怀孕和受精

大多数医生认为，最后一次月经的第一天是怀孕的开始。这段时间被称为“月经期”，大约在受精前两周开始。以下是一些关于受精的基本信息：

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排卵

每个月，女性的一侧卵巢会在一个充满液体的小囊中开始发育一定数量的未成熟卵子。其中一个囊最终成熟。这个“优势卵泡”会抑制其他卵泡的生长，导致其他卵泡停止生长并退化。成熟的卵泡破裂，将卵子从卵巢排出（排卵）。排卵通常发生在女性下次月经来潮前两周。

黄体的发育

排卵后，破裂的卵泡会发育成黄体，分泌两种激素——孕酮和雌激素。孕酮通过增厚子宫内膜（子宫内壁）来帮助其做好胚胎着床的准备。

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卵子的释放

卵子被释放并进入输卵管，在那里停留，直到至少一个精子进入受精（卵子和精子，见下文）。卵子可以在排卵后24小时内受精。平均而言，排卵和受精发生在最后一次月经后两周。

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月经周期

如果精子无法使卵子受精，卵子和黄体就会退化；升高的激素水平也会消失。随后，子宫内膜的功能层会脱落，导致月经出血。如此循环往复。

受精

如果精子到达成熟的卵子，就会使其受精。当精子到达卵子时，卵子的蛋白质外壳会发生变化，精子无法再进入。此时，孩子的遗传信息（包括性别）就已确定。母亲只提供X染色体（母亲=XX）；如果Y精子使卵子受精，孩子将是男性（XY）；如果X精子使卵子受精，孩子将是女性（XX）。

受精不仅仅是卵子和精子核物质的结合，更是一系列复杂的生物过程。卵母细胞被称为放射冠（corona radiata）的颗粒细胞包裹。在放射冠和卵母细胞之间形成了透明带，透明带内含有精子的特定受体，可以防止多精受精，并确保受精卵沿着输卵管进入子宫。透明带由正在生长的卵母细胞分泌的糖蛋白组成。

减数分裂在排卵期间恢复。在排卵前LH峰值后观察到减数分裂恢复。成熟卵母细胞的减数分裂与核膜的脱落、染色质的二价组装以及染色体的分离有关。减数分裂在受精过程中以极体的释放结束。卵泡液中高浓度的雌二醇是减数分裂正常进行的必要条件。

男性生殖细胞在曲细精管中，有丝分裂形成一级精母细胞，其成熟过程与女性卵子相似。减数分裂形成二级精母细胞，其染色体数目约为女性卵子的一半（23）。二级精母细胞成熟为精子细胞，不再分裂，发育成精子。这一系列连续的成熟阶段称为生精周期。在人类中，生精周期需要 74 天，未分化的精原细胞发育成高度特化的精子，能够独立运动，并拥有一组进入卵子所必需的酶。运动所需的能量由多种因素提供，包括 cAMP、Ca ²⁺、儿茶酚胺、蛋白质运动因子和蛋白质羧甲基酶。新鲜精液中的精子无法受精。当它们进入女性生殖道时，便获得了这种能力，在那里它们失去了膜抗原——即获能。反过来，卵细胞会分泌一种物质，溶解覆盖精子头部核的顶体囊泡，而父系遗传基金就位于此处。人们认为，受精过程发生在输卵管的壶腹部。输卵管的漏斗积极参与这一过程，它紧密贴合卵巢部分，卵泡从其表面突出，仿佛将卵细胞吸入其中。在输卵管上皮分泌的酶的作用下，卵细胞从放射冠细胞中释放出来。受精过程的本质是将从亲代生物体中分离出来的雌性和雄性生殖细胞结合、融合成一个新细胞——受精卵，它不仅是一个细胞，也是新一代的生物体。

精子主要将其核物质引入卵子，并与卵子的核物质结合形成单个受精卵核。

卵子成熟和受精的过程由复杂的内分泌和免疫过程促成。由于伦理问题，人类的这些过程尚未得到充分研究。我们的知识主要来自动物实验，这些实验与人类的这些过程有很多相似之处。得益于体外受精项目中新型生殖技术的发展，人们已经对人类胚胎发育直至囊胚阶段的体外阶段进行了研究。这些研究积累了大量关于早期胚胎发育机制、其在输卵管中的运动以及着床的资料。

受精后，受精卵沿着输卵管移动，经历一个复杂的发育过程。第一次分裂（两个胚泡阶段）仅发生在受精后第二天。受精卵在输卵管移动过程中，经历完全异步的卵裂，最终形成桑葚胚。此时，胚胎从卵黄膜和透明膜中释放出来，在桑葚胚阶段，胚胎进入子宫，形成一个松散的胚泡复合体。通过输卵管是妊娠的关键时刻之一。已确定，早期胚胎与输卵管上皮之间的关系受自分泌和旁分泌途径的调节，为胚胎提供有利于受精和早期胚胎发育的环境。人们认为，促性腺激素释放激素（Genadotropic Release Hormone，GRH）是这些过程的调节剂，它由着床前胚胎和输卵管上皮共同产生。

输卵管上皮表达促性腺激素释放激素（GnRH）及其受体，作为核糖核酸（mRNA）和蛋白质的信使。研究表明，这种表达具有周期依赖性，主要出现在周期的黄体期。基于这些数据，一组研究人员认为，输卵管促性腺激素释放激素（GnRH）在受精、早期胚胎发育和着床过程中的自分泌-旁分泌途径调控中起着重要作用，因为在“着床窗口”发育最旺盛的时期，子宫上皮中存在大量的GnRH受体。

研究表明，在胚胎中可以观察到 GnRH、mRNA 和蛋白质的表达，并且随着桑葚胚转变为囊胚，其表达会增加。人们认为，胚胎与输卵管上皮和子宫内膜的相互作用是通过 GnRH 系统进行的，该系统确保了胚胎的发育和子宫内膜的接受性。许多研究人员再次强调，胚胎发育和所有相互作用机制必须同步。如果由于某种原因胚胎的运输被延迟，滋养层细胞可能会在进入子宫之前就表现出侵袭性。在这种情况下，可能会发生输卵管妊娠。胚胎快速运动进入子宫，但子宫内膜不具备接受性，可能无法着床，或者胚胎滞留在子宫下部，即不太适合卵子进一步发育的位置。

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卵子植入

受精后24小时内，卵子开始主动分裂成细胞。它会在输卵管中停留约三天。受精卵继续分裂，缓慢地沿输卵管向下移动到子宫，并在那里附着于子宫内膜（着床）。受精卵首先变成一团细胞，然后变成一个空心的细胞球，或称胚泡（胚囊）。着床前，胚泡会从其保护性覆盖层中破出。随着胚泡接近子宫内膜，激素交换会促进其着床。有些女性在着床期间会经历几天的点滴出血或轻微出血。子宫内膜会增厚，宫颈会被粘液封住。

在三周的时间里，囊胚细胞会发育成细胞簇，形成胎儿的第一批神经细胞。从受精那一刻起，直到怀孕第八周，胎儿被称为胚胎；之后，直到出生，被称为胎儿。

只有当胚胎进入子宫并达到囊胚阶段时，植入过程才能发生。囊胚由细胞内部（内胚层，胚胎由此形成）和细胞外部（滋养外胚层，胎盘的前身）组成。据信，在植入前阶段，囊胚会表达植入前因子 (PIF)、血管内皮生长因子 (VEGF) 以及 VEGF 的 mRNA 和蛋白质，这使得胚胎能够快速进行血管生成，从而成功植入，并为其进一步发育创造必要条件。

为了成功植入，子宫内膜细胞分化所需的所有变化都必须在“植入窗”出现之前完成，植入窗通常在排卵后6-7天出现，并且囊胚必须达到一定的成熟度并激活蛋白酶，从而促进囊胚进入子宫内膜。“子宫内膜容受性是子宫内膜一系列受类固醇激素调控的时空变化的最终结果。” “植入窗”的出现和囊胚的成熟过程必须同步进行。如果两者不同步，植入将无法进行，或者妊娠将在早期阶段中断。

着床前，子宫内膜表面上皮被黏蛋白覆盖，这可以防止胚泡过早着床，并保护子宫免受感染。其中，Muc1-表皮唾液酸蛋白在女性生殖道生理的各个方面发挥着屏障作用。当“着床窗口”打开时，胚胎产生的蛋白酶会破坏黏蛋白。

胚泡植入子宫内膜包括两个阶段：第一阶段：两种细胞结构的黏附；第二阶段：子宫内膜基质的蜕膜化。一个非常有趣的问题是，胚胎如何识别仍然开放的植入部位。从胚泡进入子宫到植入开始，需要2-3天。据推测，胚胎会分泌可溶性因子/分子，作用于子宫内膜，为植入做好准备。黏附在植入过程中起着关键作用，但这个过程将两种不同的细胞团结合在一起，极其复杂，涉及大量因素。整合素被认为在植入过程中的黏附中起主导作用。整合素-01尤其重要；其表达在植入时会增加。然而，整合素本身缺乏酶活性，必须与蛋白质结合才能产生细胞质信号。日本研究小组的研究表明，小鸟苷三磷酸结合蛋白RhoA能将整合素转化为活性整合素，从而参与细胞粘附。

除了整合素之外，粘附分子还包括 trophinin、bustin 和 tastin 等蛋白质。

滋养蛋白（Trofinin）是一种膜蛋白，表达于着床部位子宫内膜上皮表面和胚泡滋养外胚层顶端。Bustin和Tustin是细胞质蛋白，与滋养蛋白结合形成活性粘附复合物。这些分子不仅参与着床，还参与胎盘的进一步发育。细胞外基质分子骨斑蛋白和层粘蛋白参与粘附。

各种生长因子都发挥着极其重要的作用。研究人员特别关注胰岛素样生长因子及其结合蛋白，尤其是IGFBP，在着床过程中的作用。这些蛋白质不仅在着床过程中发挥作用，还在模拟血管反应和调节子宫肌层生长方面发挥作用。根据Paria等人（2001）的研究，肝素结合表皮生长因子（HB-EGF）在子宫内膜和胚胎中均有表达，此外，成纤维细胞生长因子（FGF）、骨形态发生蛋白（BMP）等在着床过程中也发挥着重要作用。子宫内膜和滋养层细胞这两个细胞系统粘附后，滋养层细胞进入侵袭期。滋养层细胞分泌蛋白酶，使滋养层细胞能够“挤”入细胞间基质，并通过金属蛋白酶（MMP）溶解细胞外基质。滋养细胞胰岛素样生长因子Ⅱ是滋养细胞最重要的生长因子。

着床时，整个子宫内膜都充满了免疫活性细胞，这是滋养细胞-子宫内膜相互作用的最重要组成部分之一。妊娠期间胚胎与母亲之间的免疫关系与在移植物-受体反应中观察到的相似。过去认为，子宫着床的控制方式类似，即通过T细胞识别胎盘表达的胎儿同种异体抗原。然而，最近的研究表明，着床可能涉及一种新的基于NK细胞而非T细胞的同种异体识别途径。滋养细胞不表达HLAI或II类抗原，但它表达多态性的HLA-G抗原。这种来自父系的抗原可作为大颗粒白细胞CD8抗原的粘附分子，而大颗粒白细胞在黄体中期在子宫内膜中的数量会增加。与 CD8- CD56+ 蜕膜颗粒白细胞相比，这些具有 CD3- CD8+ CD56+ 标记的 NK 细胞在产生 Th1 相关细胞因子（如 TNFα、IFN-γ）方面功能较弱。此外，滋养层细胞表达对细胞因子 TNFα、IFN-γ 和 GM-CSF 的低结合能力（亲和力）受体。因此，通过 Th2 的反应将主要引起对胎儿抗原的应答，即主要产生的不是促炎细胞因子，而是调节性细胞因子（il-4、il-10、il-13 等）。Th 1 和 Th2 之间的正常平衡可促进滋养层细胞更成功地侵袭。促炎细胞因子的过量分泌会限制滋养细胞的侵袭，并延迟正常的胎盘发育，导致激素和蛋白质的产生减少。此外，T细胞因子会增强凝血酶原激酶的活性，激活凝血机制，导致血栓形成和滋养细胞脱落。

此外，免疫抑制状态受胎儿和羊膜产生的分子——胎球蛋白和精胺的影响。这些分子抑制TNF的产生。HU-G在滋养层细胞上的表达可抑制NK细胞受体，从而降低对入侵滋养层的免疫攻击。

蜕膜基质细胞和NK细胞产生滋养细胞生长发育、增殖分化所必需的细胞因子GM-CSF、CSF-1、aINF、TGFbeta。

由于滋养细胞的生长发育，激素分泌增加。孕酮对免疫功能尤为重要。孕酮局部刺激胎盘蛋白的产生，尤其是TJ6蛋白，并与蜕膜白细胞CD56+16+结合，导致其凋亡（自然细胞死亡）。

为了应对滋养细胞的生长和子宫对螺旋小动脉的侵袭，母体会产生抗体（阻断），这些抗体具有免疫营养功能，可以阻断局部免疫反应。胎盘成为一个享有免疫特权的器官。在正常发育的妊娠中，这种免疫平衡在妊娠10-12周时建立。

怀孕和激素

人绒毛膜促性腺激素是一种从受精那一刻起就出现在母亲血液中的激素。它由胎盘细胞产生。这种激素可以通过妊娠测试检测出来，但其水平只有在末次月经第一天后的3-4周内才会达到足够高的水平才能被检测到。

怀孕发展的各个阶段被称为妊娠期，或三个月，因为每个阶段都会发生重大变化。