spermatozoon
D013094
Anatomiske terminologien
En spermatozoon (uttales /ˌspɜːrmætəˈzoʊən/, alternativ stavemåte spermatozoön; flertall spermatozoa; fra gresk: σπέρμα («frø») og gresk: ζῷον («levende vesen»)) er en motile sperm cell, eller flytte form av haploid celle som er den mannlige gamete., En spermatozoon blir et egg for å danne en zygote. (En zygote er en enkelt celle, med et komplett sett av kromosomer, som vanligvis utvikler seg til et embryo.)
Sædceller bidrar med omtrent halvparten av kjernefysiske genetisk informasjon til diploid avkom (unntatt i de fleste tilfeller, mitokondrie-DNA). I pattedyr, kjønn på avkom er bestemt av sæd celle: en spermatozoon lager et X-kromosom vil føre til en kvinne (XX) avkom, mens en lager et Y-kromosom vil føre til en mann (XY) avkom., Sædcellene ble først observert i Antonie van Leeuwenhoek laboratorium i 1677.
Menneskelige sædceller under mikroskop
Pattedyr spermatozoon struktur, funksjon og størrelse på
Mennesker
Den menneskelige sperm cell er reproduktive celler i hanner og vil bare overleve i varme miljøer; når det etterlater den mannlige kroppen sperm er overlevelse sannsynligheten er redusert, og det kan dø, og dermed redusere den totale sperm kvalitet. Sædcellene kommer i to typer, «kvinnelig» og «mannlig»., Sædceller som kan gi opphav til kvinnelige (XX) avkom etter befruktning seg ut ved at de har et X-kromosom, mens sæd celler som kan gi opphav til mannlige (XY) avkom bære et Y-kromosom.
En menneskelig sæd celle består av en flat, plate formet hode 5.1 µm ved 3.1 µm og en hale 50 µm lange. Halen flagellates, som driver sperm cell (ca 1-3 mm/minutt hos mennesker) med pisket i en elliptisk membran. Sæd har en olfactory veiledning mekanisme, og etter å ha nådd egglederne, må gjennomgå en periode av capacitation før penetrasjon av egget.,
Leder: Den har en kompakt kjerne med bare kromatisk stoff og er omgitt av bare en tynn kant av cytoplasma. Over kjernen ligger en cap-lignende struktur kalt acrosome, dannet ved endring av Golgi kroppen, som utskiller enzymet spermlysin (hyaluronidase, corona-gjennomtrengende enzym, zona lysin, eller acrosin), som er nødvendig for befruktning. Som spermatozoon tilnærminger egg, det gjennomgår acrosome reaksjon der membranen som omgir acrosome sikringer med plasma membran av sperm hode, utsette innholdet i acrosome.,
Hals: Det er den minste delen (0.03 ×10-6 m), og har en proksimale centriole parallell til bunnen av kjernen og distale centriole vinkelrett på den forrige. Den proksimale centriole er til stede også i de modne spermatozoon; den distale centriole forsvinner etter axoneme montering. Den proksimale centriole går inn i egget under befruktning, og starter første spalting delingen av egget, som har ingen centriole. Den distale centriole gir opphav til den aksiale filament som former halen og har en (9+2) ordningen., En forbigående membranen kalt Manchette ligger i midtre del.
Midtre del: Det har 10-14 spiraler av mitokondrier rundt aksial filament i cytoplasma. Det gir motilitet, og derfor kalles powerhouse av sperm. Det har også en ring centriole (annulus) som danner en barriere for diffusjon mellom midten stykke og rektor stykke og tjene som en stabiliserende struktur for halen stivhet.
Hale: Det er den lengste delen (50×10-6 m), har en aksial filament omgitt av cytoplasma og plasma membran, men på bakre ende den aksiale filament er naken., Det er trykkmekanisme.
Sæd har en alkalisk natur og spermatozoa ikke nå full motilitet (hypermotility) før de når vagina, hvor alkalisk pH er nøytralisert av sure vaginal væsker. Denne gradvise prosessen tar 20-30 minutter. I løpet av denne perioden, fibrinogen fra sædblærene former en blodpropp, sikre og beskytte sædcellene. Akkurat som de blir hypermotile, fibrinolysin fra prostata kjertel oppløses blodpropp, slik at sædcellene å gå videre optimalt.,
spermatozoon er preget av et minimum av cytoplasma og mest tettpakket DNA kjent i eukaryotes. I forhold til mitotic kromosomer i somatiske celler, sperm DNA er minst sixfold flere svært fortettet.
prøven bidrar med DNA/chromatin, en centriole, og kanskje også en oocyte-activating factor (OAF). Det kan også bidra med faderlig budbringer-RNA (mRNA), også bidra til embryonale utvikling.,
-
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.,
-
Dimensjoner av menneskelig sæd hodet målt fra en 39 år gammel sunn emnet.
Den menneskelige spermatozoon inneholder minst 7500 ulike proteiner.
Menneskelige sædceller genetikk har vært forbundet med menneskelig evolusjon, per 2020 studie.,
DNA skade og reparasjon
DNA-skader stede i spermatozoa i perioden etter meiose men før befruktning kan repareres på befruktede egg, men hvis de ikke repareres, kan det få alvorlige skadelige effekter på fruktbarhet og utvikling av fosteret. Menneskelige spermatozoa er spesielt utsatt for frie radikaler angrep og generering av oksidativ DNA-skade. (se for eksempel 8-Oxo-2′-deoxyguanosine)
Eksponering av menn til visse livsstil, miljø-eller yrkesmessig farer som kan øke risikoen for aneuploid spermatozoa., I særlig risiko for kromosomavvik hos økes ved tobakksrøyking, og yrkesmessig eksponering for benzen, insektmidler, og perfluorinated compounds. Økt kromosomavvik hos av spermatozoa ofte oppstår i forbindelse med økt DNA-skade. DNA-fragmentering og økt in situ DNA mottakelighet for denaturering, de har lik disse sett under apoptosis av somatiske celler, karakteriserer unormal spermatozoa i tilfeller av mannlig infertilitet.,
Unngåelse av immunsystem respons
Glykoprotein molekyler på overflaten av ejaculated sædceller er anerkjent av alle menneskelige kvinnelige immunforsvar, og blir tolket som et signal om at cellen skal ikke bli avvist. Den kvinnelige immunsystemet ellers angrep sperm i skjede. Den spesifikke glycoproteins belegg sædceller benyttes også av noen cancerous celler og bakterier, noen parasittiske ormer, og HIV-infiserte hvite blodlegemer, og dermed unngå en immunrespons fra verten organismen.,
blod-testis barriere, som vedlikeholdes av det tette forbindelser mellom Sertoli celler av seminiferous tubuli, hindrer kommunikasjon mellom forming spermatozoa i testis og blodkar (og immunceller som sirkulerer i dem) i løpet av den mellomliggende plass. Dette hindrer dem fra å fremmane en immunrespons. Blod-testis barriere er også viktig for å hindre giftige stoffer fra forstyrre spermatogenese.,
Spermatozoa i andre organismer
Motile sædcellene av alger og seedless planter.
Dyr
Befruktning er avhengig av spermatozoa for de fleste seksuelt reproduktive dyr.
Noen arter av frukt fly produsere den største kjente spermatozoon som finnes i naturen. Drosophila melanogaster produserer sædceller som kan være opp til 1.,8 mm, mens den relative Drosophila bifurca produserer det største kjente spermatozoon, måling over 58 mm i lengde. I Drosophila melanogaster, hele sperm, hale inkludert, blir innlemmet i oocyte cytoplasma, men for Drosophila bifurca bare en liten del av halen går oocyte.
De tre mus Apodemus sylvaticus har spermatozoa med falciform morfologi. En annen karakteristikk som gjør disse gametocytes unike er tilstedeværelsen av apikal krok på sperm hodet. Denne kroken er brukt til å feste kroker eller til flagella av andre spermatozoa., Aggregering er forårsaket av disse vedleggene og mobile tog resultat. Disse togene gi bedre motilitet i den kvinnelige reproduktive skrift og er et middel som befruktning er fremmet.
postmeiotic fase av musen spermatogenese er svært følsom for miljø-gentoksisk agenter, fordi som mannlige kimceller form modne spermatozoa de gradvis mister evnen til å reparere DNA-skader., Bestråling av mannlige mus under slutten av spermatogenesen indusere skade som vedvarer i minst 7 dager i gjødsling spermatozoa, og forstyrrelser av mors DNA-double-strand bryte reparere veier øker spermatozoa-avledet kromosomale avvik. Behandling av mannlig mus med melphalan, en bifunctional alkylating agent ofte ansatt i kjemoterapi, induserer DNA-lesjoner under meiose som kan vedvare i en ureparert staten som kimceller fremgang gjennom DNA-reparasjon-kompetente faser av spermatogenic utvikling., Slik ureparert DNA-skader i spermatozoa, etter befruktning, kan føre til avkom med ulike misdannelser.
Sea urchins som Arbacia punctulata er ideelle organismer til bruk i sperm forskning, de gyter stort antall av sperm i havet, noe som gjør dem godt egnet som modellorganismer for eksperimenter.
spermatozoa av marsupials er vanligvis lengre enn de placental pattedyr.,
Planter, alger og sopp
gametophytes av moser, bregner og noen gymnosperms produsere motile sædceller, i motsetning til pollen korn ansatt i de fleste gymnosperms og alle angiosperms. Dette gjør seksuell reproduksjon i fravær av vann umulig, siden vann er en nødvendig medium for sperm og egg for å møte. Alger og små anlegg sædceller er ofte multi-flagellated (se bilde), og dermed morphologically forskjellig fra dyr spermatozoa.
Noen alger og sopp produsere ikke-motile sædceller, kalt spermatia., I høyere planter og noen alger og sopp, befruktning innebærer overføring av sæd kjernen gjennom en befruktning rør (f.eks. pollen rør i høyere planter) for å nå egg celle.
Spermatozoa produksjon i pattedyr
Spermatozoa er produsert i seminiferous tubuli i testiklene i en prosess som kalles spermatogenese. Runde celler som kalles spermatogonia dele og differensiere slutt å bli spermatozoa., Under parringen cloaca eller vagina blir inseminert, og deretter spermatozoa gå gjennom chemotaxis til egget inne i en Fallopian tube eller livmoren.
I KUNST, normozoospermia er referert til et samlet beløp av >39 mill utbrøt, >32% med progressive motilitet og >4% normal morfologi. Også, en normal ejakulasjon hos mennesker må ha et volum over 1,5 ml, som er en overdreven volum 6 ml per ejakulasjon (hyperspermia). En utilstrekkelig volum kalles hypospermia., Disse problemene er relatert til flere komplikasjoner i spermatozoa produksjon, for eksempel:
- Hyperspermia: vanligvis provosert på grunn av betennelse i prostata.
- Hypospermia: en ufullstendig utløsning, vanligvis referert til en androgen underskudd (hypoandrogenism) eller obstruksjon i noen del av ejaculatory skrift. I et laboratorium, er også på grunn av en delvis tap av prøven.
- Aspermia: det er ingen utløsning. Det kan skje på grunn av retrograd ejakulasjon, anatomiske eller nevrologiske sykdommer eller anti-hypertensive medikamenter.,
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 av de mest betydelige, felles signaliserer tegn på hendelsen som en prototype av profesjonelle chemotaxis reseptorer, formyl peptid reseptor (60,000 reseptor/celle) samt aktivator evnen til sin ligand formyl Møtt-Leu-Phe har vært påvist i overflaten membran selv i tilfelle av menneskelig sædcelle. Hos pattedyr sædceller bli enda mer aktive når de nærmer seg et egg celle i en prosess som kalles sperm aktivering., Sperm aktivering har vist seg å være forårsaket av kalsium ionophores in vitro, progesteron utgitt av nærliggende cumulus celler og binding til ZP3 av zona pellucida. Cumulus celler er bygd inn i en gel-lignende stoff som er laget i hovedsak av hyaluronsyre, og utviklet i eggstokk med egg og støtte det som det vokser.
Den første endringen er kalt «hyperactivation», som fører til en endring i spermatozoa motilitet. De svømmer raskere og halen bevegelser blir mer kraftfulle og uberegnelig.
En nylig oppdagelse lenker hyperactivation til en plutselig tilstrømningen av kalsium ion i halene., Pisk-som halen (flagellum) av sperm er besatt med ion-kanaler dannet av proteiner som kalles CatSper. Disse kanalene er selektiv, slik at bare kalsium ioner til å passere. Åpningen av CatSper-tv er ansvarlig for tilførsel av kalsium. De plutselig økning i kalsium nivåer fører til flagellum å danne dypere svinger, bringer sperm mer kraftig gjennom de viskøse miljø. Sperm hyperaktivitet er nødvendig for å bryte gjennom to fysiske barrierer som beskytter egg fra befruktning.
Den andre prosessen i sperm aktivering er acrosome reaksjon., Dette innebærer å avgi innholdet i acrosome, som sprer seg, og eksponering av enzymer som er festet til den indre acrosomal membran av sperm. Dette skjer etter at sædcellene som først møter egg. Dette lås og nøkkel type mekanisme er arter-spesifikke og hindrer sædceller og egg av ulike arter fra fikseringen. Det er noen bevis for at denne bindingen er hva som utløser acrosome å frigjøre enzymer som gjør at sædcellene å fusjonere med egg.
ZP3, en av de proteiner som utgjør zona pellucida, så binder seg til en partner molekyl på sperm., Enzymer på indre acrosomal membran fordøye zona pellucida. Etter sperm trenger zona pellucida, som er en del av sperm er cellemembranen da sikringer med egg cellens membran, og innholdet av hodet diffuse inn i egget.
Når penetrasjon, oocyte sies å ha blitt aktivert. Det gjennomgår sin videregående meiotic divisjon, og de to haploid kjerner (fars og mors) sikring danner en zygote., For å hindre polyspermy og minimalisere muligheten for å produsere en såkalt triploid zygote, flere endringer egg zona pellucida gjør dem ugjennomtrengelig kort tid etter den første sæden kommer inn i egget.
Kunstig lagring
Spermatozoa kan være lagret i fortynningsmidler for eksempel Illini Variabel Temperatur (IVT) oppløsning, som har blitt rapportert å være i stand til å bevare høy fruktbarhet av spermatozoa for over syv dager. Den IVT fortynner er sammensatt av flere salter, sukkerarter og bakteriedrepende midler og gassed med CO2.,
Sæd oocytter kan brukes til langt lengre lagring varighet. For menneskelig spermatozoa, den lengste rapportert vellykket oppbevaring med denne metoden er 21 år.
MMP og capacitation
Under capacitation, spermatozoa tilegne seg evnen til å befrukte oocyte. In vitro, det skjer når spermatozoa er vasket og renset. I dag, 20% av befolkningen krever assistert befruktning, så det er viktig for samfunnets utvikling., 15% av infertilitet er på grunn av mannlig faktor, så flere strategier har blitt opprettet for å gjenopprette funksjonelle spermatozoa. Den MMP (Millioner Motile Progressive celler per milliliter) tiltaket er synonymt med capacitation, og er svært nyttig parameter for å bestemme, sammen med en spermiogram, den slags behandling er nødvendig. Det er basert på utvinning prosent., Avhengig av andelen, vil vi bestemme kvaliteten på motile spermatozoa recovery: 15 til 25 millioner sperm/ml er ansett som optimal, mellom 5 og 15 millioner er vurdert som nok og mindre enn 5 millioner er vurdert som sub-optimal eller ikke tilstrekkelig. Om de verdiene som vi har fått, sammen med spermiogram resultater, ulike teknikker vil bli vist.
For eksempel, hvis det er mer enn 1.,0×106 progressivt motile sædceller per milliliter som er funnet, vil det være anbefalt å ha samleie, og hvis det mislykkes, vil det neste skritt vil være intrauterin inseminasjon og senere konvensjonelle in vitro-fertilisering.
Med mindre enn 1,0×106 progressivt motile sædceller per milliliter, vil vi utføre intracytoplasmatisk spermieinjeksjon. I tilfelle av azoospermi (ingen spermatozoa i ejakulere), vil vi gjøre en testikkel biopsi for å sjekke om det er spermatozoa i testiklene eller hvis ingen spermatozoa blir produsert.,
Logg på
- I 1677 microbiologist, Antonie van Leeuwenhoek oppdaget spermatozoa.
- I 1841 ble den Sveitsiske anatomi Albert von Kölliker skrev om spermatozoon i sitt arbeid Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfäden (Studier på betydningen av spermatozoa).
se også:
- kromosomavvik hos
- Ikke-motsetninger
 |
Wikimedia Commons har multimedieinnhold relatert til Spermatozoa.,9dbb»>Microscopic organisms | Others |
 |
||
|---|---|---|---|---|---|
| General topics | |||||
| Related topics | |||||
| Related people |
|
||||
| Utmerkelser | |||||
|
|||||
Category