Сперматогенез
Процесс, в ходе которого из зародышевой клетки возникает гаплоидная сперматозоидная клетка, называется сперматогенезом. Этот процесс происходит в семенных канальцах яичек мужского организма. Начинается процесс со сперматогониальных клеток, которые располагаются рядом с базальной мембраной семенных канальцев.
Эти клетки растут и производят клетки двух типов. Один тип клеток пополняет запас стволовых клеток, а остальные клетки дифференцируются в сперматоциты. Существует три стадии сперматогенеза, которые описаны ниже. Сперматогенез — это длительный процесс, который обычно занимает 70 дней.
Сперматоцитогенез
В процессе сперматоцитогенеза стволовая клетка, или сперматогонии, образует диплоидные первичные сперматоциты. Эти два первичных сперматоцита дублируют свою ДНК перед вступлением в мейоз I. Процесс дублирования происходит в специальном отделе семенных канальцев, называемом «адлюминальным отделом». После этого, когда ДНК удваивается, первичный сперматоцит включает два вторичных сперматоцита. Эти клетки являются гаплоидными, то есть содержат только один набор хромосом.
Здесь важно отметить, что не все сперматозоиды превращаются в первичные сперматоциты. Вместо этого эти сперматогонии продолжают делиться и создавать собственные копии. Этот процесс помогает поддерживать непрерывное поступление сперматозоидов в сперматогенез.
Сперматидогенез
Сперматидогенез — это процесс, в ходе которого вторичные сперматоциты превращаются в сперматиды. Это происходит, когда вторичные сперматоциты, образующиеся в ходе мейоза I, быстро вступают в мейоз II и поднимаются. Из двух вторичных сперматоцитов образуются четыре гаплоидные сперматиды. Всё это происходит очень быстро. Только быстро то, что вторичные сперматоциты обычно не дают результатов при гистологических исследованиях.
Спермиогенез
Сперматиды, образующиеся в процессе сперматидогенеза, превращаются в зрелые сперматозоиды в процессе, называемом спермиогенезом. Процесс начинается, когда из одной из центриолей вырастают микротрубочки. Затем эти микротрубочки принимают форму хвоста. Передняя часть хвоста толстая из-за расположения митохондрий вокруг микротрубочек. Митохондрии обеспечивают снабжение энергией сперматозоидов.
ДНК сперматиды переходит в высококонденсированную форму. Этот плотно упакованный и конденсированный хроматин окружен аппаратом Гольджи. Тогда эта структура называется акросомой. Упакованный хроматин транскрипционно неактивен.
Процесс течения включает в себя удаление ненужной цитоплазмы и органелл. Уровень тестостерона сильно влияет на этот процесс замедления. Клетки Сертоли удаляют избыток цитоплазмы из неподвижных сперматозоидов и высвобождают их в семенные канальцы. Этот процесс называется сперматизацией. Зрелые сперматозоиды приобретают подвижность в придатке яичка и становятся способными к оплодотворению.
Структура
Сперматозоид обычно делится на три части. Это головка, средняя часть и хвост. Некоторые учёные делят его только на две части: головку и хвост.
Глава
Головка — самая важная структура сперматозоида, поскольку она содержит ядра, в которых хранится генетическая информация. Головка имеет овальную форму. У нее сужающаяся вершина и широкая вершина, из-за чего она напоминает яйцеклетку. Головка сперматозоида имеет структуру, похожую на колпачку, на внутренней стороне утра. Этот колпачок создан аппаратом Гольджи и называется акросомой.
Акросома состоит из двух мембран. Она содержит несколько важных поддерживающих ферментов, таких как акрозин и гиалуронидаза, в акросомном матриксе. В акросомах также могут присутствовать манноза, гексозамин, галактоза и другие полисахариды. Ферменты играют главную роль в оплодотворении, поскольку они разрушают внешнюю мембрану, то есть блестящую оболочку яйцеклетки.
В голове также есть несколько вакуолей. Первоначально эти вакуолились ядерными порами, но теперь их называют ядерными вакуолями. Эти вакуоли блеска с нарушением конденсации хроматина. Они также могут повысить чувствительность к повреждениям ДНК. Ядро сперматозоида человека гаплоидно, то есть содержит только 23 хромосомы. Хроматиновые волокна в ядре плотно скручены. В процессе оплодотворения ядро сперматозоида сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу, которая затем продолжает делиться и в конечном итоге становится полноценным организмом.
Промежуточная часть
Центральная толстая часть сперматозоида между головкой и хвостом называется телом или серединкой. Это относительно короткая структура, составляющая всего 10 процентов от общей длины сперматозоида. Иногда его называют частью хвоста сперматозоида.
Основная функция серединки — обеспечение действия сперматозоида, поскольку он содержит плотно закрытые митохондрии. Митохондрии используют молекулы глюкозы и вырабатывают энергию в форме аденозинтрифосфата, АТФ. Эта энергия необходима для передвижения сперматозоидов в репродуктивной системе женщины.
Между средней частью и головкой сперматозоида находится структура, называемая центриолью. Центриоль играет главную роль в расположении сперматозоидов и зигот. Кроме того, митотический аппарат, образуемый центриолью, играет основную роль в делении клетки.
Хвост
Хвостик сперматозоиды также называют жгутиком. Это самая длинная часть сперматозоида, которая составляет около 80 процентов общей длины клетки. Функция хвостика заключается в том, что сперматозоиды могут перемещаться в шейке матки, матке и маточных трубах.
Ранее ученые сообщили, что он движется по спирали. Но, согласно новому исследованию, движение хвоста представляет собой смесь асимметричных стоячих, вращающихся и бегущих волн. Такое сочетание различных стилей движений помогает сперматозоиду достичь симметрии. Хвост состоит из соединительных кабелей. Длинная осевая нить хвоста называется основной частью. Основная часть вместе с концевым концом хвоста помогает создавать волнообразные движения, необходимые для плавания клеток сперматозоида.
Важность структуры
Сперматозоид имеет обтекаемую форму, которая помогает ему перемещаться в женской репродуктивной клетке. Благодаря своей форме сперматозоид обладает высокой скоростью и быстро достигает яйцеклетки самки. Заострённая верхушка головки сперматозоидов помогает снизить силу сопротивления.
Женский вагинальный канал кислый, поэтому существует вероятность денатурации сперматозоидов. Но природа наделила сперматозоиды определенными аминами, которые помогают защитить сперматозоиды. Эти основные амины, такие как кадаверин и спермин, важны для улучшения оплодотворения. Акросома также является важной структурой, которая помогает в хемотаксисе определять женскую гамету. Он также содержит ферменты, разрушающие внешний слой яйцеклетки.
