Produkcja plemników – spermatogeneza

19 września 2011

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.)

Udostępnij

11 comments

  1. Nika0606 pisze:

    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

    • eliza pisze:

      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…

  2. Denis pisze:

    Panowie (szczególnie młodzi) unikajcie narkotyków i dopalaczy to prosta droga do bezpłodności i obniżenia potencji a na pewno chcecie sobie “pociupciać” po trzydziestce gwarantuję wam, że może tego kiedyś zabraknąć i będzie tylko smutek i żal, że nie chce stawać.
    W razie jakiegokolwiek odczuwalnego bólu jąder musicie iść natychmiast najlepiej do szpitala na pogotowie i żądać pomocy lekarza i badań. Nie ma co czekać na wizytę u urologa z terminem za kilka miesięcy.
    Ogólnie polecam wizytę u lekarza od Męskich spraw nawet gdy uważacie, że wszystko w porządku z waszym sprzętem.
    Dziewczyny chodzą namiętnie do ginekologa (śmiem twierdzić, że to lubią) tyle jest badań, programów profilaktycznych dla kobiet, cały naród się martwi o kobiece szparki przyszłych matek-polek, niestety faceci muszą zadbać sami o siebie więc należy to zrobić, żeby później “mały” miał się dobrze.
    Impotencja (spadek potencji) = zmniejszenie testosteronu = tragedia dla ogiera, zmniejszenie tzw. libido, charakter się zmienia, prowadzi do depresji a w skrajnych przypadkach wielu chce się ciąć bo sobie nie wyobrażają takiego życia.
    Pozdrawiam
    Pilnujcie swoich “interesów” 😉

  3. Kate pisze:

    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. Anonim pisze:

    Dzień dobry,

    Chciałabym zapytać jak wygląda sytuacja z produkcją plemników i ogólnie płodnością u mężczyzn po wyłonieniu urostomii? Niestety nigdzie nie ma żadnych informacji na ten temat :/

    Byłabym wdzięczna za odpowiedź.

    Pozdrawiam serdecznie.

  5. Ila pisze:

    Witam. Jaki wpływ na jakość i ilość plemnikow ma codzienne uprawianie seksu? Czy starając się o dziecko, codziene stosunki w okresie plodnym moga pogarszać jakość nasienia? Czy rzadka sperma, która się pojawiła po kilku zblizeniach z rzędu , chociaż wciąż mleczna może wskazywać na jakieś nieprawidłowości?

  6. Asia pisze:

    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

  7. Kamila pisze:

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

  8. 40 latek pisze:

    Prosiłbym o opis moich badań.Dziękuje
    Objętość ejakulatu 4,1
    pH 7,5 7,20
    Barwa szaromleczna
    Lepkość prawidłowa
    Aglutynacja obecna I stopnia słaba
    Agregacja brak
    Koncentracja plemników w 1 ml ejakulatu 59 mln/ml 15,00
    Całkowita liczba plemników w ejakulacie 241,9 mln 39,00
    Ruch postępowy 62 % 32
    Ruch całkowity 65 % 40
    Ruch plemników – brak ruchu 33 %
    Żywotność (% żywych) 65 % 58,00
    Liczba plemników o prawidłowej budowie 4 % 4,00
    Liczba komórek spermatogenezy w 1 ml < 5 mln/ml 0,00 5,00
    Liczba leukocytów w 1 ml < 1 mln/ml 0,00 1,00

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *