人类性生殖

2025年3月17日 | 阅读13分钟

人类通过有性生殖繁衍后代,并且是胎生动物。人类生殖过程包括配子的形成(配子发生),即雄性精子和雌性卵子的形成;精子向雌性生殖道的输送(授精);以及雌雄配子融合(受精)形成合子。随后是囊胚的形成和生长,将其附着在子宫壁上(着床),胚胎发育(妊娠),以及分娩。很明显,这些生殖事件发生在青春期之后。男性和女性的生殖事件存在显著差异。例如,老年男性仍会持续产生精子。然而,女性在五十岁时卵子生成会停止。让我们来看看人类的雌性和雄性生殖系统。

Sexual Reproduction in Humans

1. 雄性生殖系统

雄性的生殖系统位于盆腔区域内。它包括一对睾丸,以及附腺、导管和外部生殖器。

Sexual Reproduction in Humans

睾丸位于腹腔内,在一个称为**阴囊**的囊袋中。阴囊有助于将睾丸区域的温度保持在比平均体温低2-2.5摄氏度,这对于促进精子发生过程至关重要。成年人的睾丸呈椭圆形,长度约为4-5厘米,直径为2-3厘米。它被一层非常厚的膜覆盖。每个睾丸约含有250个腔室,称为**睾丸小叶**。

每个小叶包含多达三个紧密盘绕的**精曲小管**,这是精子产生的地方。每根精曲小管衬有两类细胞,称为**雄性生殖细胞**(精原细胞)和**支持细胞**。雄性生殖细胞进行减数分裂,产生精子,而支持细胞为生殖细胞提供营养。精曲小管外部的区域称为间质区,那里有小的血管、间质细胞和**Leydig细胞**。Leydig细胞产生并释放睾酮,也称为雄激素,它来自睾丸。还发现有其他免疫能力的细胞。

雄性附属性腺管包括**附睾、输出小管**和**输精管**。睾丸内的精曲小管通过睾丸网通向输出小管。输出小管从睾丸出来,然后进入附睾,附睾位于每个睾丸的后部。附睾连接到输精管,然后向上进入腹腔并绕过膀胱。它通过精囊的导管连接,然后通过射精管开口于尿道。这些导管用于储存和输送精子,使其从睾丸通过尿道排出。尿道源自泌尿道中的膀胱,从阴茎延伸到其外部开口,称为**尿道外口**。

阴茎是雄性的外部生殖器。它由一种特殊的组织构成,有助于阴茎勃起并促进授精过程。阴茎的较粗端称为阴茎头,覆盖着一层松弛的皮肤褶皱,称为**包皮**。

雄性附属腺体包括成对的精囊、前列腺和**尿道球腺**。这些腺体的分泌物构成精浆,精浆富含果糖、钙和某些酶。尿道球腺的分泌物也可以在性交过程中帮助润滑阴茎。

2. 雌性生殖系统

雌性生殖系统包括两个**卵巢**、两个**输卵管**、**子宫**、**阴道**、**子宫颈**以及位于盆腔区域的**外部生殖器**。这些器官的生殖部分,连同乳腺,在功能和结构上相互关联,以帮助排卵、受精、怀孕和育儿。

卵巢是主要的雌性生殖器官,它产生雌性配子(卵子)以及一系列称为类固醇的激素(卵巢激素)。卵巢位于腹部下方的两侧。每个卵巢长2-4厘米。它通过韧带附着在骨盆壁和子宫上。每个卵巢都被一层薄薄的上皮覆盖,覆盖着卵巢基质。它分为两个区域:外围的皮质和内部的髓质。

Sexual Reproduction in Humans

雌性附属导管由输卵管(输卵管)、子宫和阴道组成。每根输卵管长10-12厘米,从卵巢周围延伸到子宫。靠近卵巢的部分形成漏斗状的**输卵管漏斗**。漏斗的边缘有指状突起,称为**伞形骨**,有助于在排卵后收集卵子。漏斗连接到输卵管的较大部位,称为**壶腹**。输卵管的最后一部分**峡部**有一个小腔,连接到子宫。

子宫是单一的器官,也称为**子宫**。其形状类似于倒置的梨。子宫由韧带支撑,并与骨盆壁相连。子宫通过一个拉长的子宫颈伸入阴道。子宫颈的腔称为**宫颈管**,它与阴道一起形成产道。子宫壁由三层组织组成。外层的膜样层,即**子宫外膜**,被一层厚的中间层平滑肌**子宫肌层**和一层称为**子宫内膜**的腺体状内层包围,子宫内膜衬在子宫腔内。子宫内膜在月经周期中会经历周期性变化,而子宫肌层在分娩时会表现出显著的收缩。

雌性外生殖器包括耻骨联合、大阴唇、处女膜和阴蒂。**耻骨联合**是由脂肪组织构成的垫状物,上面覆盖着阴毛和皮肤。其**大阴唇**是肉质的褶皱,从耻骨联合向下延伸,并围绕着阴道开口。而**小阴唇**则是薄的组织褶皱,位于大阴唇下方。阴道开口通常部分被一层称为**处女膜**的膜覆盖。**阴蒂**是一个小指状结构,位于两个小阴唇上方阴道外口上方。处女膜可能在初次性交(性交)时破裂。

所有雌性哺乳动物都有哺乳腺。哺乳腺是一对结构(乳房),包含腺体组织和不同量的脂肪。每个乳房的腺体组织可分为15至20个乳腺小叶,其中包含腺泡,即细胞簇。腺泡细胞产生并储存在腺泡中的腔隙(腔)内。腺泡可以开口并延伸到乳腺管。每个小叶的导管合并形成乳腺管。许多乳腺管汇集成一个乳腺壶腹,该壶腹连接到乳汁导管,乳汁通过该导管排出。

配子发生

主要的生殖器官——雄性的睾丸和雌性的卵巢——通过一个称为**配子发生**的过程产生配子,即卵子和精子。在睾丸中,未成熟的雄性生殖细胞(**精原细胞**)通过精子发生产生精子,精子发生始于青春期。精原细胞(单数:精原细胞)位于精曲小管内壁,通过有丝分裂增殖。精原细胞本身是二倍体,有46条染色体。一些精原细胞被称为**初级精母细胞**,它们会进行减数分裂。初级精母细胞进行减数分裂(减数分裂),产生两个单倍体、大小相等的细胞,称为**次级精母细胞**,它们有23条染色体。次级精母细胞进行第二次减数分裂,产生四个大小相等、染色体数目相同的**精子细胞**。它们通过一个称为**精子形成**的过程转化为精子(精子)。精子形成完成后,精子头部被包裹在支持细胞中。**支持细胞**然后通过一个称为**精子释放**的过程从精曲小管中移除。

精子发生始于青春期,这是由于促性腺激素释放激素(GnRH)的释放量显著增加。如果记忆犹新,这是一种下丘脑激素。升高的 GnRH 水平会作用于垂体前叶,增加促黄体生成素(LH)和卵泡刺激素(FSH)的分泌。LH 作用于 Leydig 细胞,刺激雄激素的产生和分泌。雄激素反过来促进精子发生过程。FSH 刺激支持细胞,并触发释放某些有助于精子形成的特定因子。

如果我们研究精子的结构。它是一种微观分子,由**头部**、**颈部**、**中段**和**尾部**组成。整个精子身体被质膜包围。精子头部由一个细长的单倍体细胞核、一个帽状结构**顶体**组成,顶体包裹着其前部。顶体充满了有助于卵子受精的酶。中段充满了线粒体,线粒体产生能量,用于驱动尾部的运动,尾部的运动对精子活力至关重要,精子活力是受精的关键。人类男性每次性交射精约2-3亿个精子。为了达到正常生育能力,至少60%的精子应具有正常的形态和大小,同时至少40%的精子应具有强的活动力。

从精曲小管中排出的精子通过这些附属导管(附睾、输精管、精囊和前列腺)进行输送。此外,这些对于精子的活力和成熟至关重要。精浆和精子共同构成**精液**。雄性腺体和性附属导管在睾酮激素(雄激素)的作用下维持。

产生成熟雌性配子的过程称为**卵子发生**,它与精子发生过程不同。卵子发生始于胚胎发育早期,此时在胎儿的每个卵巢中会产生数百万个生殖母细胞(卵原细胞);卵原细胞在出生后不再产生和增加。它们开始分裂并进入减数分裂I的**前期I**。它们暂时停留在这一阶段,被称为**初级卵母细胞**。初级卵母细胞被一层颗粒细胞包围,称为**初级卵泡**。从出生到青春期,许多这些卵泡会退化。因此,当青春期来临时,每个卵巢中只剩下60,000到80,000个初级卵泡。初级卵泡随后被一层层颗粒细胞和额外的膜包围。它们被称为**次级卵泡**。

次级卵泡很快转化为三级卵泡,三级卵泡的特征是有一个充满液体的腔,称为**窦**。膜层可分为内层的**内膜**和外层的**外膜**。需要注意的是,在这个阶段,三级卵泡内的初级卵母细胞会增大,并能够完成初次减数分裂。这是一个不均等的划分,产生一个大的单倍体次级卵母细胞和一个小的极体。

**次级卵母细胞**保留了初级卵母细胞中富含营养的大部分细胞质。截至目前,我们对此尚不完全确定。三级卵泡随后转化为成熟卵泡,称为**成熟卵泡**。次级卵母细胞会形成另一层称为透明带的膜,该膜围绕着它。成熟卵泡随后破裂,通过一个称为**排卵**的过程将次级卵母细胞(卵子)释放出卵巢。

受精和着床

在性交过程中,精液通过阴茎释放并沉积在阴道内(授精)。具有活力的精子迅速穿过子宫颈,进入子宫,然后到达输卵管的壶腹部。从卵巢产生的卵子被输送到壶腹区,在那里发生受精。只有当精子和卵子同时被输送到壶腹区时,才会发生受精。这就是为什么并非所有性交都会导致受精和怀孕。融合卵子与精子的过程称为**受精**。在受精过程中,当精子接近卵子的透明带层时。这会导致膜发生变化,阻止其他受精精子进入。这确保只有一个精子能够使卵子受精。顶体的分泌物有助于精子穿过透明带和细胞膜进入卵细胞。这触发了次级卵母细胞减数分裂的完成。随后的减数分裂是不均等的,导致形成一个**第二极体**和一个单倍体卵子(卵细胞)。很快,精子的单倍体细胞核与卵子融合,形成一个二倍体的**合子**。

正如你所知,人类女性的染色体模式是 XX,而男性的称为 XY。因此,雌性产生的每一个单倍体配子(卵子)都带有 X 染色体。而雄性配子(精子)的性染色体可以是 X 或 Y。因此,50% 的精子带有 X 染色体,而另外 50% 带有 Y。雌雄配子融合后,合子可以是 XX 或 XY,这取决于携带 X 或 Y 染色体的精子是否使卵子受精。XX 合子可以发育成女婴,XY 合子可以发育成男婴。

合子在通过输卵管峡部向子宫移动的过程中发生有丝分裂,称为卵裂,形成2、4、8、16个子细胞,即胚胎细胞。胚胎有8到16个胚胎细胞,称为桑椹胚。桑椹胚继续向子宫移动,分裂并转化为囊胚。囊胚的胚胎细胞形成外层称为**滋养层**,以及附着在滋养层上的内层细胞,称为**内细胞团**。滋养层与子宫内膜相连。内细胞团转化为胚胎。附着后,子宫细胞迅速分裂并覆盖囊胚。这就是囊胚被包裹在子宫内膜中的原因。这被称为**着床过程**,可能导致婴儿的诞生。

怀孕和胚胎发育

着床后,滋养层上出现指状突起,称为**绒毛**,绒毛被子宫组织和母血覆盖。子宫绒毛和胎盘组织结合在一起,形成一个连接胚胎(胎儿)和母体的功能性和结构性单元,称为**胎盘**。

胎盘有助于向胚胎输送氧气、营养物质和其他物质,并清除胚胎产生的二氧化碳和排泄废物。胎盘通过脐带与胚胎相连,脐带有助于在胚胎之间运输各种物质。胎盘也是一个内分泌器官,产生多种激素,包括**人绒毛膜促性腺激素(hCG)**、**人胎盘催乳素(hPL)**、**雌激素**和**孕激素**等。在怀孕过程的最后阶段,一种称为**松弛素**的激素也由卵巢释放。我们必须知道,hCG、松弛素和 hPL 仅在怀孕期间由女性产生。

此外,在怀孕期间,**雌激素**、**孕激素**、**皮质醇**、**催乳素**和**甲状腺素**等激素水平会升高。这些激素在母血中的含量会增加许多倍。这些激素的产量增加对于支持胎儿生长、母亲的激素变化和维持怀孕至关重要。

着床后,组织(胚胎)会发生转化,形成一层外层称为外胚层,一层内层称为内胚层。不久,在**外胚层**和**内胚层**之间会出现**中胚层**。这三层会发育成成人身体的全部组织(器官)。在本文中,需要注意的是,内细胞团具有特定的干细胞,可以产生所有器官和组织。

人类怀孕期为九个月。人类是唯一能够进行性生殖的哺乳动物。妊娠一个月后,胚胎的心脏已经形成。通过听诊器听到胎心音是胎儿发育的第一个迹象。第二个月末,胎儿已经发育出四肢和手指。胎儿满十二周(第一孕期)时,所有主要的器官系统都已发育。例如,内部生殖器官和四肢已发育。胎儿的首次胎动和头发生长通常在第五个月出现。胎儿满24周(第二孕期结束)时,身体会被细毛覆盖,眼睑分开,睫毛生长。妊娠九个月后,胎儿已完全发育,准备好分娩。

分娩和哺乳

正常人类怀孕期约为九个月。这被称为妊娠期。怀孕结束后,子宫的快速收缩会导致胎儿的排出或分娩。这种分娩(分娩)的过程称为分娩。一个复杂的神经内分泌系统触发分娩。分娩的信号来自于已完全发育的胎儿和胎盘,它们会触发轻微的子宫收缩,称为胎儿射出反射。这会刺激母体垂体释放催产素。催产素作用于子宫肌肉,引起更强的子宫收缩。这会触发催产素的后续产生。子宫收缩和催产素分泌之间的反射刺激会持续产生更强烈的收缩。这导致婴儿通过产道从子宫中娩出。这称为分娩。婴儿出生后,胎盘会从子宫中排出。

哺乳腺在怀孕期间发育,并在怀孕后期开始产生乳汁,这个过程称为**哺乳**。这有助于母亲喂养婴儿。在哺乳后的最初几天产生的乳汁称为**初乳**,其中含有多种抗体,对建立新生儿的抵抗力至关重要。医疗专业人士建议在婴儿发育的最初几天进行母乳喂养,以促进婴儿健康成长。


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