避免多精受精的机制(只让一个精子与卵子结合)

在正常情况下,一般只有一个精子可与卵子融合形成受精卵。若发生多精受精,则可能造成胚胎异常和夭折。能达到受精地点的精子数不多可能是一个因素,但主要是由于皮质颗粒的释放。皮质颗粒是圆形的膜包细胞器,位于卵膜下方,已知哺乳动物的皮质颗粒中含水解酶类及糖蛋白。受精后可见卵细胞胞质的皮质颗粒边移并以胞吐方式释放。水解酶可改变透明带的结构,使其不再被精子穿过,亦称带反应(zona reaction)。另外,释放出的糖蛋白与卵膜融合后,改变了卵膜的性质,成为受精膜(fertilization envelope),使其不再与精子融合,也叫“卵膜阻断”(egg plasma membrane block)。

实际上,到达受精部位的精子往往达数十乃至数百个,单精受精(monospermy)应当在受精后瞬时建立,然而皮质颗粒释放所形成的受精膜(阻断多精受精)直到受精后1min才能完成,因此也称缓慢阻断(slow block)。在海胆、鱼及青蛙,发现了“快速阻断”(fast block),即受精后的卵膜电位除极化。海胆卵膜静息电位为60mV,当加入精子后2s内,膜电位除极化,变为+20mV,然后维持在此水平数分钟,再逐渐恢复到静息水平。如用微电极使未受精卵膜除极化,则精子尽管可以附着卵子,但不发生融合。此时,将同一卵膜用微电极复极化,则已附着的精子可与卵子融合,并进入卵子。

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