Oplodnja je proces u kojem se jajna stanica i spermija spajaju u zigotu, čime započinje niz događaja koji mogu rezultirati trudnoćom. U sisavaca, uključujući i ljudi, jajašca se oslobađaju iz ženskog jajnika, a spermija iz muškog penisa. Oplodnja se obično događa spolnim odnosom, ali znanstveni napredak utro je put in vitro tehnikama koje se provode u laboratoriju.
Sisavci u odnosu na vrste koje nisu sisavci
Mnoge životinjske vrste doživljavaju oplodnju na sličan način, ali događaji koji su doveli do događaja mogu se značajno razlikovati. Kod sisavaca mu prethodi spolni odnos, no kod drugih vrsta to nije uvijek slučaj. Neke vrste nesisavaca, kao što su ptice i neki gmazovi, sudjeluju u nekom obliku spolnog odnosa. Mužjaci ovih vrsta nemaju penis, već umjesto toga imaju otvor koji se zove kloaka, koji je pritisnut uz ženku kloaku kako bi se omogućio prijenos sperme. Jaja se oplođuju unutar ženke, tako da se zaštitna ljuska može formirati oko svake zigote prije nego što se ponese.
Druge vrste gmazova, uključujući vodozemce, imaju različite načine osiguravanja da jaje i sperma dođu u kontakt jedan s drugim. Kod žaba, na primjer, mužjak obično uzjaha ženku i ispušta spermu na jajašca dok se polažu. Mnoge vrste riba razmnožavaju se na sličan način. Za druge, proces se može dogoditi bez ikakvog fizičkog kontakta, s mužjacima koji plivaju pored i oplode jajašca koja je prethodno deponirala ženka.
Ovulacija
Kod sisavaca se proces kojim jajnik oslobađa jaje naziva ovulacija. Ovaj događaj se događa oko 14 dana nakon početka ženine menstruacije, koja se također smatra prvim danom menstrualnog ciklusa. Ovulacija se, dakle, događa otprilike u sredini ciklusa. Nakon što se jaje oslobodi, putuje kroz jajovod, gdje ostaje oko jedan dan. Ako za to vrijeme ne dođe do oplodnje, jaje se raspada.
Proizvodnja sperme
Spermije se proizvode u velikom broju u muškim testisima, a oko 300 milijuna se izbaci u vaginu tijekom ejakulacije. Od toga, oko 200 dospijeva do jajašca, a obično će ga samo jedno oploditi. To osigurava da rezultirajuća zigota ima ispravnu kombinaciju genetskog materijala. Ako dva spermija oplode jedno jaje, zigota se ne uspijeva pravilno podijeliti i neće se dalje razvijati.
Događaji u oplodnji
Nakon što prodru u cerviks i uđu u maternicu, spermiji mogu ostati do pet dana prije nego što odumru. Ovi spermiji koriste fenomen koji se zove kemotaksija kako bi locirali jaje, ako postoji. To se odnosi na način na koji se koncentracija određene kemikalije u okolišu može mijenjati ovisno o lokaciji. U ovom slučaju, spermij koji se približi jajovodu može locirati jaje prateći trag hormona koje jajna stanica oslobađa.
Prvi spermij koji stigne do jajne stanice veže se s molekulama na njegovoj površini, a ta interakcija uzrokuje kemijske promjene u membrani jajne stanice. Ove promjene pomažu spermijima da se kreću kroz membranu jajne stanice, a također sprječavaju vezivanje dodatnih spermija. Kada se spermij nađe u jajnoj stanici, njezina se membrana otapa, dopuštajući da se sadržaj njih pomiješa. Kada se genetski materijal jajne stanice i spermija spoje, nova zigota se počinje dijeliti. Gnojidba se smatra završenom nakon što se genetski materijal spoji.
Uspjeh oplodnje ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući vrijeme spolnog odnosa u odnosu na menstrualni ciklus žene i reproduktivno zdravlje i žene i muškarca koji su uključeni u proces. Različiti različiti uvjeti mogu smanjiti plodnost bilo koje strane. Kod muškaraca, nizak broj spermija ili spermija s malom pokretljivošću može smanjiti vjerojatnost da će spermij doći do jajne stanice. Kod žena stanje kao što je endometrioza, bolest sluznice maternice, može spriječiti nastanak implantacije.
Implantacija u maternicu
Oplodnja se obično događa u jednom od jajovoda, nakon čega jajna stanica putuje do maternice u razdoblju od oko tri dana. Jednom u maternici, zigota se implantira u sluznicu endometrija kako bi nastavila razvoj. U rijetkim slučajevima, zigota se ne uspijeva pomaknuti u maternicu, već se ugrađuje u stijenku jajovoda. To rezultira izvanmaterničnom trudnoćom, događajem koji u konačnici sprječava razvoj fetusa i može ugroziti zdravlje trudnice.
Reproduktivna pomoć
Za osobe koje ne mogu zatrudnjeti spolnim odnosom, moderna tehnologija pruža načine da zaobiđu neke od bioloških zahtjeva oplodnje. Jedna od takvih metoda je intrauterina oplodnja, koja osigurava da jaje i sperma mogu uspostaviti kontakt. U tom procesu ženi se daju lijekovi koji potiču oslobađanje više jajnih stanica tijekom ovulacije. Kada dođe do ovulacije, pripremljene stanice sperme koje osigurava njezin muški partner uvode se izravno u njezinu maternicu.
In vitro oplodnja uključuje slične tehnike povećanja proizvodnje jajnih stanica kod žene uz pomoć lijekova. Sperma se skuplja na isti način kao i prije, ali umjesto unošenja sperme u maternicu, ženina jajašca se izvlače iz jajovoda i miješaju sa spermom u posudi za kulturu. Nakon nekoliko dana odabiru se oplođena jajašca i implantiraju u maternicu žene. Budući da se više embrija obično implantira kako bi se povećale šanse za trudnoću, ova metoda često rezultira višestrukim rođenjem.