SPERMIOGENESE: FASER OG DERES EGENSKAPER - BIOLOGI - 2026

Den spermatogenesen , spermatica også kjent som metamorfose, tilsvarer transformasjonsprosessen spermatider (eller spermatider) i modne sædceller. Denne fasen oppstår når spermatider er festet til Sertoli-celler.

I kontrast refererer begrepet spermatogenese til produksjon av haploide spermatozoer (23 kromosomer) fra udifferensierte og diploide spermatogoni (46 kromosomer).

Spermididene til et pattedyr kjennetegnes ved å ha en avrundet form og mangler et flagellum, som er den piskeformede appendiks som hjelper bevegelse, typisk for sædceller. Sædcellene må modnes til en sæd som er i stand til å utføre sin funksjon: når egget og blir med det.

Derfor må de utvikle en flagellum morfologisk omorganisering, og dermed tilegne seg bevegelighet og interaksjonskapasitet. Stadiene av spermiogenese ble beskrevet i 1963 og 1964 av Clermont og Heller, takket være visualiseringen av hver av endringene ved bruk av lysmikrokopi i menneskelig vev.

Sæddifferensieringsprosessen som forekommer hos pattedyr involverer følgende stadier: konstruksjon av en akrosomal vesikkel, dannelse av en hette, rotasjon og kondensasjon av kjernen.

faser

Golgifase

Periodiske syregranuler, Schiffs reagens, forkortet PAS, akkumuleres i Golgi-komplekset med spermatider.

Akrosomal vesikkel

PAS-granuler er rike på glykoproteiner (proteiner bundet til karbohydrater) og vil gi opphav til en vesikulær struktur kalt den akrosomale vesikelen. I løpet av Golgi-fasen øker denne vesikelen i størrelse.

Sædens polaritet er definert av plasseringen av den akrosomale vesikelen, og denne strukturen vil være lokalisert i den fremre polen til sædcellen.

Akrosomet er en struktur som inneholder hydrolytiske enzymer, så som hyaluronidase, trypsin og akrosin, hvis funksjon er desintegrasjonen av cellene som følger med oocytten, hydrolyserer komponentene i matrisen, for eksempel hyaluronsyre.

Denne prosessen er kjent som en akrosomreaksjon, og den begynner med kontakten mellom sædcellene og det ytterste laget av oocytten, kalt zona pellucida.

Sentriole migrasjon

En annen sentral hendelse i Golgi-fasen er migrasjonen av sentriolene til den bakre regionen av spermatiden, og deres justering med plasmamembranen skjer.

Sentriolen fortsetter til sammenstillingen av de ni perifere mikrotubuli og de to sentrale som utgjør sædcellerne.

Dette settet med mikrotubuli er i stand til å transformere energi - ATP (adenosintrifosfat) generert i mitokondriene - til bevegelse.

Cap-fase

Den akrosomale vesikelen fortsetter å ekspandere mot den fremre halvdelen av cellekjernen, noe som gir utseendet til en hjelm eller hette. I dette området degenererer den nukleære konvolutten porene og strukturen tykner. I tillegg oppstår kjernekondensering.

Store endringer i kjernen

Under spermiogenese oppstår en serie transformasjoner av kjernen til fremtidig sæd, for eksempel komprimering til 10% av den opprinnelige størrelsen og erstatning av histoner med protaminer.

Protaminer er proteiner på rundt 5000 Da, rike på arginin, med mindre lysin og løselige i vann. Disse proteinene er vanlige i sæd fra forskjellige arter og hjelper til med ekstrem fordømmelse av DNA i en nesten krystallinsk struktur.

Akrosom fase

En endring av orienteringen til spermatiden skjer: hodet er anordnet mot Sertoli-cellene og flagellum - i utviklingsprosessen - strekker seg inn i det indre av det seminiferøse røret.

Den allerede kondenserte kjernen endrer form, forlenger og tar en mer flat form. Kjernen kjører sammen med akrosomet nær plasmamembranen i den fremre enden.

I tillegg skjer en omorganisering av mikrotubulene til en sylindrisk struktur som utvides fra akrosomet til den bakre enden av spermatiden.

Når det gjelder sentriolene, etter at de har fullført sin funksjon i utviklingen av flagellum, vender de tilbake til det bakre området av kjernen og holder seg til den.

Dannelse av forbindelsesstykket

En serie modifikasjoner skjer for å danne sædens "hals". Fra sentriolene, nå festet til kjernen, dukker det opp ni fibre med en betydelig diameter som sprer seg i halen utenfor mikrotubuli.

Legg merke til at disse tette fibrene går sammen med kjernen med flagellum; derfor er det kjent som et "forbindende stykke".

Dannelse av mellomstykket

Plasmamembranen skifter for å innhylle det utviklende flagellum, og mitokondriene skifter for å danne en spiralformet struktur rundt nakken som strekker seg til det umiddelbare bakre området.

Den nydannede regionen kalles det midterste stykket, som ligger i spermens hale. På samme måte kan den fibrøse kappen, hoveddelen og hoveddelen skilles.

Mitokondriene har en kontinuerlig tildekning som omgir mellomstykket, dette laget har form av en pyramide og deltar i generering av energi og i sædbevegelser.

Modningsfase

Overskuddet av cellulært cytoplasmatisk innhold blir fagocytosert av Sertoli-celler, i form av resterende legemer.

Endelig morfologi

Etter spermiogenese har sædcellene radikalt endret form og er nå en spesialisert celle som kan bevege seg.

I den genererte sædcellene kan hodeområdet (2-3 um i bredden og 4 til 5 um i lengde) differensieres, der cellekjernen med den haploide genetiske belastningen og akrosomet er lokalisert.

Etter hodet er det mellomliggende området, der sentriolene, mitokondriell helix og halen på omtrent 50 um i lengde er lokalisert.

Spermiogeneseprosessen varierer avhengig av art, selv om det i gjennomsnitt tar fra en til tre uker. I eksperimenter utført på mus tar sæddannelsesprosessen 34,5 dager. I kontrast tar prosessen hos mennesker nesten dobbelt så lang tid.

Spermatogenese er en komplett prosess som kan oppstå kontinuerlig, og genererer omtrent 100 millioner sædceller per menneskelig testikkel hver dag.

Frigjøring av sæd ved utløsning involverer omtrent 200 millioner. I løpet av hele livet kan en mann produsere 10 ¹² til 10 ¹³ sædceller.

referanser

1. Carlson, BM (2005). Menneskelig embryologi og utviklingsbiologi. Elsevier.
2. Cheng, CY, & Mruk, DD (2010). Spermatogenesens biologi: fortiden, nåtiden og fremtiden. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 365 (1546), 1459–1463.
3. Gilbert SF. (2000) Utviklingsbiologi. 6. utgave. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogenesis. Tilgjengelig fra: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
4. González - Merlo, J., & Bosquet, JG (2000). Onkologisk gynekologi. Elsevier Spania.
5. Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ, & Sherman, LS (2003). Menneskelig embryologi. Elsevier ,.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Tekst og fargeatlas med cellulær og molekylær biologi (inkluderer cd - rom) 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Urbina, MT, & Biber, JL (2009). Fruktbarhet og assistert reproduksjon. Panamerican Medical Ed.
8. Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW, & Novick, AC (2008). Campbell - Walsh Urology. Panamerican Medical Ed.