Spermatogeneza

Spermatogeneza

Spermatogeneza se vrši u semenim kanalićima muških polnih žlezda (testisa). Započinje na stupnju embriona, nastavlja se neposredno pre puberteta i traje tokom čitavog života muškarca. Nasuprot oogenezi, koja kod žene traje od 10 do 50 godina, spermatogeneza je relativno brz proces koji traje 60 do 65 dana.

Odvija se kroz tri faze :

• razmnožavanje (proliferacija),
• rast i
• sazrevanje.

Faza razmnožavanja

U ovoj fazi iz prvobitnih klicinih (germinativnih) ćelija mitotičkim deobama se obrazuju ćelije nazvane spermatogonije (to se vrši još na stupnju embriona). Pošto su germinativne ćelije imale diploidan broj hromozoma - 2n (dve garniture pri čemu jedna potiče od majke, a druga od oca) onda i spermatogonije imaju diploidan broj hromozoma. U semenim kanalićima muškarca nalaze se dve vrste ćelija Sertolijeve ćelije( koje ne učestvuju u razmnožavanju već samo ishranjuju spermatogonije) i spermatogonije.

U vreme puberteta među spermatogonijama se mogu razlikovati dva tipa :

• jedan tip produžava da se deli i predstavlja izvor spermatozoida tokom čitavog života (stem-ćelije),
• drugi tip prestaje da se deli i ulazi u naredne faze – fazu rasta i sazrevanja dajući spermatozoide.

Zahvaljujući prisustvu stem-ćelija muškarci mogu od sticanja polne zrelosti (puberteta) neprekidno tokom života stvarati spermatozoide.

Faza rasta

U pubertetu spermatogonija, koja je prošla kroz oko 30 mitoza, ulazi u narednu fazu. Spermatogonije u ovoj fazi uvećavaju svoju zapreminu (rastu) i diferenciraju se u primarne spermatocite. Broj hromozoma se u primarnim spermatocitama ne menja (diploidan ), ali se zato menja količina DNK. U toku faze rasta vrši se replikacija DNK (udvajanje) tako da primarne spermatocite imaju duplo veću količinu DNK u odnosu na spermatogonije.

Faza sazrevanja

Sazrevanje se vrši kroz mejozu I i II. Mejoza I je redukciona deoba u kojoj se diploidna ćelija podeli na dve ćelije sa haploidnim brojem hromozoma. U mejozi II, koja je ustvari mitoza, se svaka od te dve haploidne ćelije podeli na još po dve. Primarna spermatocita se deli mejozom I pri čemu nastaju dve sekundarne spermatocite sa haploidnim brojem hromozoma. Sekundarne spermatocite se zatim dele mejozom II i nastaju spermatide(imaju haploidan broj hromozoma). Znači, od jedne diploidne primarne spermatocite mejozom I i II nastaju četiri haploidne spermatide.

Spermiogeneza

Spermatida, iako haploidna, još uvek nije spermatozoid i da bi to postala ona mora da prođe kroz fazu spermiogeneze (spermatelioze). U toj fazi spermatida se preobražava u spermatozoid doživljavajući sledeće promene :

1. obrazovanje biča (repa)

2. formiranje akrozoma od Goldžijevog kompleksa; u akrozomu se sintetišu enzimi koji će pri oplođenju razložiti omotače jajne ćelije

3. odbacivanje najvećeg dela citoplazme (citoplazmatska kapljica) da bi se ćelijska masa spermatozoida smanjila i time omogućila njegova dobra pokretljivost

4. kondezacija hromatina da bi se i jedro maksimalno smanjilo.

Ovako diferencirani spermatozoidi se odlažu u epididimisu (pasemeniku) i još uvek su nesposobni da oplode jajnu ćeliju. Krajnje dozrevanje spermatozoida vrši se u :

• epididimisu, gde postaju pokretni i dobijaju zaštitni omotač s kojim nisu sposobni za oplođenje; (semeni kanalići testisa se anatomski sustiču, slivaju u pasemenik koji se, zatim, nastavlja na odvodni kanal za spermatozoide)
• reproduktivnim kanalima ženke (kod žene su to materica i jajovod) gde se zaštitni omotač uklanja procesom koji se naziva kapacitacija (maturacija –sazrevanje).

Obratite pažnju: spermatogeneza i spermiogeneza nisu istovetni procesi! Spermatogenza predstavlja proces kojim se nediferencirane prvobitne klicine (germinativne) ćelija preobražavaju u spermatozoide, dok spermiogenza predstavlja samo deo tog procesa, odnosno, preobražaj spermatida u spermatozoide.

Građa zrelog spermatozoida

U građi spermatozoida se ogleda jasna usaglašenost između oblika i funkcije. Spermatozoid pliva u pravcu jajne ćelije pa mu je oblik tome prilagođen. U polnim odvodima žene spermatozoidi preživljavaju 48 sati, najviše tri dana.

Sastoji se iz :

1. glave – ona se sastoji iz jedra i akrozoma

2. vrata u kome su smeštena dva centriola ( pošto je jajna ćelija bez centriola, onda se prva deoba posle oplođenja dešava zahvaljujući centriolama spermatozoida koje obrazuju deobno vreteno )

3. središnjeg dela u kome su mitohondrije (u njima se proizvodi energija u obliku ATP-a neophodna za kretanje spermatozoida )

4. biča (repa)kojim se spermatozoid kreće .

Za više podataka pogledati spermatozoidi

Značaj mejoze

Mejoza je značajna za polno razmnožavanje u sledećem :

1. u mejozi I dolazi do redukcije broja hromozoma sa diploidnog na haploidan;

2. dolazi do razdvajanja homologih hromozoma koje se dešava nasumično, slučajno; tako 23 para homologih hromozoma čoveka mogu dati 223= oko 8 miliona genotipski različitih gameta; što se prisustva polnih hromozoma tiče obrazuju se samo dva tipa spermatozoida : oni koji sadrže X hromozom (nazvani X spermatozoidi) i oni koji sadrže Y hromozom (Y spermatozoidi)

3. u pahitenu profaze mejoze I dolazi do krosing-overa čime se postiže još veća genetička različitost gameta (onaj broj od 8 miliona se znatno povećava); u ženskom polu polni hromozomi su međusobno jednaki (XX) i krosing-over se kod njih dešava isto kao kod autozomnih hromozoma (ostala 22 para); u muškom polu polni hromozomi su različiti (XY) pa krosing-overu podleže samo jedan njihov mali deo.

Regulacija spermatogeneze

Prednji režanj hipofize (adenohipofiza) luči hormone koji učestvuju u regulaciji ovog procesa:

• FSH (folikulostimulirajući hormon) i
• LH (luteinizirajući hormon).

FSH deluje na spermatogenezu tako da uslovljava obrazovanje spermatozoida; njegovim nedostatkom se spermatozoidi ne stvaraju. LH deluje na Lejdigove ćelije testisa koje luče muški polni hormon testosteron. Testosteron deluje na sazrevanje spermatozoida i održava funkcije semenih kanalića testisa.

Morfologija spermatozoida: normalnih (prva dva levo) i abnormalnih (s' leva na desno): sa velikom glavom, sa sićušnom glavom, sa dve glave, sa dva središnja dela, izdućžene glave, naborane glave, nepravilan oblik središnjeg dela

Smanjena plodnost muškarca

Smanjena reproduktivna sposobnost muškarca (muški infertilitet) može se javiti kao:

• azoospermija, potpuni nedostatak spermatozoida
• oligozoospermija, smanjen broj spermatozoida,
• astenozoospermija, smanjena pokretljivost spermatozoida
• teratozoospermija, nenormalna veličina ili oblik spermatozoida

Genetički uzroci ovog poremećaja muškarca su:

• aberacije hromozoma i
• genske mutacije.

Najčešće hromozomske aberacije su numeričke i odnose se na polne hromozoma. radi se o trizomiji polnih hromozoma XXY koja uzrokuje Klinefelterov sindrom. Klinička slika ovog sindroma obuhvata potpuni izostanak spermatogeneze, hipogonadizam i ginekomastiju.

Od strukturnih aberacija to su one koje zahvataju uglavnom Y hromozom i to delecije, prstenasti hromozom i izohromozom.

Interesantni podaci spermatogeneza kod muškarca prolazi u toku jedne godine verovatno 20 - 25 mitoza, pa prema tome se smatra da sprematogonije muškarca koji ima 50 ili više godina, mogu da prođu kroz nekoliko stotina mitoza ukupna dužina zavijenih semenih kanalića u oba testisa čoveka iznosi oko 250 m ! celi proces spermatogeneze traje oko 64 dana i odvija se skoro neprekidno tokom čitavog života prvobitne klicine ćelije nastaju u žumancetnoj kesi, a zatim se oko 7. nedelje trudnoće presele u gonade u svakom testisu muškarca dnevno se stvara oko 100 miliona spermatozoida, a svakom ejakulacijom se izbaci oko 200 miliona spermatozoida tokom života muškarac može da proizvede 1012 do 1013 spermatozoida

elektronska nastava

Literatura

• Ćurčić, B: Razviće životinja, Naučna knjiga, Beograd, 1990.
• Popović, S: Embriologija čoveka, Dečije novine, Beograd, 1990
• Pantić, V: Embriologija, Naučna knjiga, beograd, 1989
• Hale. W, G, Morgham, J, P: Školska enciklopedija biologije, Knjiga-komerc, Beograd
• Mariček, Magdalena, Ćurčić, B, Radović, I: Specijalna zoologija. naučna knjiga, Beograd, 1986

Snežana Trifunović, dipl. biolog