Sari la conținut

Spermatozoid

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Spermatozoid
Terminologie anatomică

Spermatozoidul (pl. spermatozoizi) este celula reproducătoare masculină, sau gametul, în formele anizogame de reproducere sexuată (forme în care există o celulă reproducătoare feminină mai mare și una masculină mai mică). Spermatozoizii contribuie cu aproximativ jumătate din informația genetică nucleară la urmașii diploizi (excluzând, în majoritatea cazurilor, ADN-ul mitocondrial). Animalele produc spermatozoizi mobili cu o coadă cunoscută sub numele de flagel, care sunt cunoscuți sub numele de spermatozoizi, în timp ce unele alge roșii și ciuperci produc spermatozoizi nemotili, cunoscute sub numele de spermații. Plantele cu flori conțin spermatozoizi nemotili în interiorul polenului, în timp ce unele plante mai bazale, cum ar fi ferigile și unele gimnosperme, au spermatozoizi mobili. În general, este acceptat faptul că izogamia este strămoșul spermatozoizilor și ovulelor.[1][2][3]

Structura spermatozoidului uman

Spermatozoizii se formează în timpul procesului cunoscut sub numele de spermatogeneză, care la amniote (reptile și mamifere) are loc în tuburile seminifere ale testiculelor. Acest proces implică producerea mai multor precursori succesivi ai spermatozoizilor, începând cu spermatogonii, care se diferențiază în spermatocite. Spermatocitele suferă apoi meioză, reducându-și numărul de cromozomi la jumătate, ceea ce produce spermatide. Spermatidele se maturizează apoi și, la animale, construiesc o coadă, sau flagel, care dă naștere spermatozoidului matur, mobil. Întregul proces are loc constant și durează aproximativ 3 luni de la început până la sfârșit.[4]

Spermatozoizii nu se pot diviza și au o durată de viață limitată, dar după fuziunea cu ovulul în timpul fertilizării, un nou organism începe să se dezvolte, pornind ca un zigot totipotent. Spermatozoidul uman este haploid, astfel încât cei 23 de cromozomi ai săi se pot uni cu cei 23 de cromozomi ai ovulului feminin pentru a forma o celulă diploidă cu 46 de cromozomi perechi. La mamifere, spermatozoizii sunt depozitați în epididim și eliberați prin penis în spermă în timpul ejaculării.[4]

Sparmatozoid uman

[modificare | modificare sursă]

Spermatozoidul de mamifer poate fi împărțit în 2 părți conectate printr-un gât:

  • Cap: conține nucleul cu fibre de cromatină dens spiralate, înconjurat anterior de un sac subțire și aplatizat numit acrosom, format prin modificarea corpului Golgi, care conține enzime precum spermizina (hialuronidază, enzimă penetrantă corona, lizină zonală sau acrozină) utilizată pentru penetrarea ovulului feminin. De asemenea, conține vacuole. Pe măsură ce spermatozoidul se apropie de ovul, acesta suferă reacția acrozomală în care membrana care înconjoară acrosomul fuzionează cu membrana plasmatică a capului spermatozoidului, expunând conținutul acrosomului. Capul unui spermatozoid uman are formă de disc și are aproximativ 5,1 by 3,1 µm (0,20 by 0,12 miluri).[5][6][7]
  • Coada: numită și flagel, este cea mai lungă parte, având aproximativ 50 µm (0,050 mm). Este capabil de o mișcare ondulatorie care propulsează spermatozoizii pentru înot și ajută la penetrarea ovulului. Flagelul propulsează spermatozoidul cu aproximativ 1 la 3 millimetrui per minute (0,66 la 1,97 mil/s). Se credea anterior că coada se mișcă simetric într-o formă elicoidală.[8][9]
  • Gât: numit și piesă de legătură, conține un centriol tipic și un centriol atipic, cum ar fi centriolul proximal. Centriolul proximal este reținut în spermatozoidul matur; centriolul distal dispare după asamblarea axonemului. Centriolul proximal intră în ovul, care nu are centriol, și începe prima diviziune prin clivaj a zigotului astfel format. Centriolul distal dă naștere filamentului axial care formează coada și are un aranjament (9+2). O membrană tranzitorie numită Manchette se află în piesa intermediară.
  • Piesa intermediară: Are 10-14 spirale de mitocondrii care înconjoară filamentul axial din citoplasmă. Asigură motilitatea și, prin urmare, este numită centrul de forță al spermatozoizilor. De asemenea, are un centriol inelar (inelar) care formează o barieră de difuzie între piesa intermediară și piesa principală și servește ca structură stabilizatoare pentru rigiditatea cozii.[10]

Spermatozoizii au un mecanism de ghidare olfactivă și, după ce ajung la trompele uterine, trebuie să treacă printr-o perioadă de capacitare înainte de penetrarea ovulului. Spermatozoidul este caracterizat printr-un minim de citoplasmă și cel mai dens ADN cunoscut la eucariote. Comparativ cu cromozomii mitotici din celulele somatice, ADN-ul spermatozoizilor este de cel puțin șase ori mai condensat. Spermatozoidul uman conține cel puțin 7500 de proteine diferite. La oameni, ratele de recombinare diferă între ADN-ul matern (42 de ori) și cel patern (27 de ori).[11][12]

În timpul fertilizării, spermatozoidul furnizează ovocitului trei părți esențiale: (1) un factor de semnalizare sau de activare a ovocitului (OAF), care determină activarea ovocitului latent metabolic; (2) genomul paternal haploid; (3) centriolul, care este responsabil pentru formarea sistemului centrozomilor și microtubulilor. De asemenea, poate contribui cu ARN mesager patern (ARNm), contribuind tot la dezvoltarea embrionară.[13][14]

Deteriorarea ADN-ului

[modificare | modificare sursă]

Deteriorările ADN-ului prezente în spermatozoizi în perioada de după meioză, dar înainte de fertilizare, pot fi reparate în ovulul fertilizat, dar dacă nu sunt reparate, pot avea efecte dăunătoare grave asupra fertilității și a embrionului în curs de dezvoltare. Expunerea bărbaților la anumite riscuri legate de stilul de viață, de mediu sau ocupaționale poate crește riscul de spermatozoizi aneuploizi. În special, riscul de aneuploidie este crescut de fumatul de tutun, de expunerea ocupațională la benzen, insecticide și compuși perfluorinați.[15][16][17][18][19][20]

Note

[modificare | modificare sursă]
  1. ↑ „Spermatium definition and meaning”. Collins English Dictionary (în engleză). Accesat în .
  2. ↑ Pitnick, Scott S.; Hosken, Dave J.; Birkhead, Tim R. (). Sperm Biology: An Evolutionary Perspective (în engleză). Academic Press. pp. 43–44. ISBN 978-0-08-091987-4.
  3. ↑ Kumar, Anil (). Botany for Degree Gymnosperm (în engleză) (ed. Multicolor). S. Chand Publishing. p. 261. ISBN 978-81-219-2618-8.
  4. 1 2 Fitzpatrick, John L.; Bridge, C. Daisy; Snook, Rhonda R. (). „Repeated evidence that the accelerated evolution of sperm is associated with their fertilization function”. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 287 (1932). doi:10.1098/rspb.2020.1286. PMC 7575512 Accesibil gratuit. PMID 32752988.
  5. ↑ Boitrelle, F; Guthauser, B; Alter, L; Bailly, M; Wainer, R; Vialard, F; Albert, M; Selva, J (). „The nature of human sperm head vacuoles: a systematic literature review”. Basic Clin Androl. 23. doi:10.1186/2051-4190-23-3 Accesibil gratuit. PMC 4346294 Accesibil gratuit. PMID 25780567.
  6. ↑ Smith, D. J.; Gaffney, E. A.; Blake, J. R.; Kirkman-Brown, J. C. (). „Human sperm accumulation near surfaces: a simulation study” (PDF). Journal of Fluid Mechanics. 621: 289–320. Bibcode:2009JFM...621..289S. doi:10.1017/S0022112008004953. Arhivat din original (PDF) la . Accesat în .
  7. ↑ del Río, María José; Godoy, Ana; Toro, Alejandra; Orellana, Renán; Cortés, Manuel E.; Moreno, Ricardo D.; Vigil, Pilar (octombrie 2007). „La reacción acrosómica del espermatozoide: avances recientes”. Revista Internacional de Andrología. 5 (4): 368–373. doi:10.1016/S1698-031X(07)74086-4.
  8. ↑ Ishijima, Sumio; Oshio, Shigeru; Mohri, Hideo (). „Flagellar movement of human spermatozoa”. Gamete Research. 13 (3): 185–197. doi:10.1002/mrd.1120130302.
  9. ↑ Ishijima, Sumio; Oshio, Shigeru; Mohri, Hideo (). „Flagellar movement of human spermatozoa”. Gamete Research. 13 (3): 185–197. doi:10.1002/mrd.1120130302.
  10. ↑ „sperm annulus | SGD”. www.yeastgenome.org. Arhivat din original la . Accesat în .
  11. ↑ Amaral, Alexandra; Castillo, Judit; Ramalho-Santos, João; Oliva, Rafael (). „The combined human sperm proteome: cellular pathways and implications for basic and clinical science”. Human Reproduction Update. 20 (1): 40–62. doi:10.1093/humupd/dmt046 Accesibil gratuit. PMID 24082039.
  12. ↑ Eisenbach, Michael; Giojalas, Laura C. (aprilie 2006). „Sperm guidance in mammals — an unpaved road to the egg”. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 7 (4): 276–285. Bibcode:2006NRMCB...7..276E. doi:10.1038/nrm1893. hdl:11336/57585 Accesibil gratuit. PMID 16607290.
  13. ↑ Hewitson, Laura; Schatten, Gerald P. (). „The biology of fertilization in humans”. În Patrizio, Pasquale. A color atlas for human assisted reproduction: laboratory and clinical insights. Lippincott Williams & Wilkins. p. 3. ISBN 978-0-7817-3769-2. Accesat în .
  14. ↑ Barroso, Gerardo; Valdespin, Carlos; Vega, Eva; Kershenovich, Ruben; Avila, Rosaura; Avendaño, Conrado; Oehninger, Sergio (septembrie 2009). „Developmental sperm contributions: fertilization and beyond”. Fertility and Sterility. 92 (3): 835–848. doi:10.1016/j.fertnstert.2009.06.030 Accesibil gratuit. PMID 19631936.
  15. ↑ Xia Y, Bian Q, Xu L, Cheng S, Song L, Liu J, Wu W, Wang S, Wang X (). „Genotoxic effects on human spermatozoa among pesticide factory workers exposed to fenvalerate”. Toxicology. 203 (1–3): 49–60. Bibcode:2004Toxgy.203...49X. doi:10.1016/j.tox.2004.05.018. PMID 15363581.
  16. ↑ Shi Q, Ko E, Barclay L, Hoang T, Rademaker A, Martin R (). „Cigarette smoking and aneuploidy in human sperm”. Molecular Reproduction and Development. 59 (4): 417–21. doi:10.1002/mrd.1048. PMID 11468778.
  17. ↑ Rubes J, Lowe X, Moore D, Perreault S, Slott V, Evenson D, Selevan SG, Wyrobek AJ (). „Smoking cigarettes is associated with increased sperm disomy in teenage men”. Fertility and Sterility. 70 (4): 715–23. doi:10.1016/S0015-0282(98)00261-1 Accesibil gratuit. PMID 9797104.
  18. ↑ Templado C, Uroz L, Estop A (). „New insights on the origin and relevance of aneuploidy in human spermatozoa”. Molecular Human Reproduction. 19 (10): 634–43. doi:10.1093/molehr/gat039. PMID 23720770.
  19. ↑ Evenson, DP; Darzynkiewicz, Z; Melamed, MR (). „Relation of mammalian sperm chromatin heterogeneity to fertility”. Science. 210 (4474): 1131–1133. Bibcode:1980Sci...210.1131E. doi:10.1126/science.7444440. PMID 7444440.
  20. ↑ Xia Y, Cheng S, Bian Q, Xu L, Collins MD, Chang HC, Song L, Liu J, Wang S, Wang X (). „Genotoxic effects on spermatozoa of carbaryl-exposed workers”. Toxicological Sciences. 85 (1): 615–23. doi:10.1093/toxsci/kfi066 Accesibil gratuit. PMID 15615886.

Vezi și

[modificare | modificare sursă]
Adus de la https://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Spermatozoid&oldid=17907174