- Фази
- Фаза на Голджи
- Акрозомна везикула
- Центриолна миграция
- Фаза на капачката
- Основни промени в ядрото
- Акрозомна фаза
- Формиране на свързващото парче
- Формиране на междинното парче
- Фаза на зреене
- Крайна морфология
- Препратки
На сперматогенезата, семенната известен също като метаморфоза, съответства сперматиди на процеса трансформация (или сперматиди) в зрели сперматозоиди. Тази фаза настъпва, когато сперматидите са прикрепени към клетките на Сертоли.
За разлика от тях терминът сперматогенеза се отнася до производството на хаплоидни сперматозоиди (23 хромозоми) от недиференцирана и диплоидна сперматогония (46 хромозоми).
Сперматидите на бозайник се характеризират с това, че имат закръглена форма и липсва флагел, което е прилепче с форма на камшик, което подпомага движението, типично за сперматозоидите. Сперматидите трябва да зреят в сперматозоид, способен да изпълнява функцията си: да достигне яйцеклетката и да се присъедини към нея.
Следователно, те трябва да развият морфологично реорганизиращ флагел, като по този начин придобиват подвижност и способност за взаимодействие. Фазите на спермиогенезата са описани през 1963 и 1964 г. от Клермон и Хелър, благодарение на визуализацията на всяка от промените, използвайки лека микрокопия в човешки тъкани.
Процесът на диференциация на сперматозоидите, който протича при бозайници, включва следните етапи: изграждането на акрозомна везикула, образуването на качулка, въртенето и кондензацията на ядрото.
Фази
Фаза на Голджи
Гранули от периодична киселина, реагент на Шиф, съкратено PAS, се натрупват в комплекса на сперматиди Голджи.
Акрозомна везикула
Гранулите на PAS са богати на гликопротеини (протеини, свързани с въглехидрати) и ще доведат до образуване на везикуларна структура, наречена акрозомна везикула. По време на фазата на Голджи този везикул се увеличава по размер.
Полярността на спермата се определя от позицията на акрозомния везикул и тази структура ще бъде разположена в предния полюс на спермата.
Акрозома е структура, която съдържа хидролитични ензими, като хиалуронидаза, трипсин и акрозин, чиято функция е разпадането на клетките, придружаващи ооцита, хидролизиране на компонентите на матрицата, като хиалуронова киселина.
Този процес е известен като реакция на акрозом и той започва с контакта между спермата и най-външния слой на яйцеклетката, наречен zona pellucida.
Центриолна миграция
Друго ключово събитие от фазата на Голджи е миграцията на центриолите към задната област на сперматида и се извършва тяхното привеждане в съответствие с плазмената мембрана.
Центриолът пристъпва към сглобяването на деветте периферни микротрубове и двете централни, съставляващи флагела на спермата.
Този набор от микротрубочки са способни да трансформират енергията - АТФ (аденозин трифосфат), генерирана в митохондриите - в движение.
Фаза на капачката
Акрозомният везикул продължава да се разширява към предната половина на клетъчното ядро, придавайки вид на шлем или капачка. В тази зона ядрената обвивка дегенерира порите й и структурата се сгъстява. Освен това се получава кондензация в сърцевината.
Основни промени в ядрото
По време на спермиогенезата се случва серия от трансформации на ядрото на бъдещия сперматозоид, като уплътняване до 10% от първоначалния размер и замяна на хистоните с протамини.
Протамините са протеини от около 5000 Da, богати на аргинин, с по-малко лизин и разтворими във вода. Тези протеини са често срещани в сперматозоидите на различни видове и помагат за крайното осъждане на ДНК в почти кристална структура.
Акрозомна фаза
Настъпва промяна в ориентацията на сперматида: главата е подредена към клетките на Сертоли, а флагелът - в процеса на развитие - се простира във вътрешността на семенната тръба.
Вече сгъстеното ядро променя формата си, удължава се и придобива по-сплескана форма. Ядрото, заедно с акрозома, пътува близо до плазмената мембрана в предния край.
В допълнение, реорганизацията на микротубулите става в цилиндрична структура, която се разширява от акросома до задния край на сперматида.
Що се отнася до центриолите, след като завършат функцията си в развитието на флагела, те се връщат в задната област на ядрото и се придържат към него.
Формиране на свързващото парче
Поредица от модификации се случват, за да образуват "шията" на спермата. От центриолите, сега прикрепени към ядрото, излизат девет влакна със значителен диаметър, които се разпространяват в опашката извън микротубулите.
Обърнете внимание, че тези плътни влакна се присъединяват към ядрото с фланела; оттук е известно като "свързващо парче".
Формиране на междинното парче
Плазмената мембрана се измества, за да обгърне развиващия се жлезник, а митохондриите се изместват, за да образуват спирална структура около шията, която се простира до непосредствената задна област.
Новообразуваният регион се нарича средното парче, разположено в опашката на спермата. По същия начин може да се разграничат влакнестата обвивка, основната част и основната част.
Митохондриите произхождат непрекъснато покритие, което заобикаля междинното парче, този слой има формата на пирамида и участва в генерирането на енергия и в движенията на сперматозоидите.
Фаза на зреене
Излишъкът от клетъчно цитоплазмено съдържание се фагоцитира от клетки на Сертоли под формата на остатъчни тела.
Крайна морфология
След спермиогенезата спермата коренно промени формата си и сега е специализирана клетка, способна да се движи.
В генерираната сперма може да се диференцира областта на главата (с ширина 2–3 um и дължина от 4 до 5 um), където се намира клетъчното ядро с хаплоидното генетично натоварване и акрозомата.
След главата е междинният участък, където са разположени центриолите, митохондриалната спирала и опашката с дължина около 50 um.
Процесът на спермиогенезата варира в зависимост от вида, въпреки че средно трае от една до три седмици. В експерименти, проведени върху мишки, процесът на образуване на сперма отнема 34,5 дни. За разлика от тях процесът при хората отнема почти два пъти повече време.
Сперматогенезата е пълен процес, който може да протича непрекъснато, генерирайки около 100 милиона сперма на човешки тестис всеки ден.
Освобождаването на сперма чрез еякулация включва около 200 милиона. През целия си живот човек може да произвежда 10 12 до 10 13 сперматозоиди.
Препратки
- Carlson, BM (2005). Човешка ембриология и биология на развитието. Elsevier.
- Cheng, CY, & Mruk, DD (2010). Биологията на сперматогенезата: миналото, настоящето и бъдещето. Философски транзакции на Кралското общество Б: Биологични науки, 365 (1546), 1459–1463.
- Gilbert SF. (2000) Биология на развитието. 6-то издание. Съндърланд (Масачузетс): Sinauer Associates. Сперматогенезата. Достъпно от: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
- González - Merlo, J., & Bosquet, JG (2000). Онкологична гинекология. Elsevier Испания.
- Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ, & Sherman, LS (2003). Човешка ембриология. Elsevier,.
- Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Хистология. Текстов и цветен атлас с клетъчна и молекулярна биология (включва CD-ROM) 5aed. Panamerican Medical Ed.
- Urbina, MT, & Biber, JL (2009). Плодовитост и асистирана репродукция. Panamerican Medical Ed.
- Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW, & Novick, AC (2008). Кембъл - Урология на Уолш. Panamerican Medical Ed.