Czynność i funkcjonowanie plemnika

Transport plemników w męskim układzie płciowym ma charakter bierny, natomiast ich wędrówka w żeńskim układzie rozrodczym jest procesem czynnym, nazywanym też migracją. Bierny transport plemników zależy przede wszystkim od ciśnienia płynu wewnątrzkanalikowego w jądrze i w najądrzu oraz od perystaltyki nasieniowodów. Natomiast przemieszczanie się w drogach rodnych kobiety zależy głównie od ruchu samych plemników, czyli od ich właściwości motorycznych.

Po stosunku, większość plemników przedostaje się w okolice szyjki macicy, a ich część migruje do jamy macicy i jajowodów. Szybkość wędrówki plemników, poza tym, że zależy od ich motoryki, jest także zależna w dużym stopniu od właściwości śluzu szyjkowego (od jego przenikliwości). W optymalnym okresie okołoowulacyjnym, już po upływie 5 minut od depozycji nasienia w pochwie, plemniki mogą znaleźć się w jajowodach, gdzie odbywa się zapłodnienie. W pierwszej fazie cyklu menstruacyjnego kobiety, plemniki nie mogą tak skutecznie migrować w jej drogach rodnych, więc wiele z nich zatrzymuje się w tzw. kryptach gruczołów szyjkowych, co nazywane jest kolonizacją krypt szyjkowych. Plemniki stopniowo opuszczają krypty, w których mogą przebywać nawet do 7-9 dni i kierują się w stronę jamy macicy i dalej do jajowodów.

Kapacytacja (fizjologiczne uzdatnienie) jest procesem dalszego dojrzewania plemników w trakcie ich migracji w żeńskim układzie płciowym. Proces ten jest niewykrywalny morfologicznie – nie powoduje żadnych zmian w budowie plemnika. Rozpoczyna się on od szybkiego napływu jonów Ca do komórki plemnika, co wywołuje nasilenie jego ruchliwości (tzw. hiperkinezę). W błonie komórkowej plemnika dochodzi do zmiany (obniżenia) stosunku cholesterolu do fosfolipidów. Dochodzi także do destabilizacji błony komórkowej plemnika. Plemniki pozbywają się także resztek plazmy nasienia które mogą znajdować się na ich powierzchni, ponieważ mogą one mieć właściwości utrudniające zapłodnienie. Czas potrzebny do kapacytacji wynosi u człowieka około 6 godzin. Proces kapacytacji jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania plemnika, ponieważ umożliwia zapoczątkowanie tzw. reakcji akrosomalnej, która z kolei jest kluczowa dla osiągnięcia przez plemnik zdolności do penetracji otoczki komórki jajowej, a więc zapłodnienia.

Reakcja akrosomalna to końcowy etap dojrzewania plemników w trakcie migracji w drogach rodnych kobiety, a jednocześnie początek zapłodnienia. Reakcja ta polega na rozpadzie i uwolnieniu zawartości akrosomu (szczytowa część w główce plemnika) po jego kontakcie z otoczką przejrzystą komórki jajowej. Reakcja akrosomalna zapoczątkowana jest napływem jonów Ca do główki plemnika. W konsekwencji dochodzi do uwolnienia enzymów proteolitycznych (m.in. proakrozyny) z akrosomu, co umożliwia plemnikom przejście przez otoczkę komórki jajowej. Podczas tej reakcji zmienia się struktura równikowego regionu błony komórkowej główki plemnika, co pozwala na boczne, równikowe przyleganie plemnika do błony komórki jajowej, od którego zaczyna się proces zapłodnienia.