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.

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

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. 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 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;
• reproduktivnim kanalima ženke (kod žene su to materica i jajovod) gde se zaštitni omotač uklanja procesom koji se naziva kapacitacija (maturacija –sazrevanje).

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.

Interesantni podaci

• 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

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