На вопрос: «Откуда берутся дети?» — родители могут рассказать своим несмышленышам сказку об аистах. Но мы не уклоняемся от любых трудных вопросов, а потому осветим всю правду о биологии секса и о процессе зачатия (оплодотворения) у человека. Расскажем о половых органах, биологических циклах секса и о том, почему на свет появляется именно мальчик или девочка.
Красивая легенда о том, что деток аисты приносят, пришла к нам из далеких средних веков. В те времена в особом почете был день летнего солнцестояния, в который принято было играть свадьбы. Вино лилось рекой, раскрепощая невест-девственниц и зажигая кровь у женихов. Нетрудно подсчитать, что детишки рождались весной, как раз ко времени возвращения аистов из теплых краев. А теперь – только научные факты.
Почему люди занимаются сексом
Как бы обидно это ни прозвучало, но природу не обманешь: желание близости – в первую очередь придуманный многовековой эволюцией безотказный способ сохранять и приумножать жизнь на Земле. В том числе – и род людской. Строение тела и сексуальное поведение женщины и мужчины диктуется мощными, непобедимыми половыми гормонами, перед которыми «мозг» бессилен. И немного о приятном:
- сексуальная активность сжигает калории и уменьшает восприятие боли;
- регулярные занятия сексом повышают иммунитет;
- выделение в момент близости гормонов удовольствия помогает противостоять стрессам.
Результат – те, кто не противится «первобытным инстинктам», бодры, молоды и счастливы. И многодетны, если не знают о контрацепции.
Почему одни рождаются мальчиками, а другие — девочками
Розовым или голубым будет приданое для новорожденного, папа и мама обычно узнают наверняка к середине беременности — на втором плановом УЗИ в сроке около 20 недель. Сам же малыш с полом определился давным-давно: в момент слияния родительских яйцеклетки и сперматозоида. В его тельце поначалу есть два особых протока:
- Вольфианский, из которого с 8 недель гестации стартует развитие мужских половых органов (яичек, семенных пузырьков и семявыносящих протоков), и
- Мюллеров – источник женских половых органов (матки, маточных труб, яичников и части влагалища).
Хромосомный набор эмбриончика весь период пребывания в животике у матери будет влиять на формирование внутренних половых органов. Y-хромосома отвечает за выработку антимюллерова (АМГ) и главного мужского гормона – тестостерона. Она есть у мальчика (генотип XY). Поэтому у него будут развиваться мужские органы, а Мюллеров проток постепенно полностью редуцируется. У генетической девочки (ХХ) тестостерон и АМГ не вырабатываются, потому в ее тельце, наоборот, сформируются женские половые органы, а Вольфианский проток исчезнет. Крайне редко, но бывает, что при генотипе XY тестостерона и АМГ нет, либо их выделяется мизер – так появляются интерсексуалы, гермафродиты, в теле которых есть и мужские, и женские, обычно недоразвитые, половые органы.
После того, как полностью развились зачатки из Вольфианского или Мюллерова протока, начинается формирование наружных половых органов. Под влиянием тестостерона образуются пенис и мошонка, а при отсутствии этого гормона – клитор, мочеиспускательный канал, оставшаяся часть влагалища и половые губы будущей женщины. Эти структуры будут бурно развиваться всю беременность, а в будущем – в период полового созревания.
Мужские половые органы: строение и функции
Мужчина имеет два видимых (наружных) половых органа:
1. Два яичка, производящих сперму и тестостерон
Сперма – это концентрат мужских половых клеток (гамет). У взрослой, «половозрелой особи» каждое яичко производит до 4 млн. новых сперматозоидов в час. Около 4-6 недель они «дозревают», путешествуя по специальному протоку и скапливаясь в небольшом образовании на наружной поверхности каждого яичка – придатке. Сперматозоиды, внешне напоминающие головастиков, подвижны за счет гибкого тонкого хвостика, а в крупной «головке» несут генетический материал для будущего зародыша-ребенка.
Под влиянием тестостерона развиваются вторичные мужские половые признаки: волосы на лице и на лобке, развитая мускулатура, утолщенные голосовые связки, кадык (называемый «Адамовым яблоком»). Яички неспроста выведены наружу, за пределы брюшной полости мужчины: чтобы сперма развивалась должным образом, необходимо на 2 градуса меньше, чем нормальная температура тела. А чтобы столь важный для размножения парный орган сохранить в безопасности, он надежно укутан в многослойный мешок, называемый мошонкой.
2. Пенис
В пенисе проходит длинный мочеиспускательный канал, в основание которого впадает два семявыносящих протока из придатков яичек, по которым выделяется сперма. Пенис состоит из мягкой губчатой ткани, которая может расширяться и сжиматься. При сексуальном возбуждении она наливается кровью, становясь плотной, в результате чего пенис приподнимается. Это состояние, называемое эрекцией, позволяет легко ввести его во влагалище женщины во время полового акта и обеспечивает выброс спермы так глубоко, чтобы сперматозоиды могли оплодотворить материнскую яйцеклетку.
Продвигаясь по семявыносящим протокам, густая малоподвижная сперма смешивается с молочно-белым жидким секретом, вырабатываемым предстательной железой (она охватывает кольцом снаружи выход мочеиспускательного канала из мочевого пузыря). Только так достигается качество спермы, способной к зачатию.
Основные функции секрета предстательной железы:
- обеспечить водянистость среды для свободного плавания (движения) сперматозоидов;
- поставлять мужским гаметам необходимые для поддержания их жизни питательные вещества (фруктозу, витамин С, аминокислоты);
- нейтрализовать кислую среду полового тракта женщины.
Выброс спермы из наружного отверстия мочеиспускательного канала мужчины во влагалище половой партнерши называется эякуляцией. В среднем одна порция эякулята содержит около чайной ложки семенной жидкости, в которой доля сперматозоидов — всего около 1%.
Последний мужской репродуктивный орган – крошечные, размером с горошинку, железы внутри тела, у основания полового члена. Это бульбоуретральные, или железы Купера. Во время сексуального возбуждения, еще до выброса спермы, они выделяют в мочеиспускательный канал небольшое количество жидкости, нейтрализующей кислоту мочи, остатки которой могут быть в канале. Считается также, что эти выделения предназначены для смазки пениса и половых путей женщины во время полового акта.
Женские половые органы: строение и функции
Главные репродуктивные органы у женщины («коллеги» мужских яичек) — два яичника. Они производят женские гаметы — яйцеклетки (другое название — ооциты) и половой гормон эстроген. Под его влиянием развиваются вторичные половые признаки: оволосение лобка, увеличение молочных желез, расширение таза и скопление жировой ткани в области бедер. Яичники надежно укрыты в глубине брюшной полости, в малом тазу, с обеих сторон от матки. Регулярно (почти ежемесячно) выходящие из них развившиеся яйцеклетки (процесс называется овуляцией) продвигаются по маточной трубе, выстланной специальными эпителиальными клетками. Они имеют многочисленные выросты-реснички, проталкивающие гамету в направлении внутрь тела матки, навстречу потенциальному папочке-сперматозоиду. Если в процессе движения по трубе яйцеклетке встретятся сперматозоиды, которые смогут ее оплодотворить, и образовавшийся зародыш продвинется внутрь тела матки, где продолжит развитие, наступит беременность.
В скобках — обозначения на втором рисунке: d (b)- матка, b (a) — фалллопиевы трубы, c (f) — яичник, e — шейка матки, f — наружное отверстие цервикального канала, g (i)- влагалище, (j) и (e) — половые губы, (d)- клитор
Матка – это камера, состоящая из толстого слоя мощнейших гладких мышц, изнутри и снаружи выстланных покровным эпителием (соответственно эндометрием и брюшиной). По форме матка обычно напоминает плод груши «хвостиком» книзу. Но бывают различные анатомические аномалии, затрудняющие встречу сперматозоидов с яйцеклеткой (например, всевозможные изгибы, двурогость, седловидность, перегородки внутри). Во время беременности тело матки растягивается от объема куриного яйца до размеров баскетбольного мяча и даже больше, чтобы дать убежище подрастающему плоду вплоть до самых родов.
Основание матки («хвостик» груши) – это состоящая из круговых мышц шейка. Внешний ее вход размером с булавочную головку называется наружным отверстием цервикального канала. Он заполнен толстой белой слизистой пробкой, служащей почти непроницаемым препятствием для проникновения в полость матки. Шейка матки кнаружи продолжается в гладкомышечные стенки влагалища, которое заканчивается сложенной в складки кожей – малыми (внутри) и большими половыми губами. Влагалище, растягиваясь, принимает пенис мужчины во время полового акта и служит выходом наружу ребенку в потужном периоде родов.
Два комплекта парных бартолиниевых желез расположены по обе стороны влагалища, выделяют в основание половых губ специальный секрет-смазку во время сексуального возбуждения и полового акта.
Другие органы, влияющие на репродуктивную функцию мужчины и женщины
Гипоталамус — одна из самых древних структур головного мозга. Его нервные клетки каждые 90 минут секретируют гонадотропин-рилизинг гормон (ГнРГ), воздействующий на еще одну структуру мозга – переднюю долю гипофиза. Тот, в свою очередь, активируясь под влиянием ГнРГ, выделяет в общий кровоток лютеинизирующий (ЛГ) и фолликулостимулирующий (ФСГ) гормоны. Воздействуя на яички/яичники, они вызывают созревание мужских/женских половых клеток и выработку ими главных половых гормонов (соответственно тестостерона/эстрогена и прогестерона). Выделение в кровь этих гормонов по принципу отрицательной обратной связи воздействует на гипоталамус, формируя тем самым химическую регуляцию секреции половых гормонов. Ошибка этого взаимодействия между структурами головного мозга и половых органов может быть причиной нарушения полового созревания и в дальнейшем — бесплодия.
Производство половых клеток и зарождение новой жизни
С момента полового созревания и практически до последнего вздоха мужчины вырабатывают сперматозоиды непрерывно. У девочки же закладка всех ее яйцеклеток происходит еще до рождения. Когда девушка достигает половой готовности, ооциты по очереди начинают созревать и покидать яичники. Этот процесс продолжается до менопаузы, когда яичники запустевают, и зачатие больше невозможно.
Процесс слияния отцовской и материнской половых клеток включает очень важный механизм: мейоз. В чем его значение? И сперматозоид, и яйцеклетка несут по 46 хромосом генетического материала в своих ядрах. Но после оплодотворения зародышу не нужны все 92 родительских хромосомы. И здесь срабатывает мейоз: они вначале «перемешиваются», а затем случайным образом сортируются так, чтобы и от мамы, и от папы в ядре первой клетки зародыша (зиготы) осталось по 23 хромосомы. Так получается уникальное сочетание родительских генов. Вот почему дети, имея общих предков, могут быть абсолютно не похожи друг на друга ни внешне, ни по характеру.
Репродуктивные циклы: способность к зачатию новой жизни
Жизненный репродуктивный цикл
Вы уже в курсе, что главная биологическая цель сексуальной близости – соединение спермы со зрелой яйцеклеткой для зарождения новой крохотной жизни. Большинство мужчин способны производить сперму всегда: с момента наступления половой зрелости до самой смерти. У женщин же жизненный репродуктивный цикл ограничен: яйцеклетки покидают яичники только с возраста наступления половой зрелости до менопаузы (около 45-50 лет).
Овуляторный цикл
Все же решающее значение имеет не возраст половых партнеров, а то, в какой день менструального (овуляторного) цикла женщины происходит незащищенный половой акт. Во время этого регулярного репродуктивного цикла в организме партнерши происходят сложные физиологические и биохимические изменения:
- В первой фазе в яичнике растет фолликул – клеточный комплекс, который окружает и питает молодую яйцеклетку. Одновременно слизистая оболочка матки (эндометрий) бурно разрастается, готовясь принять, как в колыбель, потенциального зародыша.
- Во второй фазе – в середине цикла – происходит овуляция: яичник «выпускает» созревшую, готовую к оплодотворению, яйцеклетку, начинающую свое короткое путешествие по маточной трубе навстречу сперматозоидам. Это самое оптимальное для зачатия время имеет очень малую протяженность: всего лишь 1,5 – 3 суток.
- Третья, последняя, фаза менструального цикла может протекать по двум сценариям. Если яйцеклетка оплодотворяется и прикрепляется к эндометрию матки, начинается беременность. Если женская гамета не встречает сперматозоиды, она погибает и выделяется вместе с отторгшимся эндометрием во время менструации.
Физиология полового акта
Единственным естественным способом зачатия новой жизни является вагинальный секс, при котором пенис мужчины вставляется во влагалище женщины. Только так сперматозоиды могут достичь яйцеклетки. Во время сношения оба партнера проходят разные фазы полового цикла: от возбуждения – через плато – к оргазму и разрешению. В течение первых двух фаз в телах партнеров происходят физические изменения: увеличивается приток крови к половым органам, учащаются сердцебиения, возрастает артериальное давление и температура. При достижении оргазма мышечные сокращения в придатках яичек, в предстательной железе и в семенных пузырьках продвигают сперму из пениса во влагалище женщины. Мужской оргазм в норме почти всегда совпадает с моментом эякуляции, после чего наступает фаза разрешения.
Скорость развития фаз полового акта у мужчин и женщин отличается: у партнерш это происходит медленнее. Поэтому дамы часто не испытывают оргазма в момент эякуляции у партнера. Долго бытовало мнение, что женский оргазм – это «счастливая случайность», в которой для оплодотворения нет необходимости. Но оказалось, что в момент разрядки мышечные сокращения шейки матки облегчают и ускоряют продвижение спермы навстречу яйцеклетке.
Слияние или гибель: финальная гонка сперматозоидов за яйцеклеткой
Представление о том, что забеременеть (и даже внепланово «залететь») легко, ошибочны. На самом деле сперматозоидам для оплодотворения яйцеклетки надо преодолеть столько препятствий, что их можно считать героями, совершившими настоящий подвиг. Средняя порция эякулята содержит около 150 миллионов мужских половых гамет. Но большинство (до 85%) из них имеют аномалии, которые не позволяют им быстро двигаться, достичь яйцеклетки или оплодотворить ее. Влагалище и шейка матки вносят свой вклад в стимуляцию сперматозоидов: они испускают специфические химические сигналы, указывающие путь «пловцам-головастикам». Их путешествие должно быть завершено в течение 12-48 часов. Это гонка на время, однако:
- Чтобы оплодотворение произошло, сперма должна проникнуть в тело женщины максимум за 2 дня до- или в момент овуляции.
- Сперматозоиды вначале своего пути должны пересечь слизистый барьер — очень плотную пробку на входе в цервикальный канал, — который становится водянистым только во второй фазе менструального цикла.
- Большая часть сперматозоидов, сумевших проникнуть в полость матки, «поворачивает не туда», продвигаясь по второй, пустой, фаллопиевой трубе, ведущей к яичнику, из которого в этот раз яйцеклетка не выделялась.
В результате из миллионов мужских гамет, выделившихся в момент эякуляции, маточной трубы достигает лишь около тысячи. И только несколько десятков «счастливчиков» приближаются к наружной мембране яйцеклетки. После этого они начинают конкурировать за право слиться с женской гаметой. Для этого они окружают яйцеклетку и выпускают специальные ферменты, постепенно разрушающие ее защитную желеобразную оболочку. После того, как один сперматозоид проник внутрь мембраны, она сразу же меняет свои электрические характеристики, испуская заряд, от которого снаружи оболочки набухают специальные мешочки (корковые гранулы). Они отталкивают далеко от яйцеклетки всех менее удачливых конкурентов, гарантируя, что у будущего зародыша будет только один «папочка». Остальные погибают в течение 48 часов.
Наконец-то два ядра сливаются, образуя первую клеточку зародыша (зиготу). Ее деление начинается сразу, даже когда еще происходит продвижение по маточной трубе. Примерно через 4 дня после оплодотворения зигота состоит уже из 100 клеток и получает название бластоциста. Достигнув маточного эндометрия, она свободно плавает еще двое суток и затем внедряется в стенку матки. Этот момент имплантации сигнализирует о начале полноценной беременности. На протяжении еще 9 месяцев имплантированная бластоциста будет развиваться в матке, постепенно приобретая черты самого дорогого в мире сокровища – дочки или сына, и растягивая животик матери до размеров баскетбольного мяча.
