[아기를 만듭니다] 임신 되는 과정과 원리에 대한 모든 것

안녕하세요! 임신을 준비 중이거나, 임신에 관해 궁금하실 분들을 위하여 여기서 임신되는 과정과 원리 그리고 정자가 난자로 향하는 이유 등을 알아보려고 해요. 또한 왜 1등으로 도달한 정자가 수정이 되는게 아니고, 그 뒤 정자가 수정될 확률이 높은건지, 또한 정자의 경로와 정자가 이동할 수 있는 환경에 대해서도 알아보며 임신되는 과정에 대해 자세히 알아볼게요!

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임신이 되는 과정과 원리

순서대로 알아볼게요

 

1. 배란

여성의 난소에서 매월 난자가 성숙해 배출됩니다. 이를 배란이라고 합니다.

배란은 보통 생리 주기의 중간(대략 14일째)에 발생하며, 난자는 배란 후 약 12~24시간 동안 수정 가능 상태를 유지합니다.

2. 수정

난자가 배출되면, 난소에서 나팔관으로 이동합니다.

성관계 또는 인공수정 등을 통해 남성의 정자가 질을 통해 자궁경부를 거쳐 나팔관으로 이동합니다.

수백만 개의 정자 중 하나가 난자의 외벽을 뚫고 들어가 결합하면 수정란(zygote)이 형성됩니다.

수정은 보통 배란 후 12~24시간 내에 나팔관에서 이루어집니다.

3. 세포 분열과 이동

수정란은 나팔관을 따라 자궁으로 이동하며, 약 4~5일 동안 계속 세포 분열을 합니다.

이 과정에서 수정란은 **배반포(blastocyst)**라는 형태로 발전합니다.

4. 착상

배반포는 자궁 내막(endometrium)에 도달한 후, 약 1~2일 동안 적절한 위치를 찾습니다.

적합한 자궁 내막에 도달하면, 배반포가 자궁 내벽에 파고들어 착상이 이루어집니다.

착상은 수정 후 약 6~10일째에 일어납니다.

 

착상까지 걸리는 시간

수정에서 착상까지 걸리는 총 시간은 보통 6~12일 정도입니다.

난자와 정자가 수정하는 데 걸리는 시간: 12~24시간

수정란이 자궁으로 이동하는 데 걸리는 시간: 4~5일

자궁 내막에 착상하는 데 걸리는 시간: 1~2일

 

수정및 착상을 하기 위해 중요한 사항

 

임신의 초기 단계는 매우 민감하여 수정란이 착상에 실패하거나 자궁 내막이 수정란을 받아들이지 못할 수 있습니다.

임신이 확립되기 위해서는 호르몬(특히 프로게스테론)이 중요한 역할을 합니다. 착상이 이루어진 후 임신 확인은 약 2주 후부터 임신 테스트(소변 검사를 통해 hCG 호르몬 검출)로 확인이 가능합니다.

 

정자들이 난자로 향해 가는 이유

학창시절 저는 교과서에서 정자가 난자를 향해 간다는 걸 배웠지만 대체 어떤 이유로 그 올챙이들이 꼬리를 흔들며 이동하는지, 어떤 환경에서 이동할 수 있는지 궁금했는데요, 이유를 알아봤어요.

화학적 신호

난자는 화학적 유인 물질을 분비하여 정자를 끌어들입니다.

이 물질은 정자의 운동 방향을 조절하여 난자 쪽으로 유도하는 역할을 합니다.

예: 난자의 세포에서 분비되는 프로게스테론이 정자의 꼬리 운동(편모 운동)을 활성화시켜 난자 방향으로 이동하게 합니다.

 

정자의 생리적 반응

정자는 생리적으로 난자를 찾도록 설계되어 있습니다.

자궁과 나팔관의 구조와 점액 성분이 정자를 돕는 환경을 제공합니다.

자궁경부 점액은 배란기 동안 묽어지며, 정자가 난자를 향해 이동하기 쉽게 만듭니다.

 

난자 주변 환경의 변화

배란 후, 난자는 나팔관의 섬모 운동에 의해 이동하며 정자와 만나기 좋은 위치에 도달합니다.

정자는 이러한 환경에 반응해 난자를 향해 이동합니다.

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1등 정자는 왜 실패하는가? 

인터넷상에서 1등이 꼭 좋지 않다 라는 내용을 담은 유머 글이나 짤을 본적이 있죠? 1등 정자는 난자와 결합할 수 없다는 이유로요. 실제로도 1등 정자는 수정에 실패하는걸로 알려져있는데요. 왜 2등 이후의 정자가 난자와 결합하지 그 이유를 알아볼게요.

 

난자와 정자의 결합은 단순히 "첫 번째로 도달한 정자가 무조건 수정한다"는 방식이 아니라고 해요.

몇 가지 이유로 두 번째나 나중에 도달한 정자가 수정에 성공할 가능성이 더 크다고 하는데 그 이유는 다음과 같아요.

 

정자 활성화 및 준비 과정

정자가 난자에 도달하기 전, 용량화(Capacitation)라는 과정을 거쳐야 합니다. 이 과정은 정자가 난자를 뚫고 들어갈 수 있는 능력을 갖추게 만드는 단계로, 난자 근처의 환경에서 약 5~7시간 동안 이루어집니다. 첫 번째로 도달한 정자는 용량화가 아직 완료되지 않았을 가능성이 있습니다.

 

투명대 반응

난자는 투명대라는 단단한 보호막으로 둘러싸여 있습니다. 이 보호막을 뚫기 위해 정자가 아크로좀 반응을 일으켜 효소를 분비합니다. 첫 번째 정자가 투명대를 약화시키는 데 기여하기에, 약화된 틈을 타 두 번째 혹은 다른 정자가 난자에 결합할 수 있습니다.

 

정자의 경쟁

난자를 둘러싼 정자들은 모두 수정 가능성이 있지만, 난자의 보호막을 뚫는 데 가장 적합한 정자가 선택됩니다. 첫 번째 정자가 투명대를 뚫는 데 실패하거나 제대로 결합하지 못한 경우, 두 번째 정자가 기회를 잡게 됩니다.

 

정자와 난자 결합의 정밀성

난자는 특정 단백질과 결합하는 정자를 선택합니다. 첫 번째로 도달한 정자가 난자의 요구 조건에 완전히 부합하지 않는다면, 두 번째 정자가 결합할 수 있습니다.

 

이렇게 정자가 난자로 향하는 것은 화학적 신호와 생리적 반응 덕분입니다. 두 번째 정자가 수정에 성공하는 경우는 난자의 보호막을 뚫거나 결합 과정에서 첫 번째 정자가 실패했기 때문일 가능성이 높습니다. 이러한 과정은 생물학적으로 가장 건강한 정자를 선택하여 수정란을 형성하려는 자연의 메커니즘입니다.

 

정자의 이동경로와 이동 가능한 환경 조건 

정자는 남,녀가 성관계 후 정자가 여성의 질에 도달하면, 난자를 찾기 위해 자궁과 나팔관을 향해 이동합니다. 이때 정자는 난자가 있는 정확한 위치를 목표로 이동하지 않으며, 본능적이고 화학적 신호를 따라 난자와 만날 확률을 높이는 방식으로 이동합니다.

정자의 이동 경로

1. 질에서 자궁경부로 이동

성관계 후 정자는 남성의 정액을 통해 여성의 질에 방출됩니다.

수백만 개의 정자가 질에서 자궁경부를 통해 자궁으로 이동합니다.

자궁경부 점액은 배란기에 얇고 끈적한 상태가 되어 정자가 더 쉽게 이동할 수 있도록 돕습니다.

2. 자궁 내부로 이동

정자는 자궁 안으로 들어가 나팔관을 향해 이동합니다.

이 과정에서 정자는 자궁 내벽을 통해 흘러가는 액체 흐름과 자궁의 수축(자궁근의 움직임)을 이용해 나아갑니다.

3. 나팔관으로 진입

정자가 자궁을 지나 나팔관으로 들어가면, 이곳에서 난자를 만날 가능성이 생깁니다.

하지만 정자 수백만 개 중 단 몇백 개만이 나팔관에 도달할 수 있습니다.

나팔관은 정자가 난자를 만나기에 가장 적합한 환경을 제공합니다.

4. 난자를 향한 최종 이동

난자는 배란 후 나팔관의 끝 부분(난소 가까운 쪽)에서 배출되며, 이때 나팔관의 섬모 운동에 의해 난자가 이동합니다.

정자는 난자가 머물 가능성이 높은 나팔관 팽대부(ampulla)라는 부위에서 난자를 찾습니다.

정자는 난자가 방출하면서 내보내는 화학적 신호를 따라 움직여 난자의 정확한 위치를 찾아냅니다.

난자를 향한 이동의 핵심 요소

1. 화학적 유도

난자는 화학적 신호물질을 방출합니다.

이 신호는 정자에게 방향을 알려주는 역할을 합니다. 정자는 이 신호를 따라 나팔관의 특정 위치로 이동합니다.

2. 확률적 이동

정자는 난자의 위치를 정확히 아는 것이 아니라, 난자가 존재할 가능성이 높은 방향으로 이동합니다.

이 과정에서 일부 정자는 잘못된 방향으로 이동하거나 나팔관에 도달하지 못할 수 있습니다.

3. 정자와 난자의 만남

정자가 난자를 만나는 위치는 대부분 나팔관 팽대부(ampulla)에서 이루어집니다.

이곳은 난자와 정자가 수정하기에 가장 이상적인 환경을 제공합니다.

정자의 이동과 환경 조건

정자는 기본적으로 액체 환경에서 효율적으로 움직이며, 이는 그들의 구조와 생리적 특성 때문입니다. 액체 환경이 없으면 이동이 극히 제한되거나 불가능할 수 있습니다.

정자가 액체 속에서만 헤엄치는 이유

정자의 구조

정자는 꼬리(편모)를 이용해 물결치는 운동으로 추진력을 얻습니다. 이 운동은 점성이 있는 액체 환경에서 가장 효율적으로 작동합니다. 액체는 정자가 나아가는 데 필요한 저항과 부력을 제공합니다.

정자의 에너지 사용

정자는 ATP(에너지)를 사용하여 꼬리를 움직입니다. 액체 속에서는 에너지가 효율적으로 사용되지만, 고체 표면이나 공기 중에서는 에너지를 소모해도 추진력이 거의 발생하지 않습니다.

액체의 유동성

자궁경부 점액, 나팔관 분비물 등 액체는 정자의 이동 경로를 형성하고, 이 경로를 따라 정자가 효율적으로 난자로 접근할 수 있게 합니다. 액체는 정자의 운동성을 유지하고, 정자를 보호하며, 손상을 방지하는 역할도 합니다.

정자가 액체 환경 외에서 이동할 수 없는 이유

점착성

정자는 액체가 없으면 꼬리의 움직임만으로 충분한 추진력을 얻지 못하고, 표면에 점착되어 움직임이 멈출 가능성이 큽니다.

탈수

정자는 체액(정액)에 둘러싸여 있어 생존에 필요한 수분과 영양소를 공급받습니다. 액체 환경이 없으면 탈수로 인해 정자가 빠르게 비활성화됩니다.

운동 기작의 제한

공기 중이나 고체 표면에서는 꼬리의 움직임이 효율적으로 추진력을 생성하지 못합니다. 액체의 점성 없이 꼬리의 움직임만으로는 이동이 거의 불가능합니다.

특수 상황에서의 정자 이동 가능성

젖은 표면

아주 얇은 액체 막이 있는 표면에서는 제한적으로 이동이 가능할 수 있습니다.

하지만 이동 범위와 속도는 일반적인 액체 환경에 비해 매우 낮습니다.

정액

정자는 정액이라는 액체 매질 안에서 이동하며, 정액은 정자를 보호하고, 자궁과 나팔관으로 이동할 수 있는 적절한 환경을 제공합니다. 정액이 마르거나 희석되면 정자의 이동 능력은 급격히 감소합니다.

 

정자는 액체 속에서 가장 잘 이동하며, 액체가 없는 환경에서는 이동이 불가능하거나 극히 제한적입니다. 액체는 정자가 난자로 도달하는 데 필요한 물리적, 생리적 환경을 제공합니다. 이는 생존과 운동성을 유지하기 위한 필수 조건입니다.

 

수정까지 도달하는 정자의 확률

성관계 후 실제 임신확률은 약 20~30%라고 하는데, 하나의 정자가 하나의 난자가 만날 확률이 궁금하지 않으신가요? 한번의 성관계 후 배출되는 정자 수는 약 2억~5억마리라고 해요. 물론 대다수는 여러 단계에서 사라지거나 기능을 잃어요.

 

수정까지 도달하는 정자의 비율

1. 질에서 자궁으로 이동

수백만 마리 중 약 100만 마리가 자궁으로 진입합니다.

2. 자궁에서 나팔관으로 이동

이 중 약 1~2만 마리가 나팔관에 도달합니다.

3. 난자 근처에 도달

나팔관에서 난자 주변으로 모이는 정자는 약 100~200마리입니다.

4. 수정 성공

최종적으로 단 1마리의 정자가 난자와 결합하여 수정란이 됩니다.

 

그렇게 되서 정자 1마리 기준으로 수정될 확률은 0.0000005%정도라고 해요.

신기하고 특별하고 느껴지지지 않나요?

 

마치며,

전해들은 이야기로 조선시대에 임신을 하고싶은 후궁이 본인의 성기에 정액을 묻혀 임신한 내용이 있다고도 하죠?

저는 불가능하다 생각했는데 공기중에 머물게 하지 않고 생존중인 정자가 있는 정액을 바로 점액(여성)에 닿게 한다면, 임신 가능성이 없진 않는 것 같습니다. 여기까지 임신에 대한 인체의 신비에 대해 알아보았습니다!