Fazy ​​spermiogenezy i ich charakterystyka



The spermiogeneza, znany również jako metamorfoza plemników, odpowiada procesowi transformacji spermatidów (lub spermatidów) w dojrzałych plemnikach. Ta faza występuje, gdy spermatydy są przyłączone do komórek Sertoli.

Natomiast termiczna spermatogeneza odnosi się do produkcji haploidalnych plemników (23 chromosomów) z niezróżnicowanych i diploidalnych spermatogonii (46 chromosomów).

Spermatydy ssaka charakteryzują się zaokrąglonym kształtem i brakiem wici, która jest podobnym do bata wyrostkiem, który pomaga w ruchu, typowym dla plemników. Spermatydy muszą dojrzeć do plemników zdolnych do pełnienia swojej funkcji: dotrzeć do jajeczka i do niego dołączyć.

Dlatego muszą rozwinąć wici w sposób morfologicznie reorganizujący, uzyskując w ten sposób ruchliwość i zdolność interakcji. Fazy ​​spermiogenezy zostały opisane w 1963 i 1964 roku przez Clermonta i Hellera, dzięki wizualizacji każdej ze zmian przy użyciu lekkiej mikrokopii w ludzkich tkankach.

Proces różnicowania plemników zachodzący u ssaków obejmuje następujące etapy: budowa pęcherzyka akrosomowego, tworzenie kaptura, rotacja i kondensacja jądra.

Indeks

  • 1 fazy
    • 1.1 Faza Golgiego
    • 1.2 Faza zakrętki
    • 1.3 Faza akrosomu
    • 1.4 Faza dojrzewania
  • 2 referencje

Fazy

Faza Golgiego

W kompleksie Golgiego spermatydy gromadzą się granulki kwasu nadjodowego, odczynnik Schiffa, w skrócie PAS.

Pęcherzyk akrosomalny

Granulki PAS są bogate w glikoproteiny (białka związane z węglowodanami) i powodują powstanie struktury pęcherzykowej zwanej pęcherzykiem akrosomalnym. Podczas fazy Golgiego rozmiar pęcherzyka wzrasta.

Polaryzacja plemnika jest określona przez położenie pęcherzyka akrosomu i ta struktura będzie zlokalizowana na przednim biegunie plemnika.

Akrosom jest strukturą zawierającą enzymy hydrolityczne, takie jak hialuronidaza, trypsyna i acrosin, których funkcją jest rozpad komórek towarzyszących oocytowi, hydrolizowanie składników matrycy, takich jak kwas hialuronowy..

Proces ten jest znany jako reakcja akrosomu i rozpoczyna się od kontaktu między plemnikiem a najbardziej zewnętrzną warstwą oocytu, zwaną przezroczystą strefą..

Migracja centrioli

Innym kluczowym wydarzeniem fazy Golgiego jest migracja centrioli do tylnego obszaru plemnika i następuje jego wyrównanie z błoną plazmatyczną..

Centriola przechodzi do złożenia dziewięciu obwodowych mikrotubul i dwóch centralnych, które tworzą flagelę spermy.

Ten zestaw mikrotubul jest zdolny do przekształcania energii - ATP (adenozynotrójfosforanu) wytwarzanego w mitochondriach - w ruchu.

Faza czapki

Pęcherzyk akrosomu rozszerza się w kierunku przedniej połowy jądra komórkowego, dając wygląd hełmu lub czapki. W tym obszarze otoczka jądrowa degeneruje swoje pory, a struktura gęstnieje. Ponadto występuje kondensacja jądra.

Ważne zmiany w rdzeniu

Podczas spermiogenezy zachodzi szereg transformacji jądra przyszłych plemników, takich jak zagęszczenie 10% początkowej wielkości i zastąpienie histonów protaminami.

Protaminami są białka o masie około 5000 Da, bogate w argininę, z lizyną w mniejszej proporcji i rozpuszczalne w wodzie. Białka te są powszechne w plemnikach różnych gatunków i pomagają w ekstremalnym potępieniu DNA w prawie krystalicznej strukturze.

Faza akrosomu

Następuje zmiana orientacji plemników: głowa jest skierowana w kierunku komórek Sertoliego, a wici - w procesie rozwoju - rozciąga się wewnątrz rurki nasiennej.

Skondensowany rdzeń zmienia swój kształt, wydłużając się i przybierając bardziej spłaszczony kształt. Jądro wraz z akrosomem porusza się w pobliżu błony plazmatycznej w przednim końcu.

Ponadto reorganizacja mikrotubuli zachodzi w cylindrycznej strukturze, która rozszerza się od akrosomu do tylnego końca plemnika..

Jeśli chodzi o centriole, po zakończeniu ich funkcji w rozwoju wici, wracają one do tylnej strefy jądra i przylegają do tego.

Formowanie elementu łączącego

Szereg modyfikacji pojawia się, aby utworzyć „szyjkę” plemników. Z centrioli, teraz przymocowanych do jądra, wyrasta dziewięć włókien ważnej średnicy, rozprzestrzeniających się na ogonie poza mikrotubulami.

Zauważ, że te gęste włókna wiążą jądro z wiciową; dlatego jest znany jako „element łączący”.

Formowanie elementu pośredniego

Błona plazmatyczna jest przemieszczana w celu owinięcia rozwijającej się wici, a mitochondria poruszają się tworząc spiralną strukturę wokół szyi, która rozciąga się do najbliższego tylnego obszaru.

Nowy uformowany region jest nazywany elementem pośrednim, znajdującym się w ogonie plemnika. Ponadto można wyróżnić włóknistą osłonę, główny element i główny element.

Mitochondria tworzą ciągłą pokrywę, która otacza element pośredni, ta warstwa ma kształt piramidy i uczestniczy w tworzeniu ruchów energii i plemników.

Faza dojrzewania

Nadmiar komórkowej zawartości cytoplazmy to fagocytoza przez komórki Sertoliego w postaci resztkowych ciał.

Ostateczna morfologia

Po spermiogenezie plemniki radykalnie zmieniły swój kształt i są wyspecjalizowaną komórką o zdolności ruchowej.

W wytworzonym plemniku region głowy może być zróżnicowany (szerokość 2-3 um i długość od 4 do 5 um), gdzie jądro komórkowe jest zlokalizowane z haploidalnym ładunkiem genetycznym i akrosomem..

Tylna część głowy to obszar pośredni, w którym znajdują się centriole, mitochondrialna spirala i ogon o długości około 50 um.

Proces spermiogenezy różni się w zależności od gatunku, chociaż średnio waha się od jednego do trzech tygodni. W eksperymentach przeprowadzanych na myszach proces tworzenia plemników trwa 34,5 dnia. Natomiast proces u ludzi trwa prawie dwa razy dłużej.

Spermatogeneza jest kompletnym procesem, który może zachodzić w sposób ciągły, generując codziennie około 100 milionów plemników na ludzkie jądro.

Uwalnianie nasienia przez wytrysk obejmuje około 200 milionów. Przez całe życie mężczyzna może produkować od 10 lat12 do 1013 plemniki.

Referencje

  1. Carlson, B. M. (2005). Embriologia człowieka i biologia rozwoju. Elsevier.
  2. Cheng, C. Y., i Mruk, D. D. (2010). Biologia spermatogenezy: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość. Transakcje filozoficzne Królewskiego Towarzystwa B: Nauki biologiczne, 365(1546), 1459-1463.
  3. Gilbert SF. (2000) Biologia rozwojowa. 6. edycja. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Spermatogeneza Dostępne od: ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10095
  4. González-Merlo, J. i Bosquet, J. G. (2000). Onkologia ginekologiczna. Elsevier Hiszpania.
  5. Larsen, W.J., Potter, S.S., Scott, W.J., i Sherman, L.S. (2003). Embriologia człowieka. Elsevier,.
  6. Ross, M. H., i Pawlina, W. (2007). Histologia Tekst i Atlas Color z biologią komórkową i molekularną (w tym Cd-Rom) 5aed. Ed. Panamericana Medical.
  7. Urbina, M. T. i Biber, J. L. (2009). Płodność i wspomagana reprodukcja. Ed. Panamericana Medical.
  8. Wein, A.J., Kavoussi, L.R., Partin, A.W., i Novick, A.C. (2008). Campbell-Walsh Urology. Ed. Panamericana Medical.