SPERMIOGENES: FASER OCH DERAS EGENSKAPER - BIOLOGI - 2025

Den spermatogenesen , SPERMA även känd som metamorfos, motsvarar omvandlingsprocessen spermatider (eller spermatider) i mogna spermier. Denna fas inträffar när spermatider är bundna till Sertoli-celler.

Däremot avser termen spermatogenes produktion av haploida spermatozoer (23 kromosomer) från odifferentierade och diploida spermatogoni (46 kromosomer).

Spermatiderna hos ett däggdjur kännetecknas av att de har en rundad form och saknar en flagellum, som är den piskformade bilaga som hjälper till att röra sig, typiskt för spermier. Spermatiderna måste mogna till en spermier som kan utföra sin funktion: att nå ägget och gå samman.

Därför måste de utveckla en flagellum som morfologiskt omorganiserar och därmed förvärva rörlighet och interaktionskapacitet. Fermerna för spermiogenes beskrevs 1963 och 1964 av Clermont och Heller, tack vare visualiseringen av var och en av förändringarna med användning av ljusmikrokopi i mänskliga vävnader.

Spermiedifferentieringsprocessen som förekommer hos däggdjur involverar följande steg: konstruktionen av en akrosomal vesikel, bildandet av en huva, rotation och kondensation av kärnan.

faser

Golgifas

Periodiska syragranulat, Schiffs reagens, förkortat PAS, ackumuleras i Golgi-komplexet av spermatider.

Akrosomal vesikel

PAS-granuler är rika på glykoproteiner (proteiner bundna till kolhydrater) och kommer att ge upphov till en vesikulär struktur som kallas den akrosomala vesikeln. Under Golgifasen ökar denna vesikel i storlek.

Polermiteten hos spermierna definieras av positionen för den akrosomala vesikeln och denna struktur kommer att vara belägen i den främre polen av spermierna.

Akrosomen är en struktur som innehåller hydrolytiska enzymer, såsom hyaluronidas, trypsin och akrosin, vars funktion är sönderdelningen av cellerna som åtföljer oocyten, hydrolyserar komponenterna i matrisen, såsom hyaluronsyra.

Denna process är känd som en akrosomreaktion och den börjar med kontakten mellan spermierna och det yttersta lagret av oocyten, kallad zona pellucida.

Centriole migration

En annan viktig händelse i Golgifasen är migrationen av centriolerna till den bakre regionen av spermatiden, och deras anpassning till plasmamembranet sker.

Centriolen fortsätter till sammansättningen av de nio perifera mikrotubulorna och de två centrala som utgör spermierna.

Denna uppsättning mikrotubuli kan transformera energi - ATP (adenosintrifosfat) som alstras i mitokondrierna - i rörelse.

Cap-fas

Den akrosomala vesikeln fortsätter att expandera mot den främre halvan av cellkärnan, vilket ger utseende på en hjälm eller lock. I detta område degenererar kärnhöljet dess porer och strukturen förtjockas. Dessutom inträffar kärnkondensation.

Stora förändringar i kärnan

Under spermiogenes inträffar en serie transformationer av kärnan i framtida spermier, såsom kompaktering till 10% av den initiala storleken och ersättning av histoner med protaminer.

Protaminer är proteiner av cirka 5000 Da, rika på arginin, med mindre lysin och lösliga i vatten. Dessa proteiner är vanliga i spermierna från olika arter och hjälper till att extremt fördöma DNA i en nästan kristallin struktur.

Akrosom fas

En spermatids orienteringsförändring inträffar: huvudet är arrangerat mot Sertoli-cellerna och flagellummet - i utvecklingsprocessen - sträcker sig in i det seminiferösa röret.

Den redan kondenserade kärnan ändrar sin form, förlänger och tar en mer platt form. Kärnan, tillsammans med akrosomen, rör sig nära plasmamembranet vid den främre änden.

Dessutom inträffar en omorganisation av mikrotubulerna till en cylindrisk struktur som utvidgas från akrosomen till den bakre änden av spermatiden.

När det gäller centriolerna, efter att ha avslutat sin funktion i utvecklingen av flagellum, återvänder de till det bakre området av kärnan och följer den.

Bildande av anslutningsstycket

En serie modifieringar inträffar för att bilda spermens "hals". Från centriolerna, nu fästa vid kärnan, dyker nio fibrer med en betydande diameter som sprider sig i svansen utanför mikrotubulorna.

Observera att dessa täta fibrer sammanfogar kärnan med flagellum; därför är det känt som ett "anslutande stycke".

Bildande av mellanstycket

Plasmamembranet förskjuts för att omsluta det utvecklande flagellumet, och mitokondrierna förskjuts för att bilda en spiralformad struktur runt halsen som sträcker sig till den omedelbara bakre regionen.

Det nybildade området kallas mittstycket, som ligger i spermans svans. På samma sätt kan den fibrösa manteln, huvuddelen och huvuddelen särskiljas.

Mitokondrierna har sitt ursprung i en kontinuerlig täckning som omger mellanstycket, detta lager har formen av en pyramid och deltar i generering av energi och i spermierörelser.

Mognadfas

Överskottet av cellulärt cytoplasmiskt innehåll fagocytoseras av Sertoli-celler i form av restkroppar.

Slutlig morfologi

Efter spermiogenes har spermierna radikalt förändrat sin form och är nu en specialiserad cell som kan röra sig.

I den genererade spermierna kan huvudområdet (2-3 um i bredd och 4 till 5 um i längd) differentieras, där cellkärnan med den haploida genetiska belastningen och akrosomen är belägen.

Efter huvudet är det mellanliggande området, där centriolerna, mitokondriell spiral och svansen med en längd på cirka 50 um är belägna.

Spermiogenesprocessen varierar beroende på art, även om den i genomsnitt varar från en till tre veckor. I experiment utförda på möss tar spermiernas bildningsprocess 34,5 dagar. Däremot tar processen hos människor nästan dubbelt så lång tid.

Spermatogenes är en komplett process som kan ske kontinuerligt och genererar cirka 100 miljoner spermier per humant testikel varje dag.

Frigöring av spermier genom utlösning innebär cirka 200 miljoner. Under hela sitt liv kan en man producera 10 ¹² till 10 ¹³ spermier.

referenser

1. Carlson, BM (2005). Mänsklig embryologi och utvecklingsbiologi. Elsevier.
2. Cheng, CY, & Mruk, DD (2010). Spermatogenesens biologi: det förflutna, nuet och framtiden. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biologics Sciences, 365 (1546), 1459–1463.
3. Gilbert SF. (2000) Utvecklingsbiologi. 6: e upplagan. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogenes. Tillgängligt från: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
4. González - Merlo, J., & Bosquet, JG (2000). Onkologisk gynekologi. Elsevier Spanien.
5. Larsen, WJ, Potter, SS, Scott, WJ, & Sherman, LS (2003). Mänsklig embryologi. Elsevier,.
6. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Text- och färgatlas med cellulär och molekylärbiologi (inkluderar Cd - Rom) 5aed. Panamerican Medical Ed.
7. Urbina, MT, & Biber, JL (2009). Fertilitet och assisterad reproduktion. Panamerican Medical Ed.
8. Wein, AJ, Kavoussi, LR, Partin, AW, & Novick, AC (2008). Campbell - Walsh Urology. Panamerican Medical Ed.