妊娠是新個體產(chǎn)生的過程,包括受精、著床、妊娠的維持、胎兒的生長以及分娩。
精子與卵子在輸卵管壺腹部相遇而受精,精子與卵子相融合時稱為受精卵。每一個精子和卵子各含23個染色體,受精卵則含有23對染色體。因此具有父母雙方的遺傳特性。
射入陰道的精子進入輸卵管與卵子相遇的過程比較復(fù)雜。精子有運動不完全依靠本身的運動,宮頸、子宮和輸卵管對精子的運動都起到一定的作用。精液射入陰道后穹窿后,很快(約1min)就變成膠凍樣物質(zhì),使精液不易流出體外,并有暫進保持精子免受酸性陰道液的破壞作用。但是,陰道內(nèi)的精子絕大部分被陰道內(nèi)的酶殺傷失去活力,存活的精子隨后又遇到宮頸粘液的攔截。月經(jīng)中期在雌激素的作用下,宮頸粘液清亮、稀薄,其中的粘液蛋白縱行排列成行,有利于精子的穿行,而黃體期的孕激素的作用下,宮頸粘液變得粘稠,粘液蛋白卷曲,交織成網(wǎng),使精子能以通過??傊?,宮頸作為精子在女生生殖道內(nèi)要通過的第一個關(guān)口,它在排卵時,為精子的穿行提供了最優(yōu)越的條件。一部分精子靠本身的運動及射精后引起的子宮收縮,進入子宮腔內(nèi)。精液中含有很高濃度的前列腺素,可刺激子宮發(fā)生收縮,收縮后的松弛造成宮腔內(nèi)負壓,可把精子吸入宮腔。精子進入輸卵管后,在其中的運行主要受輸卵管蠕動的影響。月經(jīng)中期在雌激素的作用下,輸卵管的蠕動由子宮向卵巢方向移行,推動精子由峽部運動至壺腹部。黃體期分泌的大量孕酮能抑制輸卵管的蠕動。一次射精雖能排出數(shù)以億計的精子,但最后能到達受精部位的只有15-15個精子,到達的時間約在性交后30-90min。精子在女性生殖道內(nèi)的受精能力大約只能保持48h。
大多數(shù)哺乳動物和人類,精子必須在雌性生殖道內(nèi)停留一段時間,方能獲得使卵子受精的能力,稱為精子獲能(capaciTATion)。精子經(jīng)過在附睪中的發(fā)育,已經(jīng)具備了受精能力,但在附睪與精漿中存在去獲能因子。它使精子的受精能力受到了抑制。當(dāng)精子進入雌性生殖道內(nèi)后,能解除去獲能因子對精子的抑制,從而使其恢復(fù)受精能力。獲能的主要場所是子宮,其次是輸卵管,宮頸也可能有使精子獲能的作用。
精子與卵子在輸卵管壺腹部相遇后尚不能立即結(jié)合,頂體外膜與精子頭部的細胞膜首先融合,繼之破裂,形成許多小孔,釋放出頂體膜,以溶解卵子外圍的放射冠及透明帶,這一過程稱為頂體反應(yīng)。頂體酶包含多種蛋白水解酶,如放射冠穿透酶可使放射冠的顆粒細胞松解,脫離卵細胞外圍。顆粒細胞脫落后,在透明帶周圍仍殘存一層放射冠基質(zhì),可在透明質(zhì)酸酶的作用下,這些基質(zhì)被水解,使透明帶暴露出來。透明帶為糖蛋??解,促進精子能突破透明帶的一個局限區(qū)到達并進入卵細胞內(nèi),在一個精子穿越透明帶后,精子與卵細胞接觸,激發(fā)卵細胞發(fā)生反應(yīng),主要是位于卵細胞周邊部的皮質(zhì)顆粒包膜與卵細胞膜逐漸融合、破裂,并向卵周隙釋放其內(nèi)容物,有人認為,釋放物作用于透明帶,使其變質(zhì),或其種物質(zhì)起封鎖透明帶的作用,使其他精子難以再穿越透明帶進入卵細胞內(nèi)。精子進入卵細胞后立即激發(fā)卵細胞完成第二次成熟分裂,并形成第二極體。進入卵細胞的精子,其尾部迅速退化,細胞核膨大形成雄性原核,隨即與雌性原核融合,形成一個具有46染色體的受精卵。
受精卵在輸卵管的蠕動和纖毛的作用下,逐漸運行至子宮腔。受精卵在運行途中,一面移動,一面進行細胞分裂,經(jīng)胚球和桑椹期階段,發(fā)育為胚泡(blastocyst)。在受精后第四五天,桑椹胚或早期胚泡進入子宮腔,桑椹胚在子宮腔內(nèi)繼續(xù)分裂變成胚泡。胚泡在子宮腔內(nèi)停留2-3天,胚泡外面的透明帶變薄,胚泡可以直接從子宮內(nèi)膜分泌的液體中吸收營養(yǎng)。
著床是胚泡植入子宮內(nèi)膜的過程,經(jīng)過定位、粘著和穿透三個階段。著床成功的關(guān)鍵在于胚泡與子宮內(nèi)膜的同步發(fā)育與相互配合。胚泡的分化與到達子宮的時間必需與子宮內(nèi)膜發(fā)育程度相一致。胚泡過早或過遲到達子宮腔,將使著床紡明顯降低,甚至不能著床。在著床過程中,胚泡不斷地發(fā)出信息,使母體能識別妊娠發(fā)生相應(yīng)的變化。胚泡可產(chǎn)生多種激素和化學(xué)物質(zhì),如絨毛膜促性腺激素,它能刺激卵巢黃體轉(zhuǎn)變?yōu)槿焉稂S體,繼續(xù)分泌妊娠需要的孕激素。近年發(fā)出,受精24h的的受精卵便可產(chǎn)生早孕因子(early pregnancy factor),它能抑制母體淋巴細胞的功能,使胚泡免遭母體排斥。檢測早孕因子可進行超早期妊娠診斷。
子宮僅在一個極短的關(guān)鍵時期內(nèi)允許胚泡著床,此時期為子宮的敏感期或接受期。在此時期內(nèi),子宮內(nèi)膜受到雌激素與孕激素的協(xié)同作用,可能分泌某些物質(zhì),激活胚泡著床。引起子宮內(nèi)膜著床反應(yīng)的機制尚不十分清楚,可能與胚泡子宮內(nèi)膜產(chǎn)生某種激肽,釋放組胺,或與胚泡分泌的蛋白水解酶和產(chǎn)生的CO2有關(guān)。胚泡產(chǎn)生的CO2擴散到子宮內(nèi)膜,再進入子宮的微血管,在胚泡附近形成一個CO2梯度場。CO2可使滋養(yǎng)層細胞和子宮內(nèi)膜上皮細胞表面的粘蛋白粘性增高,在著床時有胚泡粘著并植入,此外,CO2還能刺激子宮內(nèi)膜的基質(zhì)發(fā)生蛻膜反應(yīng)。
正常妊娠的維持有賴于垂體、卵巢和胎盤分泌的各種激素相互配合,在受精與著床之前,在腺垂體促性腺激素的控制下,卵巢黃體分泌大量的孕激素與雌激素,導(dǎo)致子宮內(nèi)膜發(fā)生分泌期的變化,以適應(yīng)妊娠的需要。如未受孕,黃體按時退縮,妥激素與雌激素分泌減少,引起子宮內(nèi)膜剝脫流血;如果受孕,在受精后第六天左右,胚泡滋養(yǎng)層細胞便開始分泌絨毛膜促性腺激素,以的逐漸增多,刺激卵巢黃體變?yōu)槿焉稂S體,繼續(xù)分泌孕激素和雌激素。胎盤形成后,胎盤成為妊娠期一個重要的內(nèi)分泌器官,大量分泌蛋白質(zhì)激素、肽類激素和類固醇激素。
1.人絨毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin, HCG) HCG是由胎盤絨毛組織的合體滋養(yǎng)層細胞分泌的一種糖蛋白激素,分子量為45000-50000。HCG分子由α亞單位與β亞單位組成。其α亞單位氨基酸的數(shù)量與序列幾乎與LH相同,其β亞單位的氨基酸也有很大部分與LH相同,但在β亞單位的羧基端約有30個氨基酸是獨特的。因此,HCG與LH的生物學(xué)作用與免疫特性基本相似。
卵子受精后第六天左右,胚泡形成滋養(yǎng)層細胞,開始分泌HCG,但其量甚少。妊娠早期形成絨毛組織后,由合體滋養(yǎng)層細胞分泌大量的HCG,而且分泌量增長很快,至妊娠8-10周,HCG的分泌達到高峰,隨后下降,在妊娠20周左右降至較低水平,并一直維持至妊娠末。如無胎盤殘留,于產(chǎn)后四天轎中HCG消失。在妊娠過程中,尿中HCG含量的動態(tài)變化與血液相似。因為HCG在妊娠早期即出現(xiàn),所以檢測母體血中或尿中的HCG,可作為診斷早孕的準確指標。
在早孕期,HCG刺激卵巢黃體轉(zhuǎn)變成妊娠黃體,妊娠黃體的壽命只有10周左右,以后便發(fā)生退縮,與此同時胎盤分泌孕激素和雌激素,逐漸接替了妊娠黃體的作用。
2.其他蛋白質(zhì)激素和肽類激素胎盤還可分泌人絨毛膜生長素、絨毛膜促甲狀腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素GnRH,以及β-內(nèi)啡肽等。
人絨毛生長素(human chorionic somatomammotropin,HCS)為合體滋養(yǎng)層細胞分泌的單鏈多肽,含191個氨基酸殘基,其中96%與人生長素相同,因此具有生長素的作用,可調(diào)節(jié)母體與胎兒的糖、脂肪與蛋白質(zhì)代謝,促進胎兒生長。最初發(fā)現(xiàn)HC時,證明它對動物有很強的催乳作用,故命名為人胎盤催乳不比(human placental lactogen,HPL)。后來的研究證明,HPL對人幾乎沒有催乳作用,而主要是促進胎兒生長,因此在國際會議上將其定名為HCS。
3.類固醇激素胎盤本身不能獨立產(chǎn)生類固醇激素,需要從母體或胎兒得到前身物質(zhì),再加工制成孕激素與雌激素。
(1)孕激素:由胎盤合體滋養(yǎng)層細胞分泌,胎盤不能將醋酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)槟懝檀?,而能將自母體進入胎盤的膽固醇變?yōu)樵邢┐纪?,然后再轉(zhuǎn)變?yōu)樵型L耗I上腺雖能合成孕烯醇酮,但由于缺乏3β-醇甾脫氫酶,故不能將孕烯醇酮轉(zhuǎn)變?yōu)樵型ケP此種酶的活性很強,能把來自胎兒和母體的孕烯醇酮轉(zhuǎn)變?yōu)樵型?
在妊娠期間,母體血中孕酮濃度隨著孕期的增長而穩(wěn)步上升,在妊娠10周以后,由胎盤代替卵巢持續(xù)分泌孕酮,血中孕酮迅速增加,至妊娠足月時達高峰,平時濃度可達600nmol/L。
(2)雌激素:由母體和胎兒腎上腺產(chǎn)生的脫氫異雄酮硫酸鹽,進入胎盤最后轉(zhuǎn)變?yōu)榇仆痛贫迹闪繕O少。胎盤分泌的雌激素主要為雌三醇,其合成的途徑是,胎兒腎上腺的脫氫異雄硫酸鹽先在胎兒肝中羥化,形成16α-痙脫氫異雄酮硫酸鹽,然后隨血液進入胎盤,在胎盤內(nèi)脫去硫酸基,成為16α-羥脫氫異雄酮,再經(jīng)芳香化酶的作用,轉(zhuǎn)化為雌三醇。由此可見,雌三醇的生成是胎兒、胎盤共同參與制造的,故把兩者稱為胎兒-胎盤單位。檢測母體血中雌三醇的含量多少,可用來判斷胎兒是否存活。