Στάδια σπερματογένεσης και τα χαρακτηριστικά τους

Το σπερματογέννεσης, επίσης γνωστή ως μεταμόρφωση των σπερματοζωαρίων, αντιστοιχεί στη διαδικασία μετασχηματισμών σπερματοζωαρίων (ή σπερματοζωαρίων) στο ώριμο σπέρμα. Αυτή η φάση εμφανίζεται όταν τα σπερματοειδή συνδέονται με τα κύτταρα Sertoli.

Σε αντίθεση, η θερμική σπερματογένεση αναφέρεται στην παραγωγή απλοειδών σπέρματος (23 χρωμοσώματα) από αδιαφοροποίητα σπερμογονίων και διπλοειδή (46 χρωμοσώματα).

Τα σπερματοζωάρια ενός θηλαστικού χαρακτηρίζονται από στρογγυλεμένο σχήμα και έλλειψη μαστιγίου, το οποίο είναι το αποτύπωμα που μοιάζει με μαστίγιο και βοηθάει την κίνηση, χαρακτηριστική του σπέρματος. Τα σπερματοζωάρια πρέπει να ωριμάσουν σε ένα σπέρμα ικανό να επιτελέσει τη λειτουργία του: να φτάσει στο ωάριο και να συμμετάσχει σε αυτό.

Επομένως, πρέπει να αναπτύξουν μια μορφολογική αναδιάρθρωση φλοιού, αποκτώντας έτσι ικανότητα κινητικότητας και αλληλεπίδρασης. Σπερμιογένεσης φάσεις περιγράφεται στο 1963 και 1964 από Clermont και Heller, εμφανίζοντας κάθε αλλαγή χρησιμοποιώντας μικροσκοπία φωτός των ανθρώπινων ιστών.

Η διαδικασία της διαφοροποίησης των σπερματοζωαρίων που εμφανίζεται στα θηλαστικά περιλαμβάνει τα ακόλουθα στάδια: την κατασκευή ενός κυστογόνου ακροσωμάτων, τον σχηματισμό μιας κουκούλας, την περιστροφή και τη συμπύκνωση του πυρήνα.

Ευρετήριο

• 1 φάσεις
  • 1.1 φάση Golgi
  • 1.2 Φάση καπακιού
  • 1.3 Φάση ακροσώματος
  • 1.4 Φάση ωρίμανσης
• 2 Αναφορές

Φάσεις

Φάση Golgi

Στο σύμπλεγμα Golgi των σπερματοζωάκων συσσωρεύονται κοκκία περιοδικού οξέος, αντιδραστήριο Schiff, συντομογραφημένο PAS.

Ακροσωματικό κυστίδιο

PAS κόκκοι είναι πλούσια σε γλυκοπρωτεΐνες (πρωτεΐνες δεσμεύονται στα σάκχαρα) και να οδηγήσουν σε κυστική δομή που ονομάζεται ακροσωμιακή κυστίδιο. Κατά τη διάρκεια της φάσης Golgi, το εν λόγω κυστίδιο αυξάνει σε μέγεθος.

Η πολικότητα του σπερματοζωαρίου ορίζεται από τη θέση του κυστιδίου ακροσωμάτων και αυτή η δομή θα βρίσκεται στον πρόσθιο πόλο του σπερματοζωαρίου.

Η ακροσωματίου είναι μια δομή που περιέχει υδρολυτικά ένζυμα, όπως η υαλουρονιδάση, η θρυψίνη και ακροσίνη, η λειτουργία των οποίων είναι η αποσύνθεση των κυττάρων που συνοδεύουν το ωοκύτταρο, υδρόλυση συστατικά μήτρας όπως υαλουρονικό οξύ.

Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως αντίδραση ακροσωμάτων και αρχίζει με επαφή μεταξύ του σπέρματος και του εξωτερικού στρώματος του ωοκυττάρου, που ονομάζεται ζώνη pellucida..

Μετανάστευση κεντρώων

Ένα άλλο βασικό συμβάν της φάσης Golgi είναι η μετανάστευση των centrioles στην οπίσθια περιοχή του spermatid και η ευθυγράμμισή του με την μεμβράνη πλάσματος..

Το centriole προχωρά στη συναρμολόγηση των εννέα περιφερειακών μικροσωληνίσκων και των δύο κεντρικών που συνθέτουν το σπέρμα flagellum.

Αυτή η ομάδα μικροσωληνίσκων είναι ικανή να μετασχηματίζει την ενέργεια - το ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) που παράγεται στα μιτοχόνδρια - σε κίνηση.

Φάση καπακιού

Το κυστίδιο ακροσωμάτων προχωράει προς την κατεύθυνση του πρόσθιου ημίσεος του πυρήνα του κυττάρου, δίνοντας την εμφάνιση ενός κράνους ή ενός καλύμματος. Σε αυτή την περιοχή ο πυρηνικός φάκελος εκφυλίζει τους πόρους του και η δομή του πυκνώνει. Επιπλέον, συμβαίνει συμπύκνωση του πυρήνα.

Σημαντικές αλλαγές στον πυρήνα

Κατά τη διάρκεια της σπερματογένεσης εμφανίζεται μια σειρά μετασχηματισμών του πυρήνα του μελλοντικού σπέρματος, όπως η συμπύκνωση στο 10% του αρχικού μεγέθους και η αντικατάσταση των ιστονών από τις πρωταμίνες.

Οι πρωταμίνες είναι πρωτεΐνες περίπου 5000 Da, πλούσιες σε αργινίνη, με λυσίνη σε μικρότερη αναλογία και διαλυτές στο νερό. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι κοινές στο σπέρμα διαφορετικών ειδών και βοηθούν στην ακραία καταδίκη του DNA σε σχεδόν κρυσταλλική δομή.

Φάση ακροσώματος

Μία αλλαγή προσανατολισμού του σπερματιδίου συμβαίνει: η κεφαλή είναι διατεταγμένη προς τα κύτταρα Sertoli και η μαστίχη - κατά τη διαδικασία ανάπτυξης - εκτείνεται μέσα στον σπερματικό σωλήνα.

Ο ήδη συμπυκνωμένος πυρήνας αλλάζει το σχήμα του, επιμηκύνοντας και παίρνοντας ένα πιο πεπλατυσμένο σχήμα. Ο πυρήνας, μαζί με το ακρόσωμα, κινείται κοντά στη μεμβράνη πλάσματος στο πρόσθιο άκρο.

Επιπλέον, μια αναδιοργάνωση των μικροσωληναρίων λαμβάνει χώρα σε μια κυλινδρική δομή που διευρύνεται από το ακρόσωμα στο οπίσθιο άκρο του σπερματιδίου..

Όσον αφορά τα κεντριόλια, μετά την ολοκλήρωση του ρόλου τους στην ανάπτυξη του μαστιγίου, επιστρέφοντας στο πίσω μέρος του πυρήνα και να συμμορφώνονται με αυτό.

Σχηματισμός του συνδετικού τεμαχίου

Μια σειρά τροποποιήσεων εμφανίζονται για να σχηματίσουν το "λαιμό" του σπέρματος. Από τα centrioles, που τώρα συνδέονται με τον πυρήνα, εννέα ίνες με σημαντική βλαστική διάμετρο, εξαπλώνονται στην ουρά έξω από τα μικροσωληνάρια.

Σημειώστε ότι αυτές οι πυκνές ίνες δεσμεύουν τον πυρήνα με το μαστίγιο. επομένως είναι γνωστό ως "τεμάχιο σύνδεσης".

Σχηματισμός του ενδιάμεσου τεμαχίου

Η μεμβράνη πλάσματος μετατοπίζεται για να τυλίξει το αναπτυσσόμενο φλοιό και τα μιτοχόνδρια κινούνται για να σχηματίσουν μια ελικοειδή δομή γύρω από τον λαιμό που εκτείνεται στην αμέσως οπίσθια περιοχή.

Η νέα διαμορφωμένη περιοχή ονομάζεται ενδιάμεσο κομμάτι, που βρίσκεται στην ουρά του σπέρματος. Επίσης, μπορείτε να διακρίνετε το ινώδες περίβλημα, το κύριο κομμάτι και το κύριο κομμάτι.

Τα μιτοχόνδρια προέρχονται από ένα συνεχές κάλυμμα που περιβάλλει το ενδιάμεσο κομμάτι, το στρώμα αυτό έχει σχήμα πυραμίδας και συμμετέχει στην παραγωγή ενέργειας και κινήσεων σπέρματος.

Φάση ωρίμανσης

Η περίσσεια του κυτταροπλασματικού περιεχομένου κυττάρων είναι η φαγοκυττάρωση από τα κύτταρα Sertoli, με τη μορφή υπολειμμάτων σώματος.

Τελική μορφολογία

Μετά τη σπερματογένεση, το σπέρμα άλλαξε ριζικά το σχήμα του και τώρα είναι ένα εξειδικευμένο κύτταρο με ικανότητα μετακίνησης.

Σε σπέρμα που παράγεται μπορεί να διαφοροποιήσει την περιοχή κεφαλής (2-3 um πλάτος και 4 έως 5 um μήκος), όπου ο πυρήνας του κυττάρου βρίσκονται με τη γενετική απλοειδή και ακροσωματίου.

Μετά το κεφάλι είναι η ενδιάμεση περιοχή όπου βρίσκονται οι κεντριόλια, μιτοχονδριακή έλικα και την ουρά από περίπου 50 um σε μήκος.

Η διαδικασία της σπερματογένεσης ποικίλει ανάλογα με το είδος, αν και κατά μέσο όρο κυμαίνεται από μία έως τρεις εβδομάδες. Σε πειράματα που πραγματοποιούνται σε ποντικούς, η διαδικασία σχηματισμού σπέρματος διαρκεί 34,5 ημέρες. Αντίθετα, η διαδικασία στον άνθρωπο διαρκεί σχεδόν δύο φορές.

Η σπερματογένεση είναι μια πλήρης διαδικασία που μπορεί να συμβεί συνεχώς, δημιουργώντας περίπου 100 εκατομμύρια σπερματοζωάρια ανά ανθρώπινο όρχι κάθε μέρα.

Η απελευθέρωση του σπέρματος με εκσπερμάτιση περιλαμβάνει περίπου 200 εκατομμύρια. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, ένας άνθρωπος μπορεί να παράγει από τις 10¹² έως 10¹³ σπέρμα.

Αναφορές

1. Carlson, Β. Μ. (2005). Ανθρώπινη εμβρυολογία και αναπτυξιακή βιολογία. Elsevier.
2. Cheng, C.Y. & Mruk, D.D. (2010). Η βιολογία της σπερματογένεσης: το παρελθόν, το παρόν και το μέλλον. Φιλοσοφικές Συναλλαγές της Βασιλικής Εταιρείας Β: Βιολογικές Επιστήμες, 365(1546), 1459-1463.
3. Gilbert SF. (2000) Αναπτυξιακή Βιολογία. 6η έκδοση. Σάντερλαντ (ΜΑ): Sinauer Associates. Σπερματογένεση Διατίθεται από: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
4. González-Merlo, J., & Bosquet, J. G. (2000). Γυναικολογική ογκολογία. Elsevier Ισπανία.
5. Larsen, W.J., Potter, S.S., Scott, W.J., & Sherman, L.S. (2003). Ανθρώπινη εμβρυολογία. Elsevier,.
6. Ross, Μ. Η., & Pawlina, W. (2007). Ιστολογία Κείμενο και χρώμα Άτλας με κυτταρική και μοριακή βιολογία (Περιλαμβάνει το Cd-Rom) 5α. Ed. Panamericana Medical.
7. Urbina, Μ. Τ., & Biber, J. L. (2009). Γονιμότητα και υποβοηθούμενη αναπαραγωγή. Ed. Panamericana Medical.
8. Wein, A.J., Kavoussi, L.R., Partin, Α.W., & Novick, Α. C. (2008). Campbell-Walsh Urology. Ed. Panamericana Medical.