Сперматозоиды
В конце полового акта сперма, содержащаяся в мужской семенной жидкости, проходит через полость матки. В шейке матки сперматозоиды подпитываются в щелочной среде цервикальной слизи. Затем они продолжают свое движение, проникая в маточные (фаллопиевы) трубы. Расстояние, которое проходит сперматозоид, составляет всего около 20 см, однако, учитывая размеры мужской половой клетки, преодоление этого пути может занимать до двух часов.
Борьба за выживание
При эякуляции выделяется в среднем около 300 млн сперматозоидов, однако лишь небольшая их часть (около 10 тыс.) достигает маточной трубы, где находится яйцеклетка. Еще меньшее количество встречается непосредственно с яйцеклеткой. Значительная часть сперматозоидов разрушается в агрессивной кислой среде влагалища, а также рассеивается в различных отделах половых путей. Сперматозоиды приобретают способность к оплодотворению, лишь проведя определенное время в женском организме. Биологические жидкости половых путей активизируют сперматозоиды, делая волнообразные движения их хвостиков более энергичными. Продвижению спермы вверх по половым путям способствуют и сократительные движения матки. Простагландины, содержащиеся в семенной жидкости, а также выделяющиеся при женском оргазме, стимулируют эти сокращения.
Яйцеклетка
После выхода из фолликула во время овуляции яйцеклетка выталкивается в направлении полости матки волнообразными движениями клеток, выстилающих маточную трубу. Слияние яйцеклетки со сперматозоидом обычно происходит в наружной части маточной трубы примерно через два часа после полового акта. На пути к яйцеклетке под действием секрета женских половых путей сперматозоиды лишаются холестерина, что ослабляет их акросомальные мембраны. Этот процесс называется калацитацией - без него оплодотворение невозможно. Оказавшись вблизи яйцеклетки, сперматозоид химически «притягивается» к ней. При контакте сперматозоидов с поверхностью яйцеклетки их акросомальные мембраны полностью разрушаются, и содержимое каждой акросомы (ферментосодержащего отдела сперматозоида) выходит в окружающую среду.
Пенетрация
Выделяемые сперматозоидами ферменты разрушают защитные слои яйцеклетки - кумулюсную массу и блестящую оболочку. Для образования отверстия, достаточного для проникновения одного сперматозоида, необходим разрыв мембран как минимум 100 акросом. Таким образом, большинство сперматозоидов, достигших яйцеклетки, «жертвуют собой» ради внедрения в ее цитоплазму другого сперматозоида. После внедрения сперматозоида в яйцеклетку происходит слияние их генетического материала. Образовавшаяся зигота начинает делиться, давая начало эмбриону.
Сразу после проникновения сперматозоида в яйцеклетку запускается химическая реакция, делающая ее непроницаемой для других сперматозоидов.
Вторая стадия мейоза
Проникновение ядра сперматозоида внутрь яйцеклетки становится сигналом для завершения второго редукционного деления (второй стадии мейоза), начавшегося во время овуляции. При этом формируются галлоидная остида и второе полярное тельце (которое затем подвергается дегенеративным процессам). Затем ядра сперматозоида и яйцеклетки сливаются с образованием диплоидной зиготы, содержащей генетический материал обоих родителей.
Формирование пола
Пол будущего ребенка формируется уже на стадии оплодотворения. Каким он будет, зависит исключительно от сперматозоида. Пол плода зависит от наличия X-или Y-хромосомы. От матери плод получает только Х-хромосому, тогда как от отца он может получить как Х-, так и Y-хромосому. Таким образом, если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, содержащим Х-хромосому, развивается плод женского пола (46, XX), а при слиянии со сперматозоидом, имеющим Y-хромосому, - плод мужского пола (46, XY).
Клеточное деление
Через несколько часов после оплодотворения в зиготе происходит ряд митотических делений, приводящих к образованию конгломерата клеток, называемого морулой. Клетки морулы делятся каждые 12-15 часов, в результате чего она превращается в бластоцисту, состоящую приблизительно из 100 клеток. Бластоциста продуцирует гормон хорионический гонадотропин, который предотвращает аутолиз желтого тела, продуцирующего прогестерон. Примерно через три дня после оплодотворения бластоциста начинает продвигаться по маточной трубе в полость матки. При обычных условиях ей не удалось бы преодолеть сфинктер маточной трубы. Однако повышенная выработка прогестерона желтым телом, наблюдающаяся после оплодотворения, способствует расслаблению мышц и перемещению бластоцисты в полость матки. Повреждение или перекрытие просвета маточной трубы, препятствующее продвижению бластоцисты на этой стадии, приводит к развитию внематочной беременности, при которой эмбрион начинает развиваться внутри трубы.
Многоплодная беременность
В большинстве случаев у женщины каждый месяц происходит выход только одной яйцеклетки (попеременно из каждого яичника). Однако в некоторых случаях яйцеклетки выделяются одновременно из обоих яичников. Они могут быть оплодотворены разными сперматозоидами, что приводит к развитию разнояйцовых близнецов. В этом случае каждый плод имеет отдельную плаценту. Гораздо реже оплодотворенная яйцеклетка спонтанно делится на две, из которых формируются два отдельных эмбриона. Это приводит к развитию однояйцовых близнецов, имеющих идентичный набор генов и общую плаценту. Неполное разделение яйцеклетки через несколько часов после оплодотворения приводит к появлению сиамских близнецов.
Имплантация
Достигнув полости матки, бластоциста имплантируется в утолщенную слизистую оболочку ее стенки. Выделяемые бластоцистой гормоны предотвращают ее отторжение как инородного тела. С момента успешной имплантации бластоцисты начинается беременность.
Нарушения развития
Примерно в трети случаев имплантации оплодотворенной яйцеклетки не происходит, и эмбрион погибает. Но даже при успешной имплантации многие эмбрионы имеют генетические дефекты (например, дополнительную хромосому). Такие нарушения часто приводят к гибели эмбриона вскоре после имплантации. Иногда это происходит до первой задержки менструации, и женщина может даже не узнать о несостоявшейся беременности.