espermatozóide
D013094
terminologia Anatômica
Um espermatozóide (pronuncia-se /ˌspɜːrmætəˈzoʊən/, grafia spermatozoön; plural espermatozóides; do grego Antigo: σπέρμα (“semente”) e do grego Antigo: ζῷον (“ser vivo”, é um tipo de espermatozóides móveis célula, ou movendo forma da célula haplóide que é o gameta masculino., Um espermatozóide junta-se a um óvulo para formar um zigoto. (Um zigoto é uma única célula, com um conjunto completo de cromossomas, que normalmente se desenvolve em um embrião.os espermatozóides contribuem com aproximadamente metade da informação genética nuclear para a descendência diplóide (excluindo, na maioria dos casos, ADN mitocondrial). Em mamíferos, o sexo da prole é determinado pelo espermatozóide: um espermatozóide com um cromossomo X levará a uma prole feminina (XX), enquanto um portador de um cromossomo Y levará a uma prole masculina (XY)., Os espermatozóides foram observados pela primeira vez no laboratório de Antonie van Leeuwenhoek em 1677.
Humanos esperma sob microscópio
Mamíferos espermatozóide estrutura, função e tamanho
os seres Humanos
A célula de esperma humana é a célula reprodutiva em homens e só vai sobreviver em ambientes quentes; uma vez que ele deixa o corpo masculino do esperma probabilidade de sobrevivência é reduzida e pode morrer, diminuindo assim a total qualidade do esperma. Os espermatozoides vêm em dois tipos: “feminino ” e”masculino”., Os espermatozóides que dão origem à descendência feminina (XX) após a fecundação diferem no facto de possuírem um cromossoma X, enquanto os espermatozóides que dão origem à descendência masculina (XY) possuem um cromossoma Y.
um espermatozóide humano consiste numa cabeça plana, em forma de disco, de 5,1 µm por 3,1 µm e uma cauda de 50 µm de comprimento. Os flagelados da cauda, que impulsiona o espermatozoide (a cerca de 1-3 mm / minuto em humanos), chicoteando em um cone elíptico. O esperma tem um mecanismo de orientação olfativo, e depois de alcançar as trompas de Falópio, deve passar por um período de capacitação antes da penetração do óvulo.,
cabeça: tem um núcleo compacto com apenas uma substância cromática e está rodeado por apenas uma fina jante de citoplasma. Acima do núcleo encontra-se uma estrutura semelhante à cap chamada acrossoma, formada pela modificação do corpo de Golgi, que segrega a enzima espermlysina (hialuronidase, enzima penetrante de corona, zona lysin, ou acrosina), que é necessária para a fertilização. À medida que o espermatozóide se aproxima do óvulo, ele sofre a reação acrosiva na qual a membrana em torno do espermatozóide se funde com a membrana plasmática da cabeça do espermatozóide, expondo o conteúdo do acrossoma.,
pescoço: é a menor parte (0,03 ×10-6 m), e tem um centriol proximal paralelo à base do núcleo e centriol distal perpendicular à anterior. O centriol proximal também está presente no espermatozóide maduro; o centriol distal desaparece após a montagem axoneme. O centriol proximal entra no ovo durante a fertilização e inicia a primeira divisão de clivagem do ovo, que não tem centriol. O centriole distal dá origem ao filamento axial que forma a cauda e tem um arranjo (9+2)., Uma membrana transitória chamada Manchete encontra-se na peça do meio.tem 10-14 espirais de mitocôndrias em torno do filamento axial no citoplasma. Ele fornece motilidade, e, portanto, é chamado de a potência do esperma. Tem também um centriol em anel (annulus) que forma uma barreira de difusão entre a peça média e a peça principal e serve como uma estrutura estabilizadora para a rigidez da cauda.cauda: é a parte mais longa (50×10-6 m), com um filamento axial rodeado por citoplasma e membrana plasmática, mas na extremidade posterior o filamento axial está nu., É um mecanismo de pressão.o sémen tem uma natureza alcalina e os espermatozóides não atingem a motilidade total (hipermotilidade) até atingirem a vagina, onde o pH alcalino é neutralizado por fluidos acídicos vaginais. Este processo gradual demora 20-30 minutos. Durante este período, o fibrinogénio das vesículas seminais forma um coágulo, protegendo e protegendo o esperma. Assim como eles se tornam hipermotil, a fibrinolisina da glândula próstata dissolve o coágulo, permitindo que o esperma progrida de forma otimizada.,o espermatozóide é caracterizado por um mínimo de citoplasma e o DNA mais densamente embalado conhecido em eucariotas. Comparado com cromossomas mitóticos em células somáticas, o DNA do esperma é pelo menos seis vezes mais condensado.
a amostra contribui com DNA/cromatina, um centriol, e talvez também um fator de ativação de oócitos (OAF). Ele também pode contribuir com ARN mensageiro paterno (ARNm), também contribuindo para o desenvolvimento embrionário.,
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Electron micrograph of human spermatozoa magnified 3140 times.
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Sperm cells in the urine sample of a 45-year-old male patient who is being followed with the diagnosis of benign prostate hyperplasia.,
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Dimensões do humano esperma cabeça medido a partir de um 39 anos, saudável assunto.
O espermatozóide humano contém, pelo menos, 7500 proteínas diferentes.a genética de espermatozóides Humanos tem sido associada à evolução humana, por um estudo de 2020.,danos e reparos de DNA presentes nos espermatozóides no período após a meiose, mas antes da fertilização ser reparada no óvulo fecundado, mas se não for reparada, podem ter graves efeitos deletérios na fertilidade e no embrião em desenvolvimento. Os espermatozóides humanos são particularmente vulneráveis a ataques radicais livres e à geração de danos ao ADN oxidativo. (ver, por exemplo, 8-Oxo-2′-desoxiguanosina)
A exposição dos machos a determinados estilos de vida, riscos ambientais ou profissionais pode aumentar o risco de espermatozóides aneuplóides., Em particular, o risco de aneuploidia é aumentado pelo tabagismo, e exposição ocupacional ao benzeno, inseticidas e compostos perfluorados. O aumento da aneuploidia dos espermatozóides ocorre frequentemente em associação com o aumento dos danos no ADN. Fragmentação do ADN e aumento da susceptibilidade do ADN in situ à desnaturação, características semelhantes às observadas durante a apoptose das células somáticas, caracterizam espermatozóides anormais em casos de infertilidade masculina.,
evitar a resposta do sistema imunitário
as moléculas de glicoproteína na superfície dos espermatozóides ejaculados são reconhecidas por todos os sistemas imunológicos femininos humanos, e interpretadas como um sinal de que a célula não deve ser rejeitada. O sistema imunitário feminino pode atacar o esperma no tracto reprodutivo. As glicoproteínas específicas que cobrem os espermatozóides também são utilizadas por algumas células cancerosas e bacterianas, alguns vermes parasitas e glóbulos brancos infectados pelo HIV, evitando assim uma resposta imunitária do organismo hospedeiro.,a barreira dos testículos sanguíneos, mantida pelas junções estreitas entre as células Sertoli dos túbulos seminíferos, impede a comunicação entre os espermatozóides que formam o testículo e os vasos sanguíneos (e as células imunitárias que circulam dentro deles) dentro do espaço intersticial. Isto impede-os de provocar uma resposta imunitária. A barreira dos testículos sanguíneos é também importante na prevenção de substâncias tóxicas que perturbem a espermatogénese.,
Espermatozóides em outros organismos
espermatozóides Móveis células de algas e plantas sem sementes.
animais
a fertilização depende de espermatozóides para a maioria dos animais sexualmente reprodutivos.algumas espécies de mosca da fruta produzem o maior espermatozóide conhecido encontrado na natureza. Drosophila melanogaster produz esperma que pode ser até 1.,8 mm, enquanto a sua relativa Drosophila bifurca produz o maior espermatozóide conhecido, medindo mais de 58 mm de comprimento. Na Drosophila melanogaster, todo o esperma, incluindo a cauda, é incorporado ao citoplasma dos oócitos, no entanto, para a Drosophila bifurca apenas uma pequena porção da cauda entra no oócito.
O Apodemus sylvaticus possui espermatozóides com morfologia de falciforme. Outra característica que torna estes gametócitos únicos é a presença de um gancho apical na cabeça do esperma. Este gancho é usado para prender aos ganchos ou à flagela de outros espermatozóides., A agregação é causada por esses anexos e o resultado dos trens móveis. Estes trens fornecem motilidade melhorada no trato reprodutivo feminino e são um meio pelo qual a fertilização é promovida.a fase pós-meiótica da espermatogénese do rato é muito sensível aos agentes genotóxicos ambientais, uma vez que, à medida que as células germinais masculinas formam espermatozóides maduros, perdem progressivamente a capacidade de reparar danos ao ADN., A irradiação de ratos machos durante a espermatogénese tardia pode induzir danos que persistam durante pelo menos 7 dias nos espermatozóides fertilizantes, e a interrupção das vias de reparação de ruptura do ADN materno aumenta as aberrações cromossómicas derivadas dos espermatozóides. O tratamento de ratinhos machos com melfalano, um Agente alquilante bifuncional frequentemente utilizado na quimioterapia, induz lesões de ADN durante a meiose que podem persistir num estado de equilíbrio à medida que as células germinais progridem através de fases de desenvolvimento espermatogénico competentes na reparação do ADN., Tais danos não reparados de DNA em espermatozóides, após a fertilização, pode levar à descendência com várias anormalidades.ouriços-do-Mar tais como Arbacia punctulata são organismos ideais para usar na pesquisa de esperma, eles desovam grande número de espermatozóides no mar, tornando-os bem adequados como modelos de organismos para experiências.os espermatozóides dos marsupiais são geralmente mais longos do que os dos mamíferos placentários.,as gametófitas de briófitos, fetos e algumas gimnospérmicas produzem células de espermatozóides móveis, ao contrário dos grãos de pólen utilizados na maioria das gimnospérmicas e de todas as angiospérmicas. Isso torna impossível a reprodução sexual na ausência de água, já que a água é um meio necessário para o esperma e o óvulo se encontrarem. As algas e os espermatozóides das plantas inferiores são frequentemente multi-flagelados (ver imagem) e, portanto, morfologicamente diferentes dos espermatozóides animais.algumas algas e fungos produzem espermatias não-móveis., Em plantas superiores e algumas algas e fungos, a fertilização envolve a migração do núcleo do esperma através de um tubo de fertilização (por exemplo, tubo de pólen em plantas superiores) para alcançar a célula do óvulo.produção de espermatozóides em mamíferos artigo principal: espermatogénese nos túbulos seminíferos dos testículos num processo denominado espermatogénese. Células redondas chamadas espermatogonia dividir e diferenciar eventualmente para se tornar espermatozoa., Durante a copulação a cloaca ou vagina é inseminada, e então os espermatozóides se movem através de quimiotaxia para o óvulo dentro de um tubo Falópio ou útero.
Na ARTE, normozoospermia é referido a um montante total de >39 moinho ejaculado, >32% com mobilidade progressiva e >4% normal morfologia. Além disso, uma ejaculação normal em seres humanos deve ter um volume superior a 1, 5 ml, sendo um volume excessivo de 6 ml por Ejaculação (hiperespermia). Um volume insuficiente é chamado hipospermia., Estes problemas estão relacionados a várias complicações na produção de espermatozóides, por exemplo:
- Hiperspermia: geralmente provocada por inflamação da próstata.Hipospermia: uma ejaculação incompleta, geralmente referida ao déficit androgênico (hipoandrogenismo) ou obstrução em alguma parte do trato ejaculatório. Em condições laboratoriais, deve-se também a uma perda parcial da amostra.Aspermia: não há ejaculação. Pode acontecer devido à ejaculação retrógrada, doenças anatómicas ou neurológicas ou medicamentos anti-hipertensos.,
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., Um dos caracteres sinalizadores mais significativos e comuns do evento é que um protótipo de receptores profissionais de quimiotaxia, receptor de peptídeo formilo (60.000 receptores/células), bem como a capacidade de ativador de seu ligando formyl Met-Leu-Phe foram demonstrados na membrana superficial mesmo no caso de espermatozóides humanos. Os espermatozóides dos mamíferos tornam-se ainda mais activos quando se aproximam de um óvulo num processo chamado activação do esperma., Demonstrou-se que a activação do esperma é causada por ionóforos de cálcio in vitro, progesterona libertada por células cumulus próximas e ligada à ZP3 da zona pelúcida. As células cumulus são embutidas em uma substância semelhante a gel feita principalmente de ácido hialurônico, e desenvolvido no ovário com o ovo e sustentá-lo à medida que cresce.
a alteração inicial é chamada de “hiperactivação”, o que provoca uma alteração na motilidade dos espermatozóides. Nadam mais depressa e os movimentos da cauda tornam-se mais fortes e erráticos.
uma descoberta recente liga hiperactivação a um súbito influxo de ião cálcio para as caudas., A cauda tipo chicote (flagellum) do esperma é cravada com canais iônicos formados por proteínas chamadas CatSper. Estes canais são selectivos, permitindo que apenas iões de cálcio passem. A abertura dos canais CatSper é responsável pelo influxo de cálcio. O aumento súbito dos níveis de cálcio faz com que o flagelo forme curvas mais profundas, impulsionando o esperma com mais força através do ambiente viscoso. A hiperatividade do esperma é necessária para quebrar duas barreiras físicas que protegem o óvulo da fertilização.o segundo processo na ativação do esperma é a reação acrossoma., Isto envolve a libertação do conteúdo do acrossoma, que se dispersa, e a exposição das enzimas ligadas à membrana acrosómica interna do esperma. Isto ocorre após o esperma primeiro encontra o óvulo. Este mecanismo de bloqueio-e-chave é específico da espécie e impede que o esperma e óvulo de diferentes espécies se fundam. Há algumas evidências de que esta ligação é o que despoleta o acrosome para liberar as enzimas que permitem que o esperma se fundam com o óvulo.
ZP3, uma das proteínas que compõem a zona pelúcida, liga-se então a uma molécula parceira no esperma., As enzimas na membrana acrosómica interna digerem a zona pelúcida. Depois que o esperma penetra a zona pelúcida, parte da membrana celular do esperma então se funde com a membrana do óvulo, e o conteúdo da cabeça se difusa no óvulo.após a penetração, diz-se que o oócito foi activado. Sofre a sua divisão meiótica secundária, e os dois núcleos haplóides (paternos e maternos) fundem-se para formar um zigoto., A fim de prevenir polissermy e minimizar a possibilidade de produzir um zigoto triplóide, várias alterações na zona pelúcida do óvulo torna-os impenetráveis pouco depois do primeiro esperma entrar no óvulo.os espermatozóides podem ser armazenados em diluentes como o diluente de temperatura variável Illini (IVT), que foi relatado ser capaz de preservar a alta fertilidade dos espermatozóides durante mais de sete dias. O diluente de TIV é composto por vários sais, açúcares e agentes antibacterianos e gaseado com CO2.,a criopreservação de sémen pode ser usada para períodos de armazenamento muito mais longos. Para os espermatozóides humanos, o armazenamento de maior sucesso relatado com este método é de 21 anos.durante a capacitação, os espermatozóides adquirem a capacidade de fertilizar o oócito. In vitro, acontece quando os espermatozóides são lavados e purificados. Actualmente, 20% da população necessita de tecnologia de reprodução assistida, pelo que é importante para o desenvolvimento da nossa sociedade., 15% da infertilidade é devido ao fator masculino, por isso várias estratégias foram criadas para recuperar os espermatozóides funcionais. A medida MMP (milhões de células progressivas móveis por mililitro) é sinônimo de capacitação, e é um parâmetro muito útil para decidir, juntamente com um espermiograma, o tipo de tratamento necessário. Baseia-se na percentagem de recuperação., Dependendo da porcentagem, decidiremos a qualidade da recuperação de espermatozóides móveis: 15 a 25 milhões de espermatozóides/ml são considerados ótimos, entre 5 e 15 milhões são considerados suficientes e menos de 5 milhões são considerados sub-ótimos ou não suficientes. Em relação aos valores que obtivemos, juntamente com os resultados do espermiograma, serão apresentadas diferentes técnicas. por exemplo, se mais de 1.,0×106 espermatozóides móveis progressivos por mililitro são encontrados, será recomendado ter relações sexuais, e se isso falhar, o próximo passo será a inseminação intra-uterina e posterior fertilização in vitro convencional.
com menos de 1, 0×106 espermatozóides móveis progressivos por mililitro, realizaremos a injecção intracitoplasmática de espermatozóides. No caso de azoospermia (sem espermatozóides no ejaculado), faremos uma biopsia testicular para verificar se existem espermatozóides nos testículos ou se não estão a ser produzidos espermatozóides.,
história
- em 1677 microbiologista, Antonie van Leeuwenhoek descobriu espermatozoa.
- , Em 1841, o anatomista Suíço Albert von Kölliker escreveu sobre espermatozóide no seu trabalho Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfäden (Estudos sobre a importância de espermatozóides).
veja também:
- Aneuploidy
- Não-disjunção
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