sædcelle
D013094
Anatomisk terminologi
En sædcelle (udtales /ˌspɜːrmætəˈzoʊən/ alternative stavemåde spermatozoön; plural sædceller; fra græsk: σπέρμα (“afkom”) og oldgræsk: ζῷον (“levende væsen”)) er en motile sædceller, eller flytning form af haploide celle, der er den mandlige gamet., En spermato .oon slutter sig til et æg for at danne en .ygote. (En zygote er en enkelt celle med et komplet sæt kromosomer, der normalt udvikler sig til et embryo.)
sædceller bidrager med ca.halvdelen af den nukleare genetiske information til det diploide afkom (undtagen i de fleste tilfælde mitokondrielt DNA). Hos pattedyr bestemmes afkomets køn af sædcellen: en spermato .on, der bærer et Chromos-kromosom, vil føre til et kvindeligt (offspring.) afkom, mens en, der bærer et Y-kromosom, vil føre til et mandligt (.y) afkom., Sædceller blev først observeret i Antonie van Leeu .enhoeks laboratorium i 1677.
Menneskelige sædceller under mikroskop
Pattedyr sædcelle, struktur, funktion og størrelse
Mennesker
Den menneskelige sædcelle, der er den reproduktive celle i hanner og vil kun overleve i varme miljøer; når det forlader den mandlige krop sæden er sandsynligheden for overlevelse er reduceret, og det kan dø, og dermed mindske den samlede sædkvalitet. Sædceller findes i to typer, ” kvindelige “og”mandlige”., Sædceller, der giver anledning til kvindelige (offspring.) Afkom efter befrugtning, adskiller sig ved, at de bærer et Chromos-kromosom, mens sædceller, der giver anledning til mandlige (.y) afkom, bærer et Y-kromosom.
en human sædcelle består af et fladt, skiveformet hoved 5, 1 µm ved 3, 1mm og en hale 50mm lang. 1-3 mm / minut hos mennesker) ved at piske i en elliptisk kegle. Sperm har en olfaktorisk styringsmekanisme, og efter at have nået æggelederne, skal gennemgå en periode med kapacitet før penetration af ægget.,
hoved: Det har en kompakt kerne med kun kromatisk stof og er omgivet af kun en tynd kant af cytoplasma. Ovenstående kernen ligger en cap-lignende struktur, der kaldes den acrosome, dannet ved modificering af Golgi krop, som udskiller enzymet spermlysin (hyaluronidase, corona-gennemtrængende enzym, zona lysin, eller acrosin), der er nødvendige til befrugtning. Når spermato .onen nærmer sig ægget, gennemgår den akrosomreaktionen, hvor membranen, der omgiver akrosomet, smelter sammen med plasmamembranen i sædets hoved og udsætter indholdet af akrosomet.,
hals: det er den mindste del (0,03 10 10-6 m) og har en proksimal centriol parallelt med bunden af kernen og distal centriol vinkelret på den forrige. Den pro proximimale centriol er også til stede i den modne spermato .oon; den distale centriol forsvinder efter A .oneme-samling. Den proksimale centriol trænger ind i ægget under befrugtning og starter den første spaltningsdeling af ægget, som ikke har nogen centriol. Den distale centriole giver anledning til det aksiale filament, der danner halen og har et (9+2) arrangement., En forbigående membran kaldet manchetten ligger i det midterste stykke.
midterstykke: det har 10-14 spiraler af mitokondrier omkring det aksiale filament i cytoplasmaet. Det giver motilitet, og dermed kaldes kraftcenter af sperm. Det har også en ring centriole (annulus), der danner en diffusionsbarriere mellem midterstykket og hovedstykket og tjener som en stabiliserende struktur for halestivhed.
Hale: Det er den længste del (50 10 10-6 m), der har en aksial filament omgivet af cytoplasma og plasmamembran, men i den bageste ende er den aksiale filament nøgen., Det er push mekanisme.
Sæd har en alkalisk natur, og spermato .oerne når ikke fuld bevægelighed (hypermotilitet), før de når vagina, hvor den alkaliske pH neutraliseres af sure vaginale væsker. Denne gradvise proces tager 20-30 minutter. I løbet af denne periode danner fibrinogen fra de sædvanlige vesikler en blodprop, der sikrer og beskytter sædcellerne. Ligesom de bliver hypermotile, fibrinolysin fra prostata opløser blodproppen, så sædcellerne kan udvikle sig optimalt.,
spermato .onen er kendetegnet ved et minimum af cytoplasma og det tættest pakkede DNA, der er kendt i eukaryoter. Sammenlignet med mitotiske kromosomer i somatiske celler er sæd-DNA mindst seks gange mere stærkt kondenseret.
prøven bidrager med DNA / kromatin, en centriol og måske også en oocytaktiverende faktor (OAF). Det kan også bidrage med paternal messenger RNA (mRNA), hvilket også bidrager til embryonisk udvikling.,
-
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.,
-
Dimensioner af den menneskelige sædceller hovedet, målt fra en 39-årig sund emne.
den humane spermato .oon indeholder mindst 7500 forskellige proteiner.
Human sædgenetik har været forbundet med menneskelig evolution, pr.,
DNA-skader og reparation
DNA-skader, der er til stede i sædceller i perioden efter meiose, men før befrugtning kan repareres i det befrugtede æg, men hvis ikke repareres, kan have alvorlige skadelige virkninger for forplantningsevnen og det udviklende foster. Humane spermato .oer er særligt sårbare over for angreb fra frie radikaler og generering af O .idativ DNA-skade. (se fx 8-Oxo-2′-deoxyguanosine)
Eksponering af mænd til bestemt livsstil, miljømæssige eller erhvervsmæssige farer, der kan øge risikoen for aneuploid spermatozoer., Især øges risikoen for aneuploidi ved tobaksrygning og erhvervsmæssig eksponering for ben .en, insekticider og perfluorerede forbindelser. Øget aneuploidi af spermato .oer forekommer ofte i forbindelse med øget DNA-skade. DNA-fragmentering og øget in situ DNA-modtagelighed for denaturering, de egenskaber, der ligner disse, der ses under apoptose af somatiske celler, karakteriserer unormale spermato .oer i tilfælde af mandlig infertilitet.,
undgåelse af immunsystemrespons
Glycoproteinmolekyler på overfladen af ejakulerede sædceller genkendes af alle humane kvindelige immunsystemer og fortolkes som et signal om, at cellen ikke bør afvises. Det kvindelige immunsystem kan ellers angribe sædceller i forplantningskanalen. De specifikke glycoproteiner, der dækker sædceller, udnyttes også af nogle kræft-og bakterieceller, nogle parasitære orme og HIV-inficerede hvide blodlegemer, hvorved man undgår en immunrespons fra værtsorganismen.,
blod-testis barriere, som vedligeholdes af den stramme vejkryds mellem Sertoli celler af sædkanalerne, forhindrer kommunikation mellem dannelse af sædceller i testiklerne og blodkar (og immun celler, der cirkulerer i dem) i det interstitielle rum. Dette forhindrer dem i at fremkalde et immunrespons. Blod-testis barrieren er også vigtig for at forhindre giftige stoffer i at forstyrre spermatogenese.,
Sædceller i andre organismer
Motile sædceller af alger og andre planter.
Dyr
Befrugtning er afhængig af spermatozoer for de fleste seksuelt reproduktive dyr.
nogle arter af frugtflue producerer den største kendte spermato .oon, der findes i naturen. Drosophila melanogaster producerer sæd, der kan være op til 1.,8 mm, mens dens relative Drosophila bifurca producerer den største kendte spermato .oon, der måler over 58 mm i længden. I Drosophila melanogaster, hele Sæd, hale inkluderet, bliver indarbejdet i oocytcytoplasma, imidlertid, for Drosophila bifurca kommer kun en lille del af halen ind i oocytten.træmus Apodemus sylvaticus besidder spermato .oer med falciform morfologi. En anden egenskab, der gør disse gametocytter unikke, er tilstedeværelsen af en apikal krog på sædhovedet. Denne krog bruges til at fastgøre til kroge eller til flagella af andre spermato .oer., Aggregering er forårsaget af disse vedhæftede filer og mobile tog resultat. Disse tog giver forbedret motilitet i den kvindelige reproduktive kanal og er et middel, hvormed befrugtning fremmes.
postmeiotic fase af musen spermatogenesen er meget følsomme over for miljømæssige genotoksiske agenter, fordi som mandlige kønsceller form modne spermatozoer, at de gradvist mister evnen til at reparere DNA-skader., Bestråling af mandlige mus i slutningen af spermatogenesen kan fremkalde skader, der fortsætter i mindst 7 dage i den befrugtende spermatozoer, og afbrydelse af moderens DNA-dobbelt-strand bryde reparation af veje øger spermatozoer-afledte kromosomaberrationer. Behandling af mandlig mus med melphalan, en bifunctional alkylerende agent ofte ansat i kemoterapi, inducerer DNA-læsioner under meiose, der kan vare i en ikke-udbedrede staten som kønsceller fremskridt gennem DNA-reparation-kompetente faser af spermatogenic udvikling., Sådanne uoprettede DNA-skader i spermato .oer efter befrugtning kan føre til afkom med forskellige abnormiteter.
søpindsvin som Arbacia punctulata er ideelle organismer til brug i sædceller forskning, de gyder stort antal af sædceller i havet, hvilket gør dem velegnet som model organismer til eksperimenter.
spermato .oer af pungdyr er normalt længere end hos placentale pattedyr.,
planter, alger og svampe
gametofytterne af bryophytter, bregner og nogle gymnospermer producerer motile sædceller i modsætning til pollenkorn, der anvendes i de fleste gymnospermer og alle angiospermer. Dette gør seksuel reproduktion i mangel af vand umulig, da vand er et nødvendigt medium for sæd og æg at mødes. Alger og lavere plantespermaceller er ofte flerflagellerede (se billede) og er således morfologisk forskellige fra dyrespermato .oer.nogle alger og svampe producerer ikke-motile sædceller, kaldet spermatien., I højere planter og nogle alger og svampe involverer befrugtning migrering af sædkernen gennem et befrugtningsrør (f.eks. pollenrør i højere planter) for at nå ægcellen.
spermato .oerproduktion hos pattedyr
Spermato .oer produceres i testiklernes seminiferøse tubuli i en proces kaldet spermatogenese. Runde celler kaldet spermatogonia deler sig og differentierer til sidst for at blive spermato .oer., Under copulation bliver cloaca eller vagina insemineret, og derefter bevæger spermato .oerne sig gennem kemota .is til ægget inde i et æggeleder eller livmoderen.
I KUNST, normozoospermia er henvist til et samlet beløb af >39 mill udbrød, >32% med progressiv motilitet og >4% normal morfologi. En normal ejakulation hos mennesker skal også have et volumen over 1, 5 ml, hvilket er et for stort volumen 6 ml pr. Et utilstrækkeligt volumen kaldes hypospermi., Disse problemer er relateret til adskillige komplikationer i spermato .oaproduktion, for eksempel:
- Hyperspermi: normalt provokeret på grund af prostata-betændelse.
- Hypospermi: en ufuldstændig ejakulation, normalt henvist til et androgenunderskud (hypoandrogenisme) eller obstruktion i en del af ejakulatorisk kanal. I laboratorieforhold skyldes også et delvis tab af prøven.
- Aspermia: der er ingen ejakulation. Det kan ske på grund af retrograd ejakulation, anatomiske eller neurologiske sygdomme eller antihypertensive stoffer.,
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., En af de mest betydningsfulde, fælles signalering tegn i det tilfælde er, at en prototype af professionelle chemotaxis receptorer, formyl-peptid receptor (60,000 receptor/celle) såvel som aktivator evne til dens ligand formyl Opfyldt-Leu-Phe har vist sig i overfladen membran, selv i tilfælde af menneskelige sædceller. Pattedyrs sædceller bliver endnu mere aktive, når de nærmer sig en ægcelle i en proces kaldet sædaktivering., Sædaktivering har vist sig at være forårsaget af calciumionophorer in vitro, progesteron frigivet af nærliggende cumulusceller og binding til .p3 af Theona pellucida. Cumulus-cellerne er indlejret i et gelignende stof, der primært er fremstillet af hyaluronsyre, og udviklet i æggestokken med ægget og understøtter det, når det vokser.
den oprindelige ændring kaldes “hyperaktivering”, hvilket forårsager en ændring i spermato .oermotilitet. De svømmer hurtigere og deres halebevægelser bliver mere kraftfulde og uberegnelige.
en nylig opdagelse forbinder hyperaktivering til en pludselig tilstrømning af calciumion i halerne., Sædets piskelignende hale (flagellum) er besat med ionkanaler dannet af proteiner kaldet CatSper. Disse kanaler er selektive, så kun calciumioner kan passere. Åbningen af CatSper-kanaler er ansvarlig for tilstrømningen af calcium. Den pludselige stigning i calciumniveauer får flagellumet til at danne dybere bøjninger og fremdriver sæden mere kraftigt gennem det viskøse miljø. Sperm hyperaktivitet er nødvendig for at bryde gennem to fysiske barrierer, der beskytter ægget mod befrugtning.
den anden proces i sædaktivering er akrosomreaktionen., Dette indebærer frigivelse af indholdet af akrosomet, som spredes, og eksponeringen af en .ymer fastgjort til sædets indre akrosomale membran. Dette sker, når sæden først møder ægget. Denne lås-og-nøgle type mekanisme er artsspecifik og forhindrer sæd og æg af forskellige arter i at smelte sammen. Der er nogle tegn på, at denne binding er det, der udløser akrosomet til at frigive de en .ymer, der tillader sæd at smelte sammen med ægget.
ZP3, et af proteinerne, der udgør Theona pellucida, binder derefter til et partnermolekyle på sædcellerne., En .ymer på den indre akrosomale membran fordøjer zona pellucida. Efter at sædcellerne trænger ind ionaona pellucida, smelter en del af sædcellens cellemembran derefter sammen med ægcellens membran, og hovedets indhold diffunderer ind i ægget.
efter indtrængning siges oocytten at være blevet aktiveret. Det gennemgår sin sekundære meiotiske opdeling, og de to haploide kerner (faderlig og moderlig) smelter sammen for at danne en .ygote., For at forhindre polyspermy og minimere muligheden for at producere en triploid zygote, gør flere ændringer i ægetsonaona pellucida dem uigennemtrængelige kort efter, at den første sæd kommer ind i ægget.
Kunstige opbevaring
Spermatozoer kan være gemt i opløsningsmidler, såsom Illini Variabel Temperatur (IVT) fortyndingsmiddel, som har været rapporteret til at være i stand til at bevare en høj frugtbarhed af spermatozoer i over syv dage. IVT-fortynderen består af flere salte, sukkerarter og antibakterielle midler og gasses med CO2.,
Sædkryopreservering kan bruges til langt længere opbevaringsvarigheder. For humane spermato .oer er den længste rapporterede succesfulde opbevaring med denne metode 21 år.
MMP og kapacitation
under kapacitationen opnår spermato .oer evnen til at befrugte oocyten. In vitro sker det, når spermato .oerne vaskes og renses. I dag kræver 20% af befolkningen assisteret reproduktionsteknologi, så det er vigtigt for vores samfundsudvikling., 15% af infertilitet skyldes mandlig faktor, så der er skabt flere strategier for at genvinde de funktionelle spermato .oer. Milliliter) er synonymt med kapacitet og er meget nyttig parameter til sammen med et spermiogram at bestemme den type behandling, der er nødvendig. Det er baseret på inddrivelsesprocenten., Afhængig af den procentsats, vi vil bestemme kvaliteten af motile sædceller recovery: 15 til 25 millioner sædceller/ml betragtes som optimal, mellem 5 og 15 millioner anses nok, og mindre end 5 millioner anses for sub-optimal eller ikke er tilstrækkeligt. Med hensyn til de værdier, vi har opnået, sammen med spermiogramresultaterne, vises forskellige teknikker.
for eksempel, hvis mere end 1.,0 106 106 progressiv motile sædceller per milliliter findes, det vil blive anbefalet at have samleje, og hvis det mislykkes, vil det næste trin være intrauterin insemination og senere konventionel in vitro-befrugtning.
med mindre end 1, 0 106 106 progressiv motile sædceller pr. I tilfælde af azoospermi (ingen sædceller i ejakulatet), vil vi gøre en biopsi fra testiklerne for at kontrollere, om der er sædceller i testiklerne eller hvis der ikke findes sædceller er ved at blive produceret.,
Historie
- I 1677 mikrobiolog, Antonie van Leeuwenhoek opdaget spermatozoer.
- I 1841 den Schweiziske anatom Albert von Kölliker skrev om sædcelle i sit arbejde Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfäden (Undersøgelser om betydningen af spermatozoer).
se også
- Aneuploidi
- Non-disjunction
 |
Wikimedia Commons har flere filer relateret til Spermatozoer.,9dbb”>Microscopic organisms | Others |
 |
||
|---|---|---|---|---|---|
| General topics | |||||
| Related topics | |||||
| Related people |
|
||||
| Anerkendelser | |||||
|
|||||
Category