25.1: 精子发生

Spermatogenesis
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Spermatogenesis

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01:41 min
March 11, 2019

Overview

精子发生是雄性睾丸中单倍体精子细胞产生的过程。它始于靠近生精小管外缘的干细胞。这些精原干细胞不对称分裂产生额外的干细胞(意味着这些结构”自我更新”),以及精子祖细胞,称为精母细胞。重要的是,这种不对称有丝分裂的方法在雄性生殖道中维持一系列精原干细胞,确保精子在整个人的一生中继续产生。随着精子发生的进行,精母细胞开始减数分裂,最终分裂形成四个精子 – 每个精子只有23条染色体 – 被排入到男性生殖道。有趣的是,这与女性的卵子发生形成对比,在此期间,每个祖细胞仅产生一个卵子。

精子发生与获能

在精子发生的最后,精子表现出其特有的形状:头部,有极少量的细胞质和高度浓缩的细胞核,以及活动的尾部(鞭毛)。它们是小细胞,没有核糖体、内质网或高尔基体等细胞器,但在鞭毛周围确实有许多线粒体提供能量。头部下方是顶体囊泡,它含有水解酶,能穿透卵外膜,内容物通过胞吐释放。

精子发生后,精子细胞会经历一个称为获能的额外成熟过程。有趣的是,只有当这些细胞被引入女性生殖道时,精子才有获能能力。在这里,雌性环境的组成部分,如粘液,会导致配子发生关键性变化,其中包括从膜中去除胆固醇。这使得不同的分子进入精子,如碳酸氢根离子,可以激活新的蛋白质和增加尾部运动。这种剧烈的运动有助于精子向卵细胞周围的厚蛋白透明带方向移动,并最终渗透。此外,细胞膜的改变导致精子中钙离子浓度的增加,这也是透明带渗透所必需的。因此,成熟的精子,显示出快速的尾部活动和定位、结合和穿透卵子的能力,需要女性生殖器官的独特条件。

影响精子发生的因素

有几个因素可以影响精子的产生。一个被充分证实的影响是暴露在阴囊中的热量:男性长时间坐着(像出租车司机)或金属电焊工显示不育或精子运动能力下降的风险增加。除了温度,某些药物也被确定对精子发生有不良影响。其中包括用于治疗前列腺疾病的激素拮抗剂,癌症治疗,甚至是特定的抗生素。因此,一些专业人士强调,需要提醒男性注意这些药物对其生殖健康的影响,而不是只关注计划怀孕的女性应该避免哪些药物。

Transcript

在人类精子形成时期

在睾丸中的干细胞

产生有功能的精细胞

这个过程在细精管中发生

细精管是被肌肉包裹着的结构

它们含有一层外层细胞

并包围着中空中心体

重要的是 内层含有干细胞

人们称之为精原细胞

以及睾丸支持细胞

在青春期 各种因素的出现

刺激精原细胞通过有丝分裂

分裂后的两个细胞

一个作为干细胞继续服务人体

另一个则成为前体细胞

它最终会形成精子

这个前体细胞随后

多次进行有丝分裂

最后会变成一个新型的细胞

叫做精母细胞

精母细胞更靠近细精管内部

在此时 睾丸支持细胞调整

额外的因素

导致精母细胞进行减数分裂

使精母细胞分裂两次

这样每个精母细胞生成四个单倍体细胞

每个单倍体细胞含有一组染色体

这些单倍体细胞位于

细胞层原边

以及输精管的中空中心体

随着精子形成的进行

精子细胞失去细胞质 体型变瘦

并长出叫做鞭毛的独特尾巴

结果 分化的精子

被释放进入输精管的中空中心体

最后它们通过男性生殖道

找到了出路

就这样 精子形成的最后结果就是

无数活动的单倍体精子细胞

全副武装准备使卵子受精

Key Terms and definitions​

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