СТРОЕНИЕ ЯЙЦЕКЛЕТКИ И ЕЕ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ, ЖЕЛТОЕ ТЕЛО И ЕГО ЗНАЧЕНИЕ

Яйцеклетки млекопитающих неподвижны и имеют значительно большие размеры, чем спермии. Это обусловлено и большей массой ци­топлазмы, и, главным образом, наличием запасного питательного мате­риала в виде желтка (дейтоплазмы). Этот материал представлен желточ­ными гранулами и пластинками. Состоит из белков, фосфолипидов и нейтральных жиров. Желток может находиться в цитоплазме яйцеклетки или быть обособленным от цитоплазмы, образуется в печени и других органах и через кровь поступает в ооцит.

У домашних животных диаметр яйцеклетки без прозрачной обо­лочки колеблется от 0,11 до 0,15 мкм и мало зависит от размеров тела. Яйцеклетка коровы имеет диаметр около 115 мкм, толщина прозрачной оболочки 15–30 мкм и общий диаметр клетки составляет 165 мкм. Яйце­клетка овцы несколько больше — соответственно 112–125, 9–16 и 167 мкм. Яйцеклетка свиньи имеет диаметр 130 мкм, толщина прозрачной оболоч­ки —  5 мкм.

Яйцеклетка, вышедшая из фолликула, вскоре погибает, если не бу­дет оплодотворена. Уже в период прохождения истмической части яйцепровода цитоплазма в ядре клетки распадается на отдельные фрагменты и после размягчения прозрачной оболочки постепенно рассасывается. Происходит это уже в матке, куда неоплодотворенные яйцеклетки попа­дают примерно в то же время, когда и оплодотворенные. У кобыл опло­дотворенные клетки остаются в яйцепроводах, где подвергаются медлен­ной (в течение нескольких недель или даже месяцев) цитоплазматической дегенерации. У этого вида животных развивающийся зародыш ока­зывает, по-видимому, более мощное эндокринное (или иное) влияние  на функцию яйцепроводов, что позволяет ему проникнуть в матку, тогда как неоплодотворенная клетка туда не проходит. Продолжительность жизни яйцеклетки коровы составляет 10–12 ч, овцы — 12–15 ч, лошади — 8–10 ч, свиньи — 6–156 ч. В течение этого периода яйцеклетка может быть опло­дотворена, но чаще способность к оплодотворению сохраняется более короткое время и обычно не превышает 6 ч.

По мнению Ф. И. Осташко и др., яйцеклетка млекопитающих со­храняет способность к оплодотворению in vitro 4–5 суток  оплодотворе­ние их возможно не только в яйцепроводе, но и роге матки.

Оплодотворение — физиологический процесс, в результате которого происходит объединение генетического материала яйцеклетки и спермия и образования новой клетки (зиготы) с диплоидным набором хромосом.

Во время продвижения яйцеклетки по яйцепроводу в начале его ампу-лярной части вследствие беспорядочного движения спермиев проис­ходит встреча их с яйцеклеткой и оплодотворение (рис. 59).

Наступление оплодотворения зависит от числа присутствующих спермиев, а также биологической полноценности обеих гамет.

У некоторых млекопитающих яйцеклетка окружена фолликуляр­ными клетками (лучистым венцом). Эти клетки склеены между собой ма­териалом, имеющем в своем составе гиалуроновую кислоту. Под влияни­ем фермента гиалуронидазы фолликулярные клетки довольно быстро рассасываются уже в воронке яйцевода. Гиалуронидаза содержится в плазме спермы (акросоме). Особенно много фермента содержится в се­менниках и сперме кролика. Функции гиалуронидазы при оплодотворе­нии заключается в том, что она позволяет отдельным спермиям пройти между фолликулярными клетками и достичь яйца. Для этого не требуется разрушения всего лучистого венца, хотя полное обнажение клетки важно и необходимо для продвижения ее по яйцепроводу, но оно может про­изойти и без участия спермиев.

Следует отметить, что данный процесс не имеет видимой специфично­сти. Это послужило поводом использовать фермент гиалуронидазу для повышения оплодотворяемости путем добавления ее в сперму. Однако результаты испытаний противоречивы.

Лучистый венец хорошо выражен у яйцеклетки свиней, значитель­но слабее — у коров. Клетки венца могут направлять спермий, когда он проходит между ними, и подводить его к яйцеклетке. Определенную роль в соединении гамет играют гормоны оплодотворения (гамоны). Известно четыре гамона. Два из них (гипогамоны) выделены из яйцеклетки. Ганогамон 1 активизирует действие спермиев, гинагамон 2 вызывает их аглютинацию. Два других (андрогамоны) выделены из спермиев. Андрогамон 1 парализует движением спермиев и нейтрализует гиногамон 1. Андрогамон 2 (акрозин) растворяет прозрачную оболочку и облегчает достиже­ние спермиев поверхности яйцеклеток; он нейтрализует гиногамон 2.

После достижения спермиев прозрачной оболочки следует видос-пецифическая реакция, которая приводит к прочной связи половых кле­ток. Сродство определенных фракций белков из плазматических мембран спермиев и прозрачной оболочки яйца, по-видимому, имеет решающее значение в прикреплении к ней. Вскоре после этого спермий по узкому извилистому пути быстро проникает через эту оболочку. При этом отде­ляется и утрачивается на поверхности прозрачной оболочки пузырчатая акросомная и плазматическая мембрана спермия. Головка спермия попа­дает в околожелточные пространства и вскоре соприкасается с желточ­ной оболочкой. После этого прозрачная оболочка становится малочувст­вительной к другим спермиям. Вот почему у ряда видов (хомяк, собака, овца, лошадь и др.) число проникших через прозрачную оболочку спер­миев невелико. У других животных (крольчиха, корова, свинья и др.) ответная реакция прозрачной оболочки замедленная или совсем не проявляется и в околожелточное пространство могут попасть десятки и даже сотни спермиев.

После контакта спермия с желточной оболочкой яйцеклетки, когда произойдет слияние их плазматических мембран (у ряда видов под жел­точной оболочкой находится вторая оболочка — плазматическая мембра­на), начинается кортикальная реакция. Кортикальные зерна, расположенные в поверхностном слое цитоплазмы яйцеклетки вздуваются, затем их оболочки вместе с плазматической мембраной гаметы разрываются. В пространстве между ее поверхностью и желточной оболочкой изливается содержимое этих гранул (зерен), которое содержит протеолитический фермент. Он разрушает связи желточной оболочки с другими спермиями, что предотвращает полиспермию. Кортикальная реакция распространя­ется по поверхности яйцеклетки волнообразно в течение 10–20 с. У некоторых видов в процессе кортикальной реакции желточная оболочка и приподнимается над поверхностью яйцеклетки, образуя перивителиновое пространство. На внутренней поверхности оболочки накапливаются тонким слоем вещества, освобождающиеся из гранул. В результате желточ­ная оболочка уплотняется, и ее называют оболочкой оплодотворения.

После соприкосновения спермия с желточной оболочкой происхо­дит образование второго полярного тельца, и ооцит второго порядка пре­вращается в зрелую яйцеклетку. Затем спермий полностью погружается в цитоплазму клетки. Входит он не перпендикулярно, а по касательной по отношению к желточной оболочке. После вхождения в яйцеклетку голов­ка спермия набухает, теряет форму и оболочку и становится едва замет­ной, ядерный материал выходит из нее и вскоре появляются в виде мел­ких точек ядрышки. Они постепенно соединяются и образуют больше, круглые частицы, которые включаются в мужской пронуклеус, который окружен ядерной оболочкой.

Так же происходит образование женского пронуклеуса. После вто­рого редуцированного деления ядро яйцеклетки разрывается, и его со­держимое смешивается с цитоплазмой. Материал хромосом превращает­ся в раздробленную зернистую массу. Затем образуются ядрышки, которые вскоре окружаются оболочкой. Образуется женский пронуклеус. Эти изменения наступают в течение часа после проникновения спермия.

Слияние пронуклеусов (сингамия) является конечной стадией оп­лодотворения. После сближения в центре клетки пронуклеусы уменьша­ются в величине, исчезают сначала ядрышки, затем ядерные оболочки. Появляются две группы хромосом, которые движутся навстречу друг другу, и в стадии метафазы происходит их слияние (соединение ядер кле­ток при конъюгации). Почти непосредственно за этим следует анафаза и телофаза первого деления мейоза.

В отдельных случаях в яйцеклетке оказываются два или даже три спермия (полиспермия). В результате образуется три или четыре пронуклеуса. Возможность оплодотворения несколькими спермиями возникает, когда второй спермий проникает через прозрачную оболочку в точке, диаметрально противоположной к точке первоначального проникновения. Но если осеменение проведено в оптимальное время, то яйцепроводы и оболочки яйцеклетки, действуя совместно, сводят до минимума возможность одновременного достижения поверхности яйце­клетки двумя жизнеспособными спермиями. При старении яйцеклетки создаются условия для полиспермии.

Желтое тело. После овуляции на месте фолликула образуется жел­тое тело, которое развивается в основном из фолликулярных клеток, вы­стилающих складчатые сжавшиеся стенки фолликула. 

Отростки из соединительнотканной оболочки образуют остов желтого тела, а раз­растающиеся кровеносные сосуды пронизывают его. Фолликулярные клетки делятся, растут и превращаются в железистые клетки желтого те­ла — лютеальные клетки, резко отличающиеся по строению и функциям от фолликулярных. Они содержат жироподобные вещества — липиды и пигмент (красящее вещество), окрашивающий желтое тело у овец, свиней и коров в желтый цвет, а у лошадей — в оранжевый, перехо­дящий затем в красноватый и коричнево-красный.

У овец желтое тело формируется очень быстро. Полость прорвав­шегося фолликула заполняется кровяным сгустком в первые часы после овуляции. Через 10 ч кровяной сгусток рассасывается, через сутки полость фолликула заполняется клетками желтого тела, которое выступа­ет над поверхностью яичника в виде чечевичного зернышка диаметром 2–3 мм. Затем желтое тело быстро увеличивается и уплотняется, достигая наибольшей величины через 8 дней после овуляции.

 У свиней стенки лопнувших фолликулов сильно сокращаются, и место разрыва быстро зарастают. Кровоизлияний в полость фолликула у них не бывает. Период формирования желтых тел у коров и свиней составляет 7–8 дней.

У лошади в начале роста желтого тела в полости фолликула имеются еще остатки фолликулярной жидкости с примесью кро­ви. Постепенно полость заполняется тканью. Через два дня после овуля­ции желтое тело в яичнике лошади достигает 25–70 мм в диаметре, в по­следующие дни оно уплотняется (его размеры несколько уменьшаются).

Структура образовавшегося желтого тела непостоянна. Оно служит временной железой, выделяющей в кровь гормон прогестерон. Под его воздействием в слизистой матки происходят процессы, направленные на подготовку к приему и питанию эмбриона. Эпителий эндометрия раз­растается и набухает, маточные железы также сильно разрастаются и на­чинают секретировать, выделяя вещества, обеспечивающие питание за­родыша на первых стадиях его развития до имплантации.

Под влиянием прогестерона в яичниках задерживается развитие новых фолликулов, охота и течка прекращаются и сменяются половым покоем. Если не произошло оплодотворение яйца, выделенного из яич­ника во время овуляции, желтое тело через несколько дней начинает рас­сасываться; лютеальные клетки уменьшаются в объеме, кровеносные сосуды запустевают, полость бывшего фолликула заполняется соедини­тельной тканью. В последующие несколько недель ткань желтого тела постепенно исчезает и на ее месте образуется соединительнотканный рубец. У коров и овец этот_процесс начинается на 10–12-й день после ову­ляции, у свиней на 15–16-й, y лошадей — на 8–12-й день. При рассасывании желтых тел уменьшается или прекращается выработка гормона прогесте­рона. В яичниках начинают развиваться новые фолликулы и снова увели­чивается продукция эстрогенных гормонов.

В настоящее время огромное значение имеет трансплантация эмбрионов. Впервые пересадка эмбрионов была осуществлена в Канаде, и в 1973 г.  получен живой теленок путем трансплантации эмбрионов.

Сущность данного метода заключается в том, что оплодотворенная яйцеклетка одного животного (донора) попадает в матку другого живот­ного (реципиента) и там происходит ее развитие. Метод трансплантации эмбрионов включает ряд приемов: вызов суперовуляции у доноров и их осеменение; извлечение оплодотворенных яйцеклеток; синхронизация половой охоты у реципиентов; пересадку зародышей реципиентам.

В  промышленном животноводстве в основном проводят трансплантацию  оплодотворенных яиц.  При  этом  используют два метода трансплантации: хирургический и нехирургический. При хирургическом методе делают лапаротомию в подвздошной области и зиготу вводят в яйцевод или рог матки. Нехирургический заключается в том, что зиготу вводят глубоко в матку при помощи специального прибора. Используя эти методы в течение года от коровы–донора можно по­лучить до 10—1 2 телят.