生殖機能の発育と生殖器の構造｜子孫をつくる（2）

解剖生理が苦手なナースのための解説書『解剖生理をおもしろく学ぶ』より
今回は、生殖についてのお話の2回目です。

 

[前回の内容]

遺伝と染色体｜子孫をつくる（1）

 

解剖生理学の面白さを知るため、遺伝と染色体について知りました。

 

今回は生殖の機能と生殖器の構造の世界を探検することに……。

 

増田敦子
了徳寺大学医学教育センター教授

 

思春期に始まる生殖器の発育

ヒトにおける性分化の過程は胎生期に完了しますが、生殖能力が発達するには、思春期まで待たなければなりません。脳に代表される神経系は、20歳頃までにはほぼ完成します。体重や運動能力などは、成人期までゆっくり発達します。ところが、生殖器は思春期までほとんど発達せず、思春期を迎えると急速に発達し、成人期に完成します。

 

一般的に、女性の生殖能力（卵子を放出できる能力）がピークに達するのは20代後半。その後、女性の生殖能力は徐々に低下し、50歳前後で閉経を迎えると、排卵と月経が停止し、妊娠する能力を失います。

 

これに対し、男性の生殖能力には限界がありません。思春期以降死ぬまで、男性生殖器は毎日、何百万個という精子を作り続けることができます。

 

思春期になると、生殖器の発育だけでなく、第二次性徴（せいちょう）と呼ばれるさまざまな身体変化も現れてきます。女性は月経が始まるほか、乳房が膨らみ、陰毛が生え、皮下脂肪が沈着して女性らしい体つきになっていきます。

 

男性は、筋骨が発達してたくましくなり、ひげや陰毛の発生、声変わりなどが見られます。男性の場合、こうした変化と同時に精子形成と射精能力が完成しますが、女性の初潮に比べると、時期は必ずしも明確ではありません。

 

 

 

 

 

 

 

生殖機能は、いつ、どのようにして目覚めるか？

 

 

 

 

生殖機能の発育に関係している性ホルモンは、視床下部や下垂体、生殖器から分泌されます。さまざまな性ホルモンがどのようにして精子・卵子の成熟を促しているか、それぞれ順を追って見て行きましょう（図1）。

 

図1性ホルモンの働き

 

 

視床下部と下垂体から分泌されるホルモン

思春期を迎え、視床下部から性腺刺激ホルモン放出ホルモン（Gn-RH）が分泌されると、男女ともに下垂体前葉から卵胞刺激ホルモン（FSH）と黄体形成ホルモン（LH）が分泌されます。この時期に多量のFSHが分泌されると、男性の精巣は精子細胞を作り始めます。また、LHは精巣の間質細胞を刺激して、テストステロンを分泌させ、これが精子の成熟や第二次性徴の発現を促します。

 

一方、女性の卵巣ではFSHの分泌により、卵子のもととなる卵母細胞が成熟を始めます。同時に、卵胞ホルモンであるエストロゲンが分泌され第二次性徴が発現し、子宮の粘膜が増殖して、受精卵を受け止める準備がスタートします。

 

 

 

 

 

排卵から着床、または月経へ

下垂体前葉から分泌されたLHは排卵を促し、排卵の後に卵巣で形成される黄体からは、プロゲステロンが分泌されます。

 

プロゲステロンは子宮内膜の増殖をさらに促進し、血流を増やすホルモンです。さらに、子宮腔内に栄養素を分泌して、発育している受精卵（胚子）が着床するのを助けます。

 

受精後しばらく、黄体はプロゲステロンを分泌し続けますが、受精しない場合、黄体は白体に変わり、ホルモンを分泌しなくなります。すると、それがサインとなって、増殖した内膜も剥がれ落ちます。これがすなわち月経です。

 

受精卵が無事に着床し胎盤が形成されると、分泌機能の弱くなった黄体に代わって、胎盤からプロゲステロンが分泌されるようになります。

 

 

 

 

 

男性生殖器の構造

男性の生殖器は、ちょうどからだの真ん中あたり、両足の付け根近くにぶら下がっています。どうしてこんな不思議な形をしているのか、と思うかも知れませんが、実はこれ、精子にとって都合のよい構造なんです（図3）。

 

図3男性生殖器の構造

 

 

男性の外性器は大きく、陰嚢（いんのう）と陰茎（いんけい）に分けられます。陰茎は、女性の生殖器に精子を送り込むための器官で、内部は海綿体（かいめんたい）と呼ばれるスポンジ状の物質でできています。男性が性的に興奮すると、海綿体に血液が充満して勃起し、射精が可能になります。

 

陰嚢は内部が2つに分かれた袋のような形をしていて、中には、精子をつくる精巣（睾丸）が入っています。ぶら下がっているのは、温度を下げるため。精子をつくるのにちょうどよい温度は、だいたい32℃くらいなので、このほうが涼しくて最適な温度になります。

 

また、陰嚢の表面にあるシワは、寒過ぎると収縮して精巣をからだに近づけ温めます。反対に、暑くなると伸びて表面積を大きくして、熱を逃します。

 

 

 

精子と精液

 

 

 

 

精子の形はよく、おたまじゃくしにたとえられます。頭部、中部、尾部に分かれたその構造は、たしかに、おたまじゃくしそっくりです（図4）。

 

図4精子の構造

 

 

遺伝情報を含んだ核は、丸く膨らんだその頭部にあります。中部にはミトコンドリアが詰まっていて、精子の運動に必要なATPを作り出しています。

 

女性の腟内に射精された精子は、尾部にあるしっぽを振りながら、巧みに前へと進んで行きます。このとき、精嚢から分泌された精液は酸性に傾いている腟内環境を中和し、精子の運動を助けます。精子は、この精液から運動に必要な栄養素も補給しています。精子の栄養源は果糖（フルクトース）です。

 

1回の射精で射出される精子の数は約3億個。精子が卵子に近づくと、頭部に蓄えた酵素を放出してその膜を破り、中へと侵入しようとします。

 

 

 

女性生殖器の構造

女性の生殖器は大きく、外陰部と腟、その奥の子宮、そして子宮から左右に伸びた卵管と卵巣でできています（図5）。

 

図5女性生殖器の構造

 

 

腟は、長さ8～10cmの薄い筋の壁でできた空洞です。分娩時には胎児の通り道にもなります。腟を奥へと進むと、子宮の入り口が見えてきます。

 

子宮は、大きさも形も洋梨に似た空間です。その壁は厚く、3層になっていて、内側にある子宮内膜は、受精卵を受け止めるベッドの役目をします。そのベッドは毎月新しいものに作り替えられ、古い膜は脱落して体外に排出されます（月経）。

 

子宮の両側にはそれぞれ、約10cmの卵管があります。末端は膨らみ、卵管采（らんかんさい）と呼ばれる突起がちょうど手の指を広げたような形をしています。

 

卵巣から排卵があると、この卵管采が波打つように卵子を吸い込みます。卵子は卵管の蠕動（ぜんどう）運動と線毛のリズミカルな動きによって子宮へと向かい、精子の到着を待ちます。

 

 

 

 

受精のメカニズム

細く暗い腟から子宮、そして卵管へ。精子は、卵子が発する化学物質に誘われて卵子へと向かっていきます。精子が進むスピードは毎分約3mmといわれ、30分から1時間かけて卵管に達し、卵子を探し出します（図6）。

 

図6受精と着床

 

 

このとき、卵管の中にはおよそ数百の精子が存在しています。群れをなした精子の大群が卵子を見つけると、その頭部が次々と破裂し、酵素を放出します。そして、その酵素が卵子の膜を破壊して通り道ができると、1個の幸運な精子が、その道を通って卵子の中へと入ります。

 

この際、卵子の細胞内に引き込まれるのは遺伝情報を含む核だけで、それ以外は無情にも切り離されてしまいます。

 

こうして無事、受精が完了すると、膜はずっと頑丈なものに変化して、ほかの精子はもう、中へ入ることはできなくなります。

 

 

 

卵割から発生へ

受精卵はその後、卵割（らんかつ）とよばれる分裂を繰り返し、さまざまな器官を発達させ、胎児となります。この過程を、生物学では発生といいます。

 

卵割を始めた受精卵は卵管の蠕動（ぜんどう）運動などによって子宮へと運ばれます。子宮にたどり着いた受精卵は子宮内膜のベッドにもぐり、着床します。この着床をもって妊娠の成立とみなされます。そして、胚葉（はいよう）（内胚葉、中胚葉、外胚葉）と呼ばれる、臓器や器官のもととなる基礎を形づくっていきます。

 

この胚葉がそれぞれの組織へと分化していく細胞群を原基といい、赤ちゃんにとっても、とても大切な時期にあたります。原基はだいたい、妊娠3か月くらいまで。その頃ちょうど、母体と胎児をつなぐ胎盤も完成します。

 

 

 

 

 

 

[次回]

出生は人生最大の危機｜子孫をつくる（3）

 

 

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本記事は株式会社サイオ出版の提供により掲載しています。

 

［出典］ 『解剖生理をおもしろく学ぶ 』 （編著）増田敦子／2015年1月刊行／ サイオ出版