'>透明帯反応</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='zona pellucida'>透明帯</span>が硬化し<span class='jp-term jp-term-diagram' title='block to polyspermy'>多精子拒否</span>(block to polyspermy)"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='secondary oocyte, n'>二次卵母細胞</span>が<span class='jp-term jp-term-diagram' title='second meiotic division (meiosis II)'>減数第2分裂</span>を完了<br>卵(n)+ <span class='jp-term jp-term-diagram' title='second polar body'>第二極体</span>"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='male pronucleus'>雄性前核</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='female pronucleus'>雌性前核</span>が形成され融合(syngamy)"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='zygote'>接合子</span>(zygote, 2n=46)成立"]
  1. の通過: 精子が層を、精子表面の酵素で通り抜ける。
  2. の通過(): 精子頭部の02-3-spermatogenesis)がの糖タンパクZP3に結合するとが起こり、内部の(アクロシンなど)を放出してを溶解・通過する。
  3. : 精子と卵の細胞膜が融合すると、卵内でCa²⁺濃度が上昇し(皮質顆粒の)が起こる。これによりの性状が変化し硬化、他の精子の侵入を防ぐ()。

⚠️ が働かないとが起こり、染色体数が異常な胚(など、02-5-abnormalities参照)となり通常は発生を継続できない。

受精の完了と前核の形成

の刺激により、停止していたが完了し、卵(n)とに分かれる(02-4-oogenesis)。卵の核は、進入した精子の核は膨化してとなる。のDNAが複製された後、が消失して染色体が混ざり合う(syngamy)。これにより染色体数が2n=46にされ、が成立する。

⭐ 「」「の完了は受精()の後」という順序は頻出。は排卵時点ではまだ減数分裂を完了していないことに注意。

受精の意義

意義 内容
二倍性の n+n → 2n=46
性の決定 精子がX精子かY精子かで胎児の構成が決まる
遺伝的多様性 の染色体の組合せ+交叉(02-2-chromosomes-cell-division)による多様性
の開始 受精刺激により03-3-cleavage-blastocyst)が始まる

まとめ

  • 受精はで起こり、精子は事前にcapacitation(受精能獲得)を要する。
  • 通過→通過()→の3段階で進む。
  • によりが起こりが成立、同時にが完了する。
  • が形成されsyngamyで融合し、2n=46のが成立する。
  • 受精により二倍性・性決定・遺伝的多様性の確立・開始が起こる。