SPERMIOGENEZA: FAZE IN NJIHOVE ZNAČILNOSTI - BIOLOGIJA - 2025

Spermatogeneza , semenčic znan tudi kot metamorfozo ustreza procesa preoblikovanja spermatid (ali na spermatid) v zrelo semenčic. Ta faza nastopi, ko se spermatidi pritrdijo na celice Sertolija.

V nasprotju s tem se izraz spermatogeneza nanaša na proizvodnjo haploidnih spermatozoidov (23 kromosomov) iz nediferencirane in diploidne spermatogonije (46 kromosomov).

Za spermatide sesalca je značilno, da imajo zaobljeno obliko in nimajo flagela, ki je dodatek v obliki biča, ki pomaga pri gibanju, značilen za semenčice. Spermatide morajo dozoreti v spermo, ki lahko opravlja svojo funkcijo: doseže jajčno celico in se ji pridruži.

Zato morajo razviti flagellum morfološko reorganizacijo in tako pridobiti gibalno sposobnost in sposobnost interakcije. Faze spermiogeneze sta v letih 1963 in 1964 opisala Clermont in Heller, zahvaljujoč vizualizaciji vsake od sprememb s pomočjo svetlobne mikroskopije v človeških tkivih.

Postopek diferenciacije semenčic, ki se pojavi pri sesalcih, vključuje naslednje faze: izgradnjo akrosomskega vezikula, oblikovanje nape, vrtenje in kondenzacijo jedra.

Faze

Golgijeva faza

Zrnca periodične kisline, Schiffov reagent, skrajšano PAS, se kopičijo v Golgijevem kompleksu spermatidov.

Akrosomski vezikul

Zrnca PAS so bogata z glikoproteini (beljakovine, vezane na ogljikove hidrate) in bodo ustvarile vezikularno strukturo, imenovano akrosomski vezikel. Med Golgijevo fazo se ta mehurček poveča v velikosti.

Polarnost semenčic je določena s položajem akrosomskega vezikula in ta struktura se nahaja v prednjem polu sperme.

Akrosom je struktura, ki vsebuje hidrolizne encime, kot so hialuronidaza, tripsin in akrosin, katerih funkcija je razpad celic, ki spremljajo oocit, hidroliziranje komponent matriksa, kot je hialuronska kislina.

Ta postopek je znan kot akrosomska reakcija in začne se s stikom med semenčico in najbolj zunanjo plastjo oocita, imenovano zona pellucida.

Centriolna migracija

Drugi ključni dogodek Golgijeve faze je migracija centriolov v posteriorno območje spermatida in prihaja do njihove uskladitve s plazemsko membrano.

Centriole nadaljuje sestavljanje devetih obrobnih mikrotubul in dveh osrednjih, ki sestavljajo flagellum sperme.

Ta sklop mikrotubulov lahko pretvori energijo - ATP (adenozin trifosfat), ustvarjen v mitohondrijih, v gibanje.

Faza pokrovčka

Akrosomski vezikel se razširi proti zadnji polovici celičnega jedra, kar daje videz čelade ali pokrovke. Na tem področju jedrska ovojnica degenerira svoje pore in struktura se zgosti. Poleg tega pride do kondenzacije jedra.

Večje spremembe v jedru

Med spermiogenezo se pojavi vrsta transformacij jedra bodoče sperme, na primer zbijanje do 10% začetne velikosti in nadomeščanje histonov s protaminom.

Protamini so beljakovine približno 5000 Da, bogate z argininom, z manj lizina in topne v vodi. Ti proteini so pogosti v spermi različnih vrst in pomagajo pri skrajni obsodbi DNK v skoraj kristalni strukturi.

Faza akrosoma

Pojavi se sprememba orientacije spermatida: glava je razporejena proti celicam Sertoli in flagellum - v procesu razvoja - sega v notranjost semenske cevi.

Že kondenzirano jedro spremeni svojo obliko, se podaljša in pridobi bolj sploščeno obliko. Jedro skupaj z akrosomom potuje blizu plazemske membrane na sprednjem koncu.

Poleg tega pride do reorganizacije mikrotubul v valjasto strukturo, ki se širi od akrosoma do zadnjega konca spermatida.

Kar zadeva centriole, se po končani funkciji v razvoju flagelluma vrnejo v posteriorno območje jedra in se ga držijo.

Oblikovanje priključnega dela

Zgodi se vrsta sprememb, ki tvorijo "vrat" sperme. Iz centriole, ki je zdaj pritrjena na jedro, izhaja devet vlaken znatnega premera, ki se širijo v repu zunaj mikrotubul.

Upoštevajte, da se ta gosta vlakna pridružijo jedru z flagellumom; zato je znan kot "povezovalni kos".

Oblikovanje vmesnega dela

Plazemska membrana se preusmeri tako, da zavije razvijajoč se flagellum, mitohondrije pa se premikajo, da tvorijo vijačno strukturo okoli vratu, ki se razširi na neposredno zadnjo regijo.

Novo nastalo območje imenujemo srednji del, ki se nahaja v repu sperme. Prav tako lahko ločimo vlaknati plašč, glavni del in glavni del.

Mitohondrije izvirajo iz neprekinjene obloge, ki obdaja vmesni kos, ta plast ima obliko piramide in sodeluje pri ustvarjanju energije in pri premiku semenčic.

Faza zorenja

Presežek celične vsebnosti citoplazme fagocitozira Sertolijeve celice v obliki preostalih teles.

Končna morfologija

Po spermiogenezi je sperma radikalno spremenila svojo obliko in je zdaj specializirana celica, sposobna gibanja.

V generirani semenčici je mogoče razlikovati območje glave (2–3 um v širino in 4 do 5 um v dolžino), kjer sta celično jedro s haploidno genetsko obremenitvijo in akrosomom.

Po glavi je vmesno območje, kjer se nahajajo centriole, mitohondrijska vijačnica in rep dolžine približno 50 um.

Postopek spermiogeneze se razlikuje glede na vrsto, čeprav v povprečju traja od enega do treh tednov. V poskusih na miših postopek tvorbe sperme traja 34,5 dni. Nasprotno pa postopek pri ljudeh traja skoraj dvakrat dlje.

Spermatogeneza je popoln proces, ki se lahko odvija neprekinjeno, vsak dan ustvari približno 100 milijonov spermijev na človeškem testisu.

Sprostitev sperme z ejakulacijo vključuje približno 200 milijonov. V celotnem življenju človek lahko proizvede 10 ¹² do 10 ¹³ spermijev.

Reference

1. Carlson, BM (2005). Človeška embriologija in razvojna biologija. Elsevier.
2. Cheng, CY in Mruk, DD (2010). Biologija spermatogeneze: preteklost, sedanjost in prihodnost. Filozofski posli kraljeve družbe B: Biological Sciences, 365 (1546), 1459–1463.
3. Gilbert SF. (2000) Razvojna biologija. 6. izdaja Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogeneza. Dostopno od: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
4. González - Merlo, J., & Bosquet, JG (2000). Onkološka ginekologija. Elsevier Španija.
5. Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ, & Sherman, LS (2003). Človeška embriologija. Elsevier ,.
6. Ross, MH, in Pawlina, W. (2007). Histologija. Besedilni in barvni atlas s celično in molekularno biologijo (vključuje CD-Rom) 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Urbina, MT, in Biber, JL (2009). Plodnost in podkrepljeno razmnoževanje. Panamerican Medical Ed.
8. Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW, & Novick, AC (2008). Campbell - Walsh Urology. Panamerican Medical Ed.