Оплодотворением называют слияние сперматозоидов с яйцеклеткой, приводящее к образованию зиготы, способной расти, развиваться и давать начало новому организму. Во время оплодотворения ядерный материал мужской и женской половых клеток объединяется, что приводит к объединению отцовских и материнских генов, восстановлению диплоидного набора хромосом.
Различают 2 типа внутреннего оплодотворения: влагалищный и маточный. У человека эякулят вводится во влагалище. Его объем составляет 2-5 мл и содержит в 1мл от 30 до 100 млн. сперматозоидов. Однако из них через канал шейки матки в ее полость проникает всего несколько миллионов, а в верхней части маточной трубы достигает лишь около 100 сперматозоидов, оставшиеся во влагалище сперматозоиды не могут существовать там долго из-за кислой среды (рН 5.7), хотя некоторая защита в этом случае и обеспечивается щелочными свойствами эякулята. В полости матки условия выживания спермиев также не столь благоприятны, но уже по другой причине. Здесь играет главную роль высокая фагоцитарная активность лейкоцитов. Далее, одним из препятствий в продвижении спермиев к яичнику являются и трудности механического перемещения в маточно-трубной области. Все это в целом имеет и свою положительную сторону, предотвращая попадание в маточные трубы ослабленных или необычных половых клеток. Выжившие сперматозоиды уже через 10-20 минут после полового акта могут достичь маточной трубы. Такое быстрое продвижение одна лишь подвижность сперматозоидов обеспечить не может. Продвижению способствует целый ряд факторов, к числу которых относятся мышечные сокращения влагалища, сокращения миометрия. Цилиарные движения, перистальтические сокращения и ток жидкости в маточных тубах. В отдельных случаях сперматозоиды проходят всю длину маточной трубы и оплодотворяют яйцеклетку непосредственно после овуляции, до ее попадания в воронку яйцеводов. В таких случаях прикрепление зародыша моет произойти к яичнику или стенке брюшной полости, что приводит к развитию внематочной беременности. У женщин в половых путях сперматозоиды сохраняют способность к оплодотворению до 2 –5 суток. Существует 2 типа оплодотворения: моно- и полиспермия. Человеку свойственна моноспермия. Овуляции достигает лишь один фолликул. Хотя посредством гонадотропных гормонов можно вызвать суперовуляцию. Механизмы, с помощью которых из всей массы развивающихся фолликулов выбирается один определенный. Изучены мало. Процесс этот происходит впервые несколько дней цикла, сразу после начала менструации. Выбранный фолликул начинает расти и дифференцироваться, остальные подвергаются атрезии (обратному развитию).
Достигнув ооплазмы, сперматозоиды должны пройти через толщу оболочек фолликула, растворив их. Головка сперматозоида ориентируется в глубь яйцеклетки и претерпевает сложные изменения. При этом его ядро постепенно преобразуется в мужской пронуклеус. Эти преобразования идут одновременно с формированием женского пронуклеуса. Мужской и женский пронуклеусы сближаются в центре яйцеклетки и затем сливаются, образуя единое ядро зиготы.
Оплодотворение включает следующие процессы: узнавание яйцеклетки сперматозоидом; регуляцию поступления сперматозоида внутрь яйцеклетки, предотвращение полиспермии; окончание второго мейотического деления; образование мужского и женского пронуклеусов, начало клеточного деления.
Для возникновения стадии образования двух клеток бывает необходимо 24-36 часов. Образовавшаяся зигота постепенно продвигается по направлению к матке и выходит в нее через несколько суток. В течение 2-3 дней она находится в полости матки во взвешенном состоянии. Питание осуществляется за счет находящейся там жидкости. Прикрепление (имплантация) же зиготы к стенке матки происходит лишь на 6-7 день после овуляции. В этот период эндометрий стенки матки в результате воздействия эстрогенов и прогестерона оказывается подготовленным к процессу имплантации.