СПЕРМА: ФУНКЦИЈЕ, ДЕЛОВИ, ЖИВОТНИ ЦИКЛУС, СПЕРМАТОГЕНЕЗА - АНАТОМИЈА И ФИЗИОЛОГИЈА - 2025

Сперма су зреле полне ћелије (гамета ћелије) произведеног у мушким гонадама. То су високо специјализоване ћелије, у потпуности посвећене задатку оплодње женки јајашцима, што је темељни догађај током сексуалне репродукције.

Открио их је пре више од 300 година Антони ван Лееувенхоек, који је, мотивисан искључиво радозналошћу, посматрао сопствено семе и сковао израз "анималцулус" на флагеловане структуре које је приметио.

Фотографија људске сперме (Извор: Нема одређеног аутора путем Викимедиа Цоммонс)

Од тада ове ћелије су предмет проучавања многих истраживања, посебно оних која се односе на плодност и потпомогнуту репродукцију.

Сперма је ћелија са високим енергетским потребама, јер се морају кретати великом брзином након што се ејакулирају из пениса (мушког репродуктивног органа) у вагинални тракт (женски репродуктивни орган).

Енергија коју користе углавном потиче од метаболизма угљених хидрата попут глукозе, односно из гликолизе и оксидативне фосфорилације митохондрија, што је показано 1928. године, захваљујући експериментима који су спровели Мекарти и сарадници.

Формирање и ослобађање ових ћелија зависи од многих ендокриних (хормоналних) фактора, нарочито тестостерона, који производе и излучују тестиси.

За разлику од онога што се догађа са женским полним ћелијама (које се стварају током ембрионалног развоја), сперма се производи непрекидно током одраслог живота мушкарца.

Карактеристике

Сперме ћелије су веома важне ћелије, јер имају посебан задатак да се стапају са јајом, која се налази у јајницима женки, да би је оплодила и оплодила, процес који се завршава формирањем нове јединке.

Сперма, као и овуле, су хаплоидне ћелије, тако да фузија женског и мушког језгра успоставља диплоидни набој (2н) у новој ћелији. Ово имплицира да свака ћелија у овом процесу доприноси половини хромосомског оптерећења човека.

Дијаграм људске сперме. Извор: Поједностављени сперматозонски дијаграм.свг: Мариана Руиздеривативни рад: Мигуелфериг

Код људи, сперматозоиди су ћелије одговорне за одређивање пола потомства, јер јајашца имају Кс полни хромозом, али сваки сперматозоид може имати или Кс хромозом или И хромозом.

Сперма која покушава оплодити јаје

Кад сперматозоид успешно оплоди и оплоди јаје, има Кс хромозом, беба која ће се формирати биће КСКС, то јест биће генетски женског пола. С друге стране, кад сперма која се стапа са јајашцем има И хромозом, беба ће бити КСИ, то јест генетски мушкарац.

Делови сперме (структура)

Спермији су мале ћелијске ћелије (дужине мање од 70 микрона). Свака сперма се састоји од две добро дефинисане регије познате као глава и реп, обе обложене истом плазма мембраном.

У глави је језгро које ће служити за оплодњу женке јајовода, док је реп органела кретања која им омогућава кретање и која представља важан део њихове дужине.

- глава

Глава сперме је спљоштена и мери у пречнику око 5 микрона. Унутар ње је ћелијска ДНК, која је веома збијена, што смањује запремину коју заузима, олакшавајући њен транспорт, транскрипцију и утишавање.

Нуклеус сперме има 23 хаплоидна хромозома (у једној копији). Ови хромозоми се разликују од хромозома соматских ћелија (ћелија у телу које нису полне ћелије) по томе што су препуне протеина познатих као протамин и неки хистони сперме.

Протамини су протеини са обилним позитивним набојима, који олакшавају њихову интеракцију са негативно набијеном ДНК.

Поглед са стране и на предњи део људске сперме (Извор: ЛадиофХатс преко Викимедиа Цоммонс)

Поред језгре, глава сперме има и секреторну везикулу познату као акросомални везикули или акросом, који делимично окружује предњи део језгре и у контакту је са плазма мембраном полне ћелије.

У овом везикулу налази се велики број ензима који олакшавају процес продирања спољашњег омотача јајника током оплодње. Ови ензими укључују неураминидазу, хијалуронидазу, киселу фосфатазу, арилсулфатазу и акросин, протеазу сличну трипсину.

Кад јаје и сперма дођу у контакт једни с другима, акросом ослобађа свој садржај егзоцитозом, процесом познатим као "акросомска реакција", неопходним за сједињење, продирање и фузију сперме са јајником.

- Реп

Глава и реп сперме прекривени су истом плазма мембраном. Реп је веома дугачак флагеллум који има четири регије које се називају врат, средњи део, главни део и крајњи део.

Аксонема, то јест цитоскелетна структура која омогућава кретање према репу, излази из базалног тела смештеног иза језгре сперме. Ово базално тијело је оно што чини врат и дугачко је око 5 μм.

Између врата и крајњег дела налази се средњи комад. Дуга је 5 микрона и карактерише је присуство више митохондрија који су распоређени у облику "омотача" око централне аксонеме. Ове високо специјализоване митохондрије су оно што у суштини пружа енергију потребну за кретање у виду АТП-а.

Главни комад дугачак је нешто мање од 50 μм и најдужи је дио репа. Почиње у "прстену" који спречава даље напредовање митохондрија и завршава се у завршном делу. Како се ближите завршном делу, главни комад се сужава (конуси).

Коначни комад, на крају, сачињен је од последњих 5 µм репа и представља структуру у којој се примећује одређени „поремећај“ у микротубулима који чине аксонеме флагела.

Животни циклус

Просечан одрасли човек произведе милион сперме дневно, међутим тим ћелијама је потребно 2 до 3 месеца да се потпуно формирају и сазреју (док не буду ејакулиране).

Животни циклус сперматозоида започиње гаметогенезом или сперматогенезом, односно дељењем ћелија клица или прекурсора, што ствара ћелијске линије које се касније деле, да би се касније диференцирале и сазреле. У међувремену, неисправне ћелије пролазе програмиране процесе ћелијске смрти.

Једном када се формира у сјеменичним тубулама, сперма која сазрева мора мигрирати у подручје тестиса познато као епидидимис, дуго око 20 стопа. Ова миграција траје неколико дана и показало се да у овој фази ћелије нису довољно зреле да оплоде јаје, пошто им недостаје довољна покретљивост.

Након што је прошло 18 или 24 сата у епидидимису, сперме су савршено покретне, али ту покретљивост инхибирају одређени протеински фактори.

Једном у епидидимису сперме одржавају своју плодност нешто више од месец дана, али ово време ће зависити од услова температуре, исхране и начина живота.

Када се сперматозоиди ејакулирају током односа (сексуални однос), они имају пуни капацитет за кретање, кретање брзином већом од 4 мм / мин. Ове ћелије могу преживети 1 до 2 дана у женском репродуктивном тракту, али то зависи од киселости околног окружења.

Сперматогенеза

Производња сперматогенезе прво се јавља код људи током пубертета. Овај процес се одвија у тестисима, који су два органа мушког репродуктивног система, и односи се на смањење хромосомског оптерећења полних ћелија (које иду од диплоидног (2н) до хаплоидног (н)).

У тестисима се сперматогенеза догађа у каналима познатим као семиниферна тубула, чији епител чине две главне ћелије: ћелије Сертоли и сперматогене ћелије.

Сперматогене ћелије стварају сперматозоиде, док Сертолијеве ћелије негују и штите сперматогене ћелије. Потоњи се налазе у сјеменичним тубулама у различитим фазама сазревања.

Шематски приказ процеса сперматогенезе (Извор: Мигуелфериг виа Викимедиа Цоммонс)

Међу сперматогене ћелије спадају ћелије познате као сперматогоније , које су незреле клице које су одговорне за дељење и производњу примарних сперматоцита, секундарних сперматоцита и зрелих сперматозоида.

- Сперматогонија, примарни сперматоцити, секундарни сперматоцити и сперматиди

Сперматогоније су смештене према спољашњем рубу полутисних тубула, близу базалне ламине истих; Док се деле, ћелије које настају мигрирају у централни део канала, где коначно сазревају.

Сперматоцитогенеза

Сперматогоније се деле митозом (асексуална подела) и диплоидне су ћелије (2н) које приликом дељења стварају више сперматогоније и примарних сперматоцита, који нису ништа друго до сперматогоније које се митозом престају делити да би ушле у мејозу И.

Мала група сперматогоније полако се дели митозом током живота, функционишући као "матичне ћелије" за производњу митотичке количине више сперматогоније или ћелија које су посвећене сазревању.

Када сперматогонија сазри, то јест, када се подели митозом, а касније мејозом, њихово потомство не заврши цитосолну поделу, тако да ће кћери (клонови) остати повезани међусобно цитосолним мостовима, као да су синцитијум. .

Овај синцицијум се одржава до завршних фаза сазревања и миграције сперматозоида (сперме), при чему се сперма ослобађа у лумен семенских тубула. То доводи до тога да се групе ћелија синхроно производе.

- Меиосис

Примарни сперматоцити, док се деле мејозом, формирају секундарне сперматоците који се поново дели под мејозом (мејоза ИИ), диференцирајући се у другу врсту ћелија која се зове сперматиде, а које имају половину хромозомског оптерећења сперматогоније. рецимо, они су хаплоидни.

- Сазревање сперматида или спермиогенеза

Како сперматиди сазревају, они се диференцирају у зреле сперматозоиде захваљујући низу морфолошких промена које укључују елиминацију великог дела њиховог цитосола, формирање флагела и унутрашњу реорганизацију њихових цитосолних органела.

Неке од ових промена имају везе са кондензацијом ћелијског језгра, са издуживањем ћелије и преуређивањем митохондрија.

Те ћелије касније мигрирају у епидидимис, кинки цев у тестисима, где се складиште и настављају процес сазревања. Међутим, само путем процеса познатог као кондензација, који се одвија у женском гениталном тракту, сперме доводе до сазревања.

Референце

1. Барретт, КЕ, Барман, СМ, Боитано, С., & Броокс, Х. (2012). Ганонг-ова рецензија медицинске физиологије, (ЛАНГЕ Басиц Сциенце).
2. Цхен, Х., Мрук, Д., Ксиао, Кс., Цхенг, ЦИ (2017). Људска сперматогенеза и њена регулација. Савремена ендокринологија, 49–72.
3. Цлермонт, И. (1970). Динамика сперматогенезе човека У Тхе Хуман Тестис (стр. 47–61).
4. Дадоуне, ЈП (1995). Нуклеарни статус људских сперматозоида. Мицрон. Елсевиер.
5. Гартнер, ЛП и Хиатт, ЈЛ (2006). Колор уџбеник хистолошке е-књиге. Елсевиер Хеалтх Сциенцес.
6. Грисволд, МД (2015). Сперматогенеза: Приврженост мејози. Физиолошки прегледи, 96, 1–17.
7. Соломон, Е., Берг, Л. и Мартин, Д. (1999). Биологија (5. изд.). Филаделфија, Пенсилванија: Саундерс Цоллеге Публисхинг.