Apvaisinimas

Apvaisinimas – dviejų skirtingų tipų gametų susijungimas ir zigotos (naujo vienaląsčio organizmo arba daugialąsčio organizmo pirmosios ląstelės) susidarymas. Tai yra naujos gyvybės pradžia, apvaisinimo metu daugelyje rūšių yra nulemiama būsimo individo lytis.
Apvaisinime dalyvauja dviejų tipų lytinės ląstelės: moteriška kiaušialąstė ir vyriškas spermatozoidas. Iš zigotos pradeda vystytis naujas organizmas. Gametų susitikimą aktyvuoja kai kurios cheminės medžiagos, kurias išskiria moteriškų lytinių takų ląstelės ir/ar pačios kiaušialąstės ar kiaušinėliai.

Moters apvaisinimas

Apvaisinimas dažniausiai įvyksta kiaušintakyje, jo ampulėje, maždaug per 12 valandų po ovuliacijos. Lytinio akto metu į moters lytinius takus patenka apie 300–500 mln. spermatozoidų, kurie juda netvarkingai, maždaug 2–3 mm per valandą greičiu. Orgazmo metu gimdos kaklelis trumpam atsidaro, o paskui vėl užsiveria, šitaip sudarydamas sąlygas spermatozoidams patekti iš makšties į gimdą ir iš rūgštesnės terpės (kuri yra makštyje ir pavojingesnė spermatozoidams) į šarmingesnę gimdą. Be to, ovuliacijos dienomis padidėja gleivių praeinamumas, kas taip pat skatina spermatozoidų kelionę link tikslo. Kitomis moters ciklo dienomis gleivinis kamštis yra žymiai sunkiau praeinamas. Jiems judėti padeda gimdos ir kiaušintakių raumenų susitraukimai. Spermatozoidai keliaudami prieš srovę (teigiamasis reotaksis), per maždaug 30 min po ejakuliacijos pasiekia gimdos ertmę (cavitas uteri), o per maždaug 1,5 val. - kiaušidės ampulę (ampulla tubae uterinae). Kiaušintakiuose spermatozoidai lieka gyvybingi kelias paras.
Patekę į lytinius moters takus spermatozoidai dar nėra pajėgūs apvaisinti kiaušialąstės - tam jie dar turi subręsti. Spermatozoidų brendimas, trunkantis apie 7 valandas, vadinamas kapacitacija (lot. capacitas). Kapacitacijos metu nuo spermatozoido akrosomos srities pasišalina jį dengiantis baltyminis sluoksnis ir glikoproteinai. Kapacitaciją skatina po ovuliacijos plyšusio folikulo skystis, taip pat gimdos ir kiaušintakio sekrecinių ląstelių išskiriamos medžiagos.
Akrosomos fermentai, tokie kaip hialuronidazė, padeda spermatozoidui pereiti pro spindulinį vainiką, tripsino fermentai skaido skaidriosios srities (zona pellucida) medžiagas. Dėl šių fermentų, taip pat akrosino poveikio spermatozoidas gali pereiti antrinį oocitą (dar besiformuojanti kiaušialąstė) dengiančius sluoksnius. Ejakuliacijos metu iš 300-500 mln. į makštį patekusių spermatozoidų, tik apie apie 300-500 pačių stipriausių pasiekia antrinį oocitą, ir galiausiai tik vienas iš jų apvaisina ją.
Perėjęs pro oocito skaidriąją sritį, spermatozoidas sąveikauja su antrinio oocito paviršiumi. Vos tik jis paliečia oocito membraną, pakinta skaidriosios srities cheminės savybės ir ji tampa nelaidi kitiems spermatozoidams - pakinta kiaušialąstės medžiagų apykaita. Visų pirma suintensyvėja jos angliavandenių apykaita, baltymų sintezė, iš aplinkos daugiau imama fosforo ir kalio. Šių procesų metu taip pat pakinta išorinio kiaušialąstės sluoksnio elastingumas ir skaidrumas, po to susiformuoja apvaisinimo dangalas, kuris nebeleidžia kitiems spermatozoidams patekti į kiaušialąstę. Ir nors kiti spermatozoidai jau būna perėję spindulinį vainiką, ar pradėję tirpdyti skaidriosios srities sluoksnį, į kiaušialąstę dėl to patekti negali. Susiliejus spermatozoido ir oocito membranoms, į oocito vidų patenka spermatozoido galva, kaklas ir uodega. Oocitas tuo metu baigia antrąjį mejozinį dalijimąsi ir virsta kiaušialąste, turintį moteriškąjį probranduolį bei dar susidaro vienas polinis (redukcinis) kūnelis. Tuo metu atsiskiria spermatozoido uodega nuo galvos ir suyra, o jo branduolys virsta vyriškuoju probranduoliu (pronukleusu). Prasideda lytinio susijungimo kelias (via copulativa), kurio metu pradeda artėti spermatozoido ir kiaušialąstės branduoliai. Branduolius dengiantys apvalkalai išnyksta, chromosomos susilieja ir išsidėsto centrosomos sudarytoje dalijimosi verpstėje. Susijungus branduoliams susidaro zigota (zygote).
Dauguma spermatozoidų, esančių moters lytiniuose takuose, gali dalyvauti apvaisinime 2–3 paras, o kartais net 4–5 paras po ejakuliacijos. Tuo tarpu ovuliavusi kiaušialąstė yra gyvybinga maždaug 24 valandas. Taigi, geriausias laikotarpis apvaisinimui įvykti yra subrendusio folikulo plyšimo metas, šitaip išsilaisvinant kiaušialąstei, taip pat 2–3 dienos prieš ovuliaciją. Moterims, naudojančioms periodinio susilaikymo kontraceptinius metodus, reikėtų nepamiršti, kad ovuliacijos metas varijuoja, o kiaušialąstės ir spermatozoidų gyvybingumas gali būti ir padidėjęs.
Jeigų pora negali pastoti (t. y. įvykdyti apvaisinimo), tuomet gali būti taikomas dirbtinis apvaisinimas arba apvaisinimas in vitro (mėgintuvėlyje).

Kitų gyvūnų apvaisinimas

Kai kurių gyvūnų kiaušialąsčių apvalkalėlyje yra maža angelė – mikropilė, pro kurią įsiskverbia spermatozoidas. Tačiau visų kitų gyvūnų spermatozoido sąlyčio su kiaušialąste metu fermentas hialuronidazė ištirpdo kiaušialąstės dangalus ir spermatozoido branduolys, centriolės bei mitochondrijos įtraukiami į kiaušialąstės gilumą ir susidaro zigota, kuri iškart po apvaisinimo ima dalintis ir formuojasi gemalas, kuris per 3–6 paras nuslenka kiaušintakiu į gimdą, kurioje įsitvirtina ir bręsta. Jei apvaisinamos dvi kiaušialąstės, ima vystytis du gemalai ir gimsta dvyniai. Tokie dvyniai vadinami dizigotiniais. Tačiau gali atsitikti taip, kad pačioje vystymosi pradžioje gemalas pasidalija į dvi dalis – tada gimsta genetiškai identiški monozigotiniai dvyniai.