Spermatogeneza

Spermatogeneza

Procesul de formare si maturare a spermiilor. Acest proces cuprinde complex de modificari morfo-functie prin care celulele terminale primordiale se transforma in gameti masculini. Spermiile se aseamana cu ovogoniile, deosebirea este ca spermia isi diferentiaza un aparat specific care ii asigura locomotia. Etapele spermatogenezei sunt:

1. Spermatocitogeneza - are loc transformarea spermatogoniei in spermatociti primari

2. Meioza- proces ce consta in 2 procese:

a) diviziune reductionala (heterotipica) b) diviziune egala a meiozei (homotipica) In meioza, in cadrul diviziunii reductionale spermatocitul I se transforma in spermatocit II. Spermatocitul II intra apoi in diviziunea ecuationala a meiozei si din aceasta diviziune vor rezulta spermatidele.

3.Spermiogeneza - spermatidele se vor transforma in spermii.

In aceste etape celulele germinale trec printr-o faza de multiplicare, crestere si una de maturare.

Celulele germinale se multiplica si ele formeaza un mare nr. de cordoane neregulate - cordoane sexuale primitive ce se vor inconjura progresiv de celule germinale primordiale care in sapt. a 5-a de la fecundatie ajung prin migrare din peretele sacului uterin in creasta genitala.

a) Cordoane scurte si groase - nu se indeparteaza de pe epiteliul germinativ-cordoane corticale

b) Cordoane sexuale medulare - patrund pana in profunzimea gonadei

In acest stadiu gonada se gaseste in stadiu indiferent si prezinta o portiune corticala si una medulara. Medulara va da nastere testiculului. La acesti embrioni corticala va degenera. Cromozomul Y prin antigenul sau va transforma medulara gonadei in testicul, iar cordoanele sexuale primitive medulare devin viitorii tubi seminiferi din structura testiculelor. Initial aceste cordoane sunt cordoane gril (celulele germinale primordiale poarta mesajul genetic al sexului, ele intrecand diferentierea gonadei primitive care in sapt. a 2-a iese din stadiul indiferent si va deveni testicul). Celulele germinale primordiale intra intr-un proces de proliferare, care dureaza pana in sapt. 21. Procesul de proliferare inceteaza si va fi reluat la pubertate cand incepe spermatogeneza.

Tubii seminiferi se diferentiaza si cresc in lungime si grosime, iar aceasta crestere se realizeaza sub infliuenta unui hormon poligonadotropina secretata de placenta. La nastere sunt lipsiti de lumen, cresc moderat in volum intre 4-9 ani, apoi intre 8-9 ani toti tubii capata lumen. Ei se ridica in continuare in perioada pubertatii, isi accelereaza cresterea, peretele lor se ingroasa si masoara cam 150. La adult diametrul creste pana la 550. Structura tubilor: membrana celulara a cordoanelor celulare este formata din 2 tipuri de celule:

1) Celule nediferentiate -care provin din epiteliul celomic si care nu se vor transforma niciodata in celule germinale. Acestea sunt celule unice ce prezinta frecvente mitoze, iar dupa nastere de la 9-12 ani se diferentiaza celulele de sustinere sau celulele Sertoli. 2) Celule germinale primordiale - din care prin diviziuni mitotice vor lua nastere spermatogoniile. Celulele germinale formeaza stratul profund al tubului seminifer si intra in contact cu membrana bazala.

In stadiul final al evolutiei spermia se va gasi la coada in lumen, iar coada intr-o masa care constituie sincitiul eolian. Spermatogoniile au un nucleu mare, reprezinta capul de serie al procesului spermatogonic, sunt celule de talie mare. La pubertate spermatogoniile intra intai intr-un proces de proliferare prin mitoza. In acest proces i-au nastere 2 tipuri de celule care se deosebesc dupa aspectul nucleului spermatogonia de tip A si spermatogonia de tip B. Ambele au cate 46 de cromozomi, una din celule va ramane ca atare in timp ce cealalta va urma ciclul spermatogonic pana in stadiul final.

Spermatogonia de tip A - celula de origine a liniei seminale (celule Suse);

Spermatogonia de tip B - va urma ciclul spermatogoniei pana devine spermie.

Unele din celulele spermatogoniilor de tip A se gasesc in repaus altele se gasesc in diverse stadii de evolutie sau se divid si dau spermatogonii de tip B. Spermatogonia de tip B are un nucleu cu granule mari de cromatina, prezinta nucleol si centriol. Prin crestere, spermatogonia de tip B da spermatocitii primari, acestia sunt celulele cele mai mari care se gasesc in tubii seminiferi.

Spermatocitul primar se pregateste pentru meioza. In aceasta faza de crestere se dubleaza cantitatea de ADN, iar spermatocitul I se divide reductional si da nastere la 2 spermatociti II. Fiecare din spermatocitul II are jumatate din nr. de cromozomi (23). spermatociti II au in nucleu cromozomul X, cealalta jumatate au in nucleu cromozomul Y.

1. Spermatocitogeneza in care spermatogoniile de tip A si spermatogoniile de tip B. Cea de tip B intra intr-un proces de crestere prin diviziune mitotica si va da nastere la 2 celule care sunt spermatocitii I, acesta se pregateste de meioza.

2. Meioza - din acest proces rezulta spermatocitul II care are in incarcatura lui cromozomiala 23+ X/Y. Dupa interfaza intra in diviziunea secundara a meiozei, din fiecare se vor forma 2 spermatide.

3. Spermiogeneza este ultimul act al maturarii gametului masculin, proces prin care spermatida se va transforma in spermie. Acest proces este un proces care se desfasoara fara diviziune celulara. Nucleul se micsoreaza prin densificarea cromatidei, se dispune excentric, se alungeste si nucleul va forma capul spermiei. Apar o serie de vezicule PAS+ (granule proacrozomale ce fuzioneaza intre ele, formeaza o vezicula numita vezicula acrozomiala, aceasta vezicula cuafeaza colul anterior al nucleului. Intr-o depresiune se dispune acrozomul).

Lichidul din vezicula acrozomiala se pierde, iar membrana ei formeaza invelisul capului spermiei. Cei 2 centrioli migreaza catre periferia spermiei. Centrozomul este un organit celular care se gaseste in afara , este alcatuit dintr-o zona medulara, un mic corpuscul cu forma de bastonas.

Centriolul proximal al spermatidei se deplaseaza la polul nucleului opus acrozomului. Centriolul distal initial are forma unui con trunchiat si el se va divide in 2 segmente, unul are forma de disc, se deplaseaza spre centriolul distal, celalalt se deplaseaza la polul opus si formeaza in jurul filamentului axial inelul axial.

Intre cele 2 segmente ale centriolului distal se formeaza piesa intermediara sau corpul spermiei. Distal de corp se gaseste flagelul sau coada spermiei. Materialul care a ramas nefolosit e eliminat in lumenul tubului sub forma unor corpi reziduali. Aceste celule Sertoli joaca rol de suport si rol nutritiv pentru celulele germinale. Dupa ce spermatidele iau contact cu celulele Sertoli incepe procesul caracterizat de spermiogeneza celulara in care spermatidele se transforma in spermii. Celulele Sertoli sunt influenta FSH-ului, sintetizeaza o proteina care are rolul (ABP) de a lega androgenii, secreta globulina (SHBG), fiecare dintre ele are un rol important .

ABP leaga testosteron SHBG leaga dihidrotestosteron (DHT - forma cea mai activa a testosteronului) Celulele Sertoli secreta o substanta de natura bioproteica - inhibina care prin mecanica de feedback scade secretia in exces de FSH (fenomen gonadotrop ce stimuleaza spermatogeneza si activeaza celulele Sertoli).

Celulele Sertoli sunt celule care secreta un factor de inhibitie al dezvoltarii canalelor paramezonerotice ale lui Muner. Celulele Sertoli au rolul de a secreta destaliol. Aceste celule au rol important pentru ca ele constituie un element al barierei sange-testicul. Bariera aceasta formata de catre complexele jonctionale dintre celulele Sertoli si aceste complexe jonctionale au rolul de a impiedica trecerea substantelor dinspre lumenul tubului spre exterior. In acest fel nu este permis contanctul printre proteinele plasmatice si eventualii antigeni straini pe care ii contin celulele haploide. In acest fel este impiedicata o reactie antigen-anticorp. Aceste celule sunt mai reduse la nr. fata de celulele germinale. Prezinta prelungiri si invginatii in care patrunde capul spermatidelor ce se vor transforma in spermii. Pe masura ce aceste spermatide evolueaza ele se desprind de sincitiul sertoli si avanseaza spre lumenul tubului. Fagociteaza celulele germinale involuate.

Dupa terminarea procesului de spermatogeneza ,spermiile aflate in stadiul matur pierd contactul cu celulele de sustinere, acestea se retrag catre membrana bazala, iar contactul se pierde. Spermiile ajung in lumenul tubului seminifer, capata partial la nivelul cozii si devin mobile dupa contactul cu sincitiul prostatic.

Din tubii seminiferi ajung si se varsa in canalul epididimar ce este strabatut in circa 20 de zile, pasiv, datorita gradientului de presiune, ulterior patrund in canalul deferent. Spermiile isi pastreaza un timp proprietatile functionale, daca ejacularea nu are loc, ele dispar. Durata toatala a spermatogenezei la om este de 64 de zile (4-6 cicluri spermatogenetice), fenomen ce poate avea loc pana la varste inaintate.

Spermia: - observata prima data in spermatocitogeneza

- are o cantitate redusa de ARN

- contine hidrati de carbon in cantitate redusa

- are cap, gat si coada

- capul are o dimensiune de 4-4,5, este format in exclusivitate din nucleu, prezinta la polul anterior acrozomul (contine hialitrolidaza)

- capul prezinta o membrana (caciula capului)

- are structura formata din 2 straturi si contine enzime necesare fecundatiei

- strat subtire de citoplasma

- corpul realizeaza legatura cap-coada

- centriolul se afla proximal

- pe coada se gaseste anulus terminalis care provine din centriolul distal

- formatiunile gatului formeaza cu capul o articulatie steroidala

- coada prezinta 3 segmente

1) pas medias: lungimea 7, iar diametrul de 1; de la anulus nuclearis la anulus distalis, este strabatuta de filamentul axial (are in structura 2 miofilamente + 9 fibre dense). In jurul miofilamentului se gaseste vagina mitocondrialis.

2) pas principalis: segmentul cel mai lung (40), de la nivelul corpusculului distal, formata de filamentul axial si miozina. La suprafata se gaseste citoplasma si membrana.

3) pas terminalis: format doar din filamentul terminal, structura tipica de flagel.

*Biologia spermiei: - se produc intr-un proces continuu printr-un flux continuu de lichid, spermiile trec prin canalele aferente, ajung in epididim (rol de rezervor)

- spermiile ajung catre coada epididimului, prind puterea de a fecunda, rol in procesul de maturare

- in epididim spermiile regreseaza si sunt resorbite (daca nu sunt ejaculate)

- grad mare de mobilitate

- in cea mai mare parte se deplaseaza pasiv, iar in contact cu secretia prostatei si a glandelor seminale capata mobilitate, capata viteza

*Factori modificatori inhibitori - temperatura

- sulfamidele etc.

22+X - ginospermii -talie mai mare

-mai rezistent intr-un mediu acid

-supravietuiesc 2-3 zile intr-un mediu acid

22+Y - androspermii -mai sensibile la mediul acid

-supraviettuiesc numai 24 de ore

Secretia colului uterin este una alcalina.

340 milioane de spermatozoizi sunt sercretati in viata barbatului.