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By Professor Allan Pacey BSc, PhD, FRCOG – University of Sheffield

妊娠を成功させるために、精子は男女の体内で最も驚くべき旅をする必要があるのです。 この旅は、科学者たちが最近になってようやく詳しく理解できるようになったもので、常に新しい発見がなされています。 この記事では、私たちの現在の知識を概説し、勝利する精子の条件と、大多数の精子が全く成功しない理由も説明します。 男性は12、13歳頃の思春期が始まると精子を作り始める。 このプロセスには少し低い温度が必要で、そのため睾丸は男性の体外にぶら下がっている。 また、精子の生成には約70日かかる。

簡単に言えば、睾丸が大きければ大きいほど、単位時間あたりに作られる精子の数が多いということである。 これは、睾丸が大きいと、精子の前駆細胞(精原細胞と呼ばれる)が多く存在し、分裂・増殖して新しい精子を作るからである。 また、精子を作るのに重要な、複雑な迷路のような管や栄養細胞もより多く存在する。

心臓の鼓動とともに約1000個の精子が生産ラインから転がり落ちる

通常の生殖能力のある男性では、心臓の鼓動ごとに約1000個の精子が生産ラインから転がり落ちる。 しかし、最終的に放出する前に、精子はまず、精巣上体と呼ばれる長く曲がりくねった管をさらに1週間ほどかけて通過する。 ここで精子の表面に、卵子に到達したときに役立つ分子を付加するなどの仕上げを行う。 精巣上体から出た精子は、そのまま数週間、男性の体内で動かずに元気なままでいることができるのです。 男性には何十億もの精子を蓄える能力がありますが、あまりに長い間、精子を蓄えておくと、退化が始まり、死んでしまうこともあるのです。 これは、古い精子を処分するために作られた自然なプロセスです。 しかし、射精の回数が少ないと、古い精子が精巣上体から出る新しい精子を傷つけてしまうことがある。

ついに射精が起こると、貯蔵されていた約2億5000万匹の精子が筋収縮によって精管と呼ばれる管を通り、最終的に外界へとつながる陰茎を通る管(尿道)へと押し出されるのである。 男性が性交中に経験するオーガズムの感覚に寄与するのは、この筋収縮です。 通常、オーガズムの際には、ペニスの先端から数回の液体が噴出します。 精子の大部分は第1噴出しで、第2噴出し、第3噴出しには、前立腺や精嚢と呼ばれる他の構造物からの液体が含まれます。 精子が初めて泳ぎ始めるのはこの時である。

膣内に入った精子は、生き残るためには素早く逃げ出さなければならない。 意外かもしれませんが、膣内の環境はかなり酸性になっています。 これは、日常生活で細菌やウイルスの攻撃から女性の体を守るための重要な防御機構です。 しかし、性交後、前立腺や精嚢からの液体が精子に何らかの保護を与えなければ、これらの酸によって精子もすぐに死んでしまいます。

したがって、射精直後の数分間に、膣から比較的安全である子宮頸部にまで泳ぐのに十分な時間がある最も速く、最も健康で、最も幸運な精子であると言えるのです。 遅い精子、奇形の精子、運の悪い精子は膣に取り残され、すぐに死んでしまいます。 女性の子宮頸管は驚くべきフィルターとして機能しており、「粘液を透過する精子」の数が少なすぎる男性が、パートナーを妊娠させるのが難しく、その結果不妊に悩まされるかもしれないことは容易に想像がつくでしょう。

膣内に射精された精子のうち、子宮頸部に到達するのは100分の1程度

一般的な経験則として、科学者は、膣内に射精された精子のうち100分の1程度しか、比較的安全である子宮頸部に到達しないだろうと考えているようです。 しかし、さらに複雑なことに、これは女性のホルモンプロファイルと卵巣からの卵子の放出がどの程度近いかにも左右されます。 女性の頸管粘液が精子を受け入れるのは、排卵直前の数日間に限られます。

Ovulation Calculatorで、あなたの受胎可能期がいつであるかを調べましょう。しかし、子宮頸管に入ることは、精子が女性の体内を旅するほんの始まりにすぎません。 次のステップは、子宮から卵管のいずれかに入る方法である。

子宮にうまく入った精子が最初にぶつかるのは、左か右か、ということです。 女性には左右2本の卵管がありますが、卵巣から卵子が出るのは1ヶ月に1本だけなので、精子は右の卵管に泳ぎこまなければならないからです。 卵子を放出しない卵巣に向かって卵管を進むことは、無駄な旅となります。

卵巣からの卵子の放出が近づくにつれ、卵子の成長を助けるために生成されるホルモンの一部が女性の血流に入ります。 これが引き金となって、最も近い子宮の壁にある筋肉がリズミカルに上に向かって収縮を始め、精子を同じ側の卵管の入り口に向かってゆっくりと静かに動かしていきます。 卵子を育てていない)反対側の筋肉はホルモンをあまり受け取らないため、あまり収縮せず、精子は一般的にその方向には行きません。

しかし、卵子が出ようとしている側の女性の卵管の入り口まで行くことは、旅の一部に過ぎないのです。 ここで女性の身体はもう一つのトリックを用意しています。 卵管の入り口は精子の頭ほどの幅しかない小さな穴だが、特定の精子だけを中に入れる弁のような働きをしているのだ。

科学者たちは、精子は2つの方法で卵管に入るように選別されると考えています。 まず、精子があまりに不規則に泳ぐと、中に入れなくなることが実験でわかっている。 このような泳ぎ方をする精子は寿命が近いので、おそらく卵子を見つけるまで長生きできないから排除されているのだろう。 次に、表面にある種の分子を持つ精子は、卵管に入れないという証拠もある。 その仕組みは不明だが、どんな精子でも卵管に入れるわけではないことがわかる。 膣内に射精された何百万もの精子のうち、ここまでたどり着けるのはおそらく100だけです!

卵管に入った精子は、これまでの旅の残りの部分に比べて、比較的安全な場所にいます。 ここで女性の体は、卵子が放出される準備が整うまで精子が生き延び、健康な状態を維持するのを助けるのです。 例えば、現在いくつかの研究により、卵管の内部では精子は頭の先で内壁にくっつく傾向があることが示唆されている。

一部の科学者は、精子が卵管の側壁に付着して固着すると、女性の体に「やっと精子が来た」という信号を出すと考えています。 また、精子が付着すると、卵管の内側に並ぶ細胞で新しい分子が作られ、それが最終的に受精や胚の発育に役立つと考える人もいます。 9838>

精子が卵管の側壁にどれくらい長く留まっていられるかは不明である。 しかし、引き離すために、尾の拍動を大きくして、さらに推進力を与えている。

側壁から離れた精子は、卵巣の方向へ向かって卵管を進み、まもなく反対方向からやってくる卵子を見つける必要があります。 精子がどのようにしてこれを行うかは完全には解明されていませんが、おそらく次のようなメカニズムのいずれか、あるいは両方が関係しているものと思われます:

まず、卵巣から卵子が放出されると卵管内でおそらく微妙な温度変化が起こります。 実験室での実験によると、精子は「正温動性」、つまり暖かいところに優先的に泳いでいくことが示唆されています。 排卵が起こった後、卵管の途中(卵子が最終的に到達する場所)は1~2℃暖かくなっているので、精子は自然にそこに向かうと考えられています。

次に、精子は、卵巣から放出された卵子が発する、あるいは卵子と同時に(おそらく成長中の卵子を浸している液体に)放出した微妙な化学信号を感知できることも提案されています。 これらのシグナルに対する精子の反応は走化性と呼ばれ、もしそれが本当なら、精子を卵子に導く強力な誘引剤となるでしょう。

おそらく、ここまでたどり着くのは半ダースの精子だけです!

いずれにしても、これらのメカニズムのいずれかまたは両方が、卵子が現れるタイミングに合わせて卵管の途中に少数の精子を存在させるために役立つことでしょう。 精子に比べて卵子の寿命は限られており、妊娠するには、卵巣から放出された後、数時間以内に受精する必要があるからです。 したがって、卵子が到着する前に精子が卵管の適切な場所に到達することが非常に重要なのです。 しかし、ここまでたどり着ける精子は、おそらく半ダース程度です!

精子に比べて、卵子はかなり大きな細胞で、人体で最も大きいものです。 さらに、卵子は卵丘という細胞の雲に囲まれて卵巣から放出されるが、精子はまずこの雲を突き破って卵子の表面に到達し、接触することができる。

この時点で、卵子の近くにいて受精できる可能性のある精子は、おそらく1つか2つだけであろう。 しかし、成功した精子には、卵の表面に到達した後、いかにして卵の中に入るかというハードルがもう一つ残されている。 精子が卵管側壁を抜け、卵丘細胞の雲を通過する際に見せた過活性なテールビートは、ここでもある程度役立ってくれるだろう。

この酵素が卵の外膜を溶かし、強力な尾部の動きとあいまって、精子が卵の中に入り込むのを助けるのである。 これが達成されると、次に卵の内部で即座に化学反応が起こり、卵膜が突然硬くなり、他の精子の追従を阻止します。

それから数時間後、精子の尾は切り離され(これは外に残ります)、精子の頭の中の染色体は卵のものと分離して並び、新しい個体を形成するプロセスが開始されるのです。 この時点で精子の旅は終わりましたが、胚の旅はまだ始まったばかりです。

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