Spermatogenese

Spermatogenese is het proces waarbij haploïde zaadcellen in de mannelijke testikels worden geproduceerd. Het begint met stamcellen die zich dicht bij de buitenrand van tubuli seminiferi bevinden. Deze spermatogoniale stamcellen delen asymmetrisch om te zorgen voor extra stamcellen (wat betekent dat deze structuren zichzelf vernieuwen), evenals spermavoorlopers, die spermatocyten worden genoemd. De methode waarbij asymmetrische mitotische deling plaatsvindt, zorgt ervoor dat de populatie van spermatogoniale stamcellen in het mannelijke voortplantingsstelsel in stand wordt gehouden, waardoor sperma gedurende de hele levensduur van een man wordt geproduceerd. Tijdens de spermatogenese delen sprematocyten zich uiteindelijk om vier spermacellen te vormen – elk met slechts 23 chromosomen – die via het mannelijke voortplantingsstelsel worden uitgestoten. Dit is in tegenstelling tot oögenese bij vrouwen, waarbij slechts één ei wordt gegenereerd voor elke voorlopercellen.

Spermatogenese en capacitatie

Aan het einde of spermatogenese tonen sperma hun karakteristieke vorm: een "kop" met cytoplasma en een sterk gecondenseerde kern, en een beweeglijke staart (flagellum). Het zijn kleine cellen, zonder organellen zoals ribosomen, ER of Golgi, maar met veel mitochondriën rond het flagellum voor de kracht. Net onder de kop bevindt zich het acrosomale blaasje dat hydrolytische enzymen bevat om de buitenste laag van het ei binnen te dringen – de inhoud wordt vrijgegeven door exocytose.

Spermacellen ondergaan een bijkomend rijpingsproces na spermatogenese genaamd capacitatie. Capacitatie treedt pas in sperma op als deze cellen in het vrouwelijke geslachtsorgaan zijn geïntroduceerd. Componenten van het vrouwelijke geslachtsstelsel – zoals slijm – veroorzaken kritische veranderingen in deze gameten, waaronder de verwijdering van cholesterol uit hun membranen. Hierdoor kunnen verschillende moleculen het sperma binnendringen, zoals bicarbonaationen, die nieuwe eiwitten kunnen activeren en de staartbeweging kunnen vergroten. Dergelijke rigoureuze bewegingen helpen het sperma om te bewegen naar de eicel en de dikke buitenlaag van de eicel zona pellucida te infiltreren. Bovendien leiden veranderingen in het celmembraan tot een verhoging van de concentratie van calciumionen in het sperma, wat ook nodig is voor penetratie van de zona pellucida. Volwassen sperma, dat een snelle staartactiviteit vertoont en het vermogen heeft om een ei te lokaliseren, te binden en binnen te dringen, vereist dus de unieke omstandigheden van de vrouwelijke voortplantingsorganen.

Factoren die de spermatogenese beïnvloeden

Verschillende factoren kunnen de productie van zaadcellen beïnvloeden. Een goed gedocumenteerde invloed is de blootstelling aan hitte in het scrotum: bij mannen die een lange tijd zitten (zoals taxichauffeurs) en metalen lassers is aangetoond dat er een verhoogd risico op onvruchtbaarheid is of dat sperma een verminderde beweeglijkheid heeft. Naast temperatuur is ook vastgesteld dat bepaalde geneesmiddelen nadelige effecten hebben op de spermatogenese. Deze omvatten hormoonantagonisten die worden gebruikt om prostaataandoeningen aan te pakken, kankerbehandelingen en zelfs specifieke antibiotica. Sommige professionals hebben daarom benadrukt dat mannen gewaarschuwd moeten worden voor de effecten van deze medicijnen op hun reproductieve gezondheid, in plaats van alleen nadruk te leggen op de medicijnen die vrouwen moeten vermijden wanneer ze zwanger willen worden.