الإخصاب البشري

الإخصاب (Fertilization) عملية تندمج خلالها الخليتان الجنسيتان؛ الذكرية (الحيوان المنوي، Sperm) والأنثوية (البويضة)، في الثلث الأول من إحدى قناتَي فالوب (Fallopian tubes)، فتنتج من هذا الاندماج اللاقحةُ التي تعدّ أول مرحلة من مراحل تخليق الجنين، ويكون عدد خلاياها اثنتين، إذ تحتوي نواة كل منهما على 46 كروموسومًا، وتستمر اللاقحة في التطور والانقسام غير المباشر مكونةً المراحل المختلفة التي يمر فيها الجنين إلى أن يكتمل نمو أعضائه جميعها[1].

قد يحدث الإخصاب حالما يحصل الجِماع بين اليومين 10 و17 من الدورة الشهرية، وذلك بافتراض أن الدورةَ الشهرية لدى المرأة منتظمةٌ، ومدتها 28 يومًا. وتكون الأيام محسوبة بالنظر إلى أن الحيوانات المنوية تستطيع أن تعيش 3-4 أيام من دون أن تفقد قدرتها على الإخصاب، وبافتراض أن الإباضة قد تحصل في أي وقت بين اليومين 12 و15 من الدورة، وتكون البويضة جاهزة للإخصاب لمدة لا تتعدى الثلاثة أيام[2].

مكونات الإخصاب

قبل أن تبدأ عملية الإخصاب، يسير الحيوان المنوي الذي سيخصب البويضة، بعد أن يُقذَف السائل المنوي {{السائل المنوي: السائل الذي يقذفه الرجل في نهاية دورة الأداء الجنسي، إذ تُفرز الخصيتان ما نسبته 10 في المئة من هذا السائل، وتفرز الحويصلتان المنويتان ما نسبته 60 في المئة، وتفرز غدة البروستاتا (Prostate) الـ 30 في المئة المتبقية. وتحتوي هذه الإفرازات على مواد تغذّي الحيوانات المنوية وتحميها.}} داخل المهبل، مسافةً طويلةً نسبيًّا، يواجه فيها الكثير من العقبات والتحديات التي ينبغي له التغلب عليها لكي يتمكن من الوصول إلى البويضة لتنجح عملية إخصابها. فبعد وصول الحيوان المنوي إلى البويضة، يجب أن يكون قادرًا على اختراق الطبقات المختلفة المحيطة بالبويضة حتى يستطيع إيداع نواته داخل جسمها. ولفهم عملية الإخصاب، يجب التعرف على تركيب كلٍّ من الحيوان المنوي والبويضة[3].

[الشكل 1]

حذف الصورة؟

سيؤدي هذا إلى نقل الصورة إلى سلة المهملات.

حذف إلغاء

الحيوان المنوي

الحيوان المنوي هو الخلية الجنسية الذكرية (الشكل 1)، يتراوح طوله بين 55 و65 ميكرومترًا، ويبلغ حجمه 0.0001 مقارنة بحجم البويضة (الشكل 2)، ويتكون جسمه من ثلاث مناطق أساسية، وهي: الرأس، والعنق، والذيل.

[الشكل 2]

حذف الصورة؟

سيؤدي هذا إلى نقل الصورة إلى سلة المهملات.

حذف إلغاء

أما رأس الحيوان المنوي، فهو صغير جدًّا، إذ لا يتعدى قطره 5 ميكرومترات، وتوجد فيه نواة مضغوطة تحتوي على 23 كروموسومًا، محاطة بكمية قليلة جدًا من السيتوبلازم {{السيتوبلازم: (Cytoplasm) مادة هلامية شبه سائلة أساسها الماء، تحيط بنواة الخلية، وتسبح فيها عضيات الخلية كافة بما فيها الميتوكوندريا، وتذوب فيها البروتينات والسكريات والأملاح اللازمة لحياة الخلية، وتحدث فيها تفاعلات الاستقلاب.}}، وتوجد أعلى النواة فجوةٌ تسمى بـ "الأكروسوم" (Acrosome)، تحتوي على مجموعة من الإنزيمات الفعالة القوية التي تساعد الحيوان المنوي على اختراق الطبقات المختلفة المحيطة بالبويضة. وأما عنق الحيوان المنوي، فيحتوي على السنتريول (Centriole) الذي له علاقة بعملية انقسام الخلية، ويحتوي أيضًا على الميتوكوندريا (Mitochondrial) التي تتولى مسؤولية إنتاج الطاقة التي يحتاجها الحيوان المنوي لبقائه حيًّا وقادرًا على الحركة، ويكون شكلها في الحيوان المنوي حلزونيًّا. وأما الذيل، فهو الجزء الأخير من تركيب الحيوان المنوي، ويشبه في تركيبه السوطَ الموجود في بعض أنواع البكتيريا، ويبلغ طوله 50 ميكرومترًا، ووظيفة هذا السوط الأساسية هي مساعدة الحيوان المنوي على الحركة والسباحة[4].

[الشكل 3]

حذف الصورة؟

سيؤدي هذا إلى نقل الصورة إلى سلة المهملات.

حذف إلغاء

البويضة

توجد البويضة في الجُرَيب (Follicle) الخاص بها، وهذه الجريبات وما تحويها موجودة في الطبقات الخارجية من المبيض، ويصل حجم الجُرَيب الناضج إلى 28 ملّيمترًا، وتكون داخله البويضة الناضجة التي يصل قطرها إلى 0.1 ملّيمتر، وذلك يعني أن حجمها يزيد على عشرة أضعاف حجم الخلايا الجسدية في الجسم. وبعد انطلاق البويضة من الجريب الناضج، تنطلق معها مجموعة من الطبقات الخلوية التي كانت جزءًا من مكونات هذا الجريب (الشكل 3)[5]. وترتيب هذه الطبقات من خارج البويضة إلى داخلها كما يلي:

أ. الرُّكَام المبيضي (Cumulus oophorous): وهو خلايا من الغرانيولوزا (Granulosa cells)، ولكنها تبدو تحت المجهر {{المجهر: جهاز بصري يستخدم لتكبير الأجسام الصغيرة أو تلك التي لا تُرَى بالعين المجردة مثل البكتيريا، وذلك بهدف فهمها ودراستها. ينسب اختراعه إلى صانع النظارات زاخارياس يانسين (1580-1638) ووالده. وقد كان أنطوني فان ليفينهوك (1632-1723) أول عالم يدرس الكائنات الحية الدقيقة بوساطة المجهر.}} على شكل سحاب حول البويضة، فهو مجموعات من الخلايا غير المتراصة.

ب. الإكليل المتشعِّع (Corona radiata): هو طبقتان أو ثلاث من خلايا الغرانيولوزا المتراصة، وهي من المعيقات التي تواجه الحيوان المنوي أثناء وصوله إلى البويضة ودخولها.

ج. النطاق الشفاف (Zona pellucida): هو طبقة شفافة غير خلوية منتظمة، يبلغ سمكها بين 5 و10 ميكرومترات، تحتوي على ثلاثة أنواع من البروتينات المغلكزة، هي: ZP1 و ZP2و ZP3، ويعدّ البروتين الثالث مهمًّا جدًا في عملية الإخصاب، إذ يرتبط به غشاء الحيوان المنوي[6].

رحلة الحيوان المنوي في القناة التناسلية الأنثوية

المهبل

يَقذِف الرجل في نهاية العملية الجنسية (الجِماع) بين 150 و350 مليون حيوان منوي داخل مهبل المرأة، قُرب عنق الرحم، فيبدأ السائل المنوي في التجلط بسبب وجود البروتينات التي أفرزتها الحويصلتان المنويتان، وبمساعدة الإنزيمات التي أفرزتها غدة البروستاتا، فينتج من هذه العملية تحول السائل المنوي إلى كتل هلامية. والهدف من ذلك الحفاظ على عدد من الحيوانات المنوية حيةً وحيويةً، إذ إن حموضة المهبل تُسبِب موتَ الحيوانات المنوية الموجودة في المنطقة الخارجية من الكتل الهلامية، بينما تستطيع الحيوانات المنوية الموجودة في الوسط والمركز البقاءَ على قيد الحياة لبعدها عن الوسط الحمضي. ثم تبدأ الكتل الهلامية في التحلل بعد 15–20 دقيقة تقريبًا، وبسبب اختلاط السائل المنوي الموجود في المنطقة الخارجية من الكتل الهلامية بالسوائل الحمضية المُفرَزة في المهبل، يتحول وسط المهبل إلى وسط متعادل تستطيع الحيوانات المنوية العيش فيه، ولهذه المعادلة أهمية أخرى تتمثل في تخفيف قاعدية السائل المنوي، ما يرفع من قدرات الحيوان المنوي على الحركة، إذ يعمل السائل القلوي على تثبيط نشاط الحيوانات المنوية إلى أن يُخفِف قلويته من خلال الوسط الحمضي في المهبل[7].

[الشكل 4]

حذف الصورة؟

سيؤدي هذا إلى نقل الصورة إلى سلة المهملات.

حذف إلغاء

يتبقى من العدد الإجمالي المقذوف من الحيوانات المنوية بضعة ملايين قادرة على الحياة بعد موت معظمها بسبب الوسط الحمضي للمهبل، وتكون هذه الحيوانات المتبقية قادرة على الحركة والسباحة، ولكنها تسبح في الاتجاهات جميعها. ويبلغ معدل الحيوانات المنوية التي تنجح في توجيه أنفسها إلى عنق الرحم قرابة المليون فقط، وينجح هذا العدد فعليًّا في الدخول إلى هذا العنق (الشكل 4)[8].

عنق الرحم

عنق الرحم هو مدخله الذي يعمل على حماية الرحم بمنع دخول الميكروبات، إذ تفرز أغشية هذا العنق مخاطًا لزجًا يحتوي على ألياف، فيتعاون المخاط والألياف على منع دخول الميكروبات وإبقاء الرحم معقمًا، ولكن وجود المخاط والألياف لا يمنع دخول الميكروبات فحسب، بل يُعدّ من المعيقات الأساسية التي تواجه الحيوانات المنوية في عنق الرحم. وإضافة إلى المخاط والألياف، توجد تعرجات كثيرة في جدار عنق الرحم تتسبب في سير الحيوانات المنوية في اتجاهات خطأ، فتسبب هذه المعيقات موتَ الكثير من الحيوانات المنوية ولا سيما الضعيفة منها، فيصل إلى الرحم ما لا يزيد على 200,000 حيوان منوي[9].

الرحم

يصبح الكثير من هذه الحيوانات المنوية التي تخرج من عنق الرحم منهكَ القوى، ومنها ما يموت سريعًا، إلا أن بعضها يبقى قويًّا وقادرًا على الاستمرار في الرحلة. ولأن جدار الرحم غني بالأوعية الدموية، فإن كرات الدم البيضاء تكون متوفرة، فتخرج من الأوعية الدموية وتبدأ في مهاجمة الحيوانات المنوية باعتبارها أجسامًا غريبة، ونظرًا إلى بطء حركة هذه الخلايا، فإنها تلتهم الحيوانات المنوية الضعيفة والميتة فحسب، وأما القوية فتستطيع الإفلات من قبضتها. وما إن تصل الحيوانات المنوية إلى نهاية الرحم حتى يصبح عددها قرابة الـ 50,000 حيوان منوي، فيتجه هذا العدد إلى قناتَي فالوب (أي حوالي 25,000 حيوان منوي في كل قناة)، فيكون مصير أحد النصفين هو الفشل، إذ توجد بويضة واحدة، عادةً، في إحدى القناتين في الشهر الواحد (الشكل 4)[10].

قناة فالوب

يكون مدخل قناة فالوب من جهة الرحم ضيقًا، فيعمل هذا الضيق على إعاقة دخول الحيوانات المنوية إلى قناة فالوب وتأخيره، فيموت جزء كبير منها أثناء محاولاته دخولَ القناة أو انتظار دوره، فلا يتبقى سوى بضع مئات تنجح في دخول قناة فالوب. ومن الناحية التشريحية، توجد في قناة فالوب تعرجات طولية، بعضها يشبه الوديان، والآخر يشبه المرتفعات، إضافة إلى أن الخلايا الطلائية المبطنة للقناة (Lining epithelia) تحتوي على أهداب (Cilia)، فتؤثر الموجودة منها في منطقة المرتفعات بقوة دفع باتجاه الرحم، وبذلك فإن هذه القوة تكون بعكس اتجاه الحيوانات المنوية لتساعد البويضة في الوصول إلى الرحم. ونظرًا إلى أن هذه القوة تكون بعكس اتجاه الحيوانات المنوية، فإنها تطرد الحيوانات المنوية التي تسبح على هذه المرتفعات باتجاه البويضة لتعود إلى الرحم ثانيةً، بينما تؤثر الأهداب الموجودة في الوديان بقوة دفع باتجاه المبيض، فتساعد الحيوانات المنوية التي تسبح فيها على الوصول إلى البويضة، ولكن هذه التعرجات الموجودة في قناة فالوب تؤدي إلى موت ما يقارب نصف عدد الحيوانات المنوية، فيتبقى بين 200 و500 حيوان منوي[11].

ثمة جزء آخر من الحيوانات المنوية المتبقية لا يستفاد منه، فهو يستمر في سباحته باتجاه نهاية القناة، فيخرج من قناة فالوب ويموت في التجويف البطني للمرأة، ثم يتحلل ويمتصه جسمها، فلا يتبقى سوى بضع عشرات تصل أخيرًا إلى البويضة وتتنافس فيما بينها لإخصابها (الشكل 4)[12].

وصول الحيوان المنوي إلى البويضة

تكون الحيوانات المنوية بعد قذفها في المهبل غير قادرة على إخصاب البويضة مباشرة، وبناءً عليه فلا بد من تنشيطها وجعلها قادرة على ذلك، فيحدث هذا التنشيط أثناء وجودها في القناة التناسلية الأنثوية، وتسمى هذه العملية بـ "عملية رفع قدرات الحيوان المنوي" (Sperm capacitation)، فعند بدء الحيوانات المنوية في السباحة داخل القناة التناسلية الأنثوية، فإنها تبتعد عن المواد الكيميائية التي أُفرِزت عليها في منطقة البربخ (Epididymis) أثناء وجودها في قناة الرجل، مثل المواد القلوية وبعض أنواع الأملاح والكوليسترول، وكذلك تُنَشَّط مجموعة من البروتينات التي تؤدي إلى تنشيط الحيوانات المنوية، مثل الألبومين (Albumin) والكالموديولين (Calmodulin)[13].

وكما ورد سابقًا، يوجد حول البويضة ثلاث طبقات؛ الأولى، من خارجها، خلوية، وهي الرُّكَام المبيضي، ولكن الخلايا فيها تكون غير متلاصقة، فتستطيع اختراقَها مجموعةٌ من الحيوانات المنوية من دون عناء، ومن ثم تصل هذه الحيوانات إلى الطبقة الثانية، الإكليل المتشعِّع، وهي طبقة خلوية أخرى متراصة وملتصقة ببعضها، فتفرز عليها الحيوانات المنوية من إنزيماتها القوية الموجودة في فجوة الأكروسوم التي توجد في رأس الحيوان المنوي مسببةً تفككها. وتُلحَظ هنا الحاجة إلى أكثر من حيوان منوي لتكون كمية المادة المُفرَزة كافية وفعالة لاختراق هذه الطبقة، إذ إن هذه الحيوانات تعمل بشكل جماعي في بداية اختراقها البويضةَ (الشكل 5)[14].

تحيط الطبقة الثالثة غير الخلوية المسماة بـ "النطاق الشفاف" بالبويضة، ويعدّ البروتين المغلكز، المعروف باسم "ZP3"، أحدَ المستقبلات التي يرتبط بها الحيوان المنوي، الذي يكون نشطًا في البداية، بصفتها إحدى خطوات عملية الإخصاب. ويسبِّب ارتباطُ الحيوان المنوي بما لا يقل عن 10,000 جزيء منها تتابُعَ عدة فعاليات[15]، كما يلي:

أ. تتحول التركيبة النشطة (Active form) لبقية الجزيئات من نوع "ZP3"، وتصبح غير نشطة (Inactive form)، وبذلك لا يستطيع أي حيوان منوي آخر الارتباط بهذه الطبقة. وتعد هذه أول مرحلة من مراحل منع تعدد الحيوانات المنوية المُخصِبة للبويضة[16].

ب. تكمل البويضة الانقسام الاختزالي {{الانقسام الاختزالي: (Meiosis II) أو المنصّف، هو نوع خاص من انقسام الخلايا، يحدث في الخلايا الجنسية، ووظيفته الأساسية هي اختزال عدد الكروموسومات إلى النصف للحفاظ على ثبات عددها عبر الأجيال، إذ عندما تتحد خليتان جنسيتان فإن عدد الكروموسومات الكلي الموجود في الخلية الجديدة يساوي العدد الموجود في الكائن الحي الأصلي.}} لتصبح بويضة ناضجة (Mature ovum) وجاهزة للإخصاب.

ج. تستمر عملية تنشيط الحيوانات المنوية ورفع قدراتها (Capacitation)، فتُفتَح قُنَيَّات صغيرة في رأس الحيوان المنوي، وتستخدم لإفراز بعض الإنزيمات المُسهِّلة اختراقَ الطبقة الثالثة (النطاق الشفاف) المحيطة بالبويضة[17].

[الشكل 5]

حذف الصورة؟

سيؤدي هذا إلى نقل الصورة إلى سلة المهملات.

حذف إلغاء

بعد اختراق الحيوان المنوي الطبقةَ الثالثة، يرتبط بغشاء البويضة مسببًا التحامَ حويصلات صغيرة توجد داخل البويضة بغشائها، ما يسبب خروج محتويات هذه الحويصلات من البويضة، وهذه المحتويات هي مواد تمنع التصاق أو اختراق أي حيوان منوي آخر نجح في اختراق النطاق الشفاف. وتعدّ هذه الخطوة مُسانِدة لعملية منع أكثر من حيوان منوي من تلقيح البويضة[18].

تكوين اللاقحة

قد يتحدّ غشاء الحيوان المنوي بغشاء البويضة، ما يؤدي إلى دخول نواة الحيوان المنوي أو رأسه أو كلِّه إلى داخل البويضة. وفي الأحوال كلها، تتجه نواة الحيوان المنوي إلى نواة البويضة فتبدأ عملية دمجهما، فتنتج من ذلك خليةٌ تحتوي على 46 كروموسومًا، وهذا العدد يمثل مجموع الكروموسومات الموجودة في نواة البويضة مضافًا إليها الكروموسومات الموجودة في نواة الحيوان المنوي، ثم تنقسم هذه الخلية مباشرة بعد تكونها انقسامًا غير مباشر مكونةً اللاقحة الثنائية الخلية، ثم تبدأ هاتان الخليتان النشطتان بعد ذلك في عملية الانقسام غير المباشر لإنتاج خلايا غير متخصصة، وتعدّ هذه المرحلةَ الأولى في تطور الجنين، وتبدأ اللاقحة في التدحرج باتجاه الرحم بمساعدة الأهداب الموجودة في قناة فالوب تمهيدًا لغرسها في بطانة الرحم[19].

المراجع

Corbett, Megan. “A History: The IUD.” Reproductive Health Access Project. 20/3/2024. at: https://acr.ps/1L9F2ps

Carlson, Neil Richard. Physiology of Behavior. 7^th ed. Boston, MA: Allyn & Bacon, 2000.

Claw, Katrina G. “Rapid Evolution in Eggs and Sperms.” American Scientist. vol. 101, no. 3 (May-June 2013).

Green, David P. L. “Three-Dimensional Structure of the Zona Pellucida.” Reviews of Reproduction. vol. 2, no. 3 (1997). pp.147-156.

Gupta, Satish Kumar. “Human Zona Pellucida Glycoproteins: Binding Characteristics with Human Spermatozoa and Induction of Acrosome Reaction.” Frontiers in Cell and Developmental Biology. vol. 9, article no. 619868 (2021).

Jones, Richard E. & Kristin H. Lopez. Human Reproductive Biology. 4^th ed. Amsterdam: Elsevier/ Academic Press, 2014.

Langman, Jan. Langman’s Medical Embryology. 3^rd ed. Baltimore, MD: The Williams & Wilkins Company, 1975.

Masters, William H., Virginia E. Johnson & Robert C. Kolodny. Human Sexuality. 5^th ed. New York: HarperCollins, 1995.

Oliver, Rebecca & Basit Hajira. “Embryology, Fertilization.” in: StatPearls. Treasure Island, FL: StatPearls Publishing, 2024. at: https://acr.ps/1L9F2e0

Oppenheimer, Steven B. & George Lefevre. Introduction to Embryonic Development. 2^nd ed. Boston, MA: Allyn & Bacon, 1984.

Rathus, Spencer A., Jeffrey S. Nevid & Lois Fichner-Rathus. Human Sexuality in a World of Diversity. 4^th ed. Boston, MA: Allyn & Bacon, 2000.

Silverthorn, Dee Unglaub. Human Physiology: An Integrated Approach. 2^nd ed. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2001.

[1] Neil Richard Carlson, Physiology of Behavior, 7^th ed (Boston, MA: Allyn & Bacon, 2000); Megan Corbett, “A History: The IUD,” Reproductive Health Access Project, 20/3/2024, accessed on 19/6/2025, at: https://acr.ps/1L9F2ps

[2] Richard E. Jones & Kristin H. Lopez, Human Reproductive Biology, 4^th ed (Amsterdam: Elsevier/ Academic Press, 2014); Corbett, op. cit.

[3] Katrina G. Claw, “Rapid Evolution in Eggs and Sperms,” American Scientist, vol. 101, no. 3 (May-June 2013), p. 210.

[4] William H. Masters, Virginia E. Johnson & Robert C. Kolodny, Human Sexuality, 5^th ed (New York: HarperCollins, 1995).

[5] Jones & Lopez, op. cit.

[6] Ibid.

[7] Rebecca Oliver & Basit Hajira, “Embryology, Fertilization,” in: StatPearls (Treasure Island, FL: StatPearls Publishing, 2024), accessed on 6/8/2024, at: https://acr.ps/1L9F2e0; Spencer A. Rathus, Jeffrey S. Nevid & Lois Fichner-Rathus, Human Sexuality in a World of Diversity, 4^th ed (Boston, MA: Allyn & Bacon, 2000); Dee Unglaub Silverthorn, Human Physiology: An Integrated Approach, 2^nd ed (Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2001).

[8] Jan Langman, Langman’s Medical Embryology, 3^rd ed (Baltimore, MD: The Williams & Wilkins Company, 1975).

[9] Jones & Lopez, op. cit.

[10] Claw, op. cit.; Langman, op. cit.

[11] Steven B. Oppenheimer & George Lefevre, Introduction to Embryonic Development, 2^nd ed (Boston, MA: Allyn & Bacon, 1984).

[12] Ibid.

[13] Jones & Lopez, op. cit.

[14] David P. L. Green, “Three-Dimensional Structure of the Zona Pellucida,” Reviews of Reproduction, vol. 2, no. 3 (1997), pp.147-156; Satish Kumar Gupta, “Human Zona Pellucida Glycoproteins: Binding Characteristics with Human Spermatozoa and Induction of Acrosome Reaction,” Frontiers in Cell and Developmental Biology, vol. 9, article no. 619868 (2021).

[15] Ibid.

[16] Gupta, op. cit.

[17] Green, op. cit.

[18] Claw, op. cit.

[19] Claw, op. cit.; Langman, op. cit.; Oppenheimer, op. cit.