SPERMA: TOIMINNOT, OSAT, ELINKAARI, SPERMATOGENEESI - ANATOMIA JA FYSIOLOGIA - 2026

Siittiöt ovat kypsiä sukusoluja (gameettisoluja) tuotetaan miesten sukuelimiin. Ne ovat erittäin erikoistuneita soluja, jotka on täysin omistettu naisten munien hedelmöittämiselle, mikä on perustapahtuma seksuaalisen lisääntymisen aikana.

Ne löysi yli 300 vuotta sitten Antony van Leeuwenhoek, joka pelkästään uteliaisuudestaan ​​tarkkaili omaa siemennestoaan ja keksi termin "animalculus" havaittuihin pilkottuneisiin rakenteisiin.

Valokuva ihmisen spermasta (Lähde: Ei erityistä tekijää Wikimedia Commonsin kautta)

Siitä lähtien näitä soluja on tutkittu monissa tutkimuksissa, erityisesti hedelmällisyyteen ja avusteiseen lisääntymiseen liittyvissä tutkimuksissa.

Siittiöt ovat solut, joilla on korkeat energiantarpeet, koska niiden on liikuttava suurella nopeudella, kun ne on siemennetty peniksestä (uros sukupuolielimet) emättimeen (naispuoliset lisääntymiselimet).

He käyttävät energiaa lähinnä hiilihydraattien kuten glukoosin metaboliasta, ts. Glykolyysiä ja mitokondriaalista oksidatiivista fosforylaatiota, joka osoitettiin vuonna 1928, McCarthyn ja yhteistyökumppaneiden suorittamien kokeiden ansiosta.

Näiden solujen muodostuminen ja vapautuminen riippuu monista endokriinisistä (hormonalisista) tekijöistä, erityisesti testosteronista, jota kivekset tuottavat ja erittävät.

Toisin kuin mitä tapahtuu naisten sukupuolisolujen kanssa (jotka muodostuvat alkion kehityksen aikana), siittiöitä tuotetaan jatkuvasti koko ihmisen aikuiselämän ajan.

ominaisuudet

Siittiöt ovat erittäin tärkeitä soluja, koska niiden erityistehtävänä on sulautua naispuolisten munasarjojen munasolujen kanssa sen hedelmöittämiseen ja hedelmöittämiseen, prosessi, joka päättyy uuden yksilön muodostumiseen.

Spermat, samoin kuin munasolut, ovat haploidisia soluja, joten naaras- ja urosytimien fuusio palauttaa diploidivarauksen (2n) uudessa solussa. Tämä tarkoittaa, että jokainen solu osallistuu puoleen ihmisen kromosomaalisesta kuormasta tässä prosessissa.

Kaavio ihmisen spermasta. Lähde: Yksinkertaistettu siittiöiden kaavio.svg: Mariana Ruizderivaattorityö: Miguelferig

Ihmisissä sperma on soluja, jotka vastaavat jälkeläisten sukupuolen määrittämisestä, koska munasolussa on X-sukukromosomi, mutta jokaisella siemennesteellä voi olla joko X- tai Y-kromosomi.

Sperma yrittää hedelmöittää munaa

Kun spermassa, joka hedelmöittää ja hedelmöittää munaa, on X-kromosomi, muodostuva vauva on XX, ts. Se on geneettisesti naaras. Toisaalta, kun munan kanssa sulautuvassa siittiössä on Y-kromosomi, vauva on XY, toisin sanoen, geneettisesti uros.

Siittiöiden osat (rakenne)

Sperma ovat pieniä flagellaattisoluja (alle 70 mikronia pitkiä). Jokainen siemenneste koostuu kahdesta hyvin määritellystä alueesta, joita kutsutaan pääksi ja häntäksi, jotka molemmat suljetaan saman plasmamembraanin avulla.

Päässä on ydin, joka toimii naisen munasolun hedelmöittämiseen, kun taas häntä on liikkumisen organeli, joka antaa heille mahdollisuuden liikkua ja joka edustaa tärkeätä osa heidän pituudesta.

- pää

Sperman pää on litistetty muotoon ja sen halkaisija on noin 5 mikronia. Sen sisällä on hyvin tiivistetty solu-DNA, joka minimoi sen käyttämän tilavuuden, mikä helpottaa sen kuljetusta, transkriptiota ja vaimennusta.

Siemennesteen ytimessä on 23 haploidista kromosomia (yhdessä kopiossa). Nämä kromosomit eroavat somaattisten solujen (kehon solut, jotka eivät ole sukupuolisoluja) kromosomeista siinä, että ne on täynnä protamiinina tunnettuja proteiineja ja joitain siittiöiden histoneja.

Protamiinit ovat proteiineja, joissa on runsaasti positiivisia varauksia, jotka helpottavat niiden vuorovaikutusta negatiivisesti varautuneen DNA: n kanssa.

Ihmisen siemennesteen sivu- ja etukuva (Lähde: LadyofHats Wikimedia Commonsin kautta)

Ytimen lisäksi siittiön päässä on eritysrakko, joka tunnetaan nimellä akrosomaalinen vesikkeli tai akrosomi, joka ympäröi osittain ytimen etuosaa ja on yhteydessä sukupuolen plasmamembraaniin.

Tässä vesikkelissä on suuri määrä entsyymejä, jotka helpottavat munasolun ulkokuoren tunkeutumista hedelmöityksen aikana. Nämä entsyymit sisältävät neuraminidaasin, hyaluronidaasin, happofosfataasin, aryylisulfataasin ja akrosiinin, proteaasin, joka on samanlainen kuin trypsiini.

Kun muna ja siittiöt ovat kosketuksissa toisiinsa, akrosomi vapauttaa sisällön eksosytoosilla, prosessilla, jota kutsutaan ”akrosomireaktioksi” ja joka on välttämätöntä siittiön liittymiselle, tunkeutumiselle ja sulautumiselle munasoluun.

- Häntä

Sperman pää ja häntä peitetään samalla plasmamembraanilla. Häntä on erittäin pitkä flagellum, jolla on neljä aluetta, nimeltään kaula, keskimmäinen kappale, pääkappale ja päätykappale.

Aksoneema, ts. Sytoskeletalinen rakenne, joka tarjoaa liikkeen hännään, syntyy peruskappaleesta, joka sijaitsee sperman ytimen takana. Tämä perusrunko muodostaa kaulan ja on noin 5 μm pitkä.

Kaulan ja päätykappaleen välissä on välikappale. Se on 5 mikronia pitkä ja jolle on tunnusomaista, että läsnä on useita mitokondrioita, jotka on järjestetty "vaipan" muodossa keskusakselin ympärille. Nämä erittäin erikoistuneet mitokondriat tarjoavat käytännössä ATP: n muodossa liikkumisen kannalta välttämätöntä energiaa.

Pääkappale on vajaa 50 μm pitkä ja hännän pisin osa. Se alkaa "renkaalla", joka estää mitokondrioiden etenemisen edelleen, ja päättyy päätykappaleeseen. Kun pääset lähemmäksi päätykappaletta, pääkappale kapenee (kapenee).

Päätekappale koostuu lopulta hännän viimeisistä 5 μm: stä ja se on rakenne, jossa havaitaan tietty ”häiriö” mikrotubulluissa, jotka muodostavat flagellumin aksoneeman.

Elinkaari

Keskimääräinen aikuinen mies tuottaa miljoonia siittiöitä päivässä, mutta näiden solujen muodostuminen ja kypsyminen kestää 2–3 kuukautta (kunnes ne sieppataan).

Spermasolun elinkaari alkaa gametogeneesillä tai spermatogeneesillä, ts. Sukusolujen tai esiastesolujen jakautumisella, mikä aiheuttaa solulinjoja, jotka jakautuvat myöhemmin myöhemmin erilaistumiseen ja kypsymiseen. Sillä välin vialliset solut käyvät läpi ohjelmoidut solukuolemaprosessit.

Kun se on muodostunut siemenmaisiin tubulaareihin, kypsyvän siemennesteen on muuttuttava kiveksen alueelle, joka tunnetaan nimellä epididymis, joka on noin 20 jalkaa pitkä. Tämä muuttuminen kestää muutaman päivän ja on osoitettu, että solut eivät tässä vaiheessa ole riittävän kypsiä hedelmöittämään munaa, koska niillä ei ole riittävää liikkuvuutta.

Sen jälkeen kun 18 tai 24 tuntia on kulunut otsakkeessa, siittiöt ovat täysin liikkuvia, mutta tietyt proteiinitekijät estävät tätä liikkuvuutta.

Kun siemennesteessä on siittiöt, hedelmällisyys säilyy hiukan yli kuukauden, mutta tämä aika riippuu lämpötilan, ruokavalion ja elämäntavan olosuhteista.

Kun siittiöitä siemennetään yhdynnän (yhdynnän aikana) aikana, niillä on täysi liikkumiskapasiteetti, ja ne liikkuvat jopa 4 mm / min nopeudella. Nämä solut voivat säilyä 1 - 2 päivää naisen lisääntymiselimissä, mutta tämä riippuu ympäröivän ympäristön happamuudesta.

siittiöiden

Siittiöiden tuotanto (spermatogeneesi) tapahtuu ensin ihmisillä murrosiän aikana. Tämä prosessi tapahtuu kiveksissä, jotka ovat miehen lisääntymisjärjestelmän kaksi elintä, ja se liittyy sukupuolisolujen (jotka muuttuvat diploidista (2n) haploidiksi (n)) kromosomaalisen kuormituksen vähentämiseen.

Kiveksissä spermatogeneesi tapahtuu kanavissa, joita kutsutaan siemenputkeiksi, joiden epiteeli koostuu kahdesta päätyyppisolusta: Sertoli-solut ja spermatogeeniset solut.

Spermatogeeniset solut synnyttävät siittiöitä, kun taas Sertoli-solut ravitsevat ja suojaavat siittiöitä. Viimeksi mainitut ovat siemenputkissa kypsymisen eri vaiheissa.

Kaavioesitys spermatogeneesiprosessista (Lähde: Miguelferig Wikimedia Commonsin kautta)

Spermatogeenisissä soluissa ovat solut, joita kutsutaan spermatogonioiksi, jotka ovat epäkypsiä sukusoluja, jotka vastaavat primaaristen spermasolujen, sekundaaristen spermatosyyttien ja kypsien spermien jakamisesta ja tuottamisesta.

- Spermatogonia, primaariset spermatosyytit, sekundaariset spermatosyytit ja spermatidit

Spermatogoniat sijaitsevat siemenputkien ulkoreunaa kohti, lähellä niiden pohjakerrosta; Jakautuessaan solut, joita ne tuottavat, siirtyvät kanavien keskiosaan, missä ne lopulta kypsyvät.

Spermatocytogenesis

Spermatogoniat jakautuvat mitoosin avulla (aseksuaalinen jakautuminen) ja ovat diploidisia soluja (2n), jotka jakautuessaan tuottavat enemmän spermatogonioita ja primaarisia siittiöitä, jotka eivät ole muuta kuin spermatogonioita, jotka lopettavat jakautumisen mitoosilla päästäkseen meioosiin I.

Pieni ryhmä spermatogonioita jakaantuu hitaasti mitoosilla koko elämän ajan, toimimalla "kantasoluina" useamman kypsymiseen sitoutuneiden spermatogonioiden tai solujen mitoottiseksi tuottamiseksi.

Kun spermatogonia kypsyy, toisin sanoen kun ne jakautuvat mitoosin ja myöhemmin meioosin avulla, niiden jälkeläiset eivät suorita sytosolista jakoa, joten tytärisolut (kloonit) pysyvät yhteydessä toisiinsa sytosolisten siltojen avulla, ikään kuin ne olisivat synkytiumia..

Tätä synsytiumia ylläpidetään siittiösolujen (siittiöiden) kypsymisen ja kulkeutumisen loppuvaiheisiin asti, jolloin siittiöt vapautuvat siemenputkien luumeniin. Tämä johtaa soluryhmien tuottamiseen synkronisesti.

- Meioosi

Primaariset spermasyytit jakautuvat meioosilla muodostaen sekundaarisia spermasyyttejä, jotka jakautuvat taas meioosilla (meioosi II), erottuen toisen tyyppisiksi soluiksi, joita kutsutaan spermatideiksi, joilla on puolet spermatogonian kromosomaalisesta kuormituksesta. sanotaan, että ne ovat haploidisia.

- Spermaattien kypsyminen tai spermogeneesi

Spermatyyttien kypsyessä ne erottuvat kypsiksi siittiöiksi monien morfologisten muutosten ansiosta, joihin sisältyy suuren osan niiden sytosolista poistuminen, siipien muodostuminen ja niiden sytosolisten organelien sisäinen uudelleenjärjestely.

Jotkut näistä muutoksista liittyvät solun ytimen tiivistymiseen, solun pidentymiseen ja mitokondrioiden uudelleenjärjestelyyn.

Nämä solut muuttuvat myöhemmin koeputkeen, kinkkuiseen putkeen kiveksissä, missä ne varastoidaan ja jatkavat kypsytysprosessia. Kuitenkin sperma saattaa loppuun kypsymisensä vain kapasitaatioksi kutsutun prosessin avulla, joka tapahtuu naisen sukuelimissä.

Viitteet

1. Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., ja Brooks, H. (2012). Ganongin arvostelu lääketieteellisestä fysiologiasta (LANGE Basic Science).
2. Chen, H., Mruk, D., Xiao, X. ja Cheng, CY (2017). Ihmisen spermatogeneesi ja sen säätely. Nykyaikainen endokrinologia, 49–72.
3. Clermont, Y. (1970). Ihmisen spermatogeneesin dynamiikka. In The Human Testis (s. 47–61).
4. Dadoune, JP (1995). Ihmisen spermasolujen ydinasema. Micron. Elsevier.
5. Gartner, LP, ja Hiatt, JL (2006). Histologisen e-kirjan värikirja. Elsevier terveystieteet.
6. Griswold, MD (2015). Spermatogeneesi: sitoutuminen meioosiin. Fysiologiset arvostelut, 96, 1–17.
7. Solomon, E., Berg, L., ja Martin, D. (1999). Biologia (5. painos). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.