• Produkcja plemników – spermatogeneza

    Produkcja plemników zachodzi w jądrze i znana jest jako spermatogeneza. W skrócie polega ona na tworzeniu dojrzałych gamet męskich (plemników) z macierzystych komórek płciowych czyli spermatogonii. Przodkami spermatogonii są tzw. gonocyty, czyli pierwotne komórki płciowe. Spermatogonia ulegają podziałom i przekształceniom w spermatocyty, które podlegają podziałowi mejotycznemu (mejozie) i tworzą spermatydy. Dopiero spermatydy ulegają różnicowaniu i przekształcaniu w plemniki. Ponieważ to właśnie mejoza jest kluczowym procesem w produkcji plemników, warunkującym redukcję liczby chromosomów w jądrze komórkowym niezbędną do powstania funkcjonalnej, haploidalnej komórki rozrodczej, wszystkie komórki płciowe można podzielić na trzy typy, a spermatogenezę na trzy etapy: przedmejotyczny, mejotyczny i pomejotyczny. Do komórek przedmejotycznych zalicza się spermatogonie. Komórki mejotyczne to spermatocyty. Natomiast do komórek pomejotycznych zaliczamy spermatydy i plemniki.

    Końcowy etap spermatogenezy, czyli bezpodziałowe przekształcanie spermatyd w plemniki nosi nazwę spermiogenezy. W tym procesie wyróżnia się 4 fazy prowadzące do formowania akrosomu, formowania witki, kondensacji chromatyny plemnikowej oraz reorganizacji organelli i cytoplazmy. Etapy spermiogenezy noszą następujące nazwy: faza Golgiego, faza czapeczki oraz wczesna i późna faza akrosomu.

    Wymienione komórki (zwane ogólnie komórkami płciowymi) znajdują się w kanalikach plemnikotwórczych w jądrach. Poza komórkami płciowymi w kanalikach znajdują się także komórki Sertoliego, których rolą jest „opieka” nad komórkami płciowymi. Tak więc do zadań komórek Sertoliego należy odżywianie komórek płciowych i zapewnianie im właściwego środowiska rozwoju, tworzenie bariery krew-jądro (izolującej postmejotyczne komórki płciowe od środowiska organizmu w celu ich ochrony przed układem immunologicznym i ewentualnymi czynnikami mutagennymi), biosynteza hormonów (hormonu antymüllerowskiego, estradiolu, inhibiny, aktywiny), sekrecja białek czynnościowych (np. białka wiążącego androgeny), uwalnianie plemników do światła kanalika warunkowane przez syntetyzowane substancje proteolityczne, fagocytowanie ulegających apoptozie lub degeneracji komórek płciowych, przekazywanie sygnałów na poziomie komórkowym (np. produkcja czynnika GDNF regulującego samoodnowę spermatogonii) oraz pobudzanie spermatogenezy przez odpowiadanie na stymulację FSH zwiększeniem liczby receptorów dla testosteronu. Komórki płciowe oraz komórki Sertoliego znajdujące się wewnątrz kanalika plemnikotwórczego tworzą razem tzw. nabłonek plemnikotwórczy.

    Ulokowanie komórek płciowych w nabłonku plemnikotwórczym nie jest przypadkowe. Blisko obwodu kanalika znajdują się komórki najmniej zróżnicowane (czyli spermatogonia), w następnej kolejności od obwodu w stronę środka kanalika ulokowane są spermatocyty (im w dalszym stadium podziału mejotycznego znajdują się spermatocyty tym bliżej środka kanalika można je zaobserwować), a potem spermatydy. Plemniki znajdują się najbliżej środka kanalika. Natomiast cytoplazma komórek Sertoliego rozmieszczona jest wewnątrz całego kanalika i otacza ułożone w nim komórki płciowe. Wnętrze/środek kanalika stanowi przestrzeń zwana światłem kanalika plemnikotwórczego, do której uwalniane są plemniki, które następnie przemieszczają się do kanalików zbiorczych, sieci jądra i dalej do przewodu najądrza.

    ludzkie kanaliki plemnikotwórcze u dorosłego mężczyzny w pełni rozwiniętą spermatogenezą

    Zdjęcia przedstawiają ludzkie kanaliki plemnikotwórcze u dorosłego mężczyzny w pełni rozwiniętą spermatogenezą. W nabłonku plemnikotwórczym widać komórki płciowe, jądra komórek Sertoliego. Najbliżej środka kanalika znajdują się plemniki (widoczne są ich główki ze zwartą chromatyną).

    Pełen cykl spermatogenezy u człowieka trwa około 72-74 dni.

    Plemniki uwolnione z jądra nie są jeszcze w pełni funkcjonalne. Aby uzyskać pełną dojrzałość i sprawność plemniki muszą przebywać w najądrzu. W trakcie tego pobytu dokonują się zmiany w ich metabolizmie, w budowie błony komórkowej, dalsza kondensacja jądra komórkowego, a także nabywanie przez nie zdolności ruchu. Okres przebywania plemników w najądrzu nie jest stały i wynosi od kilku do kilkunastu dni (2-12 dni). Przewód najądrza jest pojedynczy, kręty i ma długość kilku metrów. Plemniki są w nim przesuwane dzięki jego perystaltyce, która powoduje także przejście plemników z najądrza do nasieniowodu w pierwszej fazie wytrysku. Jeśli wytrysk nie następuje przez dłuższy czas gromadzące się plemniki ulegają lizie i fagocytozie lub też są spontanicznie przemieszczane do dalszych odcinków układu płciowego i usuwane przez cewkę moczową.

    Ejakulat czyli nasienie poza plemnikami zawiera także wydzieliny męskich gruczołów płciowych (głównie prostaty i pęcherzyków nasiennych). Wydzieliny te są w czasie wytrysku mieszane z płynem zawierającym plemniki pochodzącym z najądrzy i tworzą wraz z nim płyn nasienny (plazmę nasienia). Składniki zawarte w wydzielinach prostaty i pęcherzyków nasiennych są niezbędne do pełnienia przez plemniki ich funkcji. Wśród ważnych substancji pochodzących z tych gruczołów można wymienić np. fruktozę (materiał energetyczny dla plemników, warunkujący ich migrację w drogach rodnych kobiety), seminogelinę (odpowiadającą za koagulację), proteinazy (odpowiadające za upłynnianie nasienia), laktoferynę (maskującą antygeny powierzchniowe plemników) i czynniki immunosupresyjne.

    W nasieniu można zaobserwować także niektóre komórki płciowe np. spermatydy, które w niewielkiej ilości mogą być uwalniane z nabłonka plemnikotwórczego. Wraz z leukocytami stanowią one grupę tzw. komórek okrągłych.

    spermotydy

    Zdjęcia: Spermatydy oraz plemniki widoczne w po wybarwieniu w preparacie utrwalonym w powiększeniu 1000x. Spermatydy w odróżnieniu od leukocytów mają wyraźne, okrągłe jądra komórkowe.

    Opracowanie: Eliza Filipiak (dr n. med.), Katarzyna Marchlewska (dr n. med.)

    Zostaw Odpowiedź