Spermiogeneesi faasid ja nende omadused



The spermiogenees, tuntud ka kui sperma metamorfoosi, vastab spermatiidide (või spermatiidide) transformeerumisele küpses sperma. See etapp toimub siis, kui spermatiidid on kinnitatud Sertoli rakkudele.

Seevastu termilise spermatogeneesi all peetakse silmas haploidsete sperma (23 kromosoomi) tootmist diferentseerumata ja diploidsest spermatogooniast (46 kromosoomi)..

Imetaja spermatiididele on iseloomulik ümar kuju ja neil puuduvad lipukesed, mis on spermale iseloomulikku liikumist soodustav piitsakujuline lisand. Spermatiidid peavad küpsema sperma, mis suudab oma funktsiooni täita: jõuda munarakku ja liituda sellega.

Seetõttu peavad nad välja töötama morfoloogiliselt ümberkorraldava lipukese, omandades seega liikuvus- ja suhtlemisvõime. Spermiogeneesi faase kirjeldati 1963. ja 1964. aastal Clermont ja Heller, tänu iga muutuse visualiseerimisele, kasutades valgusmikroskoopiat inimese kudedes..

Imetajate spermide diferentseerumisprotsess hõlmab järgmisi etappe: akrosoomi vesikulaaride konstrueerimine, kapuutsi moodustumine, tuuma pööramine ja kondenseerumine.

Indeks

  • 1 Faasid
    • 1.1 Golgi faas
    • 1.2 Cap-faas
    • 1.3 Acrosome faas
    • 1.4 Küpsemisfaas
  • 2 Viited

Faasid

Golgi faas

Spermatiidide Golgi kompleksis kogunevad perioodilise happe graanulid, Schiffi reaktiiv, lühendatud PAS.

Akrosoomne vesiikul

PAS-i graanulid on rohkesti glükoproteiinide (süsivesikutega seotud valkude) poolest ja tekitavad vesikulaarse struktuuri, mida nimetatakse akrosoomiks. Golgi faasi ajal suureneb nimetatud vesiikuli suurus.

Spermatosiini polaarsus määratakse kindlaks akrosoomi vesikulaatori asukoha järgi ja see struktuur paikneb spermatosiini eesmises poolas..

Akrosoom on struktuur, mis sisaldab hüdrolüütilisi ensüüme, nagu hüaluronidaas, trüpsiin ja akrosiin, mille funktsiooniks on ootsüütiga kaasnevate rakkude lagunemine, matriisi komponentide, nagu hüaluroonhappe hüdrolüüsimine..

Seda protsessi tuntakse kui akrosoomireaktsiooni ja see algab sperma ja ootsüüdi väliskihi vahelise kontaktiga, mida nimetatakse zona pellucida..

Tsentrioolide migratsioon

Golgi faasi teine ​​oluline sündmus on tsentrioolide migratsioon spermatiidi tagumisele piirkonnale ja selle joondumine plasmamembraani..

Tsentriool liigub üheksa perifeersete mikrotuubulite ja kahe tsentraalse, mis moodustavad sperma lipukese, kokkupanekuks.

See mikrotuubulite komplekt on võimeline transformeerima energiat - mitokondrites tekkinud ATP (adenosiintrifosfaat) - liikudes.

Cap-faas

Akrosoomi vesikulaar laieneb raku tuuma eesmise poole poole, andes kiivri või korki välimuse. Selles piirkonnas degenereerub tuumaümbris oma poorid ja struktuur pakseneb. Lisaks toimub tuuma kondenseerumine.

Olulised muutused südamikus

Spermiogeneesi ajal toimub tulevaste sperma tuumade transformatsioon, nagu tihendamine 10% ulatuses algsest suurusest ja histoonide asendamine protamiinidega.

Protamiinid on umbes 5000 Da, arginiinirikkad valgud, lüsiini väiksema osakaaluga ja vees lahustuvad. Need valgud on tavapärased erinevate liikide seemnerakkudes ja aitavad äärmiselt hukka mõista DNA peaaegu kristalses struktuuris.

Acrosome faas

Tekib spermatiidi orientatsiooni muutus: pea on paigutatud Sertoli rakkude suunas ja flagellum - arenguprotsessis - ulatub seemenditoru sisse.

Juba kondenseerunud südamik muudab selle kuju, pikeneb ja lamedamaks. Tuum liigub koos akrosoomiga plasma membraani lähedal esiosas.

Lisaks toimub mikrotuubulite ümberkorraldamine silindrilises struktuuris, mis laieneb akrosoomist spermatiidi tagumisse otsa..

Mis puutub tsentrioolidesse, siis nad pärast oma ülesande täitmist lipulaeva arengus naasevad tuuma tagumisse tsooni ja järgivad seda.

Ühendusdetaili moodustamine

Spermide "kaela" moodustamiseks toimub mitmeid modifikatsioone. Nüüdsest tuuma külge kinnitatud tsentrioolidest moodustavad üheksa olulist läbimõõduga idu kiudu, mis levivad sabale väljaspool mikrotuubuleid.

Pange tähele, et need tihedad kiud seovad tuuma lipuga; seetõttu nimetatakse seda "ühendusosaks".

Vahekihi moodustamine

Plasmamembraani nihutatakse areneva lipukese mähkimiseks ja mitokondrid liiguvad kaela ümber spiraalse struktuuri, mis ulatub vahetult tagumisse piirkonda..

Uut moodustunud piirkonda nimetatakse vahesaaduseks, mis asub sperma sabas. Samuti saate eristada kiulist mantlit, peamist tükki ja peamist tükki.

Mitokondrid pärinevad vahekihist ümbritsevast pidevast kattekihist, see kiht on püramiidi kuju ja osaleb energia ja sperma liikumiste tekitamisel.

Laagerdumisfaas

Liigne tsütoplasmaatiline sisaldus on Sertoli rakkude fagotsütoos jääkorganismide kujul..

Lõplik morfoloogia

Pärast spermiogeneesi on sperma oma kuju radikaalselt muutnud ja on nüüd liikumisvõimega spetsiaalne rakk.

Loodud sperma puhul võib peapiirkonda diferentseerida (laiusega 2-3 um ja pikkusega 4 kuni 5 um), kus raku tuum asub haploidse geneetilise koormuse ja akrosoomiga..

Pea taga on vahepealne piirkond, kus asuvad tsentrioolid, mitokondriaalne heeliks ja saba, mille pikkus on umbes 50 um..

Spermiogeneesi protsess varieerub sõltuvalt liigist, kuigi see on keskmiselt 1 kuni 3 nädalat. Hiirtel läbi viidud katsetes kestab spermide moodustumine 34,5 päeva. Seevastu inimese jaoks kulub protsess peaaegu kaks korda kauem.

Spermatogenees on täielik protsess, mis võib esineda pidevalt, tekitades iga päev umbes 100 miljonit sperma inimese munandite kohta.

Sperma vabastamine ejakulatsioonist hõlmab umbes 200 miljonit. Kogu oma elu jooksul võib inimene toota 10-st12 kuni 1013 sperma.

Viited

  1. Carlson, B. M. (2005). Inimese embrüoloogia ja arengu bioloogia. Elsevier.
  2. Cheng, C. Y., & Mruk, D. D. (2010). Spermatogeneesi bioloogia: minevik, olevik ja tulevik. Royal Society B: bioloogilised teadused, 365(1546), 1459-1463.
  3. Gilbert SF. (2000) Arengubioloogia. 6. väljaanne. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogenees Saadaval: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
  4. González-Merlo, J., & Bosquet, J. G. (2000). Günekoloogia onkoloogia. Elsevier Hispaania.
  5. Larsen, W.J., Potter, S.S., Scott, W.J. & Sherman, L.S.. Inimese embrüoloogia. Elsevier,.
  6. Ross, M. H., ja Pawlina, W. (2007). Histoloogia Tekst ja Atlas Värv Cellular ja Molecular Biology (sisaldab Cd-Rom) 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  7. Urbina, M. T., & Biber, J. L. (2009). Fertiilsus ja abistav paljunemine. Ed. Panamericana Medical.
  8. Wein, A.J., Kavoussi, L.R., Partin, A.W. & Novick, A.C.. Campbell-Walshi uroloogia. Ed. Panamericana Medical.