Lidské oplodnění je spojení lidského vajíčka a spermie, které se obvykle vyskytuje v ampuli děložní trubice. Je také iniciací prenatálního vývoje. Vědci objevili dynamiku lidského oplodnění v devatenáctém století.
Oplodnění (také známé jako početí, oplodnění a syngamie) je fúze gamet za účelem vytvoření nového organismu. Proces zahrnuje fúzi spermie s vajíčkem, která nakonec vede k vývoji embrya.
V první řadě akrofóm na hlavovém konci produkuje enzymy, které se prořežou přes vnější rosolovitý obal vajíčka.
Poté se plazma spermií spojí s plazmatickou membránou vajíčka.
Nakonec se hlava odpojí od těla a vajíčko může nyní putovat vejcovodem až do dělohy, kde roste dítě.
Oplodnění může, ale nemusí, zahrnovat pohlavní styk. In vitro fertilizace (IVF) je proces, při kterém jsou vajíčkové buňky oplodněny spermií mimo dělohu, in vitro. Spermie jsou bičováním hnány přes ženský reprodukční trakt a mohou se dostat přes želatinový obal procesem zvaným aktivace spermií. oocyt a spermie se spojí, jakmile spermie projdou koronou radiata a zona pellucida; dvě vrstvy pokrývají a chrání oocyt před oplodněním více než jednou spermií.
Vajíčko váže spermie přes corona radiata, vrstvu folikulárních buněk na vnější straně sekundárního oocytu. Oplodnění je, když se jádra spermie a vajíčka spojí. Úspěšná fúze gamet vytvoří nový organismus.
Akromová reakce musí dojít k mobilizaci enzymů v hlavě spermatozoonu k degradaci zona pellucida.
Spermie se pak dostanou do zona pellucida, což je mimobuněčná matrice glykoproteinů. Speciální komplementární molekula na povrchu hlavy spermie se pak naváže na glykoprotein ZP2 v zona pellucida. Tato vazba vyvolá prasknutí akrofómu a uvolní enzymy, které pomáhají spermii proniknout zona pellucida.
Některé spermie konzumují svůj akrozom předčasně na povrchu vaječné buňky, což usnadňuje jiným okolním spermiím, které mají v průměru 50% genomovou podobnost, proniknout do vaječné buňky. Lze to považovat za mechanismus příbuzenské selekce.
Nedávné studie ukázaly, že vajíčko není během tohoto procesu pasivní.
Jakmile si spermie najdou cestu kolem zona pellucida, dojde ke kortikální reakci: kortikální granule uvnitř sekundárního oocytu se spojí s plazmatickou membránou buňky, což způsobí, že enzymy uvnitř těchto granulí jsou exocytózou vytlačeny do zona pellucida. To následně způsobí, že se glykoproteiny v zona pellucida vzájemně propojí, čímž se celá matrice stane tvrdou a nepropustnou pro spermie. Tím se zabrání oplodnění vajíčka více než jednou spermií.
Poté, co spermie vstoupí do cytoplazmy oocytu, dojde ke kortikální reakci, která zabrání dalším spermiím oplodnit stejné vajíčko. Oocyt nyní prochází druhým meiotickým dělením, při kterém vzniká haploidní vajíčko a uvolní se polární tělo. Jádro spermie se poté spojí s vajíčkem, což umožní fúzi jejich genetického materiálu.
Buněčné membrány sekundárního oocytu a spermií se spojí.
Jak oocyt, tak spermie procházejí transformací, jako reakce na fúzi buněčných membrán, připravují se na fúzi svého genetického materiálu.
Oocyt nyní dokončuje své druhé meiotické dělení. Výsledkem je zralé vajíčko. Jádro oocytu se v tomto procesu nazývá pronucleus, aby se odlišilo od jader, která jsou výsledkem oplodnění.
Ocas a mitochondrie spermií degenerují s tvorbou mužského zájmena. Proto jsou všechny mitochondrie u lidí mateřského původu
Proukleové migrují směrem ke středu oocytu a rychle při tom replikují svou DNA, aby připravili nového člověka na jeho první mitotické dělení.
Mužská a ženská zájmena se nespojí, i když jejich genetický materiál ano. Místo toho se jejich membrány rozpustí a nezanechají žádné bariéry mezi mužskými a ženskými chromozomy. Během tohoto rozpuštění se kolem nich vytvoří mitotické vřeteno, které zachytí chromozomy dříve, než se ztratí ve vaječné cytoplazmě. Následným provedením mitózy (která zahrnuje tažení chromatid k centriolům v anafázi) buňka shromáždí genetický materiál od samce a samice dohromady. První mitóza spojení spermií a oocytů je tedy skutečným spojením jejich chromozomů.
Každá ze dvou dceřiných buněk vzniklých z této mitózy má jednu repliku každé chromatidy, která byla replikována v předchozím stadiu. Jsou tedy geneticky identické.
Jinými slovy, spermie a oocyt se nespojí do jedné buňky, ale do dvou identických buněk.