SPERM: FUNKSJONER, DELER, LIVSSYKLUS, SPERMATOGENESE - ANATOMI OG FYSIOLOGI - 2026

Den sperm er modne kjønnsceller (kjønnsceller celler) som ble produsert i testis. De er høyspesialiserte celler, fullt dedikert til oppgaven med å befrukte kvinnelige egg, en grunnleggende hendelse under seksuell reproduksjon.

De ble oppdaget for mer enn 300 år siden av Antony van Leeuwenhoek, som utelukkende motivert av sin nysgjerrighet observerte sin egen sæd og myntet begrepet "animalculus" til de flagellerte strukturer som han observerte.

Fotografi av menneskelig sæd (Kilde: Ingen spesifikk forfatter via Wikimedia Commons)

Siden den gang har disse cellene vært gjenstand for studier av mange undersøkelser, spesielt de som er relatert til fruktbarhet og assistert reproduksjon.

Sperm er celler med høyt energibehov, da de må bevege seg i høy hastighet når de er utløsning fra penis (mannlig reproduktivt organ) til skjedeveiene (kvinnelig reproduktive organ).

Energien de bruker stammer hovedsakelig fra metabolismen av karbohydrater som glukose, det vil si fra glykolyse og mitokondriell oksidativ fosforylering, som ble demonstrert i 1928, takket være eksperimentene utført av McCarthy og samarbeidspartnere.

Dannelsen og frigivelsen av disse cellene avhenger av mange endokrine (hormonelle) faktorer, spesielt testosteron, som produseres og skilles ut av testiklene.

I motsetning til hva som skjer med kvinnelige kjønnsceller (som produseres under embryonal utvikling), produseres sæd kontinuerlig gjennom en manns voksne liv.

Egenskaper

Sperm er veldig viktige celler, siden de har den spesielle oppgaven å smelte sammen med egget i kvinnelige eggstokker for å befrukte og befrukte det, en prosess som ender med dannelsen av et nytt individ.

Sædcellene, så vel som eggløsningene, er haploide celler, så fusjonen av kvinnelige og hannkjerner gjenoppretter diploidladningen (2n) i en ny celle. Dette innebærer at hver celle bidrar med halvparten av kromosombelastningen til et menneske i denne prosessen.

Diagram over en menneskelig sæd. Kilde: Forenklet spermatozoon diagram.svg: Mariana Ruizderivative arbeid: Miguelferig

Hos mennesker er sædceller de celler som er ansvarlige for å bestemme avkommet til kjønn, siden egget har et X-sex-kromosom, men hver sæd kan enten ha et X-kromosom eller et Y-kromosom.

Sperm prøver å befrukte et egg

Når sædcellene som vellykket befrukter og befrukter egget har et X-kromosom, vil babyen som vil bli dannet være XX, det vil si at den vil være genetisk kvinnelig. På den annen side, når sædcellene som smelter sammen med egget har et Y-kromosom, vil babyen være XY, det vil si genetisk mannlig.

Spermdeler (struktur)

Sperm er små flagellatceller (mindre enn 70 mikrometer i lengde). Hver sæd består av to veldefinerte regioner kjent som hodet og halen, begge lukket av den samme plasmamembranen.

I hodet er kjernen som vil tjene til å befrukte det kvinnelige egget, mens halen er bevegelsens organelle som lar dem bevege seg og som representerer en viktig del av deres lengde.

- hode

Sædens hode er flatet i form og måler omtrent 5 mikrometer i diameter. Inni i det er cellulært DNA, som er veldig komprimert, noe som minimerer volumet det opptar, noe som letter transporten, transkripsjonen og lyddempingen.

Sædkjernen har 23 haploide kromosomer (i en enkelt kopi). Disse kromosomene skiller seg fra kromosomene i somatiske celler (celler i kroppen som ikke er kjønnsceller) ved at de er fullpakket med proteiner kjent som protaminer og noen sædhistoner.

Protaminer er proteiner med mange positive ladninger, som letter interaksjonen deres med negativt ladet DNA.

Side- og frontfoto av en menneskelig sæd (Kilde: LadyofHats via Wikimedia Commons)

I tillegg til kjernen, har spermens hode en sekretorisk vesikkel kjent som den akrosomale vesikelen eller akrosomet, som delvis omgir det fremre området av kjernen og er i kontakt med plasmamembranen til kjønnscellen.

Denne vesikelen rommer et stort antall enzymer som letter prosessen med penetrering av ytre dekke av egget under befruktning. Disse enzymene inkluderer neuraminidase, hyaluronidase, sur fosfatase, arylsulfatase og acrosin, en protease som ligner trypsin.

Når egget og sædcellene kommer i kontakt med hverandre, frigjør akrosomet innholdet ved eksocytose, en prosess kjent som "akrosomreaksjonen", som er essensiell for forening, penetrering og fusjon av sædcellene med egget.

- Hale

Sædets hode og hale er dekket av den samme plasmamembranen. Halen er en veldig lang flagellum som har fire regioner kalt nakken, midtstykket, hovedstykket og sluttstykket.

Axoneme, det vil si den cytoskeletale strukturen som gir bevegelse til halen, kommer ut fra en basal kropp som ligger bak sædkjernen. Denne basallegemet er det som utgjør nakken og er omtrent 5μm lang.

Mellom halsen og sluttstykket er mellomstykket. Den er 5 mikron lang og er preget av tilstedeværelsen av flere mitokondrier som er anordnet i form av en "skjede" rundt det sentrale aksoneme. Disse høyspesialiserte mitokondrier er det som i utgangspunktet gir energien som er nødvendig for bevegelse i form av ATP.

Hovedstykket er i underkant av 50 mikrometer og er den lengste delen av halen. Det begynner i en "ring" som forhindrer videre utvikling av mitokondriene og slutter i sluttstykket. Når du kommer nærmere sluttstykket, avsmalner hovedstykket.

Endelig består terminalen av de siste 5 mikrometer av halen og er en struktur der en viss "forstyrrelse" blir observert i mikrotubulene som utgjør flaggens aksoneme.

Livssyklus

En gjennomsnittlig voksen mann produserer millioner av sæd per dag, men disse cellene tar mellom 2 og 3 måneder å fullforme og modnes (til de er utløsning).

Livssyklusen til en sædcelle begynner med gametogenese eller spermatogenese, det vil si med inndelingen av en kim- eller forløpercelle, som gir opphav til cellelinjer som deler seg senere, for senere å differensiere og modnes. I mellomtiden gjennomgår mangelfulle celler programmerte celledødsprosesser.

Når den er dannet i seminiferøse tubuli, må den modne sæden vandre inn i et område av testis kjent som epididymis, som er omtrent 20 fot lang. Denne migrasjonen tar noen dager, og det har vist seg at cellene på dette stadiet ikke er modne nok til å befrukte et egg, da de mangler tilstrekkelig mobilitet.

Etter 18 eller 24 timer i epididymis, er sædcellene perfekt bevegelige, men denne bevegeligheten blir hemmet av visse proteinfaktorer.

En gang i epididymis, opprettholder sædcellene sin fruktbarhet i litt over en måned, men denne tiden vil avhenge av betingelsene for temperatur, kosthold og livsstil.

Når sæd blir ejakulert under samleie (seksuell omgang), har de full kapasitet for bevegelse, og beveger seg i hastigheter så raskt som 4 mm / min. Disse cellene kan overleve i 1 til 2 dager i den kvinnelige reproduktive kanalen, men dette avhenger av surheten i omgivelsene.

spermatogenesis

Sædproduksjon (spermatogenese) skjer først hos mennesker i puberteten. Denne prosessen foregår i testiklene, som er to organer i det mannlige reproduktive systemet, og har å gjøre med reduksjonen av den kromosomale belastningen på kjønnscellene (som går fra å være diploid (2n) til å være haploide (n)).

I testiklene forekommer spermatogenese i kanaler kjent som seminiferøse tubuli, hvis epitel består av to hovedtyper celler: Sertoli-celler og spermatogene celler.

Spermatogene celler gir spermatozoer, mens Sertoli-celler gir næring og beskytter spermatogene celler. De sistnevnte befinner seg i seminiferøse tubuli i forskjellige modningsstadier.

Skjematisk fremstilling av spermatogeneseprosessen (Kilde: Miguelferig via Wikimedia Commons)

Blant de spermatogene cellene er celler kjent som spermatogonia , som er umodne kimceller som er ansvarlige for å dele og produsere primære spermatocytter, sekundære spermatocytter og moden sæd.

- Spermatogonia, primære spermatocytter, sekundære spermatocytter og spermatider

Spermatogonia er plassert mot ytterkanten av seminiferous tubules, nær basalaminaen til den samme; Når de deler seg, migrerer cellene de gir til den sentrale delen av kanalene, hvor de til slutt modnes.

Spermatocytogenesis

Spermatogonia deler seg ved mitose (aseksuell inndeling) og er diploide celler (2n) som, når de deler seg, genererer mer spermatogonia og primære spermatocytter, som ikke er noe annet enn spermatogonia som slutter å dele med mitose for å komme inn i meiose I.

En liten gruppe spermatogoni deler seg sakte ved mitose gjennom livet, og fungerer som "stamceller" for mitotisk produksjon av mer spermatogoni eller celler som er forpliktet til modning.

Når spermatogonia modnes, det vil si når de deler seg ved mitose og senere ved meiose, fullfører ikke deres avkom den cytosoliske inndelingen, så dattercellene (klonene) forblir koblet til hverandre av cytosoliske broer, som om de var et syncytium. .

Dette syncytium opprettholdes til de endelige stadier av modning og migrering av sædceller (sædceller), der sædcellene frigjøres i lumen i de seminiferøse tubuli. Dette resulterer i at grupper av celler blir produsert synkront.

- Meiosis

Primære spermatocytter, når de deler seg ved meiose, danner sekundære spermatocytter, som igjen deler seg ved meiose (meiose II), og som skiller seg ut i en annen type celle kalt spermatider, som har halve kromosomal belastning av spermatogoni. si, de er haploide.

- Modning av spermatider eller spermiogenese

Når sædcellene modnes, differensierer de seg til modne spermatozoer takket være en serie morfologiske forandringer som innebærer eliminering av en stor del av deres cytosol, dannelsen av flagella og den interne omorganiseringen av deres cytosoliske organeller.

Noen av disse endringene har å gjøre med kondensasjonen av cellekjernen, med forlengelsen av cellen og omorganiseringen av mitokondriene.

Disse cellene vandrer deretter inn i epididymis, et kinky rør i testiklene, hvor de er lagret og fortsetter modningsprosessen. Imidlertid, bare gjennom en prosess kjent som kondensasjon, som foregår i den kvinnelige kjønnsveien, fullfører sædcellene modningen.

referanser

1. Barrett, KE, Barman, SM, Boitano, S., & Brooks, H. (2012). Ganongs Review of medisinsk fysiologi, (LANGE Basic Science).
2. Chen, H., Mruk, D., Xiao, X., & Cheng, CY (2017). Human spermatogenesis og dens regulering. Samtidig endokrinologi, 49–72.
3. Clermont, Y. (1970). Dynamics of Human Spermatogenesis. I The Human Testis (s. 47–61).
4. Dadoune, JP (1995). Den kjernefysiske statusen til menneskelige sædceller. Micron. Elsevier.
5. Gartner, LP, & Hiatt, JL (2006). Fargelærebok for histologi e-bok. Elsevier Health Sciences.
6. Griswold, MD (2015). Spermatogenese: Engasjementet for Meiosis. Fysiologiske anmeldelser, 96, 1–17.
7. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologi (5. utg.). Philadelphia, Pennsylvania: Saunders College Publishing.