O spermiách a ich ceste k vajíčku
Tvorba spermií začína pubertou a pokračuje nepretržite po celý život.
Proces, pri ktorom sa tvoria spermie, sa nazýva spermatogenéza; začína sa pubertou a pokračuje počas celého života.
Spermie sú tvorené primárnymi štruktúrami, ktoré obsahujú genetický materiál, a tými, ktoré zabezpečujú ich pohyblivosť. Hlava spermií obsahuje jadro a enzýmový vezikul, ktorý uľahčuje penetráciu do vajíčka. Chvost je tvorený mikrotubulmi a vláknami, ktoré sú na hranici medzi chvostom a medzikusom obklopené mitochondriami, ktoré dodajú energiu potrebnú na mobilitu spermií.
Spermatogenéza sa uskutočňuje v semenníkoch pôsobením piatich hormónov: testosterónu, luteinizačného hormónu, folikuly stimulujúceho hormónu, estrogénu a rastového hormónu. Posledná fáza dozrievania spermií sa uskutočňuje v ženskom pohlavnom trakte po kopulácii sprostredkovanej folikulárnymi bunkami okolo vajíčka.
Každý deň produkujú obidve semenníky 100 až 300 miliónov spermií, ktoré sú uložené v semenných vezikulách, a preto nespôsobujú vyčerpanie zásob spermií, a to ani vtedy, keď dôjde k niekoľkým ejakuláciám. Aby sa udržala kapacita oplodňujúcich spermií, je potrebné, aby na úrovni semenných vačkov bola optimálna koncentrácia testosterónu a nižšia teplota skrota, ako je teplota tela.
Po 72 dňoch od začiatku spermatogenézy dosiahnu zrelé spermie hladinu chvosta nadsemenníka (miesto, kde kanály, ktoré vedú spermie do penisu, opúšťajú semenník). Mobilita spermií sa dosiahne, keď pri kontakte so spermou dosiahnu koniec nadsemenníka. Na pokrytie celého nadsemenníka je potrebné spermie 2 až 12 dní. Na tejto úrovni zostávajú medzi 18 - 24 hodinami, kde rozvíjajú pohybovú schopnosť.
Spermia je gél, v ktorom sú spermie zoskupené do zväzkov. Počas ejakulácie sa spermie so spermiami dostanú do chámovodu a močovej trubice, kde sa zmiešajú so sekrétmi semenných vezikúl, prostaty a bulbouretrických žliaz. Úlohou týchto sekrétov je zabezpečiť výživovú podporu spermií pozdĺž cesty, ktorá ich čaká.
Ejakulácia odstráni približne 3 ml tekutiny obsahujúcej až 300 miliónov spermií.
Spermie má alkalické pH, ktoré chráni spermie potiahnuté jednoduchými zásaditými proteínmi pred kyslosťou vaginálneho prostredia. Väčšina spermií je touto vaginálnou kyslosťou imobilizovaná počas prvých 2 hodín po ejakulácii. Toto je ochranný mechanizmus proti oplodneniu spermiou nízkej kvality.
Asi 300 000 000 spermií sa dostane do vagíny, ale iba 100 sa dostane do vajíčka a iba jedna z nich ho oplodní.
Vaginálne prostredie a krčok maternice sú kvôli svojim vlastnostiam bariérou pre mikroorganizmy, s výnimkou spermií. Počas ovulácie pozostáva cervikálny hlien zo série kanálov, ktoré vedú spermie do vnútorného otvoru cervikálneho kanála v maternicovej dutine. V týchto kanáloch sa spermie pohybujú aktívne, pričom splnenie určitého odporu znamenalo zastavenie spermie nižšej kvality a zabezpečenie oplodnenia spermiou najlepšej kvality. Niekedy môže hlien obsahovať protilátky, ktoré imobilizujú spermie, a môže byť zriedkavou príčinou neplodnosti.
Zloženie hlienu krčka maternice sa mení počas menštruačného cyklu ženy, niekedy podporuje pohyb spermií, niekedy ho sťažuje. V deň ovulácie sa nájdu najpriaznivejšie podmienky na prežitie spermií.
Spermie sa dostávajú do vajíčka vedené chemotaktizmom - vajíčko a folikulárne bunky uvoľňujú rad chemikálií, ktoré priťahujú spermie. Postupom spermií už spermie nechráni spermie pred kyslým, antibakteriálnym pH, takže ich počet rýchlo klesá. Aj keď sa 300 miliónov spermií dostane do vagíny a 200 zostáva vo vajíčkovode, vajíčko „uvidí“ iba 100, zvyšok sa cestou devitalizuje.
Počas ženského orgazmu má maternica klesajúce a aspiračné pohyby spermií, kontrakcie maternice rýchlo vedú spermie do vajíčkovodov. Čas potrebný na to, aby spermie prešli cez ženský pohlavný trakt do vajíčkovodu, je medzi 5 a 68 minút po ejakulácii. 20 - 30 minút po ejakulácii nastáva jav skvapalňovania spermií a spermie sa môžu mobilizovať na oplodnenie. V niektorých prípadoch môžu spermie, ktoré najskôr putovali do vajíčkovodu, stratiť schopnosť oplodnenia a spermie, ktoré sa dostávajú pomalšie, si zachovajú svoju schopnosť oplodniť sa dlhšie. Vo vajíčkovodoch môžu byť spermie životaschopné ešte 80 hodín po ejakulácii.
Účinné oplodnenie vajíčka sa dosiahne až potom, čo spermie podstúpia dva procesy - kapacitu a akrozomálnu reakciu. Prostredníctvom kapacity sa spermie stávajú hyperreaktívne, pohyb bičíka sa rozširuje a zrýchľuje, aby mohol preniknúť do vajíčka. Táto fáza trvá asi 7 hodín. Druhý proces prebieha vo vonkajšej membráne vajíčka. Uvoľňuje rad chemikálií, ktoré podporujú prienik a oplodnenie vajíčka.
Po vstupe hlavy spermií do vajíčka sa jej chvost odpojí. Vnútri sú vytvorené dva nukley, každý obsahujúci 23 chromozómov, ktoré sa spoja, čím vznikne zygota.
Po 42 týždňoch od tejto udalosti sa dieťa stretne so svojimi rodičmi.