SPERMA: FUNKCIÓK, RÉSZEK, ÉLETCIKLUS, SPERMATOGENEZIS - ANATÓMIA ÉS FIZIOLÓGIA - 2026

A sperma érett nemi sejtek (ivarsejtek), amelyek a hímmirigyekben termelődnek. Magasan specializált sejtek, amelyek teljes mértékben elkötelezettek a nőstény petesejtek megtermékenyítésének feladatára, amely alapvető esemény a szexuális szaporodás során.

Őket több mint 300 évvel ezelőtt fedezte fel Antony van Leeuwenhoek, aki - kizárólag kíváncsisága motiválva - megfigyelt saját spermáját, és az "animalculus" kifejezést az általa megfigyelt flagelált struktúrákhoz vezette.

Az emberi sperma fényképe (Forrás: Nincs konkrét szerző a Wikimedia Commons segítségével)

Azóta ezeket a sejteket számos vizsgálat tárgya, különösképp a termékenységgel és az asszisztált reprodukcióval kapcsolatos vizsgálatok.

A sperma nagy energiaigényű sejtek, mivel ha a péniszből (férfi reproduktív szerv) ürülnek a hüvelyi traktus felé (női reproduktív szerv), akkor nagy sebességgel kell mozogniuk.

Az általuk felhasznált energia elsősorban a szénhidrátok, például a glükóz metabolizmusából származik, azaz a glikolízisből és a mitokondriális oxidatív foszforilációból, amelyet 1928-ban demonstráltak, a McCarthy és munkatársai által végzett kísérleteknek köszönhetően.

Ezen sejtek kialakulása és felszabadulása számos endokrin (hormonális) tényezőtől függ, különösen a tesztoszterontól, amelyet a herék termelnek és szekretálnak.

Ellentétben azzal, ami történik a női nemi sejtekkel (amelyek az embrionális fejlődés során keletkeznek), a sperma az ember felnőtt élete során folyamatosan termelődik.

Jellemzők

A sperma nagyon fontos sejtek, mivel azok különleges feladata, hogy összeolvasztják a női petefészekben lévő petesejtet, hogy megtermékenyítsék és megtermékenyítsék - ez egy folyamat, amely új egyed kialakulásával zárul le.

A sperma, valamint a petesejtek haploid sejtek, tehát a női és a férfi magok fúziója helyreállítja a diploid töltést (2n) egy új sejtben. Ez azt jelenti, hogy minden egyes sejt hozzájárul egy ember kromoszómás terhelésének a folyamatában.

Az emberi sperma diagramja. Forrás: Egyszerűsített spermatozoon diagram.svg: Mariana Ruizderivatív munka: Miguelferig

Az emberekben a sperma az az utód neme meghatározásáért felelős sejt, mivel a petesejt X nemi kromoszómával rendelkezik, de mindegyik sperma lehet X kromoszómával vagy Y kromoszómával.

Sperma megpróbálja megtermékenyíteni egy tojást

Amikor a petesejt, amely sikeresen megtermékenyíti és megtermékenyíti a petesejtet, rendelkezik X kromoszómával, akkor a kialakuló baba XX lesz, vagyis genetikailag nőstény lesz. Másrészről, ha a petesejttel olvadó spermium Y-kromoszómával rendelkezik, akkor a csecsemő XY lesz, azaz genetikailag hím.

Sperma alkatrészek (szerkezet)

A sperma kisméretű flagellate sejtek (kevesebb mint 70 mikron). Mindegyik sperma két jól meghatározott régióból áll, úgynevezett fej és farok, amelyeket mindkettő ugyanazon plazmamembrán zárja le.

A fejben az a mag, amely megtermékenyíti a női petesejtet, míg a farok a mozgás organellája, amely lehetővé teszi számukra, hogy mozogjanak, és hosszúságuk fontos részét képviseli.

- fej

A sperma fejének alakja sík, átmérője körülbelül 5 mikron. Belsejében egy nagyon tömörített celluláris DNS, amely minimalizálja az általa elfoglalt térfogatot, megkönnyítve annak szállítását, átírását és elnémítását.

A spermamag 23 haploid kromoszómával rendelkezik (egyetlen példányban). Ezek a kromoszómák abban különböznek a szomatikus sejtek (a test sejtjei, amelyek nem nem sejtek) kromoszómáitól abban, hogy protaminek néven ismert fehérjékkel és néhány sperma hisztonnal vannak tele.

A protaminok olyan proteinek, amelyek bőséges pozitív töltéssel bírnak, amelyek megkönnyítik kölcsönhatásukat a negatív töltésű DNS-sel.

Emberi sperma oldalnézete és elölnézete (Forrás: LadyofHats a Wikimedia Commons segítségével)

A sejtmag mellett a sperma fején egy szekréciós vezikulum is található, amelyet akroszómális vezikulumnak vagy akroszómának neveznek, amely részben körülveszi a sejtmag elülső részét, és érintkezésben áll a nemi sejt plazmamembránjával.

Ez a vezikulum számos enzimet tartalmaz, amelyek megkönnyítik a petesejt külső burkolatának behatolását a megtermékenyítés során. Ezek az enzimek magukban foglalják a neuraminidázt, a hialuronidázt, a savfoszfatázt, az arilszulfatázt és az akrosint, a tripszinhez hasonló proteázt.

Amikor a tojás és a sperma érintkezésbe kerül, az akroszóma exocitózissal engedi fel tartalmát, ezt az eljárást úgynevezett „akroszóma reakciónak” nevezik, amely elengedhetetlen a sperma egyesüléséhez, behatolásához és a petesejthez való összeolvadásához.

- Farok

A sperma fejét és farokát ugyanaz a plazmamembrán fedezi. A farok egy nagyon hosszú flagellum, amelynek négy része van, úgynevezett nyak, középső darab, fő darab és vég darab.

Az axoneme, azaz a farokhoz mozgást biztosító citoszkeletális szerkezet egy olyan alaptestből származik, amely a sperma magja mögött található. Ez az alaptest képezi a nyakat és kb. 5 μm hosszú.

A nyak és a végdarab között van a közbenső rész. 5 mikron hosszú, és több mitokondrium jelenlétére jellemző, amelyek "hüvely" formájában vannak elrendezve a központi axonémája körül. Ezek a rendkívül speciális mitokondriumok biztosítják lényegében az ATP formájában a mozgáshoz szükséges energiát.

A fő darab alig 50 μm hosszú, és a farok leghosszabb része. Egy "gyűrűvel" kezdődik, amely megakadályozza a mitokondriumok további előrehaladását, és a végdarabban végződik. Ahogy közelebb kerülsz a végdarabhoz, a fődarab kúpos (kúpos).

A végrész végül a farok utolsó 5 μm-ből áll, és olyan szerkezet, amelyben bizonyos „rendellenességet” figyelnek meg a mikrotubulusokban, amelyek a flagellum axonémáját alkotják.

Életciklus

Egy átlagos felnőtt ember naponta több millió spermát termel, azonban ezeknek a sejteknek a teljes kialakulásához és éretté válásához (amíg ki nem ürülnek) 2-3 hónapig tart.

A sperma sejt életciklusa gametogenezissel vagy spermatogenezissel kezdődik, vagyis csíra vagy prekurzor sejt megosztásával, amely olyan sejtvonalakat eredményez, amelyek később osztódnak, hogy később differenciálódjanak és érezzék. Időközben a hibás sejtek programozott sejthalál folyamatokon mennek keresztül.

Miután a szemcsés tubulusokban kialakult, az érő spermának a heréknek az epididymis néven ismert régiójába kell vándorolnia, amely körülbelül 20 méter hosszú. Ez a vándorlás néhány napot vesz igénybe, és kimutatták, hogy ebben a szakaszban a sejtek nem elég érettek, hogy megtermékenyítsék a petesejtet, mivel nem rendelkeznek elegendő mobilitással.

Miután 18 vagy 24 óra eltelt az epididymiszben, a sperma tökéletesen mozog, de ezt a mobilitást bizonyos fehérjefaktorok gátolják.

A petesejtbe kerülve a sperma alig több mint egy hónapja fenntartja termékenységét, de ez az idő függ a hőmérséklettől, az étrendtől és az életmódtól.

Amikor a sperma közösülés során (nemi közösülés) ejakulálódik, teljes mozgásképességük van, akár 4 mm / perc sebességgel is mozognak. Ezek a sejtek 1-2 napig életben maradhatnak a nőstény reproduktív traktusban, de ez a környező környezet savasságától függ.

spermatogenezis

A spermatermelés (spermatogenezis) először az embereknél lép fel pubertáskor. Ez a folyamat a herékben zajlik, amelyek a férfi reproduktív rendszer két szerve, és kapcsolódnak a nemi sejtek kromoszómális terhelésének csökkentéséhez (amelyek diploid (2n) -ból haploid (n) -vé válnak.

A herékben a spermatogenezis olyan csövekben zajlik, amelyeket szemcsés tubulusoknak neveznek, amelyek epitéliuma két fő sejttípusból áll: Sertoli sejtek és spermatogén sejtek.

A spermatogén sejtek előállítják a spermatozoódokat, míg a Sertoli sejtek táplálják és megvédik a spermatogén sejteket. Az utóbbiak a szemcsés tubulusokban vannak az érés különböző szakaszaiban.

A spermatogenezis folyamat sematikus ábrázolása (Forrás: Miguelferig a Wikimedia Commons segítségével)

Között spermatogenous sejtek olyan sejtek néven ismert spermiogoniumok, amelyek éretlen csírasejtek felelős osztódó és a termelő elsődleges spermatociták, szekunder spermatociták, és érett spermium.

- Spermatogonia, primer spermatocyták, másodlagos spermatocyták és spermatikumok

A spermatogonia a szemcsés tubulusok külső széle felé helyezkedik el, ugyanazon alapréteg közelében; A megosztásuk során az általuk létrehozott sejtek a légcsatornák középső részébe vándorolnak, ahol végül megérik.

Spermatocytogenesis

A spermatogonia mitózissal (aszexuális megosztás) osztódik és olyan diploid sejtek (2n), amelyek megosztásuk során több spermatogonia és primer spermatocita képződik, amelyek nem más, mint a spermatogonia, amelyek megszakítják a mitózis általi osztódást az I. mejozisba történő belépéshez.

A spermatogonia egy kis csoportja lassan osztódik el mitózissal az egész élet során, "őssejtekként" működve több spermatogonia vagy éréses sejt mitotikus előállításához.

Amikor a spermatogonia érett, azaz amikor mitózissal és később meiosissal osztódnak, utódaik nem fejezik be a citoszolos megosztást, így a lányos sejtek (klónok) citoszólos hidakkal maradnak egymással kapcsolatban, mintha szinkítitum lenne..

Ezt a szinkíciumot a sperma sejtek (sperma) érésének és vándorlásának végső szakaszáig tartják fenn, ahol a sperma a szemfejű tubulusok lumenébe enged. Ennek eredményeként a sejtcsoportok szinkronban termelődnek.

- Meiosis

Az elsődleges spermatocyták, amikor megoszlanak a meiosis segítségével, másodlagos spermatocytákat alkotnak, amelyek ismét megoszlanak a meiosis által (meiosis II), és megkülönböztetik magukat egy másik típusú sejteknek, az úgynevezett spermatikumoknak, amelyeknek a fele a spermatogonia kromoszomális terhelésének felel meg. mondjuk, haploidok.

- A spermatizmák érlelése vagy a spermiogenezis

Amint a spermatizmus érett, a morfológiai változások sorozatának köszönhetően érett spermatozoidokká válnak differenciálódásként, amelyek során a citoszol nagy része eliminálódik, a flagella kialakul és a citoszolos organellák belső átrendeződnek.

Ezen változások némelyike ​​a sejtmag kondenzációjával, a sejt meghosszabbításával és a mitokondriumok átrendeződésével kapcsolatos.

Ezek a sejtek később az epididymiszbe, a herékben lévő göndör csőbe vándorolnak, ahol tárolódnak és folytatják az érési folyamatot. A sperma azonban csak a kapacitásnak nevezett folyamat révén, amely a női nemi traktusban zajlik le, érinti az érést.

Irodalom

1. Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., és Brooks, H. (2012). Ganong áttekintése az orvosi élettanról (LANGE Basic Science).
2. Chen, H., Mruk, D., Xiao, X. és Cheng, CY (2017). Az emberi spermatogenezis és szabályozása. Kortárs Endokrinológia, 49–72.
3. Clermont, Y. (1970). Az emberi spermatogenezis dinamikája. Az emberi tesztben (47–61. Oldal).
4. Dadoune, JP (1995). Az emberi sperma sejtek nukleáris állapota. Mikron. Elsevier.
5. Gartner, LP és Hiatt, JL (2006). A szövettani e-könyv színes tankönyve. Elsevier Health Sciences.
6. Griswold, MD (2015). Spermatogenezis: elkötelezettség a meiozis mellett. Physiological Reviews, 96, 1–17.
7. Solomon, E., Berg, L., és Martin, D. (1999). Biológia (5. kiadás). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.