Žmogaus reprodukcijoje spermatozoidas ir kiaušialąstė atlieka esminį vaidmenį. Nors šios lytinės ląstelės (gametos) turi skirtingas funkcijas ir struktūras, jos pasižymi ir bendrais bruožais, kurie yra būtini naujos gyvybės užmezgimui.
Lytinės ląstelės (gametos)
Tiek spermatozoidas, tiek kiaušialąstė yra lytinės ląstelės (gametos), turinčios po 23 chromosomas (haploidinis rinkinys). Jose užkoduota genetinė informacija atitinkamai iš tėvo ir motinos. Susijungus spermatozoido ir kiaušialąstės branduoliams, susidaro zigota - pirmoji naujo organizmo ląstelė su pilnu chromosomų rinkiniu: 46 chromosomomis (23 poros). Nuo šios akimirkos prasideda naujos gyvybės vystymasis.
Genetinės informacijos perdavimas ir lyties nustatymas
Kiekviena moteriška lytinė ląstelė (kiaušialąstė) turi vienodą X lytinę chromosomą. Tuo tarpu, spermatozoidas nulemia būsimo vaiko lytį: maždaug pusė spermatozoidų turi X chromosomą, lemiančią moterišką lytį, o kita pusė - Y chromosomą, lemiančią vyrišką lytį. Susitikus X chromosomai iš motinos ir X chromosomai iš tėvo, vystosi mergaitė. Susitikus X chromosomai iš motinos ir Y chromosomai iš tėvo, vystosi berniukas. Kadangi vyro spermoje yra maždaug po lygiai X ir Y chromosomą turinčių spermatozoidų, abiejų lyčių gimimo tikimybė yra vienoda.
Apvaisinimo procesas
Apvaisinimas įvyksta spermatozoidui susiliejus su kiaušialąste, dažniausiai kiaušintakyje. Lytinių santykių metu į moters organizmą patenka milijonai spermatozoidų, tačiau tik nedidelė dalis jų pasiekia kiaušintakį, kur laukia kiaušialąstė. Keli šimtai atkakliausių apsupa kiaušinėlį, bet tik vienam spermatozoidui pavyksta prasiskverbti pro jo apvalkalus ir jį apvaisinti. Mokslininkai nustatė kiaušialąsčių paviršiuje esančias cukraus molekules (sialyl-Lewisx angliavandenių šakas), prie kurių jungiasi spermatozoidai. Šios cukraus šakos kiaušialąsčių paviršiui būdingos kur kas labiau nei bet kokioms kitoms organizmo ląstelėms ir padengia visą kiaušialąstę. Nors prisijungimas prie skaidriosios srities vyksta dalyvaujant ir kitam mechanizmui, tikėtina, kad jame dalyvauja spermatozoido ir kiaušialąstės paviršiaus baltymai, šios molekulės yra pirmas kontaktinis taškas. Spermatozoidui prasiskverbus pro kiaušinėlio apvalkalą, susilieja abiejų ląstelių branduoliai ir pradeda vystytis nauja gyvybė.
Gyvybingumo laikas
Nors subrendęs kiaušinėlis yra didžiausia, o spermatozoidas - mažiausia žmogaus organizmo ląstelė, jų gyvybingumo laikas yra esminis sėkmingam apvaisinimui. Kiaušialąstė dažniausiai gyvuoja vos 6-12 valandų, rečiau - iki 24 valandų. Apvaisinta ji gali būti tik per pirmąsias 10 valandų. Tuo tarpu, spermatozoidai moters lytiniuose takuose, palankiose vaisingo tipo gleivėse, geba išlikti gyvybingi iki 6 dienų (kai kurių autorių duomenimis - iki 7 dienų). Dėl ilgo spermatozoidų gyvybingumo, didžiausia tikimybė pastoti yra turint lytinių santykių kelios dienos prieš ovuliaciją ir pačią ovuliacijos dieną. Šis periodas, trunkantis apie 6 dienas, yra vadinamas vaisinguoju langu.
Edukacinis turinys, nuo apvaisinimo iki gimdymo | 3D medicininė animacija | sukūrė „Dandelion Team“
Vystymosi etapai po apvaisinimo
Po apvaisinimo zigota pradeda kelionę kiaušintakiu link gimdos ir sparčiai dalinasi. Pirmasis ląstelės pasidalijimas įvyksta maždaug po 24-30 valandų, vėliau ląstelės dalijasi vis greičiau (kas 12-15 valandų). Praėjus 3-4 dienoms po apvaisinimo, susidaro ląstelių kamuolėlis, vadinamas morule. Keliaudama link gimdos, morulė toliau vystosi ir virsta blastocista - pūslelės pavidalo struktūra su vidine ląstelių mase (iš kurios vystysis embrionas) ir išoriniu sluoksniu (trofoblastu, iš kurio formuosis placenta). Maždaug 6-10 dieną po apvaisinimo blastocista pasiekia gimdą ir įsitvirtina jos gleivinėje - tai vadinama implantacija. Po implantacijos prasideda embriono periodas, trunkantis iki 8 savaičių po apvaisinimo, kurio metu formuojasi placenta ir visų svarbiausių organų ir sistemų užuomazgos.