受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座

合子（zygote）

卵裂（cleavage）囊胚（blastocyst）

胚胎著床（implantation）SpermOocyteFertilization

EmbryoOffspringReproduction受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第1頁第一節(jié)配子運(yùn)行Section1Transportationofgametes第二節(jié)配子在受精前準(zhǔn)備Section2Preparationsofthegametesbeforefertilization第三節(jié)受精過程與意義Section3TheprocessandsignificanceofFertilization第3章受精

Chapter3Fertilization受精過程和方式隨動物物種而異。其過程普通包含：精子運(yùn)行與獲能、精卵間接觸和識別、精子入卵、卵激活并開始發(fā)育。其方式基本上分體內(nèi)受精（哺乳動物）和體外受精（低等脊椎動物和絕大多數(shù)無脊椎動物）。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第2頁第一節(jié)配子運(yùn)行

Section1Transportationofgametes配子運(yùn)行：是指精子由射精部位（或輸精部位）、卵子由排出部位抵達(dá)受精部位即輸卵管壺腹部過程。人成熟精子脫離睪丸支持細(xì)胞，進(jìn)入曲細(xì)精管管腔中，從此開始它們長途旅行：首先從生精小管出發(fā)，經(jīng)過直細(xì)精管、睪丸網(wǎng)、輸出小管進(jìn)入附睪和輸精管，在附睪管和輸精管內(nèi)貯存、成熟、直到射精，這是第一旅程；第二旅程是經(jīng)過射精反射，把精子和精漿從附睪管、輸精管，經(jīng)尿道射入女性陰道；而從陰道穿過宮頸、子宮腔到輸卵管，在輸卵管壺腹部與卵子相遇，這是第三旅程。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第3頁一、射精部位Positionofejaculation

（一）陰道射精型：牛、羊和其它反芻動物

精液射在母畜陰道前庭及子宮頸陰道部;精液量小，精子密度高。

（二）子宮射精型：豬、馬、嚙齒類精液可直接射入子宮頸，子宮體內(nèi);精液量大，濃度低。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第4頁二、精子運(yùn)行

Transportationofsperm精子在♀生殖道內(nèi)運(yùn)行分以下幾方面:1、子宮頸內(nèi)運(yùn)行；2、子宮內(nèi)運(yùn)行；3、輸卵管內(nèi)運(yùn)行。

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第5頁（一）在子宮頸內(nèi)運(yùn)行1、子宮頸是精子進(jìn)入受精部位第1個柵欄。2、子宮頸腺窩和皺襞能夠容納精子成為暫時性貯庫（精子庫）,可連續(xù)釋放精子以維持受精部位活精子數(shù)。

3、不能進(jìn)入子宮頸被排出陰道外或被白細(xì)胞吞噬。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第6頁

1、主要依靠子宮收縮實(shí)現(xiàn)

2、子宮上行收縮波：致使子宮液向輸卵管方向運(yùn)行，從而帶動精子抵達(dá)宮管連接部，這是精子抵達(dá)受精部位第2個柵欄。

（二）精子在子宮內(nèi)運(yùn)行受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第7頁

輸卵管壺腹部和峽部連接部（壺—峽連接部）是精子抵達(dá)受精部位第3個柵欄。

于是，精子從射精部位抵達(dá)受精部位需要闖過3道柵欄，經(jīng)過3次篩選：第1道柵欄：子宮頸;第2道柵欄：宮管連接部;第3道柵欄：輸卵管壺-峽部連接部。

作用：1、選擇；2、預(yù)防多精受精。

（三）精子在輸卵管內(nèi)運(yùn)行

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第8頁1、射精力量：精子運(yùn)行最初動力。2、子宮頸吸入作用：子宮產(chǎn)生負(fù)壓，吸引精液進(jìn)入子宮。3、雌性生殖道肌肉收縮：陰道、子宮頸、子宮和輸卵管收縮是精子運(yùn)行主要動力。4、生殖道管腔液體流動：精子伴隨液體流動而在母畜生殖道內(nèi)運(yùn)行。5、精子本身運(yùn)動：作用是次要。

（四）精子在生殖道內(nèi)運(yùn)行機(jī)理

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第9頁

牛、羊交配后15min、豬15～30min、馬24min左右即可在輸卵管壺腹發(fā)覺精子。與母畜生理狀態(tài)、粘液性狀、胎次都有親密關(guān)系。

（五）精子運(yùn)行速度受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第10頁

（六）精子在雌性生殖道內(nèi)存活時間與含有受精能力時間

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第11頁三、卵子運(yùn)行及機(jī)理Transportationofeggandit’smechanism（一）排卵1、排卵受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第12頁2、卵子接納（1）卵泡液粘附作用。（2）輸卵管傘充血。（3）輸卵管及傘運(yùn)動。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第13頁去掉一側(cè)卵巢或去掉對側(cè)輸卵管，輸卵管可經(jīng)過轉(zhuǎn)動接納對側(cè)卵巢排卵。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第14頁（1）輸卵管平滑肌收縮（一部分）；（2）纖毛擺動（主要）；（3）輸卵管內(nèi)液體流動。

（二）卵子運(yùn)行方式及機(jī)理

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第15頁（三）卵子保持受精能力時間

排出卵子保持受精能力時間比精子（1-2d）短，大多低于24h。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第16頁在配種實(shí)踐中考慮：1、排卵時間；2、精、卵有受精能力時間。最正確配種時間：精子和卵子同時抵達(dá)受精部位。但在實(shí)踐中極難做到。怎樣做？使精子先抵達(dá)受精部位等候卵子，即最好在排卵前某一時刻交配（或AI），使受精部位有活力旺盛精子等候新鮮卵子，以提升受胎率。

原因：（1）精子數(shù)量大；（2）精子受精能力時間長于卵子。假如延期配種→受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第17頁一、精子在受精前準(zhǔn)備Preparationsofspermbeforefertilization

精子獲能capacitationofsperm：

在哺乳動物，新射入雌性生殖道內(nèi)精子或由附睪取出精子，不能馬上和卵子受精，必須經(jīng)歷一定時期，進(jìn)行某種生理上準(zhǔn)備，經(jīng)過形態(tài)及一些生理生化改變之后，才能取得受精能力，此過程稱為精子獲能。第二節(jié)配子在受精前準(zhǔn)備

Section2Preparationsofthegametesbeforefertilization受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第18頁沒有獲能精子不能和卵子結(jié)合而受精原因：不能穿過放射冠細(xì)胞間隙；不能穿過透明帶；不能進(jìn)入卵細(xì)胞。

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第19頁（一）精子獲能過程中改變

1、獲能精子能釋放出一個透明質(zhì)酸酶。此酶能夠溶解放射冠細(xì)胞。2、使精子頂體脫落而暴露出穿孔器，使精子能穿過透明帶與卵子接觸。3、精子質(zhì)膜與頂體外膜發(fā)生融合。同時精子膜滲透性增高，釋放精子穿過透明帶溶蛋白酶。

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第20頁（二）精子獲能機(jī)理與去能獲能機(jī)理：去能因子失活。在一些動物精清中，有一個抗受精物質(zhì)，叫做去能因子，使去能因子失去生物學(xué)活性就是獲能（capacitation）

，經(jīng)過獲能精子，假如重新與去能因子結(jié)合又失去受精能力，這就叫做“去能”或“失能”（decapacitation）。經(jīng)過去能精子在子宮及輸卵管孵育后，又可獲能，這就叫做再獲能。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第21頁現(xiàn)在認(rèn)為獲能與以下原因相關(guān)：

1、依賴cAMP蛋白激酶A（PKA），能夠抑制獲能反應(yīng)。

2、環(huán)-磷酸腺苷（cAMP）激動劑可誘發(fā)獲能。

3、磷脂激活蛋白激酶（PKC）可加速精子獲能。

4、酪氨酸激酶可影響獲能反應(yīng)。

5、雄性生殖道受精促進(jìn)肽，由前列腺分泌一個三肽類物質(zhì)，可促進(jìn)獲能反應(yīng)和提升受精穿透能力。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第22頁受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第23頁獲能部位：自然：子宮和輸卵管；

陰道射精型：始于陰道，主要在子宮和輸卵管；子宮射精型：始于子宮，主要在輸卵管；體外：任何體液和含肝素液體均可使精子獲能。（促進(jìn)精子體外獲能有：肝素、咖啡因，Ca2+載體如A23187等）

（三）精子在雌性生殖道內(nèi)獲能部位精子體外獲能受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第24頁（四）精子獲能所需時間同種動物精子可在不一樣種動物生殖道分泌物中完成獲能過程——精子獲能并無顯著種間差異。牛：2-3h；羊：1-1.5h；豬：3-6h；兔：5-6h

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第25頁二、卵子在受精前準(zhǔn)備（仍不清楚）

1、受精在排卵后2-3h進(jìn)行，所以可能有卵子準(zhǔn)備階段；2、卵黃膜內(nèi)皮質(zhì)顆粒增加，有增加受精能力作用；3、卵黃膜亞微結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，暴露出和精子結(jié)合受體。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第26頁第三節(jié)受精過程

Section3Fertilization一、精子與卵子相遇Attachmentandbinding二、精子頂體反應(yīng)AcrosomeReactionofsperm三、精子穿過放射冠Spermpenetrationofcoronaradiata四、精子附著和穿過透明帶Attachmentandpenetrationofzonepellucida五、精卵質(zhì)膜融合Plasmamembranefusionofspermandegg六、皮質(zhì)反應(yīng)與多精入卵阻止Eggplasmamembranereactionandpolyspermyblock七、原核形成與融合Pronucleusformationandfusion八、受精過程所需要時間Timeoffertilization受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第27頁精子入卵時，卵子正進(jìn)行成熟分裂II。卵子由外向內(nèi)包被有放射冠、透明帶和卵黃膜，受精時精子依次穿過這三層結(jié)構(gòu)，進(jìn)入卵子后，精子核形成雄原核，卵子核形成雌原核，然后原核融合，完成受精。第三節(jié)受精過程

Section3Fertilization受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第28頁一、精子與卵子相遇

Attachmentandbinding

可能是卵子分泌受精素吸引精子向其運(yùn)動并集聚在其周圍。二、精子頂體反應(yīng)(acrosomalreaction，AR）定義：指頂體結(jié)構(gòu)囊泡形成和頂體內(nèi)酶釋放出來這種改變或過程稱之。頂體反應(yīng)形態(tài)學(xué)改變：

表現(xiàn)為精子頂體帽膨脹，頂體外膜與精子細(xì)胞質(zhì)膜融合，形成許多泡狀結(jié)構(gòu)，這種泡狀結(jié)構(gòu)最終與精子頭部分離，釋放出透明質(zhì)酸酶、放射冠穿透酶等，使精子能夠穿越透明帶。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第29頁受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第30頁受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第31頁受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第32頁三、精子穿過放射冠

Spermpenetrationofcoronaradiata

精子在發(fā)生AR后，釋放出透明質(zhì)酸酶，溶解粘連放射冠細(xì)胞膠質(zhì)，使精子打開進(jìn)入卵子通道，并接靠近透明帶。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第33頁四、精子附著和穿過透明帶AttachmentandpenetrationofZP（一）精子附著于ZP（精卵識別過程）

穿過放射冠精子即與ZP接觸并附著其上，隨即與ZP精子受體相結(jié)合。配休是精子表面蛋白如半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、SP56（透明帶附著分子）等。這是精卵首次識別。精子受體：含有顯著種間特異性糖蛋白-透明帶蛋白（ZP），當(dāng)前已發(fā)覺有ZP1、ZP2和ZP3三種。精子主要和ZP3結(jié)合。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第34頁（二）精子穿過透明帶

經(jīng)AR反應(yīng)精子，經(jīng)過釋放頂體酶將ZP溶出一條通道，同時獲能精子超激活運(yùn)動產(chǎn)生推力，使精子象鉆頭一樣向內(nèi)前進(jìn)，穿越透明帶，和卵黃膜接觸。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第35頁精子超活化運(yùn)動受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第36頁當(dāng)精子與卵子質(zhì)膜接觸時，精子膜上受體如fertilin(受精素)等物種特異性蛋白與卵質(zhì)膜上配體-integrin識別和結(jié)合，這是精卵次級識別。這一識別造成精卵質(zhì)膜融合，并誘發(fā)皮質(zhì)反應(yīng)。五、精卵質(zhì)膜融合

Plasmamembranefusionofspermandegg

受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第37頁精子經(jīng)過ZP后，與卵質(zhì)膜識別并激活卵膜，膜上絨毛突起將精子抓住、包被、雙方膜融合，精子即進(jìn)入卵膜內(nèi)。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第38頁融合后，精子膜合并到卵膜上，并馬上停頓運(yùn)動，頭進(jìn)入卵內(nèi)，卵子激活并完成成熟分裂Ⅱ，排出PB2。并為兩原核形成做準(zhǔn)備。此時，受精第一階段即告完成。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第39頁六、皮質(zhì)反應(yīng)與多精受精阻止Eggplasmamembranereactionandpolyspermyblock（一）皮質(zhì)反應(yīng)：當(dāng)?shù)谝粋€精子經(jīng)過卵膜后，皮質(zhì)顆粒在精子進(jìn)入處與質(zhì)膜融合，發(fā)生破裂和胞吐并逐步向卵四面擴(kuò)散，稱為皮質(zhì)反應(yīng)。（二）阻止多精受精1、透明帶阻止多精受精（透明帶反應(yīng)）：當(dāng)?shù)谝粋€精子進(jìn)入卵子后，皮質(zhì)反應(yīng)結(jié)果使ZP失去精子受體,使隨即精卵不能識別。2、質(zhì)膜阻止多精受精（卵黃膜反應(yīng)或卵黃膜封閉作用）：當(dāng)?shù)谝粋€精子進(jìn)入卵子后，卵質(zhì)膜發(fā)生改變，不能與隨即到來精子識別與融合，從而阻止多精子受精。受精醫(yī)學(xué)宣教專家講座第40頁受精前存在于動物卵母細(xì)胞膜下皮質(zhì)層中分泌小泡（皮質(zhì)顆粒corticalgranule，CG）是高爾基復(fù)合物產(chǎn)物，是以膜為界、溶酶體樣圓形、橢圓形小體、含有蛋白水解酶、結(jié)構(gòu)蛋白和粘多糖等。受精前后CG和卵周隙改變受精醫(yī)學(xué)宣教