SPERMIOGENÉZA: FÁZY A ICH VLASTNOSTI - BIOLÓGIE - 2026

Spermatogenézy , spermatická tiež známy ako metamorfózy, zodpovedá procesu transformácie spermií (alebo spermií) vo zrelých spermiách. Táto fáza nastáva, keď sú spermatidy naviazané na Sertoliho bunky.

Naproti tomu výraz spermatogenéza označuje produkciu haploidných spermií (23 chromozómov) z nediferencovanej a diploidnej spermatogónie (46 chromozómov).

Spermatidy cicavcov sa vyznačujú tým, že majú zaoblený tvar a postrádajú bičík, čo je príloha v tvare biča, ktorá napomáha pohybu, ktorý je typický pre spermie. Spermatidy musia dozrievať na spermie schopné vykonávať svoju funkciu: dosiahnuť vajíčko a pripojiť sa k nemu.

Preto musia vyvinúť bičík morfologicky sa reorganizujúci, a tak získať motilitu a schopnosť interakcie. Etapy spermiogenézy boli opísané v rokoch 1963 a 1964 Clermontom a Hellerom, a to vďaka vizualizácii každej zo zmien pomocou svetelnej mikroskopie v ľudských tkanivách.

Proces diferenciácie spermií, ktorý sa vyskytuje u cicavcov, zahŕňa tieto štádiá: výstavba acrosomálneho vezikula, tvorba kapucne, rotácia a kondenzácia jadra.

fázy

Golgiho fáza

Granuly kyseliny periodickej, Schiffovo činidlo, skrátene PAS, sa akumulujú v Golgiho komplexe spermatidov.

Akrozomálny vezikul

Granule PAS sú bohaté na glykoproteíny (proteíny viazané na uhľohydráty) a spôsobia vznik vezikulárnej štruktúry nazývanej acrosomálny vezikula. Počas fázy Golgiho sa táto vezikula zväčšuje.

Polarita spermie je definovaná polohou akrosomálneho vezikula a táto štruktúra bude umiestnená v prednom póle spermie.

Akrozóm je štruktúra, ktorá obsahuje hydrolytické enzýmy, ako je hyaluronidáza, trypsín a akrozín, ktorých funkciou je dezintegrácia buniek, ktoré sprevádzajú oocyty, hydrolýza zložiek matrice, ako je kyselina hyalurónová.

Tento proces je známy ako akrozómová reakcia a začína kontaktom medzi spermiami a najvzdialenejšou vrstvou oocytov, ktorá sa nazýva zona pellucida.

Migrácia centriolov

Ďalšou kľúčovou udalosťou Golgiho fázy je migrácia centiolov do zadnej oblasti spermatidu a dôjde k ich zarovnaniu s plazmatickou membránou.

Centiole pokračuje k zostaveniu deviatich periférnych mikrotubulov a dvoch centrálnych mikrotubúl, ktoré tvoria bičíkový spermie.

Táto sada mikrotubulov je schopná transformovať energiu - ATP (adenozíntrifosfát) generovanú v mitochondriách - na pohyb.

Cap fáza

Akrozomálny vezikul pokračuje v expanzii smerom k prednej polovici bunkového jadra, čo vytvára vzhľad prilby alebo čiapky. V tejto oblasti jadrový obal degeneruje póry a štruktúra sa zahusťuje. Ďalej dochádza ku kondenzácii jadra.

Hlavné zmeny v jadre

Počas spermiogenézy dochádza k sérii transformácií jadra budúceho spermie, ako je zhutnenie na 10% pôvodnej veľkosti a nahradenie histónov protamínmi.

Protamíny sú proteíny s obsahom asi 5 000 Da, bohaté na arginín, s menším množstvom lyzínu a rozpustné vo vode. Tieto proteíny sú bežné v spermách rôznych druhov a pomáhajú pri extrémnom odsúdení DNA v takmer kryštalickej štruktúre.

Akrozómová fáza

Dochádza k zmene orientácie spermatidu: hlava je usporiadaná smerom k Sertoliho bunkám a bičík - v procese vývoja - zasahuje do vnútra semennej trubice.

Už kondenzované jadro mení svoj tvar, predlžuje sa a naberá vyrovnanejší tvar. Jadro spolu s akrozómom putuje blízko plazmovej membrány na prednom konci.

Okrem toho dochádza k reorganizácii mikrotubulov do valcovej štruktúry, ktorá sa rozširuje z akrozómu na zadný koniec spermatidu.

Čo sa týka centiolov, po dokončení svojej funkcie pri vývoji bičíka sa vracajú do zadnej oblasti jadra a držia sa ho.

Tvorba spojovacieho kusu

Dochádza k sérii modifikácií, ktoré tvoria „krk“ spermií. Z centiolov, ktoré sú teraz pripojené k jadru, sa objaví deväť vlákien s významným priemerom, ktoré sa šíria v chvoste mimo mikrotubulov.

Všimnite si, že tieto husté vlákna sa spájajú s jadrom bičíka; preto sa nazýva „spojovací kus“.

Tvorba medziproduktu

Plazmatická membrána sa posúva tak, aby obalila vyvíjajúce sa bičík, a mitochondriálny posun vytvoril okolo krku špirálovú štruktúru, ktorá siaha do bezprostrednej zadnej oblasti.

Novovytvorená oblasť sa nazýva prostredná časť, ktorá sa nachádza v chvoste spermie. Podobne je možné rozlíšiť vláknité puzdro, hlavnú časť a hlavnú časť.

Mitochondrie vytvárajú súvislý poťah, ktorý obklopuje medzikus, táto vrstva má pyramídový tvar a podieľa sa na tvorbe energie a na pohyboch spermií.

Fáza zrenia

Prebytok bunkového cytoplazmatického obsahu je fagocytovaný Sertoliho bunkami vo forme zvyškových teliesok.

Konečná morfológia

Po spermiogenéze spermie radikálne zmenili svoj tvar a sú teraz špecializovanou bunkou schopnou pohybu.

V generovanom sperme sa dá rozlíšiť oblasť hlavy (2–3 um na šírku a 4 až 5 um na dĺžku), kde sa nachádza bunkové jadro s haploidnou genetickou záťažou a akrozóm.

Za hlavou je stredná oblasť, kde sú umiestnené stredy, mitochondriálna špirála a chvost s dĺžkou asi 50 um.

Proces spermiogenézy sa líši v závislosti od druhu, aj keď v priemere trvá jeden až tri týždne. V pokusoch uskutočňovaných na myšiach trvá proces tvorby spermií 34,5 dňa. Naopak, proces u ľudí trvá takmer dvakrát tak dlho.

Spermatogenéza je kompletný proces, ktorý sa môže vyskytovať nepretržite a každý deň vytvára asi 100 miliónov spermií na ľudské semenník.

Uvoľňovanie spermií ejakuláciou zahŕňa asi 200 miliónov. Počas celého svojho života môže človek produkovať 10 ¹² až 10 ¹³ spermií.

Referencie

1. Carlson, BM (2005). Embryológia človeka a vývojová biológia. Elsevier.
2. Cheng, CY a Mruk, DD (2010). Biológia spermatogenézy: minulosť, prítomnosť a budúcnosť. Filozofické transakcie kráľovskej spoločnosti B: Biological Sciences, 365 (1546), 1459–1463.
3. Gilbert SF. (2000) Developmental Biology. 6. vydanie. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogenézy. K dispozícii na adrese: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
4. González - Merlo, J. & Bosquet, JG (2000). Onkologická gynekológia. Elsevier Španielsko.
5. Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ a Sherman, LS (2003). Ľudská embryológia. Elsevier,.
6. Ross, MH, a Pawlina, W. (2007). Histológie. Textový a farebný atlas s bunkovou a molekulárnou biológiou (vrátane Cd - Rom) 5a. Panamerican Medical Ed.
7. Urbina, MT, a Biber, JL (2009). Plodnosť a asistovaná reprodukcia. Panamerican Medical Ed.
8. Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW a Novick, AC (2008). Campbell - Walshova urológia. Panamerican Medical Ed.