Спермиогенеза: фази и техните характеристики

Спермиогенезата, известна също като метаморфоза на сперматозоидите, съответства на процеса на трансформация на сперматиди (или сперматиди) в зряла сперма. Тази фаза се появява, когато сперматидите са прикрепени към клетките на Сертоли.

За разлика от тях термичната сперматогенеза се отнася до производството на хаплоидни сперматозоиди (23 хромозоми) от недиференциран и диплоиден сперматогония (46 хромозоми).

Сперматидите на бозайника се характеризират със закръглена форма и липса на флагелум, който е подобен на камшичен придатък, който подпомага движението, типично за сперматозоидите. Сперматидите трябва да узреят в сперматозоиди, способни да изпълняват своята функция: да достигнат яйцето и да се присъединят към нея.

Следователно, те трябва да развият морфологично реорганизиращ флагел, придобивайки по този начин моторика 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 светлинна микрокопия в човешките тъкани.

Процесът на диференциация на сперматозоидите, който се среща при бозайници, включва следните етапи: изграждане на акросомни везикули, образуване на качулка, ротация и кондензация на ядрото.

фази

Фаза Голджи

В комплекса на Голджи на сперматидите се натрупват периодични киселинни гранули, реактивът на Шиф, съкратен PAS.

Акрозомална везикула

PAS гранулите са богати на гликопротеини (протеини, свързани с въглехидрати) и ще предизвикат везикуларна структура, наречена акросомна везикула. По време на фазата на Голджи, жлъчният мехур се увеличава по размер.

Полярността на сперматозоида се определя от позицията на акрозомния везикул и тази структура ще бъде разположена в предния полюс на сперматозоида.

Акрозомата е структура, която съдържа хидролитични ензими, като хиалуронидаза, трипсин и акрозин, чиято функция е разпадането на клетките, които придружават ооцита, хидролизиране на компонентите на матрицата, като хиалуронова киселина.

Този процес е известен като акрозомна реакция и започва с контакта между сперматозоида и най-външния слой на ооцита, наречен zona pellucida.

Миграция на центриоли

Друго ключово събитие на фазата на Голджи е миграцията на центриолите в задната област на сперматида и нейното привеждане в съответствие с плазмената мембрана.

Центриолът преминава към сглобяването на деветте периферни микротубули и двете централни, които съставляват сперматозоидите на спермата.

Този набор от микротубули е способен да преобразува енергията - АТФ (аденозин трифосфат), генерирана в митохондриите - в движение.

Фаза на капачката

Акрозомният везикул продължава да се разширява към предната половина на клетъчното ядро, като придава вид на каска или капачка. В тази област ядрената обвивка дегенерира порите и структурата се сгъстява. Освен това се появява кондензация на ядрото.

Важни промени в ядрото

По време на спермиогенезата се случва серия от трансформации на ядрото на бъдещата сперма, като уплътняване при 10% от първоначалния размер и замяна на хистони с протамини.

Протамините са протеини с около 5000 Da, богати на аргинин, с лизин в по-малка част, и разтворими във вода. Тези протеини са често срещани в спермата на различни видове и спомагат за крайното осъждане на ДНК в почти кристална структура.

Акрозомна фаза

Настъпва промяна в ориентацията на сперматида: главата е разположена към клетките на Сертоли, а флагелумът - в процеса на развитие - се простира във вътрешността на семенната тръба.

Вече кондензираното ядро ​​променя формата си, удължава се и придобива по-плоска форма. Ядрото, заедно с акрозомата, се движи близо до плазмената мембрана в предния край.

Освен това се извършва реорганизация на микротубулите в цилиндрична структура, която се разширява от акрозома до задния край на сперматида.

Що се отнася до центриолите, след като завършат функцията си в развитието на флагелума, те се връщат в задната зона на ядрото и се придържат към нея.

Образуване на свързващия елемент

Появява се поредица от модификации, които образуват "врата" на спермата. От центриолите, които сега са прикрепени към ядрото, поникват девет влакна с важен диаметър, които се разпространяват по опашката извън микротубулите.

Имайте предвид, че тези плътни влакна свързват ядрото с флагела; следователно тя е известна като "свързваща част".

Образуване на междинната част

Плазмената мембрана се измества, за да увие развиващия се жлъчка, а митохондриите се движат, за да образуват спирална структура около врата, която се простира до непосредствената задната област.

Новата форма се нарича междинна част, разположена в опашката на спермата. Също така можете да различите влакнестата обвивка, основното парче и основното парче.

Митохондриите образуват непрекъснато покритие, което обгражда междинната част, този слой има формата на пирамида и участва в генерирането на енергия и движения на сперматозоидите.

Фаза на зреене

Излишъкът от клетъчно цитоплазмено съдържание е фагоцитоза от клетките Сертоли, под формата на остатъчни тела.

Крайна морфология

След спермиогенезата спермата промени радикално формата си и сега е специализирана клетка с капацитет на движение.

В генерираните сперматозоиди областта на главата може да бъде диференцирана (2-3 цт ширина и 4 до 5 um дължина), където клетъчното ядро ​​е разположено с хаплоидно генетично натоварване и акрозома.

Задната част на главата е междинната област, където са разположени центриолите, митохондриалната спирала и опашката с дължина около 50 um.

Процесът на спермиогенеза варира в зависимост от вида, въпреки че средно варира от една до три седмици. В експерименти, проведени върху мишки, процесът на образуване на сперматозоидите отнема 34.5 дни. Обратно, процесът при хора отнема почти два пъти по-дълго.

Сперматогенезата е пълен процес, който може да се случи непрекъснато, генерирайки около 100 милиона сперматозоиди на човешки тестис всеки ден.

Освобождаването на сперматозоидите от еякулация е около 200 милиона. През целия си живот човек може да произведе 1012 до 1013 сперма.