Spermatogenezy

Spermatogeneza to proces, w którym haploidalne plemniki są wytwarzane w męskich jądrach. Zaczyna się od komórek macierzystych znajdujących się blisko zewnętrznej krawędzi kanalików nasiennych. Te spermatogonialne komórki macierzyste dzielą się asymetrycznie, dając początek dodatkowym komórkom macierzystym (co oznacza, że struktury te “odnawiają się samoodnawialnie”), a także progenitorami plemników, zwanymi spermatocytami. Co ważne, ta metoda asymetrycznego podziału mitotycznego utrzymuje populację spermatogonialnych komórek macierzystych w męskim układzie rozrodczym, zapewniając, że plemniki będą nadal produkowane przez całe życie mężczyzny. W miarę postępu spermatogenezy spermatocyty rozpoczynają mejozę, a każdy z nich ostatecznie dzieli się, tworząc cztery plemniki – każdy z zaledwie 23 chromosomami – które są wydalane do męskiego układu rozrodczego. Co ciekawe, jest to przeciwieństwo oogenezy u kobiet, podczas której na każdą komórkę progenitorową generowana jest tylko jedna komórka jajowa.

Spermatogeneza i kapacytacja

Pod koniec spermatogenezy plemniki wykazują swój charakterystyczny kształt: “głowę” z minimalną cytoplazmą i silnie zagęszczonym jądrem, a także ruchliwy ogon (wici). Są to małe komórki, bez organelli, takich jak rybosomy, ER lub Golgi, ale mają wiele mitochondriów wokół wici dla zasilania. Tuż pod głową znajduje się pęcherzyk akrosomalny, który zawiera enzymy hydrolityczne przenikające przez zewnętrzną powłokę jaja – zawartość jest uwalniana przez egzocytozę.

Plemniki po spermatogenezie przechodzą dodatkowy proces dojrzewania, zwany kapacytacją. Co ciekawe, kapacytacja występuje w plemnikach dopiero po wprowadzeniu tych komórek do żeńskich dróg rodnych. W tym przypadku składniki żeńskiego środowiska – takie jak śluz – wywołują krytyczne zmiany w tych gametach, w tym usuwanie cholesterolu z ich błon. Dzięki temu różne cząsteczki mogą dostać się do plemników, takich jak jony wodorowęglanowe, które mogą aktywować nowe białka i zwiększać ruchy ogona. Takie rygorystyczne ruchy pomagają plemnikom poruszać się w kierunku i ostatecznie infiltrować grubą, opartą na białku osłonkę przejrzystą otaczającą komórkę jajową. Ponadto zmiany w błonie komórkowej prowadzą do wzrostu stężenia jonów wapnia w plemnikach, co jest również niezbędne do penetracji osłonki przejrzystej. Tak więc dojrzałe plemniki, wykazujące szybką aktywność ogona oraz zdolność do lokalizowania, wiązania i penetracji komórki jajowej, wymagają wyjątkowych warunków żeńskich narządów rozrodczych.

Czynniki wpływające na spermatogenezę

Na produkcję nasienia może wpływać kilka czynników. Jednym z dobrze udokumentowanych czynników jest narażenie na ciepło w mosznie: mężczyźni, u których wykazano, że siedzą przez długi czas (np. taksówkarze) lub spawacze metali, wykazują zwiększone ryzyko niepłodności lub plemników o zmniejszonej ruchliwości. Oprócz temperatury stwierdzono również, że niektóre leki mają niekorzystny wpływ na spermatogenezę. Należą do nich antagoniści hormonów stosowanych w leczeniu chorób prostaty, leczenia raka, a nawet określonych antybiotyków. W rezultacie, niektórzy specjaliści podkreślają potrzebę ostrzeżenia mężczyzn o wpływie tych leków na ich zdrowie reprodukcyjne, a nie tylko skupiania się na tym, jakich leków kobieta planująca ciążę powinna unikać.