卵子成熟是指卵母细胞在内外部因素的影响下,经历一系列变化,最终成为功能完备且具备
受精卵能力的卵子的过程。
卵子成熟的过程主要包括卵表成熟、卵质成熟和卵核成熟三个阶段。这三个阶段虽然彼此关联,但在实际过程中并非同步进行。卵母细胞在成熟前通常需要经历
减数分裂,使得
染色体数量减半。卵子成熟的启动取决于
卵巢的状态及其相关的激素调节。在许多动物中,卵母细胞的成熟与排卵通常是同步发生的,但这两个过程实际上是独立的。卵子成熟是一个能量消耗的过程,需要充足的
氧气供应。卵母细胞的主要能源是葡萄糖,而
DL-乳酸则是处于低氧环境下的重要能源。在卵子成熟的过程中,
蛋白质合成显著增加,尤其是组蛋白的合成,这对于
受精卵后的胚胎发育至关重要。此外,
核糖核酸和
脱氧核糖核酸的合成也在卵子成熟过程中发挥作用。
脊椎动物的卵子成熟过程受到促性腺激素的调控,这些激素由脑垂体合成并释放,作用于卵母
细胞周围的滤泡细胞或颗粒细胞,进而影响卵母细胞的成熟。在脊椎动物中,卵子成熟的激素调控决定了卵母细胞成熟的起始时间。在
两栖动物和
海星纲卵的研究中,卵子成熟的激素调控尤为明显。两栖类卵母细胞周围的滤泡细胞在促性腺激素的作用下,合成并分泌甾体激素——主要是
黄体酮,孕酮作用于卵母细胞的膜层系统,触发卵子成熟。
硬骨鱼纲的滤泡细胞则分泌17α,20β-双羟-4孕烯-3-酮来诱导卵子成熟。在海星中,促性腺激素刺激卵泡细胞产生1-
甲基6-氨基嘌呤,随后引发卵子成熟。
两栖类卵子成熟的调控机制相对明确。孕酮通过多种途径降低卵母细胞内的环腺苷酸(cAMP)含量,从而激发卵母细胞的成熟过程。在卵子成熟过程中,促成熟因子的产生不需要依赖于卵核或
脱氧核糖核酸的
转录活动,而是需要一定的
蛋白质合成活动参与。促成熟因子本身是一种蛋白质激酶,能够自我
扩增并发挥关键的调控作用。
哺乳类卵子成熟的调控机制尚不十分清楚。已知的是,卵母细胞成熟活动受到卵泡液中卵母细胞成熟抑制因子(OMI)的制约。促黄体激素(LH)能够解除OMI的抑制作用。此外,cAMP和甾体激素也可能参与哺乳类卵子成熟过程的调控。在哺乳类卵子成熟过程中,
雌二醇似乎起到了重要的保障作用。
在人工干预的情况下,如促排卵、促卵子成熟和人工授精,如果未能掌握恰当的时机,可能会导致卵子与其周围结构的活动失调,从而影响卵子的正常排卵、成熟、
受精卵及后续发育。因此,选择适当的卵子成熟时期进行
授精非常重要,以确保卵子能够正常发育。