spermie
D013094
Anatomické terminologie,
spermie (vyslovováno /ˌspɜːrmætəˈzoʊən/, alternativní pravopis spermatozoön; množné číslo spermií, od Starověký řek: σπέρμα („seed“) a Starověké řecké: ζῷον („živá bytost“)) je pohyblivé spermie, nebo pohybující se tvoří z haploidních buněk, které je samčí gametou., Spermie se připojí k vajíčku a vytvoří zygotu. (Zygota je jediná buňka s kompletní sadou chromozomů, která se normálně vyvíjí do embrya.)
Spermie přispívá přibližně polovinu jaderné genetické informace diploidních potomků (s výjimkou, ve většině případů, mitochondriální DNA). U savců je pohlaví potomstva určeno spermatickou buňkou: spermatozoon nesoucí chromozom X povede k samici (XX) potomkům, zatímco jeden nesoucí chromozom Y povede k samci (XY) potomkům., Spermie byly poprvé pozorovány v laboratoři Antonie van Leeuwenhoek v roce 1677.
Lidských spermií pod mikroskopem
Savčí spermie struktura, funkce a velikost
Lidé
lidské spermie je pohlavních buněk u mužů a pouze přežít v teplém prostředí; jakmile to opustí mužské tělo spermie přežití pravděpodobnost je snížena a může zemřít, čímž se snižuje celková kvalita spermií. Spermie se dodávají ve dvou typech, „žena“a “ muž“., Spermie, které vedou k samičím (XX) potomkům po oplodnění, se liší tím, že nesou chromozom X, zatímco spermie, které vedou k mužským (XY) potomkům, nesou chromozom Y.
lidská spermie se skládá z ploché, diskovité hlavy 5,1 µm o 3,1 µm a ocasu o délce 50 µm. Ocasní bičíky, které pohánějí spermatickou buňku (u lidí asi 1-3 mm/minutu) bičováním v eliptickém kuželu. Spermie mají čichové pokyny mechanismus, a po dosažení Vejcovodů, musí podstoupit určitou dobu zkapacitnění před pronikání vajíčka.,
hlava: má kompaktní jádro pouze s chromatickou látkou a je obklopeno pouze tenkým okrajem cytoplazmy. Nad jádrem leží cap-jako struktura, která se nazývá acrosome, vytvořené modifikace Golgiho orgán, který vylučuje enzym spermlysin (hyaluronidáza, corona-pronikání enzymu, zona lysin, nebo acrosin), který je nezbytný pro oplodnění. Jak se spermie blíží k vajíčku, prochází akrosomovou reakcí, ve které se membrána obklopující akrosom spojí s plazmatickou membránou hlavy spermií a vystavuje obsah akrosomu.,
Krk: je nejmenší část (0.03 ×10-6 m), a má proximální centriole rovnoběžně se základnou jádra a distální centriole kolmo na předchozí. Proximální centriol je přítomen také ve zralém spermatozoonu; distální centriol zmizí po axonémovém shromáždění. Proximální centriol vstupuje do vajíčka během hnojení a zahajuje první štěpení vajíčka, které nemá centriol. Distální centriole vede k axiálnímu vláknu, které tvoří ocas a má (9 + 2) uspořádání., Přechodná membrána zvaná Manchette leží ve středním kusu.
střední kus: má 10-14 spirál mitochondrií obklopujících axiální vlákno v cytoplazmě. Poskytuje pohyblivost, a proto se nazývá powerhouse spermií. Má také prstencový centriol (prstenec), který tvoří difúzní bariéru mezi středním kusem a hlavním kusem a slouží jako stabilizační struktura pro tuhost ocasu.
ocas: je to nejdelší část (50×10-6 m), která má axiální vlákno obklopené cytoplazmou a plazmatickou membránou, ale na zadním konci je axiální vlákno nahé., Je to tlačný mechanismus.
sperma má alkalickou povahu a spermie nedosahují plné motility (hypermotility), dokud nedosáhnou vagíny, kde je alkalické pH neutralizováno kyselými vaginálními tekutinami. Tento postupný proces trvá 20-30 minut. Během tohoto období tvoří fibrinogen ze semenných váčků sraženinu, která zajišťuje a chrání spermie. Stejně jako se stávají hypermotilem, fibrinolysin z prostaty rozpouští sraženinu a umožňuje spermiím optimálně postupovat.,
spermatozoon je charakterizován minimem cytoplazmy a nejhustěji zabalenou DNA známou v eukaryotách. Ve srovnání s mitotickými chromozomy v somatických buňkách je DNA spermií nejméně šestkrát více kondenzovaná.
vzorek přispívá DNA / chromatinem, centriolem a možná také faktorem aktivujícím oocyty (OAF). Může také přispět k otcovskému messenger RNA (mRNA), což také přispívá k embryonálnímu vývoji.,
-
Electron micrograph of human spermatozoa magnified 3140 times.
-
Sperm cells in the urine sample of a 45-year-old male patient who is being followed with the diagnosis of benign prostate hyperplasia.,
-
Rozměry lidských spermií hlavy, měřená od 39 letého zdravého jedince.
lidská spermie obsahuje nejméně 7500 různých proteinů.
genetika lidských spermií byla spojena s evolucí člověka podle studie z roku 2020.,
poškození a oprav DNA
poškození DNA přítomné v spermií v období po meióze ale před oplodněním může být opraven v oplodněné vajíčko, ale pokud není opravena, může mít vážné škodlivé účinky na fertilitu a embryonální. Lidské spermie jsou zvláště citlivé na útok volnými radikály a tvorbu oxidačního poškození DNA. (viz např. 8-Oxo-2′-deoxyguanosinem)
Expozice mužů na jistý životní styl, životní prostředí nebo pracovních rizik může zvýšit riziko aneuploidní spermie., Zejména riziko aneuploidy se zvyšuje kouřením tabáku a expozicí při práci benzenu, insekticidům a perfluorovaným sloučeninám. Zvýšená aneuploidie spermií se často vyskytuje ve spojení se zvýšeným poškozením DNA. Fragmentaci DNA a zvýšil in situ DNA, náchylnost k denaturaci, vlastnosti podobné těmto vidět během apoptóza somatických buněk, charakterizují abnormální spermie v případech mužské neplodnosti.,
Vyhýbání se imunitní odezvy systému
Glykoproteinové molekuly na povrchu ejakulaci spermie buňky jsou rozpoznány všechny lidské ženy imunitní systém, a interpretován jako signál, že buňka by neměla být zamítnuta. Ženský imunitní systém by jinak mohl napadnout spermie v reprodukčním traktu. Specifické glykoproteiny povlak spermie jsou také využívány některé rakovinné a bakteriálních buněk, některé parazitické červy, a HIV-infikovaných bílých krvinek, čímž se zabrání imunitní reakci hostitelského organismu.,
krev-varle bariéry, udržuje těsné spoje mezi Sertoliho buňky semenotvorných kanálků, zabraňuje komunikaci mezi vytváření spermií ve varlatech a cév (a imunitních buněk cirkulujících v nich) do intersticiálního prostoru. To jim brání vyvolat imunitní odpověď. Bariéra krevních varlat je také důležitá při prevenci toxických látek v narušení spermatogeneze.,
Spermie v jiných organismech
Pohyblivých spermií buněk řas a semen rostlin.
Zvířata
oplodnění se spoléhá na spermie pro většinu sexuálně reprodukčních zvířat.
některé druhy ovocné mušky produkují největší známý spermatozoon nalezený v přírodě. Drosophila melanogaster produkuje spermie, které mohou být až 1.,8 mm, zatímco jeho relativní Drosophila bifurca produkuje největší známý spermatozoon o délce přes 58 mm. V Drosophila melanogaster, celá spermie, ocas zahrnuty, dostane začleněna do cytoplazmy oocytu, nicméně, pro Drosophila bifurca jen malou část ocasu vstupuje do oocytu.
dřevěná myš Apodemus sylvaticus má spermie s morfologií falciform. Další charakteristikou, která činí tyto gametocyty jedinečnými, je přítomnost apikálního háčku na hlavě spermií. Tento háček se používá k připevnění na háčky nebo na bičíky jiných spermií., Agregace je způsobena těmito přílohami a výsledkem mobilních vlaků. Tyto vlaky poskytují zlepšenou motilitu v ženském reprodukčním traktu a jsou prostředkem, kterým je podporováno hnojení.
postmeiotická fáze spermatogeneze myší je velmi citlivá na environmentální genotoxické látky, protože jak samčí zárodečné buňky tvoří zralé spermie, postupně ztrácejí schopnost opravit poškození DNA., Ozařování myších samců během pozdní spermatogeneze může vyvolat poškození, které přetrvává po dobu nejméně 7 dnů v hnojení spermií, a narušení mateřské DNA double-strand break repair cest zvyšuje spermií získaných chromozomálních aberací. Léčba myších samců s melfalanem, bifunkční alkylační činidlo, často zaměstnáni v chemoterapii, indukuje poškození DNA během meiózy, která může přetrvávat v neopravené státu jako zárodečné buňky pokroku prostřednictvím opravy DNA-příslušné fáze spermatogeneze vývoj., Takové neopravené poškození DNA spermií po oplodnění může vést k potomkům s různými abnormalitami.
Mořské ježky jako Arbacia punctulata jsou ideální organismy pro použití v spermií výzkumu, které budou plodit velké množství spermií do moře, což je dobře-vhodný jako modelové organismy pro experimenty.
spermie vačnatců jsou obvykle delší než spermie placentárních savců.,
Rostliny, řasy a houby
gametofyty z mechorostů, kapradin a některých nahosemenných produkují pohyblivé spermie, na rozdíl od pylových zrn zaměstnané ve většině nahosemenných a všechny krytosemenné rostliny. To činí sexuální reprodukci v nepřítomnosti vody nemožnou, protože voda je nezbytným prostředkem pro splnění spermií a vajec. Řasy a nižší rostlinné spermie jsou často mnohonásobné (viz obrázek), a proto se morfologicky liší od zvířecích spermií.
některé řasy a houby produkují nemotilní spermie, nazývané spermatia., Ve vyšší rostliny a některé řasy a houby, hnojení zahrnuje migraci spermií jádra přes hnojení trubice (např. pyl trubice u vyšších rostlin) dosáhnout vaječné buňky.
produkce Spermií u savců
Spermie jsou produkovány v semenotvorných kanálcích varlat v procesu zvaném spermatogeneze. Kulaté buňky nazývané spermatogonie se dělí a nakonec se diferencují, aby se staly spermiemi., Během kopulace se kloaka nebo vagina inseminují a pak se spermie pohybují chemotaxí do vajíčka uvnitř vejcovodu nebo dělohy.
V UMĚNÍ, normozoospermia je uvedená celková částka >39 mlýn ejakuloval, >32% s progresivní motility a >4% normální morfologie. Také normální ejakulace u lidí musí mít objem nad 1,5 ml, což je nadměrný objem 6 ml na ejakulaci (hyperspermie). Nedostatečný objem se nazývá hypospermie., Tyto problémy souvisejí s několika komplikacemi při produkci spermií, například:
- Hyperspermie: obvykle vyvolaná kvůli zánětu prostaty.
- Hypospermie: neúplná ejakulace, obvykle označovaná jako androgenní deficit (hypoandrogenismus) nebo obstrukce v některé části ejakulačního traktu. V laboratorních podmínkách je také způsobena částečnou ztrátou vzorku.
- aspermie: nedochází k ejakulaci. Mohlo by se to stát v důsledku retrográdní ejakulace, anatomických nebo neurologických onemocnění nebo antihypertenziv.,
Spermatozoa activation
Acrosome reaction on a sea urchin cell
Approaching the egg cell is a rather complex, multistep process of chemotaxis guided by different chemical substances/stimuli on individual levels of phylogeny., Jeden z nejvýznamnějších, společné signalizační znaky případě je, že prototyp profesionální chemotaxe receptory, formyl peptidový receptor (cca 60 000 receptorů/buňku), stejně jako aktivátor schopnost jeho ligand formyl Met-Leu-Phe byly prokázány v povrchové membráně i v případě lidských spermií. Savčí spermie se stanou ještě aktivnějšími, když se přiblíží k vaječné buňce v procesu zvaném aktivace spermií., Sperma aktivace bylo prokázáno, že být způsobeno tím, vápníku ionoforů in vitro, progesteron vydané v okolí cumulus buňky a vazby na ZP3 zona pellucida. Kumulové buňky jsou vloženy do gelové látky vyrobené převážně z kyseliny hyaluronové a vyvinuty ve vaječníku s vejcem a podporují ho, jak roste.
počáteční změna se nazývá „hyperaktivace“, která způsobuje změnu motility spermií. Plavou rychleji a jejich pohyby ocasu se stávají silnějšími a nevyzpytatelnějšími.
nedávný objev spojuje hyperaktivaci s náhlým přílivem iontu vápníku do ocasů., Bič-jako ocas (bičík) spermií je poseté iontové kanály tvořené proteiny zvané CatSper. Tyto kanály jsou selektivní, což umožňuje průchod pouze iontů vápníku. Otevření CatSper kanálů je zodpovědné za příliv vápníku. Náhlý nárůst hladin vápníku způsobuje, že bičík vytváří hlubší ohyby a silněji pohání spermie viskózním prostředím. Hyperaktivita spermií je nezbytná pro prolomení dvou fyzických bariér, které chrání vejce před oplodněním.
druhým procesem aktivace spermií je akrosomová reakce., To zahrnuje uvolnění obsahu akrosomu, který se rozptýlí, a expozici enzymů připojených k vnitřní akrosomální membráně spermií. K tomu dochází poté, co se spermie poprvé setká s vejcem. Tento mechanismus typu zámku a klíče je druhově specifický a zabraňuje fúzi spermií a vajec různých druhů. Tam je nějaký důkaz, že tato vazba je to, co spouští acrosome k uvolnění enzymů, které umožňují spermie spojí s vajíčkem.
ZP3, jeden z proteinů, které tvoří zona pellucida, se pak váže na partnerskou molekulu spermií., Enzymy na vnitřní akrosomální membráně tráví zona pellucida. Poté, co spermie pronikne do zona pellucida, část buněčné membrány spermií se pak spojí s membránou vaječných buněk a obsah hlavy se rozptýlí do vajíčka.
po proniknutí se oocytu říká, že se aktivoval. Prochází sekundární meiotického dělení, a dvě haploidní jádra (otcovské a mateřské) pojistka tvořit zygote., Aby se zabránilo polyspermy a minimalizovat možnost produkovat triploid zygota, několik změn, aby vejce je zona pellucida je činí neproniknutelné krátce po první spermie vstoupí do vajíčka.
Umělé skladování
Spermie mohou být uloženy v rozpouštědlech jako je Illini Variabilní Teplota (IVT) rozpouštědlo, které byly zaznamenány, aby bylo možné zachovat vysokou plodnost spermií pro více než sedm dní. Ředidlo IVT se skládá z několika solí, cukrů a antibakteriálních látek a plynuje se CO2.,
kryokonzervace spermatu může být použita pro mnohem delší dobu skladování. U lidských spermií je nejdelší hlášené úspěšné skladování touto metodou 21 let.
MMP a kapacita
během kapacity získávají spermie schopnost oplodnit oocyt. In vitro se to stane, když se spermie umyjí a čistí. V současné době 20% populace vyžaduje technologii asistované reprodukce, takže je důležité pro rozvoj naší společnosti., 15% neplodnosti je způsobeno mužským faktorem, takže bylo vytvořeno několik strategií pro obnovení funkčních spermií. Na MMP (v Mil. Pohyblivých Progresivní buněk na mililitr) opatření je synonymem pro zkapacitnění, a je velmi užitečný parametr, aby o tom, spolu s spermiogram, druh ošetření. Je založen na procentu zotavení., V závislosti na procentech, bude rozhodovat kvalita pohyblivých spermií obnovu: 15 na 25 milionů spermií/ml je považována za optimální, mezi 5 a 15 milionů je považováno za dostatečně a méně než 5 milionů, je považován za sub-optimální, nebo není dostačující. Pokud jde o hodnoty, které jsme získali, spolu s výsledky spermiogramu se zobrazí různé techniky.
například, pokud je více než 1.,0×106 jsou nalezeny progresivní pohyblivé spermie na mililitr, doporučuje se mít pohlavní styk, a pokud to selže, dalším krokem bude intrauterinní inseminace a později konvenční oplodnění in vitro.
s méně než 1, 0×106 progresivními pohyblivými spermiemi na mililitr provedeme intracytoplazmatickou injekci spermií. V případě azoospermie (žádné spermie v ejakulátu) provedeme biopsii varlat, abychom zkontrolovali, zda jsou ve varlatech spermie nebo zda nejsou produkovány žádné spermie.,
historie
- v roce 1677 objevil mikrobiolog Antonie van Leeuwenhoek spermie.
- V roce 1841 Švýcarský anatom Albert von Kölliker psal o spermie v jeho práci Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfäden (Studie o významu spermií).
viz také
- Aneuploidie
- Non-disjunkce
 |
Wikimedia Commons has media related Spermií.,9dbb“>Microscopic organisms | Others |
 |
||
|---|---|---|---|---|---|
| General topics | |||||
| Related topics | |||||
| Related people |
|
||||
| Uznání | |||||
|
|||||
Category