Спермиогенезата е терминът, използван за описване на фазата на ремоделиране на сперматидите, образувани от сперматогенезата, в зрели сперматозоиди, способни на оплождане. По време на спермиогенезата сперматидите губят голяма част от цитоплазмата си и се формира флагелум, който служи за активно движение. На глава съдържаща ядрената ДНК, срещу точката на закрепване на бичетата, се образува акрозомата, която съдържа ензими които позволяват проникване в яйцето.
Какво е спермиогенеза?
Спермиогенезата е терминът, използван за описване на фазата на ремоделиране на сперматиди, произведени от сперматогенеза в зрели сперма които са способни на оплождане. За разлика от сперматогенезата, в хода на която зародишните клетки се подлагат на митоза и зреене (смекчен израз) I и II, съответно и впоследствие се наричат сперматиди, спермиогенезата се отнася изключително до преустройството на сперматиди в зрели и оплождаеми сперматозоиди. Спермиогенезата на сперматида отнема около 24 дни. Сперматидите, които имат само хаплоиден набор от хромозоми поради пред смекчен израз, се трансформират в специализирана клетка с единствената цел да проникнат в оплождаща се женска яйцеклетка. Превръщането на сперматида в a сперма включва сериозни вътрешни и външни промени. Сперматидата губи почти цялата си цитоплазма, като по същество остава само ядрото, което съдържа ДНК. Силно редуцираната клетка се трансформира в глава на бъдещето сперма. Там, където е разположена центриолата, се образува бич, наричан още опашка, който служи за активното движение на спермата. От страната срещу флагела се образува капачка, акрозома, която съдържа ензими които позволяват проникване в женското яйце. Митохондриите, включително техните митохондриални ДНК и РНК, първоначално разположени в цитозола на сперматидата, се прикрепят към средния елемент на флагела и осигуряват енергията, необходима за движение.
Функция и цел
Сперматидата, все още разпознаваема като хаплоидна клетка в началото на спермиогенезата, се превръща в сперматозоид, претърпял големи външни и вътрешни промени. Наборът от хаплоидни хромозоми вече не се променя. Само митохондрии заедно с митохондриалната ДНК и РНК се отстраняват, за да осигурят на флагелите необходимата енергия за техните движения. Сперматозоидите в еякулата се различават генетично само по това, че 50% съдържат X хромозома, а останалите 50% съдържат Y хромозома. Една отличителна черта е, че когато сперматозоидите проникнат в женската яйцеклетка, тя изхвърля флагела и по този начин митохондриалната ДНК от мъжката сперматозоидна клетка вече не играе роля. Митохондриалната ДНК на оплодената яйцеклетка, по-късната зигота, се получава изключително от митохондрии на майката. Спермиогенезата служи за трансформиране на сперматидите в специално изградени, оптимизирани сперматозоиди. Енергичните сперматиди, които могат да се придвижат възможно най-бързо към оплождащата яйцеклетка след еякулация, имат най-голям шанс да предадат своя хромозомен набор. След скачване с мембраната на яйцето се задейства физиологичен процес, който предотвратява скачването на допълнителни сперматозоиди. Подвижността и енергийните резерви на отделните сперматозоиди могат да изиграят решаваща роля за „спечелването на състезанието“. Това не е толкова въпрос на конкуренция между генетично идентични сперматозоиди в еякулата, а по-скоро на конкуренция със сперматозоиди от „чужд“ еякулат, тъй като хората по същество не са моногамни. Възможностите за спечелване на състезанието срещу „чужди сперматозоиди“ не се ограничават до „чисто спортни състезания“, но някои от сперматозоидите в еякулата са неподвижни и могат да препречат пътя за чужди сперматозоиди. В рамките на еякулата има и „сперма убиец“, която може да разпознае чужди сперматозоиди и да ги убие с химически средства.
Заболявания и оплаквания
Нарушения, заболявания, генетични аномалии, прекомерна употреба на алкохол или други наркотици, и още може олово до нарушена спермиогенеза, водеща до обратима или постоянна безплодие (безплодие). В повечето случаи нарушенията на спермиогенезата не трябва да се разглеждат изолирано, тъй като те обикновено са резултат от нарушена сперматогенеза.По принцип нарушената спермиогенеза може да бъде причинена от заболявания или лезии на органите, продуциращи сперматозоиди, тестисите или от неизправности в хормона производство. Различни тестикуларни аномалии като неспаднал тестис, тестикуларна хипоплазия и инфекции на простата както и заушкаСвързани с възпаление на тестисите (заушка орхит) са типични причини за нарушения в спермиогенезата и сперматогенезата, които обикновено олово до намалена плодовитост или дори обща безплодие. Подобни ефекти могат да бъдат причинени от заболявания на тестисите като варикоцеле, сперматоцеле, хидроцеле или простата тумори. Също така в обхвата на нарушаването на спермиогенезата от продуциращите органи е например радиацията притежава за рак лечение, което може да увреди тестисите. Екстрагениталните причини са заболявания, които могат да окажат влияние върху сперматогенезата и спермиогенезата. Това са главно фебрилни инфекции, които могат олово до временно увреждане на сперматогенезата в резултат на повишаване на температурата на тестиси. Токсини от околната среда и професионално излагане на токсични вещества като бисфенол А, органични разтворители, пестициди, хербициди, тежки метали, пластификаторите на пластмаси и много други крият риск от нарушена спермиогенеза. The хипоталамус намлява хипофизната жлеза, основният контролен център за хормонални процеси в организма, също заслужават специално внимание. Ако хипофизната жлеза не е в състояние да осигури контрол хормони , като FSH (фоликулостимулиращ хормон) и LH (лутеинизиращ хормон) и някои други в необходимите концентрации, резултатът се променя - обикновено намалява - производството на секс хормони и последващо нарушаване на спермиогенезата.
