spermatozoon
d013094
anatómiai terminológia
; többes spermiumok; az ókori görögből: σπέρμα (“mag”) és az ókori görög: ζοον (“élő lény”) egy mozgékony spermiumsejt, vagy a haploid sejt mozgó formája, amely a férfi gaméta., A spermium csatlakozik egy petesejthez, hogy zigótot képezzen. (A zigóta egyetlen sejt, teljes kromoszómakészlettel, amely általában embrióvá alakul.)
a spermiumok a nukleáris genetikai információ körülbelül felét adják a diploid utódoknak (kivéve a legtöbb esetben a mitokondriális DNS-t). Emlősökben az utódok nemét a spermiumsejt határozza meg: az X kromoszómát hordozó spermium női (XX) utódhoz vezet, míg az egyik Y kromoszómát hordozó hím (XY) utódhoz vezet., A spermiumsejteket először Antonie van Leeuwenhoek laboratóriumában figyelték meg 1677-ben.
Emberi sperma alatt mikroszkóp
Emlős spermatozoon szerkezet, funkció, méret
az Emberek
Az emberi sperma sejt a reproduktív sejt a férfiak pedig csak akkor éli túl meleg környezetben; egyszer elhagyja a férfi test a sperma túlélési valószínűsége csökken, de lehet, hogy meghal, csökkentve a teljes sperma minőségét. A spermiumok két típusból állnak: “nő” és “férfi”., Azok a spermiumok, amelyek a megtermékenyítés után női (XX) utódokat eredményeznek, különböznek abban, hogy X-kromoszómát hordoznak, míg a hím (XY) utódokat előidéző spermiumok Y-kromoszómát hordoznak.
egy emberi spermiumsejt egy lapos, korong alakú fejből áll, 5,1 µm 3,1 µm-rel és 50 µm hosszú farokból. A farok flagellates, amely hajtja a spermium sejt (körülbelül 1-3 mm/perc emberben)korbácsolás egy elliptikus kúp. A spermium szaglásvezérlő mechanizmussal rendelkezik, a petevezetékek elérése után pedig a petesejt behatolása előtt kondenzációs időszakon kell átesnie.,
fej: kompakt maggal rendelkezik, csak kromatikus anyaggal, és csak a citoplazma vékony pereme veszi körül. A mag felett egy kap – szerű szerkezet található, amelyet akroszómának neveznek, amelyet a Golgi test módosításával alakítottak ki, amely a spermizin enzimet (hialuronidáz, corona-penetráló enzim, zona lizin vagy akrozin) választja ki, ami a megtermékenyítéshez szükséges. Amint a spermium megközelíti a tojást, az akroszóma reakción megy keresztül, amelyben az akroszómát körülvevő membrán a spermium fejének plazmamembránjával összeolvad, feltárva az akroszóma tartalmát.,
nyak: ez a legkisebb rész (0,03 ×10-6 m), proximális centriole párhuzamos a mag alapjával, és disztális centriole merőleges az előzőre. A proximális centriol az érett spermiumban is jelen van; a disztális centriol az axonéma összeszerelése után eltűnik. A megtermékenyítés során a proximális centriol belép a tojásba, és megkezdi a tojás első hasítási osztását, amelynek nincs centriolja. A disztális centriol a farokot alkotó axiális izzószálhoz vezet ,amelynek (9+2) elrendezése van., A mandzsettának nevezett átmeneti membrán a középső darabban fekszik.
középső rész: 10-14 mitokondrium spirálja van a citoplazmában lévő axiális izzószál körül. Motilitást biztosít, ezért a sperma erőművének nevezik. Van egy gyűrűs centriole (annulus) is, amely diffúziós akadályt képez a középső darab és a fő darab között, és stabilizáló szerkezetként szolgál a farok merevségéhez.
farok: ez a leghosszabb rész (50×10-6 m), amelynek axiális szála citoplazmával és plazmamembránnal van körülvéve, de a hátsó végén az axiális szál meztelen., Ez push mechanizmus.
A Sperma lúgos jellegű, a spermiumok nem érik el a teljes motilitást (hypermotilitást), amíg el nem érik a hüvelyt, ahol a lúgos pH-t savas hüvelyi folyadékok semlegesítik. Ez a fokozatos folyamat 20-30 percet vesz igénybe. Ebben az időszakban a szeminárium vezikulumaiból származó fibrinogén vérrögöt képez, amely biztosítja és védi a spermát. Ahogy hypermotillá válnak, a prosztata mirigyéből származó fibrinolizin feloldja a vérrögöt, lehetővé téve a sperma optimális fejlődését.,
a spermiumot minimális citoplazma jellemzi, és az eukariótákban ismert legsűrűbben csomagolt DNS. A szomatikus sejtekben a mitotikus kromoszómákhoz képest a spermium DNS legalább hatszor nagyobb mértékben kondenzálódik.
a minta hozzájárul a DNS / kromatinhoz, egy centriolhoz, esetleg egy oocita aktiváló faktorhoz (OAF). Hozzájárulhat az apai hírvivő RNS-hez (mRNS) is, amely szintén hozzájárul az embrionális fejlődéshez.,
-
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.,
-
az emberi spermafej méretei egy 39 éves egészséges alanytól mérve.
a humán spermium legalább 7500 különböző fehérjét tartalmaz.
az emberi spermiumok genetikája összefüggésbe hozható az emberi evolúcióval, egy 2020-as tanulmány szerint.,
DNS károsodás és javítás
a meiózis utáni időszakban a spermatozoidban jelen lévő DNS-károsodás, de a megtermékenyítés előtt a megtermékenyített tojásban javítható, de ha nem javítható, súlyos káros hatással lehet a termékenységre és a fejlődő embrióra. Az emberi spermiumok különösen érzékenyek a szabad gyökök támadására és az oxidatív DNS-károsodás kialakulására. (lásd pl. 8-Oxo-2 ‘ – dezoxiguanozin)
a hímek bizonyos életmódbeli, környezeti vagy foglalkozási veszélyeknek való kitettsége növelheti az aneuploid spermiumok kockázatát., Különösen az aneuploidia kockázatát növeli a dohányzás, valamint a benzol, inszekticidek és perfluorozott vegyületek foglalkozási expozíciója. A spermiumok fokozott aneuploidiája gyakran előfordul a megnövekedett DNS-károsodással összefüggésben. DNS fragmentáció és fokozott in situ DNS fogékonyság denaturáció, a funkciók hasonlóak a látható során apoptózis szomatikus sejtek jellemzik abnormális spermiumok esetén férfi meddőség.,
az immunrendszeri válasz elkerülése
az ejakulált spermiumok felszínén található glikoprotein molekulákat minden emberi női immunrendszer felismeri, és jelként értelmezi, hogy a sejtet nem szabad elutasítani. A női immunrendszer egyébként megtámadhatja a spermát a reproduktív traktusban. A spermiumsejteket bevonó specifikus glikoproteineket néhány rákos és bakteriális sejt, néhány parazita féreg és HIV-fertőzött fehérvérsejt is hasznosítja, ezáltal elkerülve a gazdaszervezet immunválaszát.,
a seminiferous tubulusok Sertoli sejtjei közötti szoros csomópontok által fenntartott vér-here gát megakadályozza a herékben lévő alkotó spermiumok és az erek (és a bennük keringő immunsejtek) közötti kommunikációt az interstitialis térben. Ez megakadályozza, hogy immunválaszt keltsenek. A vér-here gát szintén fontos a mérgező anyagok megakadályozásában, hogy megzavarják a spermatogenezist.,
spermiumok más szervezetekben
algák és mag nélküli növények motilis spermiumsejtjei.
állatok
a megtermékenyítés a legtöbb szexuálisan reproduktív állat spermájára támaszkodik.
egyes gyümölcslégyfajok termelik a természetben megtalálható legnagyobb ismert spermiumot. A Drosophila melanogaster olyan spermát termel, amely legfeljebb 1 lehet.,8 mm, míg relatív Drosophila bifurca termeli a legnagyobb ismert spermiumot, amelynek hossza meghaladja az 58 mm-t. A Drosophila melanogasterben a teljes spermium, a farok is beépül az oocita citoplazmába, azonban a Drosophila bifurca esetében a farok csak egy kis része jut be az oocitába.
az Apodemus sylvaticus fa egér falciform morfológiával rendelkezik. Egy másik jellemző, amely egyedivé teszi ezeket a gametocitákat, az apikális horog jelenléte a spermafejen. Ezt a horgot a horgokhoz vagy más spermiumok flagellájához rögzítik., Az összesítést ezek a szerelvények és a mobil vonatok okozzák. Ezek a vonatok jobb motilitást biztosítanak a női reproduktív traktusban, és olyan eszközök, amelyek elősegítik a megtermékenyítést.
az egér spermatogenezis posztmeiotikus fázisa nagyon érzékeny a környezeti genotoxikus szerekre, mivel a hím csírasejtek Érett spermatozoidokat képeznek, fokozatosan elveszítik a DNS-károsodás helyreállításának képességét., A hím egerek besugárzása a késői spermatogenezis során olyan károsodást okozhat, amely legalább 7 napig fennmarad a megtermékenyítő spermatozoidban, az anyai DNS kettős szálú megszakításának megszakítása pedig növeli a spermiumból származó kromoszóma-rendellenességeket. Kezelés a hím egerek irányadóak, egy bifunctional alkiláló szer esetében gyakran alkalmazott kemoterápia, serkenti a DNS elváltozások során meiózis, hogy fennállhat egy unrepaired állam, mint a csírasejtek elért DNS-repair-az illetékes fázisai spermatogenic fejlesztés., Az ilyen javíthatatlan DNS-károsodás a spermatozoidban a megtermékenyítés után különböző rendellenességekkel járó utódokhoz vezethet.
a tengeri sünök, mint például az Arbacia punctulata ideális szervezetek a spermiumkutatásban, nagyszámú spermát hoznak a tengerbe, így jól alkalmazhatók modellszervezetekként kísérletekhez.
az erszényesek spermiumai általában hosszabbak, mint a placenta emlősöké.,
növények, algák és gombák
a bryophyták, páfrányok és néhány gymnospermák gametofitái motilis spermiumsejteket termelnek, ellentétben a legtöbb gymnospermában és az összes angiospermában alkalmazott pollenszemcsékkel. Ez lehetetlenné teszi a Szexuális szaporodást víz hiányában, mivel a víz szükséges közeg a sperma és a tojás találkozásához. Az algák és az alacsonyabb növényi spermiumok gyakran többsejtűek (lásd a képet), így morfológiailag különböznek az állati spermatozoidoktól.
egyes algák és gombák nem mozgékony spermiumsejteket, úgynevezett spermatiát termelnek., A magasabb növényekben, valamint egyes algákban és gombákban a megtermékenyítés során a spermiummag egy megtermékenyítő csövön (pl. magasabb növényekben lévő pollencsövön) keresztül vándorol ki, hogy elérje a petesejtet.
Ondósejt termelés emlősök
Ondósejt gyártják a seminiferous tubulusok a herék a folyamatot nevezzük spermatogenezis. A spermatogoniának nevezett kerek sejtek végül spermatozoidokká válnak., A kopuláció során a cloaca vagy a hüvely megtermékenyül, majd a spermiumok kemotaxison keresztül mozognak a petesejtbe a petevezetékben vagy a méhben.
a művészetben a normozoospermia a >39 milliliter, >32% progresszív motilitással és >4% normál morfológiával. Továbbá, egy normális ejakuláció emberben kell egy térfogat több mint 1,5 ml, hogy egy túlzott térfogat 6 ml per magömlés (hyperspermia). Az elégtelen térfogatot hypospermia-nak nevezik., Ezek a problémák a spermiumok termelésének számos szövődményével kapcsolatosak, például:
- Hyperspermia: általában prosztata gyulladás miatt provokáltak.
- Hypospermia: hiányos ejakuláció, általában az androgén hiányára (hipoandrogenizmus) vagy az ejakulációs traktus egy részének elzáródására utal. Laboratóriumi körülmények között a minta részleges elvesztésének is köszönhető.
- Aspermia: nincs magömlés. Ez történhet retrográd ejakuláció, anatómiai vagy neurológiai betegségek vagy antihipertenzív gyógyszerek miatt.,
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., Az esemény egyik legjelentősebb, leggyakoribb jelátviteli karaktere az, hogy a professzionális kemotaxis receptorok prototípusát, a formil-peptidreceptort (60 000 receptor/sejt), valamint ligandumának formil-Met-Leu-Phe aktivátor képességét a felszíni membránban még az emberi spermiumok esetében is kimutatták. Az emlős spermiumok még aktívabbá válnak, amikor egy spermium aktiválásnak nevezett folyamat során megközelítik a tojássejtet., Kimutatták, hogy a spermiumok aktiválódását in vitro kalcium-ionoforok, a közeli cumulus sejtek által felszabaduló progeszteron és a zona pellucida ZP3-hoz való kötődése okozza. A cumulus sejtek egy elsősorban hialuronsavból készült gélszerű anyagba ágyazódnak be, amelyet a tojással együtt a petefészekben fejlesztenek ki, és növekedéskor támogatják.
a kezdeti változást “hiperaktiválásnak” nevezik, ami megváltoztatja a spermiumok mozgékonyságát. Gyorsabban úsznak, és a farokmozgásuk erőteljesebbé és kiszámíthatatlanabbá válik.
egy újabb felfedezés összekapcsolja a hiperaktivációt a kalcium-ion hirtelen beáramlásával a farokba., A sperma ostorszerű farkát (flagellum) a CatSper nevű fehérjék által alkotott ioncsatornákkal borítják. Ezek a csatornák szelektívek, lehetővé téve csak a kalciumionok áthaladását. A CatSper csatornák megnyitása felelős a kalcium beáramlásáért. A kalciumszint hirtelen emelkedése miatt a flagellum mélyebb kanyarokat képez, a spermát erőteljesebben mozgatva a viszkózus környezetben. A spermium hiperaktivitása két fizikai akadály áttöréséhez szükséges, amelyek megvédik a tojást a megtermékenyítéstől.
a spermiumok aktiválásának második folyamata az akroszóma reakció., Ez magában foglalja az akroszóma tartalmának felszabadítását, amely diszpergálódik, valamint a sperma belső akroszomális membránjához kapcsolódó enzimek expozícióját. Ez akkor fordul elő, amikor a sperma először találkozik a tojással. Ez a zár-kulcs típusú mechanizmus fajspecifikus, és megakadályozza a különböző fajok spermájának és tojásának összeolvadását. Van némi bizonyíték arra, hogy ez a kötés kiváltja az akroszómát, hogy felszabadítsa azokat az enzimeket, amelyek lehetővé teszik a sperma összeolvadását a tojással.
ZP3, az egyik olyan fehérje, amely a zona pellucida-t alkotja, majd kötődik a spermiumon lévő partner molekulához., A belső akroszomális membránon lévő enzimek megemésztik a zona pellucida-t. Miután a sperma behatol a zona pellucidába, a spermium sejtmembránjának egy része összeolvad a petesejt membránjával, a fej tartalma pedig diffúz a tojásba.
behatoláskor azt mondják, hogy az oocita aktiválódott. Másodlagos meiotikus osztódásán megy keresztül, és a két haploid mag (apai és anyai) összeolvad egy zigóta kialakulásával., A poliszpermia megelőzése és a triploid zigóta előállításának lehetőségének minimalizálása érdekében a tojás zona pellucida-jának számos változása áthatolhatatlanná teszi őket röviddel az első Sperma belépése után.
mesterséges Tárolás
a spermiumok olyan hígítókban tárolhatók, mint például az Illini változó hőmérsékletű (IVT) hígító, amelyekről beszámoltak, hogy képesek megőrizni a spermiumok magas termékenységét több mint hét napig. Az IVT hígító több sóból, cukrokból és antibakteriális szerekből áll, amelyeket CO2-vel gázosítanak.,
A Sperma krioprezervációja sokkal hosszabb tárolási időtartamokra használható. Az emberi spermiumok esetében a leghosszabb bejelentett sikeres Tárolás ezzel a módszerrel 21 év.
MMP és kondenzáció
a kondenzáció során a spermiumok képesek az oocita megtermékenyítésére. In vitro ez akkor történik, amikor a spermatozoidot mossák és tisztítják. Napjainkban a lakosság 20% – A igényel asszisztált reprodukciós technológiát, ezért fontos a társadalom fejlődéséhez., A meddőség 15% – a férfi tényezőnek köszönhető, ezért számos stratégiát hoztak létre a funkcionális spermiumok helyreállítása érdekében. Az MMP (milliliterenként millió mozgékony progresszív sejt) mérése a kondenzáció szinonimája, és nagyon hasznos paraméter a spermiogrammal együtt a szükséges kezelés típusának eldöntésére. Ez a helyreállítási százalékon alapul., A százalékos aránytól függően eldöntjük a mozgékony spermiumok helyreállításának minőségét: 15-25 millió spermium/ml optimálisnak tekinthető, 5-15 millió között elegendőnek tekinthető, kevesebb, mint 5 millió pedig optimálisnak vagy nem elegendőnek tekinthető. A kapott értékeket illetően a spermiogram eredményei mellett különböző technikák jelennek meg.
például, ha több mint 1.,0×106 progresszív mozgékony spermát találunk milliliterenként, ajánlott a nemi közösülés, és ha ez nem sikerül, a következő lépés a méhen belüli megtermékenyítés, majd később a hagyományos in vitro megtermékenyítés lesz.
kevesebb, mint 1, 0×106 progresszív mozgékony spermával milliliterenként intracitoplazmatikus spermium injekciót végzünk. Azoospermia esetén (nincs spermium az ejakulátumban) herebiopsziát végzünk annak ellenőrzésére, hogy vannak-e spermiumok a herékben, vagy nincs-e spermium.,
történelem
- 1677-ben Antonie van Leeuwenhoek mikrobiológus felfedezte a spermiumot.
- 1841-ben Albert von Kölliker Svájci anatómus a spermiumról írt az Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfäden című munkájában (tanulmányok a spermiumok fontosságáról).
Lásd még:
- Aneuploidy
- Non-disjunction
 |
a Wikimedia Commons a spermatozoidokkal kapcsolatos médiával rendelkezik.,9dbb”>
Microscopic organisms | Others |
 |
||
|---|---|---|---|---|---|
| General topics | |||||
| Related topics | |||||
| Related people |
|
||||
| Elismeréseket | |||||
|
Category