Spermiogeneza

Tak jak Spermiogeneza Nazywa się fazę transformacji plemników powstałych w wyniku spermatogenezy w dojrzałe i płodne plemniki. Podczas spermiogenezy plemniki tracą dużą część swojej cytoplazmy i form wici, które są wykorzystywane do aktywnej lokomocji. Na głowie z jądrowym DNA, naprzeciw miejsca przyczepienia wici, tworzy się akrosom, który zawiera enzymy umożliwiające penetrację komórki jajowej.

Co to jest spermogeneza?

W przeciwieństwie do spermatogenezy, w trakcie której każda z komórek rozrodczych przechodzi mitozę oraz mejozę I i II, a następnie określa się je jako spermatydy, spermatogeneza wpływa tylko na przemianę plemników w dojrzałe i płodne plemniki.

Spermiogeneza spermatydu trwa około 24 dni. Spermatydy, które mają tylko jeden zestaw haploidalnych chromosomów z powodu poprzedniej mejozy, są przekształcane w wyspecjalizowaną komórkę, która służy wyłącznie do penetracji płodnej żeńskiej komórki jajowej.

Przemiana plemnika w plemnik wiąże się z poważnymi zmianami wewnętrznymi i zewnętrznymi. Spermatyd traci prawie całą swoją cytoplazmę, tak że zasadniczo pozostaje tylko jądro zawierające DNA. Znacznie zredukowana komórka jest przekształcana w głowę przyszłego plemnika. Tam, gdzie znajduje się centriola, powstaje wici, zwana również ogonem, która służy do aktywnego poruszania plemników.

Po stronie przeciwnej do wici tworzy się czapka, akrosom, który zawiera enzymy umożliwiające penetrację jaja samicy. Mitochondria, które, w tym ich mitochondrialne DNA i RNA, pierwotnie znajdowały się w cytozolu plemnika, przyczepiają się do środkowej części wici i dostarczają energii niezbędnej do poruszania się.

Funkcja i zadanie

Spermatyd, który na początku spermiogenezy jest nadal rozpoznawalny jako komórka haploidalna, przekształca się w nasienie silnie zmienione zewnętrznie i wewnętrznie. Zestaw chromosomów haploidalnych nie jest już zmieniany. Mitochondria są po prostu przenoszone wraz z mitochondrialnym DNA i RNA, aby zapewnić wici niezbędną energię do ich ruchów. Jedyną różnicą genetyczną między plemnikami w ejakulacie jest to, że 50 procent zawiera chromosom X, a pozostałe 50 procent zawiera chromosom Y.

Szczególną cechą jest to, że plemniki zrzucają wici, gdy przenikają do jaja samicy, a zatem mitochondrialne DNA z plemnika męskiego nie odgrywa już roli. Mitochondrialne DNA zapłodnionego jajeczka, później zygoty, pochodzi wyłącznie z mitochondriów matki.

Spermiogeneza służy do przekształcania plemników w dedykowane, zoptymalizowane plemniki. Największą szansę na przekazanie swojego zestawu chromosomów mają silne plemniki, które po wytrysku mogą jak najszybciej przemieścić się do komórki jajowej zdolnej do zapłodnienia.

Po zadokowaniu na błonie jaja uruchamiany jest proces fizjologiczny, który zapobiega dokowaniu dalszych plemników. Zdolność do ruchu i rezerwy energii poszczególnych plemników mogą mieć decydujący wpływ na „wygranie wyścigu”.

Nie chodzi tu o konkurencję między identycznymi genetycznie plemnikami w ejakulacie, ale bardziej o rywalizację z plemnikami z „obcego” ejakulatu, ponieważ ludzie generalnie nie żyją monogamicznie. Możliwości wygrania rywalizacji z „obcymi plemnikami” nie wyczerpują się w „zawodach czysto sportowych”, ale część plemników w ejakulacie nie jest w stanie się poruszać i może praktycznie blokować drogę obcych plemników. W ejakulacie znajdują się także „zabójcze plemniki”, które rozpoznają obce plemniki i mogą je zabić środkami chemicznymi.

Choroby i dolegliwości

Zaburzenia, choroby, wady genetyczne, nadmierne spożycie alkoholu lub innych narkotyków i wiele więcej mogą prowadzić do upośledzenia spermiogenezy, tak że może dojść do odwracalnej lub trwałej bezpłodności. W większości przypadków zaburzenia spermogenezy nie powinny być rozpatrywane w izolacji, ponieważ są one zwykle wynikiem upośledzonej spermatogenezy.

Zasadniczo upośledzona spermiogeneza może być spowodowana chorobami lub zmianami w narządach wytwarzających plemniki, jądra lub nieprawidłowym działaniem w produkcji hormonów. Szeroka gama nieprawidłowości w jądrach, takich jak niezstąpione jądra, hipoplazja jąder i infekcje prostaty, a także zapalenie jąder związane ze świnką (zapalenie jąder po śwince) są typowymi przyczynami zaburzeń spermiogenezy i spermatogenezy, które zwykle prowadzą do zmniejszenia płodności lub nawet całkowitej bezpłodności.

Choroby jąder, takie jak żylaki powrózka nasiennego, plemniki, wodniaki lub guzy prostaty mogą mieć podobne skutki. W zakres zaburzeń spermiogenezy przez narządy produkujące wchodzi również radioterapia w leczeniu raka, który może uszkodzić jądra.

Choroby, które mogą wpływać na spermatogenezę i spermiogenezę, są uważane za przyczyny pozagenitalne. To przede wszystkim infekcje gorączkowe mogą przejściowo upośledzać tworzenie się plemników w wyniku wzrostu temperatury w jądrach. Toksyny środowiskowe i związane z pracą obchodzenie się z substancjami toksycznymi, takimi jak bisfenol A, rozpuszczalniki organiczne, pestycydy, herbicydy, metale ciężkie, plastyfikatory w tworzywach sztucznych i wiele innych, stanowią zagrożenie dla upośledzonej spermiogenezy.

Na szczególną uwagę zasługuje również podwzgórze i przysadka mózgowa, które są głównym ośrodkiem kontroli procesów hormonalnych w organizmie. Jeśli przysadka mózgowa nie jest w stanie dostarczyć hormonów kontrolnych, takich jak FSH (hormon folikulotropowy) i LH (hormon luteinizujący) i kilku innych w niezbędnym stężeniu, skutkuje to zmienioną - przeważnie zmniejszoną - produkcją hormonów płciowych i w ten sposób do zakłócenia spermiogenezy.