Jak powstaje nowy człowiek i ludzkie życie

Życie człowieka rozpoczyna się w momencie zapłodnienia, czyli połączenia się komórki jajowej i plemnika. Powstawanie nowego życia to proces niezwykle skomplikowany i fascynujący. Biorąc pod uwagę wszelkie trudności występujące na poszczególnych etapach tego procesu, może wydawać się cudem, że w ogóle dochodzi do powstania nowego życia.

Obejmuje on prawidłowy podział materiału genetycznego podczas tworzenia się komórek jajowych i plemników, przebycie przez nie określonej drogi, spotkanie się we właściwym miejscu, prawidłowe połączenie obu komórek w jedną, a następnie jej podział i specjalizację powstających komórek, aż do utworzenia wszystkich narządów dziecka.

Komórki jajowe

Komórki jajowe produkowane są w jajnikach. Co miesiąc zazwyczaj tylko jedna z nich jest uwalniana z jajnika - najczęściej na przemian z lewego i prawego. Komórka jajowa ma kulisty kształt i wielkość około 0,2 mm. Proces jej uwalniania zwany jest owulacją i zachodzi mniej więcej w połowie cyklu menstruacyjnego - najczęściej na 14 dni przed kolejną miesiączką. Uwolniona komórka jajowa jest następnie przechwytywana przez strzępki jajowodu i poruszana jego rzęskami oraz skurczami mięśniówki, wędruje ona w kierunku macicy. Jeśli na swej drodze nie napotka plemnika i nie zostanie zapłodniona, obumiera po około 12-24 godzinach.

Plemniki

Plemniki produkowane są w jądrach i przechowywane w najądrzach aż do wytrysku. W jego trakcie uwalnia się od kilkudziesięciu do kilkuset milionów plemników. Mają one długość około 1/15 mm i zbudowane są z główki, zawierającej materiał genetyczny, oraz szyjki i witki, dzięki którym mogą się poruszać. Podczas wytrysku nasienie trafia na tylne sklepienie pochwy, skąd następnie plemniki przenikają przez kanał szyjki macicy do wnętrza jamy macicy i dalej do jajowodów. Tak daleka penetracja plemników jest możliwa dzięki towarzyszącym owulacji zmianom hormonalnym zachodzącym w ciele kobiety. Kanał szyjki macicy staje się wówczas bardziej otwarty, a uszczelniający go śluz szyjkowy rzadszy i bardziej przepuszczalny. Plemniki przeżywają w drogach rodnych nawet do 72 godzin, teoretycznie więc poczęcie dziecka jest możliwe przez około 4 dni w miesiącu. W praktyce jednak zdarzają się i dodatkowe owulacje, i komórki przeżywające dłużej.

Zapłodnienie

Miejscem spotkania komórki jajowej i plemników jest szersza część jajowodu, zwana bańką. Większość plemników obumiera lub gubi się po drodze, ale i tak tysiące najsilniejszych i najszybszych docierają do jajowodów, a następnie otaczają komórkę jajową. Gdy jednemu z nich uda się przeniknąć do środka, zewnętrzna osłonka komórki zmienia się natychmiast, tak by zapobiec przenikaniu innych. Do wnętrza komórki jajowej wnika tylko główka i szyjka plemnika, jądra obu komórek, zawierające materiał genetyczny, łączą się i powstaje z nich jedna komórka, tzw. zygota, będąca zalążkiem nowego organizmu.

Geny i chromosomy

Materiał genetyczny człowieka zgromadzony jest w 46 chromosomach ułożonych w 23 pary. Geny skupione w chromosomach wyznaczają wszelkie cechy wrodzone człowieka - jego wygląd, temperament, skłonność do niektórych chorób itp. Jedna para chromosomów wyznacza płeć człowieka. U kobiety oba chromosomy płciowe zwane są X, mężczyzna ma w każdej komórce jeden chromosom X i jeden Y. W komórkach jajowych i plemnikach znajduje się polowa liczby chromosomów obecnych w innych komórkach ludzkiego ciała, tak by po ich zespoleniu powstała nowa komórka zawierająca pełny zestaw 46 chromosomów. Każda komórka jajowa zawiera więc 22 chromosomy zwykłe i jeden chromosom płciowy X, a każdy plemnik - 22 chromosomy zwykłe oraz albo jeden chromosom X, albo jeden chromosom Y. O płci dziecka decyduje zatem czynnik męski - plemnik z określonym chromosomem płciowym. Komórka jajowa jest neutralna i może się z niej rozwinąć zarówno dziecko płci męskiej jak i żeńskiej. Powstające plemniki zazwyczaj w 50 proc. zawierają chromosom X i w 50 proc. chromosom Y

Szansa urodzenia chłopca i dziewczynki powinna być więc równa. Plemniki z chromosomem Y są szybsze i zazwyczaj jako pierwsze docierają do komórki jajowej. Plemniki z chromosomem X są wolniejsze, ale żyją dłużej. Pomimo że stosunkowo większa liczba zarodków płci męskiej ulega poronieniu, i tak na świecie rodzi się więcej chłopców niż dziewczynek.

Podziały i wędrówka jaja płodowego

Zapłodniona komórka jajowa zaczyna się dzielić (najpierw na dwie komórki, potem na cztery, osiem, szesnaście itd.) i tworzy tak zwane jajo płodowe. Jednocześnie jajo przesuwa się wzdłuż jajowodu do jamy macicy. Dociera do niej po 3-4 dniach od zapłodnienia, gdy jest już podzielone na osiem lub więcej komórek. Zarodek w tym stadium przypomina owoc morwy i nosi nazwę moruli.

Proces podziału komórek postępuje nadal - zaczynają się one także różnicować. Pojawia się warstwa zewnętrzna, z której powstanie trofoblast (tkanka przekształcająca się później w łożysko) oraz, na drugim biegunie, warstwa wewnętrzna, z której powstaje węzeł zarodkowy, a następnie płód. Powstałą wewnątrz pustą jamkę wypełnia płyn. Na tym etapie rozwoju zarodek składa się już z ponad 100 komórek i nosi nazwę blastuli (blastocysty). Jest ona tak mała, że nie można jej dostrzec gołym okiem. Komórki zewnętrznej warstwy blastuli wypuszczają na zewnątrz kolczaste wyrostki zwane kosmkami, które umożliwiają jej wszczepienie się do błony śluzowej macicy.

Zagnieżdżenie w macicy

Po 6-7 dniach od zapłodnienia dochodzi do zagnieżdżenia jaja płodowego w odpowiednio przygotowanej wyściółce jamy macicy. W czasie zagnieżdżenia, czyli implantacji, może wystąpić niewielkie krwawienie, błędnie uznawane za miesiączkę. Kosmki penetrują w głąb wyściółki macicy i dostarczają zarodkowi niezbędnych substancji odżywczych. Początkowo pokrywają one powierzchnię całego jaja płodowego, następnie rozwijają się głównie z jednej strony, wnikając w głąb ściany macicy i tworząc razem z jej komórkami zaczątek łożyska.

Zmiany hormonalne

Od momentu zagnieżdżenia się w jamie macicy, komórki trofoblastu wydzielają hormon zwany ludzką gonadotropiną kosmówkową - HCG. Dzięki niemu ciałko żółte jajnika nie ulega zanikowi (jak to dzieje się w cyklach, w których nie doszło do zapłodnienia) i nadal produkuje progesteron. Jego wysoki poziom konieczny jest do utrzymania ciąży, gdyż spadek jego stężenia prowadzi do złuszczania się śluzówki macicy i krwawienia, a tym samym do wczesnego poronienia. Wykrywanie HCG w moczu lub krwi jest podstawą testów ciążowych.

Listki zarodkowe i narządy pierwotne

Po zagnieżdżeniu się jaja płodowego w błonie śluzowej macicy, następuje dalszy dynamiczny podział i różnicowanie komórek zarodka. Jednowarstwowa kuleczka zaczyna się fałdować. Komórki dzielą się na dwie, a następnie trzy warstwy, zwane listkami zarodkowymi: ektodermę, endodermę i mezodermę. Następnie z listków zarodkowych powstają tak zwane narządy pierwotne.

Z ektodermy powstaje cewa nerwowa, z której następnie rozwinie się układ nerwowy, z endodermy jelito pierwotne, dające początek narządom jamy brzusznej, z mezodermy zaś struna grzbietowa, stanowiąca zawiązek kręgosłupa.

Zawiązki narządów

Zarodek przybiera kształt wałka, rozszerzonego w miejscu zalążka głowy. Serce zarodka, początkowo w postaci prostej rurki, zaczyna regularnie bić już w 24 dni po zapłodnieniu, kurcząc się około 65 razy na minutę i tłocząc krew do powstających narządów. Również w czwartym tygodniu życia tworzy się zalążek mózgu, rdzenia kręgowego, nerwów, przenikających następnie do wszystkich narządów, a także zawiązki oczu, wątroby, przewodu pokarmowego, nerek, płuc. Nieco później powstają zawiązki kości i mięśni.

Gdy zarodek kończy miesiąc, ma około 6-7 mm długości i składa się już z milionów komórek. Ma uformowaną głowę z zawiązkami oczu i uszu oraz tułów zakończony ogonem. Po bokach tułowia uwypuklają się zawiązki kończyn, a poniżej głowy widać trzy pary łuków skrzelowych. Na tym etapie przypomina on kijankę. Łuki skrzelowe, będące świadectwem naszego ewolucyjnego pokrewieństwa z innymi kręgowcami, przekształcą się później w żuchwę i krtań.

Błony płodowe

Jednocześnie z tworzeniem się narządów pierwotnych powstają błony płodowe: kosmówka, owodnia i omocznia. Ich zadaniem jest ochrona i odżywianie zarodka, a potem płodu. Kosmówka i owodnia tworzą wspólnie tak zwany worek owodniowy. Znajdująca się wewnątrz niego owodnia produkuje płyn otaczający zarodek i chroniący przed wstrząsami. Kosmówka bierze udział w tworzeniu łożyska i stanowi zewnętrzną warstwę worka owodniowego. Omocznia tworzy zbiornik, w którym gromadzą się wydaliny zarodka. Z błon płodowych powstaje również pępowina, łącząca zarodek z łożyskiem, której naczynia będą dostarczały do niego krew zawierającą tlen i substancje odżywcze, a także usuwająca produkty przemiany materii.

Od zygoty do człowieka

W ciągu pierwszego miesiąca życia z pojedynczej komórki, powstałej z zespolenia plemnika i komórki jajowej, tworzy się organizm złożony z milionów wyspecjalizowanych komórek, tworzących większość podstawowych narządów człowieka.