Половая система служит для продолжения рода, её основная функция – формирование половых клеток, гамет, то есть яйцеклеток и сперматозоидов. Так как для млекопитающих, к которым относится и человек, характерно живорождение, вторая функция половой системы самки – вынашивание и вскармливание потомства.
Половая система женщины
В половой системе выделяют внутренние и наружные половые органы, главные внутренние органы – половые железы. Женские половые железы называются яичниками, они секретируют яйцеклетки.
Образование незрелых яйцеклеток (оогенез) начинается в организме плода. К моменту рождения девочки в ее яичниках уже находится запас яйцеклеток в неактивном состоянии. Позже происходит только созревание яйцеклеток, новые больше не образуются.
Из яичников к матке ведут фаллопиевы трубы. Между яичником и ампулой трубы есть небольшое расстояние, поэтому можно сказать, что фаллопиевы трубы частично открываются в брюшную полость. Матка – это полый гладкомышечный орган, где происходит развитие зародыша. Матка имеет небольшой размер, но во время беременности она значительно растягивается, чтобы вместить плод. Шейка матки – сфинктер, который удерживает плод и воды внутри и открывается, когда наступает время родов.
Половая система женщины
Созревшие яйцеклетки раз в месяц выходят из яичников и начинают медленно двигаться к матке. Если яйцеклетка во время этого путешествия встречается со сперматозоидом, образовавшаяся зигота имплантируется (прикрепляется) к стенке матки и начинает делится. Если имплантации вовремя не происходит, яйцеклетка погибает.
В окружающую среду из матки ведет канал – влагалище. Снаружи находятся внешние половые органы: большие и малые половые губы, клитор. В клиторе проходит много сосудов и нервных окончаний, он очень чувствителен.
Женская половая система проявляет циклическую активность. У многих млекопитающих, например, копытных, размножение сезонное: обычно весной начинается гон, во время которого самки готовы к зачатию, дети рождаются в теплый сезон и не испытывают недостатка в пище. У других млекопитающих, таких как грызуны и приматы, самки готовы к размножению круглый год в определенные промежутки времени.
Для успешного оплодотворения необходимо, чтобы созревшая яйцеклетка вышла в полость матки, в то время как стенки матки были бы готовы принять зиготу и обеспечить нормальное течение беременности.
Два ключевых события цикла – менструация (с 1 по 7 день цикла) и овуляция (примерно с 11 по 17 день). Овуляцией называется выход зрелой яйцеклетки в фаллопиеву трубу. Во время овуляции яйцеклетка может быть успешно оплодотворена. Когда стенки матки готовятся принять оплодотворенную яйцеклетку, они прорастают сосудами, внутренний слой матки, эндометрий, значительно утолщается. Если имплантации не наступает, вся внутренняя выстилка матки отмирает, мертвые ткани отторгаются активно сокращающейся мышечной стенкой. Этот процесс и является менструацией, он часто сопровождается болью и неприятными ощущениями. Средняя продолжительность менструального цикла – 28 дней.
На рисунке изображен цикл яичников. Каждая яйцеклетка окружена несколькими оболочками, которые вместе составляют фолликул. Когда яйцеклетка выходит из яичника, оболочки фолликула превращаются в желтое тело. Если происходит оплодотворение, желтое тело регулирует развитие беременности. Если оплодотворения не происходит, желтое тело деградирует в белое, а после выходит наружу при менструации.
Наступление беременности останавливает ход менструального цикла. Желтое тело, а после и кора надпочечников с плацентой выделяют гормон прогестерон, который контролирует течение беременности. Прогестерон подготавливает эндометрий матки к тому, чтобы принять плодное яйцо и препятствует сокращениям стенки матки.
Гормоны гипофиза контролируют все железы внутренней секреции, в том числе и половые. На момент овуляции в крови максимальна концентрация лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), они стимулируют выход яйцеклетки из фолликула. Течение цикла также регулирует эстрадиол, он выделяется яичниками и вызывает овуляцию.
Эндометрий, внутренняя стенка матки, утолщается под действием прогестерона и прорастает кровеносными сосудами. После снижения уровня прогестерона наступает менструация.
Половая система мужчины
Мужские половые железы называются семенниками, или яичками. Как и яичники, они формируются внутри брюшной полости, но в процессе развития плода спускаются вниз. При рождении мальчика яички находятся вне полостей тела в кожистом мешочке, мошонке. Такое расположение обусловлено тем, что нормальное созревание сперматозоидов требует пониженной температуры, 32-34 °С.
Половая система мужчины
От семенников вверх отходят семяпроводы, которые затем впадают в мочеиспускательный канал. Туда же впадают протоки предстательной и бульбарных желез. Их секреты смешиваются, образуя семенную жидкость, которая является поддерживающей средой для сперматозоидов. Семенная жидкость со сперматозоидами называется спермой. Таким образом, в мужском организме объединены половая и выделительная системы.
В отличии от яйцеклеток, сперматозоиды образуются постоянно на протяжении всей жизни, начиная с периода полового созревания (обычно около 12 лет). Гормональный фон мужчин не подвержен циклическим изменениям и в целом более стабильный, чем у женщин.
Несмотря на то, что семенники находятся снаружи тела, формально их относят к внутренним половым органам. Наружные половые органы мужчин представлены половым членом. Половой член является копулятивным органом, то есть служит для того, чтобы доставить сперму внутрь тела самки.
Внутри полового члена есть пещеристые тела, которые при наличии сексуальной стимуляции заполняются кровью. В результате объем пещеристых тел растет, половой член увеличивается в размерах, наступает эрекция.
Гаметогенез и оплодотворение
Гаметогенез – это последовательность процессов, в результате которых образуются половые клетки. Особенность половых клеток (гамет) в том, что они имеют гаплоидный, то есть одинарный, набор хромосом, в то время как все остальные клетки организма обладают двойным, диплоидным набором.
Клетка-предшественник сперматозоида, сперматоцит, делится мейозом, в результате чего получаются четыре равноценных сперматозоида с гаплоидными наборами хромосом.
При делении клетки-предшественника яйцеклетки, ооцита, образуется одна крупная гаплоидная клетка, к которой переходит вся цитоплазма, и три небольших полярных тельца, которые потом отмирают. Это объясняется тем, что яйцеклетка должна содержать в себе много питательных веществ для будущего зародыша и должна иметь большой объем.
В процессе полового акта происходит оплодотворение, сперматозоид сливается с яйцеклеткой и генетический материал матери и отца объединяется, формируется зигота, первая клетка будущего организма. После оплодотворения яйцеклетка становится недоступной для других сперматозоидов. Зигота делится митозом, образуется множество схожих клеток, которые позже начнут дифференцироваться в различные ткани.
Иногда бывает, что при овуляции из яичника выходят две или более яйцеклетки. В случае, если каждая из них оплодотворится сперматозоидом, начнут свое развитие сразу же несколько плодов с разным генотипом. Это будут разнояйцевые близнецы. Если же при дальнейшем дроблении зиготы на первых этапах клетки разойдутся, будут развиваться два плода с идентичным геномом, однояйцевые близнецы.
Оплодотворение в норме должно происходить в фаллопиевых трубах, в течении 3-4 дней после выхода яйцеклетки из фолликула. Причем, если яйцеклетка в момент оплодотворения находилась слишком близко к яичнику, она может имплантироваться в стенку трубы. Зародыш будет расти в просвете фаллопиевой трубы и может разорвать ее, такая беременность называется эктопической, она несет большую опасность для матери.
Беременность и роды. Лактация.
Беременность характерна для плацентарных и сумчатых животных, это процесс вынашивания детенышей внутри материнского организма. Успешное завершение беременности – роды, когда ребенок по родовым путям малого таза выходит наружу.
Так как зародыш растет и развивается полностью за счет ресурсов матери, у женщин во время беременности происходит перестройка обменных процессов в организме. Также начинается подготовка к лактации, грудному вскармливанию будущего малыша.
После того, как зигота имплантируется в стенку матки, она начинает получать питание из кровеносных сосудов матери. Зигота начинает делиться и расти, и уже не может получать питание непосредственно через стенку матки. В организме плода развиваются кровеносные сосуды, появляется самостоятельная кровеносная система.
Между стенкой матки и плодом образуется плацента – специальный орган, в котором происходит обмен веществ между кровью матери и плода. Это предотвращает смешение крови плода с кровью матери и развитие иммунных конфликтов.
От плаценты к плоду ведет пуповина, в ней находятся пупочная артерия и пупочная вена. По вене из организма плода оттекает кровь, насыщенная углекислым газом и бедная кислородом. В капиллярах плаценты по градиентам концентрации происходит перенос газов и питательных веществ. По артерии в организм плода поступает насыщенная кислородом и питательными веществами кровь.
Плацентарный барьер защищает плод от многих вредных веществ, бактерий и вирусов, циркулирующих в крови матери. Тем не менее, некоторые химические вещества (лекарства, алкоголь и т.д.) могут проходить через плацентарный барьер и влиять на эмбрион. Такое воздействие на ранних сроках может вызывать врожденные уродства (тератогенное действие) или отклонения в развитии ребенка (эмбриотоксическое действие).
Беременность человека длится 40 недель (около 9 месяцев). Период беременности делят на три фазы (триместра) по 3 месяца. Перед родами, на 36-38 неделе плод должен развернуться головой вниз, к родовым путям. На протяжении беременности периодически проводят УЗИ, чтобы контролировать правильность расположения плаценты и плода.
Голова – самая крупная часть тела новорожденного, чтобы она могла пройти через малый таз, между костями черепа у младенца находятся хрящевые прослойки и отверстия – роднички. При сдавлении кости черепа находят друг на друга, как черепица, череп уменьшается в диаметре. После 40 недели роднички начинают зарастать, а между костями черепа образуются плотные соединения, поэтому переношенная беременность опасна тем, что ребенок может не пройти через родовые пути.
При преждевременных родах ребенок рождается недоношенным, с малой массой тела и незрелыми органами и тканями. От сроков, на которых произошли роды, зависит, насколько выражены будут признаки недоношенности.
Если заранее известно, что роды будут тяжелыми, и есть показания к операции, проводят кесарево сечение, в стенке брюшной полости делают разрез и извлекают ребенка через него.
Вслед за ребенком во время родов выходит плацента (послед). Кровообращение в пуповине прекращается, обычно ее перевязывают и отрезают. Животные перегрызают пуповину, после чего она отсыхает. При первом вдохе у новорожденного расправляются легкие, он начинает дышать самостоятельно.
Новорожденные дети не могут питаться той же пищей, что и взрослые, у них нет зубов, пищеварительные ферменты выделяются в ином соотношении. Молочные железы матери на поздних сроках беременности разрастаются, набухают и начинают секретировать молоко.
Материнское молоко содержит оптимальную для новорожденного смесь белков, жиров и углеводов. Помимо питательных веществ молоко содержит антитела матери. Так как иммунная система младенца недостаточно развита, очень важно в первые месяцы жизни вскармливать ребенка грудью, чтобы тот получал иммунную защиту от матери.
Половое созревание
Половая система ребенка не производит гаметы, ее перестройка происходит в пубертатный период, или период полового созревания. Половое созревание наступает в 11-13 лет, у девочек начинается обычно раньше, чему мальчиков.
При половом созревании происходит рост и созревание половых желез, вскоре после этого увеличиваются в размерах наружные половые органы. Развивается оволосение по взрослому типу: у девушек растут волосы на лобке, ногах и в подмышках, у юношей помимо этого растут волосы на груди, руках, появляется борода. Оволосение по мужскому типу у женщин называется гирсутизмом, оно обычно связано с гормональными отклонениями.
При половом созревании также происходит изменение голоса, гораздо сильнее оно выражено у юношей. Хрящи гортани разрастаются, а голосовые связки утолщаются, голос становится ниже. Мужской голос формируется в среднем к 15 годам, его становление обычно предшествует росту волос на лице.
Телосложение мужчин тоже формируется к этому возрасту, плечи становятся шире, а таз, наоборот, уже. Юноши имеют примерно вдвое больше мышечной массы, чем девушки, и более тяжелые кости.
Половое созревание у девочек начинается с роста молочных желез, через 1-2 года появляется менструация. В первые несколько лет менструальный цикл может быть нерегулярным, после чего он приходит в норму.
У женщин уже плечи, меньше развиты мышцы спины и плечевого пояса. Таз более широкий и в целом больше подкожного жира. Жир откладывается в области молочных желез, бедер, ягодиц, плечевого пояса. Даже если женщина ведет активный образ жизни и занимается спотом, соотношение мышечной массы и жира в ее организме будет меньше, чем у мужчины.