Produkcja plemników – spermatogeneza

Spermatogeneza to proces produkcji plemników (gamet męskich) w jądrach. Spermatogeneza polega na tworzeniu dojrzałych gamet męskich (plemników) z macierzystych, najmniej zróżnicowanych komórek płciowych zwanych spermatogoniami. Komórkami z których wywodzą się spermatogonie są tzw. gonocyty, czyli pierwotne komórki płciowe. Gonocyty występują w jądrze płodowym i fizjologicznie zanikają stopniowo, przekształcając się w spermatogonia, w okresie do 1 roku życia. Spermatogonia od czasu dojrzewania płciowego ulegają podziałom i przekształcają się w kolejne komórki szlaku spermatogenezy czyli spermatocyty. Nie wszystkie jednak spermatogonie przekształcają się w spermatocyty, gdyż przy okazji spermatogonie dzieląc się odnawiają swoją pulę, która niezbędna jest do dalszych podziałów i dalszej produkcji plemników. Dopiero spermatocyty podlegają podziałowi mejotycznemu (mejozie) i tworzą spermatydy – mejoza jest procesem kluczowym w sensie tworzenia się gamet ponieważ w tym podziale dochodzi do zredukowania liczby chromosomów o połowę (dlatego mejoza zwana jest też podziałem redukcyjnym). Z kolei spermatydy ulegają już tylko różnicowaniu i przekształcaniu w plemniki, a nie samym podziałom. Ponieważ to właśnie mejoza jest punktem kluczowym w procesie spermatogenezy koniecznym do powstania funkcjonalnej, haploidalnej komórki rozrodczej, wszystkie komórki płciowe można podzielić na trzy typy, a spermatogenezę na trzy etapy: przedmejotyczny, mejotyczny i pomejotyczny. Tak więc komórki przedmejotyczne to spermatogonie, komórki mejotyczne to spermatocyty, a komórki pomejotyczne to 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: spermatogonia, spermatocyty, spermatydy i dojrzewające plemniki (zwane ogólnie komórkami płciowymi lub komórkami szeregu spermatogenezy) znajdują się w kanalikach plemnikotwórczych w jądrach. Poza komórkami płciowymi w kanalikach znajdują się także komórki Sertoliego (Sertolego), których rolą jest „opieka” nad komórkami płciowymi. Tak więc do zadań komórek Sertoliego należy np.:

  • 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),
  • 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). Puste pole w środku kanalika to tzw. światło kanalika do którego uwalniane są dojrzałe plemniki.

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 preparatach mikroskopowych nasienia można zaobserwować także niektóre komórki płciowe np. spermatydy, które w warunkach fizjologicznych w niewielkiej liczbie mogą być uwalniane z nabłonka plemnikotwórczego i trafiać wraz z plemnikami do nasienia. Komórki spermatogenezy z leukocytami stanowią 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 hab. n. med.)

7 Komentarze tego postu

  1. Nika0606 Says:

    Dzień dobry,

    mam pytanie, dotyczące wpływu alkoholu na plemniki.
    Otóż, czy jeśli mężczyzna, np. dziś wypije lampkę wina/jedno piwo/inny trunek w małej ilości, to plemniki będą narażone na kontakt z alkoholem? Po jakim czasie od wypicia alkoholu można bezpiecznie współżyć (bez zabezpieczeń, starając się o dziecko)? Czy jest szansa, że i plemniki będą „pijane”?
    Liczę na odpowiedź.

    Pozdrawiam,
    Nika0606

  2. eliza Says:

    Doniesienia nt wpływu alkoholu na plemniki mówią raczej o tym że jedynie „nadmierne spożycie” jest dla płodności i jakości nasienia niebezpieczne. Jedno piwo czy kieliszek wina to z pewnością nie jest „nadmierne spożycie” dlatego raczej nie należy się tego obawiać…

  3. Kate Says:

    Witam,
    wraz z mężem staramy się o dziecko. Nie mogę nigdzie znaleźć odpowiedzi, czy codzienne (a nie co dwa dni) współżycie zakończone ejakulacją, podczas okresu płodnego, rzeczywiście zmniejsza nasze szanse? I w jakim stopniu?

  4. eliza Says:

    codzinne współzycie w okolicah kresu płodnego raczej zwiększa a nie zmniejsza szanse. pozdrawiam

  5. Asia Says:

    Witam,
    mam analogiczne pytanie do tego o spożyciu alkoholu, ale moje dotyczy Thc.
    Po jakim czasie od zaprzestania używki nasienie może odzyskać prawidłową ruchliwość?
    Z góry dziękuję za odpowiedź
    Asia

  6. Kamila Says:

    Czy po gorączce u mężczyzny możliwe jest zajście w ciążę czy plemniki są osłabione i jak długo ? Gorączka była 39,5 przez 3 dni

  7. eliza Says:

    jak to się czasem mówi – „póki są plemniki to zajście w ciąże jest możliwe”, więc na pewno nie można powiedzieć, że to nie jest możliwe, choć znany jest tez fakt, że gorączka (nawet dużo niższa i krótsza niż Pani opisała) wpływa negatywnie na właściwie wszystkie parametry nasienia… więcej można poczytać tutaj: http://badanie-nasienia.pl/doniesienia-ze-swiata/goraczka-nasienie/ http://badanie-nasienia.pl/doniesienia-ze-swiata/goraczka-chromatyna/ http://badanie-nasienia.pl/artykuly-i-opracowania/temperatura/ … czasem gorączka może nawet spowodować (przejściowy) całkowity brak plemników w nasieniu… stan „pogorszenia jakości plemników” po takim epizodzie gorączki trwa nawet (w zależności od parametru) do prawie 2,5 – 3 miesięcy (ponad 70 dni) bo tyle trwa odtworzenie się plemników od ich komórek „rodzicielskich”…

Zostaw Odpowiedź

Zapisz się do naszego newslettera

Aby zapisać się do newslettera, wpisz swój adres email poniżej. Otrzymasz email z informacją, jak potwierdzić subskrypcję.

Filmy