Oplođenje

Oplođenje predstavlja spajanje ženskog i muškog gameta kome sledi spajanje njihovih jedara. Rezultat oplođenja je zigot (oplođena jajna ćelija) koja se veoma složenim procesima razvija u nov organizam.

Načini oplođenja i razvića

U životinjskom svetu se, prema mestu odvijanja, razlikuju dva osnovna tipa oplođenja.

• spoljašnje, pri kome se gameti izbacuju u spoljašnju vodenu sredinu gde se spajaju i
• unutrašnje, prilikom koga spermatozoidi dospevaju u polne kanale ženke.

U zavisnosti od toga kakvo je oplođenje i gde se odvija dalje razviće embriona, razlikuju se tri tipa razvića:

• oviparnost,
• ovoviviparnost i
• viviparnost.

Oviparnost (ovum = jaje; parere = rađati) je takvo razviće pri kome se i oplođenje i razviće embriona vrše u spoljašnjoj sredini (kod riba i vodozemaca).

Ako je oplođenje unutrašnje i razviće se odvija u telu majke ali se embrioni hrane žumancetom jajne ćelije i po završenom embrionalnom razviću ženke rađaju žive mladunce onda je to ovoviviparnost (vivum = živ); prisutno je kod nekih gmizavaca. Ovoviviparnost se smatra prelaznim stupnjem ka još boljoj zaštiti potomstva, ka viviparnosti.

Kod viviparnosti i oplođenje i kompletno razviće embriona se vrši u telu majke (kod sisara). Ishrana i zaštita embriona sisara ostvaruje se razvićem posebnog organa – posteljice (placente).

Oplođenje kod sisara

Oplođenje je unutrašnje i vrši se u polnim odvodima ženke, odnosno u jajovodu. Transport spermatozoida do mesta oplođenja, pored pokretljivosti samog spermatozoida, potpomažu pokreti trplji u polnim kanalima i kontrakcije mišića materice. Na putovanju kroz polni trakt ženke spermatozoidi dovršavaju svoje sazrevanje (kapacitacija).

U toku oplođenja najvažniji procesi su:

• aktivacija spermatozoida;
• aktivacija jajne ćelije i
• spajanje jedara polnih ćelija.

Aktivacija spermatozoida počinje kada on dodirne omotač jajne ćelije što dovodi do tzv. akrozomske reakcije. Akrozomska reakcija sastoji se u izduživanju akrozoma u vidu cevi i oslobađanju njegovog sadržaja – enzima koji će razložiti omotače jajne ćelije.

Kontakt spermatozoida sa jajnom ćelijom dovodi do njene aktivacije koja se ogleda u kortikalnoj reakciji i obrazovanju fertilizacione kupe. U površinskom sloju jajne ćelije (cortex – kora) nalaze se vezikule (kesice) sa granulama (zrncima). Čim prvi spermatozoid dodirne jajnu ćeliju, vezikule prskaju i granule se oslobađaju. To sprečava patološku polispermiju tj. da i drugi spermatozoidi, koji su dospeli do jajne ćelije u nju prodru. Na mestu dodira spermatozoida i citoplazme jajne ćelije obrazuje se ispupčenje nazvano fertilizaciona kupa. Pomoću nje se spermatozoid uvlači u unutrašnjost jajne ćelije.

Jedra spermatozoida i jajne ćelije nazivaju se pronukleusi (haploidna su). Pre njihovog spajanja ženski pronukleus završava mejozu II (bila je zaustavljena u metafazi). U oba pronukleusa dolazi do replikacije DNK, čime svaki hromozom ima dve hromatide. Dva se pronukleusa približavaju jedan drugom i pri tome gube svoje omotače. Hromozomi im se međusobno pomešaju, nastaje diploidno jedro zigota i odmah počinje prva deoba. Pošto jajna ćelija sisara nema centrozom (centriole), deobno vreteno obrazuju centrioli spermatozoida.

Značaj oplođenja

• uspostavlja se diploidan broj hromozoma u zigotu čime potomci imaju isti broj hromozoma kao i njihovi roditelji;
• potpuno slučajno, nasumično spajanje gameta omogućava ogromnu raznovrsnost potomstva; tako npr. broj mogućih kombinacija hromozoma zigota pri oplođenju kod čoveka iznosi 2 na 23 x 2 na 23 = 2 na 46, što predstavlja gotovo neograničen broj mogućih kombinacija hromozoma; drugačije rečeno: verovatnoća da isti spermatozoid i jajna ćelija se dva puta uzastopno oplode je skoro jednaka 0;
• oplođenjem se genetički određuje pol, koji kod sisara zavisi od spermatozoida; ako se jajna ćelija oplodi X spermatozoidom obrazovaće se ženski (sadrži XX hromozome), a ako se oplodi Y spermatozoidom muški pol (ima XY hromozome);
• aktivira se jajna ćelija da otpočne sa brazdanjem, odnosno embrionalnim razvićem.

Oplođenje kod čoveka

Spermatozoid na površini jajne ćelije.

• razdaljinu u jajniku od 15 cm (3000 puta je veća od dužine spermatozoida) spermatozoidi prevale za 1 sat putujući brzinom od 3 mm/min;
• prosečan ejakulat (izbačena semena tečnost) muškarca sadrži oko 182 miliona spermatozoida, od čega u matericu dospeva oko milion (najveći broj se izgubi na samom početku), a u početni deo jajovoda manje od 1000; do mesta oplođenja stigne tek 20-200 spermatozoida;
• spermatozoidi se proizvode u velikom broju: minimalna procena je oko 100.000 na čas u svakom testisu; maksimalna životna proizvodnja spermatozoida je oko 500 milijardi što znači na svaku oocitu oslobođenu iz jajnika ovulacijom proizvede se milijardu spermatozoida;
• pre ovulacije primarna oocita završava mejozu I za samo 24 časa;
• od momenta dodira opni spermatozoida i jajne ćelije pa do prve deobe zigota protekne 12 sati;
• kortikalna zrnca se izbace za 1 min u prostor između membrane jajne ćelije i zone pelucide
• od prvog kontakta spermatozoida sa prvim omotačem jajne ćelije (korona radiata) pa sve do podele zigota na dve ćelije protekne 24 sata
• odnos polova među novorođenom decom je 105 muških na 100 ženskih, ali je mnogo veći u prvom tromesečju trudnoće kada iznosi 120 muških naprema 100 ženskih. To se uglavnom tumači manjom masom i većom pokretljivošću Y spermatozoida (Y hromozom je znatno kraći od X hromozoma) što se kasnije donekle izjednačava većom smrtnošću muških embriona (muških embriona i fetusa ima više među spontano pobačenim i mrtvorođenim)
• kada se ovulacijom oslobode, umesto kao što je uobičajeno jedna, dve jajne ćelije i oplode sa dva spermatozoida nastaju dizigotni ili dvojajni blizanci; kada se iz jedne oplođene jajne ćelije obrazuju dva nezavisna embriona onda su to monozigotni (jednojajni) blizanci; ako oni ostanu spojeni nekim delom tela onda su to sijamski blizanci
• i na kraju ova slika spermatozoida na površini jajne ćelije:

Vidi još

• Akrozom
• Gametogeneza
• Spermatogeneza
• Razlika između oogeneze i spermatogeneze

Literatura

• Ćurčić, B: Razviće životinja, Naučna knjiga, Beograd, 1990.
• Popović, S: Embriologija čoveka, Dečje novine, Beograd, 1990
• Pantić, V: Embriologija, Naučna knjiga, Beograd, 1989
• Hale. W, G, Morgham, J, P: Školska enciklopedija biologije, Knjiga-komerc, Beograd
• Mariček, Magdalena, Ćurčić, B, Radović, I: Specijalna zoologija. naučna knjiga, Beograd, 1986
• Švob, T. i suradnici: Osnove opće i humane genetike, Školska knjiga, Zagreb, 1990.

Spoljašnje veze

• Bionet škola