Apaugļošana ir process, kurā olšūna un spermas šūna apvienojas, veidojot zigotu, sākot notikumu sēriju, kas var izraisīt grūtniecību. Zīdītājiem, tostarp cilvēkiem, olšūnas izdalās no mātītes olnīcas un spermas no vīriešu dzimumlocekļa. Apaugļošana parasti notiek dzimumakta laikā, taču zinātnes sasniegumi ir pavēruši ceļu in vitro metodēm, kuras veic laboratorijā.
Zīdītāju sugas pret nezīdītāju sugām
Daudzas dzīvnieku sugas piedzīvo apaugļošanos līdzīgā veidā, taču notikumi, kas noved pie notikuma, var ievērojami atšķirties. Zīdītājiem pirms tā notiek dzimumakts, bet citām sugām tas ne vienmēr notiek. Dažas sugas, kas nav zīdītāji, piemēram, putni un daži rāpuļi, iesaistās dzimumaktā. Šo sugu tēviņiem nav dzimumlocekļa, bet tā vietā ir atvere, ko sauc par kloāku, kas ir piespiesta pie mātītes kloākas, lai nodrošinātu spermas pārnešanu. Olas tiek apaugļotas mātītes iekšpusē, lai ap katru zigotu pirms dēšanas varētu izveidoties aizsargčaula.
Citām rāpuļu sugām, tostarp abiniekiem, ir dažādi veidi, kā nodrošināt olšūnu un spermas savstarpēju saskarsmi. Piemēram, vardes tēviņš parasti uzvelk mātīti un izdala spermu olās, kad tās tiek dētas. Daudzas zivju sugas vairojas līdzīgi. Citiem šis process var notikt bez fiziska kontakta, tēviņiem peldot garām un apaugļojot olšūnas, kuras iepriekš nogulsnējusi mātīte.
Ovulācija
Zīdītājiem procesu, kurā olnīca atbrīvo olu, sauc par ovulāciju. Šis notikums notiek apmēram 14 dienas pēc sievietes menstruāciju sākuma, kas tiek uzskatīta arī par menstruālā cikla pirmo dienu. Tāpēc ovulācija notiek aptuveni cikla viduspunktā. Pēc tam, kad olšūna ir atbrīvota, tā pārvietojas pa olvadu, kur tā paliek apmēram vienu dienu. Ja šajā laikā apaugļošanās nenotiek, olšūna sadalās.
Spermas ražošana
Spermas šūnas tiek ražotas ļoti daudz vīriešu sēkliniekos, un aptuveni 300 miljoni tiek izvadīti makstī ejakulācijas laikā. No tiem aptuveni 200 sasniedz olu, un parasti tikai viena to apaugļo. Tas nodrošina, ka iegūtajā zigotā ir pareiza ģenētiskā materiāla kombinācija. Ja divi spermatozoīdi apaugļo vienu olšūnu, zigota nespēj pareizi sadalīties un neattīstās tālāk.
Notikumi apaugļošanā
Kad spermatozoīdi iekļūst dzemdes kaklā un nonāk dzemdē, tie var palikt līdz piecām dienām, pirms tie nomirst. Šīs spermas izmanto fenomenu, ko sauc par ķemotaksi, lai noteiktu olšūnu, ja tāda ir. Tas attiecas uz veidu, kādā noteiktās ķīmiskās vielas koncentrācija vidē var mainīties atkarībā no atrašanās vietas. Šajā gadījumā spermatozoīdi, kas nonāk tuvu olvadiem, spēj noteikt olšūnas atrašanās vietu, sekojot hormonu pēdai, ko olšūna izdala.
Pirmie spermatozoīdi, kas sasniedz olu, saistās ar molekulām uz tās virsmas, un šī mijiedarbība izraisa ķīmiskas izmaiņas olšūnas membrānā. Šīs izmaiņas palīdz spermai pārvietoties cauri olšūnas membrānai, kā arī novērš jebkādu papildu spermatozoīdu saistīšanos. Kad spermatozoīdi atrodas olšūnā, tās membrāna tiek izšķīdināta, ļaujot abu saturam sajaukties. Kad olšūnas un spermas ģenētiskais materiāls saplūst, jaunā zigota sāk dalīties. Mēslošana tiek uzskatīta par pabeigtu, kad ģenētiskais materiāls ir apvienots.
Apaugļošanās panākumi ir atkarīgi no vairākiem faktoriem, tostarp dzimumakta laika attiecībā pret sievietes menstruālo ciklu un procesā iesaistītās sievietes un vīrieša reproduktīvo veselību. Dažādi apstākļi var samazināt katras puses auglību. Vīriešiem zems spermatozoīdu skaits vai spermatozoīdi ar zemu mobilitāti var samazināt iespēju, ka spermatozoīdi nonāks līdz olšūnai. Sievietēm tāds stāvoklis kā endometrioze, dzemdes gļotādas slimība, var novērst implantāciju.
Implantācija dzemdē
Apaugļošanās parasti notiek vienā no olvados, pēc tam olšūna apmēram trīs dienu laikā nokļūst dzemdē. Nokļūstot dzemdē, zigota implantējas endometrija oderē, lai turpinātu attīstību. Retos gadījumos zigota nespēj pārvietoties uz dzemdi, tā vietā implantējas olvadu sieniņā. Tā rezultātā rodas ārpusdzemdes grūtniecība, kas galu galā kavē augļa attīstību un var apdraudēt grūtnieces veselību.
Reproduktīvā palīdzība
Cilvēkiem, kuri nevar ieņemt bērnu dzimumakta laikā, mūsdienu tehnoloģijas nodrošina veidus, kā apiet dažas no apaugļošanas bioloģiskajām prasībām. Viena no šādām metodēm ir intrauterīnā apsēklošana, kas nodrošina olšūnas un spermas kontaktu. Šajā procesā sievietei tiek ievadīti medikamenti, kas veicina vairāku olšūnu izdalīšanos ovulācijas laikā. Kad notiek ovulācija, viņas vīrieša partnera sagatavotās spermas šūnas tiek ievadītas tieši viņas dzemdē.
In vitro apaugļošana ietver līdzīgas metodes, lai palielinātu sievietes olšūnu ražošanu ar medikamentiem. Spermas tiek ievāktas tādā pašā veidā kā iepriekš, bet tā vietā, lai spermu ievadītu dzemdē, sievietes olšūnas tiek izņemtas no viņas olvados un sajauktas ar spermu kultūras traukā. Pēc vairākām dienām apaugļotas olšūnas tiek atlasītas un implantētas sievietes dzemdē. Tā kā parasti tiek implantēti vairāki embriji, lai palielinātu grūtniecības iespējamību, šī metode bieži vien izraisa vairākus dzemdības.