ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΩΡΙΜΟΥ
ΣΠΕΡΜΑΤΟΖΩΑΡΙΟΥ
Το σπερματοζωάριο
είναι ένα από τα πιο εξειδικευμένα
κύτταρα του σώματος. Έχει
ως ρόλο τη μεταφορά της γενετικής
κληρονομιάς του αρσενικού
στο ωοκύτταρο. Αποτελείται
από την κεφαλή, που φέρει
το ακρόσωμα, όργανο διείσδυσης
και τον πυρήνα με απλοειδικό
αριθμό χρωμοσωμάτων, το
ενδιάμεσο τμήμα και την
ουρά, που είναι το όργανο
κίνησης. Το σπερματοζωάριο
έχει μήκος 60 μm στον
άνθρωπο. Προκύπτει από επαναλαμβανόμενη
μίτωση η οποία ακολουθείται
από την μείωση για να παράγει
απλοειδή ανώριμα σπερματοζωάρια,
καθένα με διαφορετικό γονότυπο.
Αυτή είναι η σπερματογένεση.
Το σπερματοζωάριο αποκτά
την οριστική του δομή όταν
περνά από την επιδιδυμίδα.
Η κεφαλή
Η κεφαλή περιέχει
τον πυρήνα που καλύπτεται
από το ακρόσωμα. Αυτό παίρνει
το οριστικό του σχήμα στην
επιδιδυμίδα. Η μεμβράνη
του προσκολλάται στην κυτταρική
μεμβράνη, ενώ παίρνει το
σχήμα του πυρήνα. Πίσω από
το ακρόσωμα υπάρχει η μετα-ακροσωμιακή
καλύπτρα. Το ακρόσωμα περιέχει λυτικά ένζυμα (υαλουρονιδάση,
υδρολάσες και ένα ένζυμο
με ιδιότητες ανάλογες της
θρυψίνης), τα οποία ελευθερώνονται
όταν το σπερματοζωάριο
φτάσει σε ένα ωάριο. Τα ένζυμα
αυτά υδρολύουν την εξωτερική
μεμβράνη του ωαρίου, επιτρέποντας
την διείσδυση του σπερματοζωαρίου.
Το ενδιάμεσο
τμήμα
Αποτελείται
από τον αυχένα, με τα δύο κεντριόλια
και το μέσο τμήμα με το αξόνημα,
τις δέσμες των περιφερικών
ινών και τα μιτοχόνδρια,
που σχηματίζουν έλικα. Αυτά
διασπούν σάκχαρα, που βρίσκονται
στο σπέρμα, με την αναπνοή
για να παράγουν ATP προκειμένου
να παρέχουν ενέργεια για
την κίνηση της ουράς.
Η ουρά
Έχει ένα περίβλημα
από κυκλοτερείς ίνες γύρω
από το αξόνημα και τις δέσμες
των περιφερικών ινών. Το
περίβλημα αυτό εξαφανίζεται
κοντά στο άκρο του μαστιγίου,
έτσι στο τέλος της ουράς
δεν υπάρχει τίποτα άλλο
εκτός από το αξόνημα.
Κινητικότητα
του σπερματοζωαρίου
Είναι ο ρόλος
του μέσου τμήματος και του
μαστιγίου. Αυτές οι δομές
περιέχουν το αξόνημα που
έχει, όπως κάθε μαστίγιο,
ιδιότητες συστολής. Οι περιφερικοί
μικροσωληνίσκοι είναι
πλούσιοι σε δυνεΐνη (ATPάση). Το περίβλημα των
μιτοχονδρίων διαθέτει
την απαραίτητη εξάρτηση
για οξειδωτικές φωσφορυλιώσεις που δίνουν την απαιτούμενη
ενέργεια για τις δονήσεις
του μαστιγίου και την επιβίωση
των σπερματοζωαρίων. Οι
πηγές ενέργειας παρέχονται
είτε από εξωτερικά στοιχεία
(π.χ. φρουκτόζη, από το υγρό
των σπερματοδόχων κύστεων)
είτε από ενδοκυττάρια αποθέματα.
Αποδομούνται με αναερόβια
γλυκόλυση και προκύπτουν
πυροσταφυλικό και γαλακτικό
οξύ. Με την παρουσία οξυγόνου
τα μιτοχονδριακά ένζυμα
ολοκληρώνουν την αποδόμηση,
με σχηματισμό CO2 και H2O. Αυτός ο μηχανισμός
επιτρέπει στο κύτταρο να
διανύει μεγάλες αποστάσεις.
Έτσι τα σπερματοζωάρια
θα μπορούσαν να κινούνται
με ταχύτητα 35-50 μm/sec (στον άνθρωπο), σε 37ο
C. Η ταχύτητα αυτή
αυξάνει στη θηλυκή γεννητική
οδό.
Σπερμιογένεση
Η σπερμιογένεση
είναι η διεργασία με την
οποία οι σπερματίδες, δηλαδή
οι γαμέτες που παράγονται
κατά τη μειωτική διαίρεση,
μετατρέπονται σε ώριμα
κινητά σπερματοζωάρια.
Περιλαμβάνει τα ακόλουθα
κύρια στάδια:
Από τη συσκευή Golgi παράγεται ένα μεγάλο κυστίδιο,
το ακροσωμιακό κυστίδιο,
στο οποίο συσσωρεύονται
υδατάνθρακες και υδρολυτικά
ένζυμα.
Το ακροσωμιακό κυστίδιο
περιβάλλει τον ένα πόλο
του πυρήνα, ο οποίος σταδιακά
επιμηκύνεται και σχηματίζει
μία δομή η οποία είναι γνωστή
ως ακροσωμιακή καλύπτρα.
Παράλληλα, τα δύο κεντριόλια
μεταναστεύουν προς τον
αντίθετο πόλο της σπερματίδας
και το ένα από αυτά διατάσσεται
παράλληλα προς τον επιμήκη
άξονα του πυρήνα και επιμηκύνεται
σχηματίζοντας ένα μαστίγιο,
η βασική δομή του οποίου
είναι παρόμοια με αυτή των
κροσσών.
Καθώς επιμηκύνεται το
μαστίγιο, εννέα αδρές ίνες,
οι οποίες είναι δυνατό να
περιέχουν συσταλτές πρωτεΐνες,
διατάσσονται επιμήκως
γύρω από αυτό. Ακολούθως,
γύρω από το μαστίγιο διατάσσονται
και οι κυκλοτερείς ίνες.
Μέρος του κυτταροπλάσματος
της σπερματίδας μετατοπίζεται
και περιβάλλει το πρώτο
τμήμα του μαστιγίου, ενώ
το υπόλοιπο τμήμα φαίνεται
να προέχει από το κύτταρο,
αν και στην πραγματικότητα
συνεχίζει να περιβάλλεται
από την κυτταροπλασματική
μεμβράνη. Με τη μετακίνηση
αυτή του κυτταροπλάσματος
συσσωρεύονται μιτοχόνδρια
στην περιοχή της ουράς του
σπερματοζωαρίου.
Με την επιμήκυνση του μαστιγίου,
η περίσσεια του κυτταροπλάσματος
του αναπτυσσόμενου γαμέτη
φαγοκυτταρώνεται από τα
παρακείμενα κύτταρα Sertoli, πριν από την απελευθέρωση
της σπερματίδας μέσα στον
αυλό του σπερματικού σωληναρίου.
Τα μιτοχόνδρια διατάσσονται
ελικοειδώς γύρω από τις
αδρές ίνες που περιβάλλουν
το πρώτο τμήμα του μαστιγίου.
Η δομή των
πλήρως σχηματισμένων σπερματοζωαρίων
παρουσιάζει μικροδιαφορές
στα διάφορα ζωικά είδη, ακολουθεί
όμως τη βασική δομή των σπερματοζωαρίων
του ανθρώπου.