Viljastumise keeruline tee
Kõik elusorganismid koosnevad rakkudest, nii ka meie – inimesed. Inimese organismis on miljardeid rakke ning kõigil neil on täita oma kindel ülesanne organismi kui terviku toimimisel
Inimesel on teada ligikaudu 200 erinevat rakutüüpi. Näiteks võimaldavad lihasrakud meil teha liigutusi, vere punalibled kannavad kudedesse hapnikku, närvirakud töötavad organismis sideliinidena ning naha kattekoe rakud kaitsevad meid väliskeskkonna eest. Seda nimekirja oleks võimalik jätkata veel pikalt ning kõik need rakutüübid on hädavajalikud organismi eksisteerimiseks. Inimorganismis on aga üks tüüp huvitavaid rakke, ilma milleta meie organism saab küll suurepäraselt hakkama, kuid mille puudumisel ei saa me endale järglaseid. Need rakud on sugurakud – naistel munarakud ja meestel seemnerakud. Nii nagu on välimuselt erinevad mehed ja naised, on erinevad ka nende sugurakud.
Meeste sugurakud e. seemnerakud on väikesed ning neid produtseeritakse väga palju. Seksuaalvahekorra ajal viiakse naise organismi sadu miljoneid seemnerakke. Seemnerakul on täita ainult üks funktsioon – anda isale järglane. Selle ülesande täitmiseks on ta väga hästi ettevalmistatud. Ta ei kanna endaga midagi üleliigset kaasas, seetõttu on ta väikene ning kiiresti liikuv. Inimese seemnerakk koosneb kolmest osast – peaosast (sisaldab kromosoome e. pärilikkuse kandjaid), keskosast ning viburist e. liikumisorganist.
Munarakk seevastu on inimorganismi kõige suurem rakk. Oma kuldkollase värvuse ning teda kiirjalt ümbritsevate abirakkude kihiga meenutab ta miniatuurset päikest. Munaraku avastamise au kuulub Eestist võrsunud baltisaksa loodusteadlasele Karl Ernst von Baerile. Tema on ilmselt kõige kuulsam Eesti päritolu teadlane, kelle pilt on kõikidele eestlastele teada kahekrooniselt rahatähelt. Erinevalt seemnerakkude küpsemisest, mis on pidev protsess, küpseb naisel üldjuhul iga kuu ainult üks munarakk. Ainult ühel juhul sajast, võib korraga küpseda ning munasarjast vabaneda (ovuleeruda) rohkem kui üks munarakk, mis võib endaga kaasa tuua mitmikute sünni.
Üldjuhul on rakud väga väikesed, seetõttu on neid võimalik vaadelda ainult mikroskoopi kasutades. Kuulus hollandi mikroskopist Antony van Leeuwenhoek (1632 – 1723) oli esimene inimene, kes omavalmistatud mikroskoopi kasutades kirjeldas mitmeid erinevaid rakutüüpe, kaasa arvatud inimese seemnerakke.
Mida Antony van Leeuwenhoek nägi, kui ta vaatles inimese seemnerakku? Ilmselt suurendas esimeste mikroskoopide halb kvaliteet teadlase kujutlusvõimet, kui ta nägi seemneraku peaosas väikest, ennast tihedalt kokku suruvat inimest.
Viljastamata munarakk, e. meenutus munaraku neitsipõlvest
Seemnerakud täies hiilguses vaadelduna kaasaegse mikroskoobiga. Seemnerakud ise ei ole nii edevad, et olla värvilised. Seemnerakud on ära värvitud bioloogide poolt, et oleks kergem vahet teha seemneraku erinevate osade vahel.
Kaasaegne mikroskoop, mille abil on võimalik teha juba rakusiseseid operatsioone. Saladuskatte all võib öelda, et sarnast mikroskoopi kasutati ka esimese kloonitud imetaja – Dolly loomisel.
Ovulatsioonil munasarjast vabanenud, liigub vedelikuvoolust kantud küps munarakk edasi munajuhasse, kus toimub viljastamine. On kindlaks tehtud, et munarakk jääb viljastumisvõimeliseks ühe ööpäeva jooksul pärast ovulatsiooni, samal ajal on aga seemnerakkude eluiga hinnatud kuni kolm korda pikemaks. Pärast suguühet on esimesi seemnerakke leitud munajuha tipmisest otsast (munaraku ja seemnerakkude kokkusaamise koht) juba vähem kui viie minuti möödudes. Seemnerakkude kandumine emakast munajuhadesse on ühelt poolt seotud seemnerakkude endi liikumisega viburite abil, teisalt aga emaka ja munajuhade rütmilise kokkutõmbumisega. Emaka kokkutõmbumised sõltuvad prostaglandiinidest – bioaktiivsetest ainetest, mis satuvad naise suguteedesse seemnevedeliku vahendusel. Selleks, et seemnerakud muutuksid viljastamisvõimelisteks, peavad nad teatud aja veetma naise suguteedes. Selle aja jooksul muutub seemneraku rakumembraani (seemneraku lipiidne kest) keemiline koostis, mis teeb võimalikuks ühinemise munarakuga. Suguühte ajal vabanenud sadadest miljonitest seemnerakkudest jõuab tegelikku viljastumispaika ainult paar tuhat. Seemnerakkude teekonnal tupest munajuhadesse toimub nende vahel konkurents, kus kiirematel ja elujõulisematel rakkudel on suurem võimalus esimeste hulgas munarakuni jõuda ja teda viljastada. Viljastamata munarakk on ümbritsetud abirakkude kihiga ning geelitaolise ümbrise e. munakestaga, millede läbimiseks viljastamisel eritab seemnerakk keskkonda mitmesuguseid hüdrolüütilisi ensüüme. Tavaliselt viljastab munaraku üks seemnerakk ja situatsiooni, kus munarakku siseneb korraga rohkem kui üks seemnerakk, esineb suhteliselt harva. Takistusi rohkem kui ühe seemneraku sisenemiseks munarakku on mitmeid, kuid peamisena võiks esile tuua munaraku ümbritseva kesta muutumist pärast esimese seemneraku sisenemist munarakku. Mitme seemneraku sisenemine munarakku põhjustab loote väärarenguid, mis viivad rakkude jagunemise katkemiseni. Sisenemisel munarakku spermatosoidi sabaosa laguneb ja tema tuum (sisaldab kromosoome) ühineb munaraku tuumaga. Tuumade ühinemisega lõpeb viljastumisprotsess ja algab tulevase organismi areng.
Kõik elusorganismid alustavad oma arengut ühest ainsast rakust – viljastunud munarakust. Munarakk võib areneda väliskeskkonnas (selgrootud, kalad, roomajad ja linnud) või ema üsas (kõik imetajad, kaasa arvatud inimene). Kuna munarakk on tavaliselt küllaltki suur, toimub esialgne areng munaraku jagunemise teel väiksemateks rakkudeks. Arenev loode liigub mööda munajuha emaka suunas ning toitub munajuha limaskesta poolt sekreteeritavatest toitainetest. Loode jõuab emakasse oma arengu neljandal või viiendal päeval. Viie päeva vanust loodet iseloomustab embrüo keskel asetsev vedelikuga täidetud õõs, millest tuleneb ka tema nimetus – põisloode. Kolme päeva jooksul, mil põisloode esineb vabal kujul emakaõõnes, eritab ta mitmesuguseid bioaktiivseid aineid, mis aitavad ette valmistada tema pesastumist emaka limaskesta. Seega suudab juba 0,1mm suurune loode endast mitmesuguste bioaktiivsete ainete vahendusel emale märku anda. Kuuendal viljastumisjärgsel päeval toimub aga midagi väga eriskummalist. Pisikene loode poeb välja munakestast, sekreteerides selleks enda ümber mitmesuguseid munakesta lagundavaid aineid (ensüüme ja reaktiivseid hapniku ühendeid). Reaktiivsed hapniku ühendid on bioloogias ja meditsiinis üldtuntud kui väga halva kuulsusega kangelased. Neid on süüdistatud sajas surmapatus: vananemise kiirendamises, vähi, mitmete südamehaiguste ning viljatuse tekkes. Kaks aastat tagasi aga selgus, et nendel on täita ka üks positiivne ülesanne. Kuue päeva vanune põisloode toodab hulgaliselt reaktiivseid hapniku ühendeid, mis lagundavad hästi embrüot ümbritsevat kesta. Ensüümide ja hapniku ühendite toimel ennast täielikult kestast vabastanud ning välja sirutanud, hakkab loode mõtlema püsivama sideme loomise peale emaga. Seitsmendal viljastamisjärgsel päeval kinnitub põisloode emaka limaskestale. Arenev uus elu on saanud endale kindla toetaja. Kulub aga veel ligikaudu 270 päeva lapse sünnini, sündmuseni, millele paneb aluse kahe suguraku – mees – ja naissuguraku ühinemine – viljastumine.
