Gametogeneza

Este procesul de formare si maturare al celulelor sexuale sau germinale = gametii, prin

ciclul spermatogenetic si prin ovogeneza. Aceste celule sunt acte pentru fecundatie. Celulele

germinale sufera o serie de modificari ce cuprind atat cromozomii cat si citoplasma si care au

un scop dublu:

a. de a reduce numarul cromozomilor la jumatate prin diviziunile meiotice

b. de a schimba forma celulelor germinale in vederea fecundatiei

Gametogeneza conserva la generatiile succesive formula cromozomiala specifica

cariotipuli uman de 46 de cromozomi alcatuit din 44 de autozomi si 2 gonozomi (X pt

feminin si Y pentru masculin) astfel, sexul feminin are formulara 46 XX iar sexul masculin 46

XY.

Prin gametogeneza se asigura stabilitatea speciei odata cu stabilirea nr de cromozomi cat si

variabilitatea acesteia prin recombinari si mutatii de material genetic.

Meioza este diviziunea indirecta specifica, care determina in principal un fenomen nuclear

cu reducerea formulei cromozomiale diploide - 46 de cromozomi la formula haploica 23 de

cromozomi, diploidia restabilindu-se prin fertilizare in zigotul format.

Meioza se desfasoara in doua faze succesive de maturatie:

I. Diviziunea meiotica primara/ diviziunea reductionala

II. Diviziunea meiotica secundara/ egala

Consecintele meiozei sunt:

reducera cromozomilor la formula haploid

noua combinatie genetica in cromozomii haploizi

stabilirea gonozomului in gameti: ovocitul are gonozom X iar spermiile au gonozom

X sau Y (fifty-fifty)

I. Diviziunea meiotica primara

Se desfasoara in patru faze:

1. profaza

2. metafaza

3. anafaza

4. telofaza

1. Profaza

Dureaza aprox 16 zile si este subdivizata in 5 stadii:

a. leptoten - are loc o sinteza crescuta de ADN si duplicarea cromozomilor in doua cromatide;

orientarea polara a cromozomilor = centrotaxie: un pol spre periferia nucleului, celalalt liber

in citoplasma = sub stadiul de buchet.

b. zigoten - cromozomii omologi se alatura, fiecare devenind partener de conjugare pt

omologul sau.

c. pahiten - are loc inceputul fuzionarii partenerilor de conjugare = sub stadiul de amfiten apoi

centrotaxia dispare. Cromozomii omologi se unesc, devin bivalenti cu garnitura

cromozomiala tetraploida: 4 cromatide cu 96 de cromozomi suficineta pt formarea in total a 4

gameti haploizi. In toata aceasta perioada cromozomii sexuali raman separati si indiferenti si

doar autozomii sunt injumatati numeric.

d. diploten - intre cei doi parteneri de conjugare apare spatiul de clivaj reductional iar

cromozomii incep sa se separe. Daca prezinta si spatiul de clivaj ecuational ei formeaza

tetrade. Cromozomii bivalenti devin temporar aderenti formand chiasme prin care au loc

schimburi reciproce de gene = fenomenul de crossing-over pentru recombinatii in formulele

genetice ale gametilor haploizi.

e. biachineza/dictioten - separarea cromozomilor omologi dupa spatiul de clivaj reductional

este completa inainte de formarea fusului de diviziune.

2. Metafaza

Membrana nucleului a disparut, cromozomii se dispun pe dubla placa ecuatoria a fusului de

diviziune.

3. Anafaza

Spre fiecare pol celular se deplaseaza un numar haploid de cromozomi.

4. Telofaza

Din fiecare gametocit diploid sau primar rezulta doi gameti haploizi/secundari:

in spermatogeneza rezulta doi spermatociti secundari

in ovogeneza un ovocit secundar si primul globul polar

II. Diviziunea meiotica secundara

Se desfasoara asemanator unei mitoze obisnuite mentinad formula haploida si in celulele

sexuale nou formate. In ciclul spermatogenetic meioza secundara are loc imediat dupa prima

diviziune meiotica iar in ciclul ovogenetic meioza secundara devine completa numai in cazul

fertilizarii ovulului ovulat.

Ciclul spermatogenetic

Precursorii celulari ai acestuia sunt endoblastii cu origine in peretii sacului vitelin si migrati

in saptamanaile 3-5 in creasta gonadala. Aici incepe un proces de proliferare pana in

saptamana 21, dupa care procesul inceteaza pana la pubertate cand va incepe spermatogeneza.

In creasta gonadala celulele sunt denumite celule germinale primordiale/ gonocite embrionare

care prin proliferare devin spermatogonii. Spermatogoniile sunt prezente in numar mare in

gonada masculina embrionara, fiind celule sferice de talie mijlocie si care contin in

protoplasma un nucleu mare, rotund cu reticul cromatic si nucleol, mai contin aparat Golgi si

mitocondrii situate in jurul unei mase de protoplasma omogena = idiosoma care contine in int.

centrozomul.

Ciclul spermatogenic are doua faze:

1. Spermatogeneza - transformarea spermatogoniilor in spermatocite I si II, apoi in

spermatide prin mitoze si meioze.

2. Spermiogeneza - transformare spermatidelor in spermatozoizi fara diviziuni celulare prin

citodiferentiere.

Spermatogeneza

Are loc in tubii seminiferi contorti ai testiculului si dureaza 60 de zile. Pana la pubertae, tbii

seminiferi au aspectul de cordoane pline rezultate prin proliferarea zonei medulare a glandei

sexuale embrionare. In peretii lor se deosebesc doua tipuri celulare:

unele mai putine - celulele sușă germinale ale liniei seminale masculine

mai mici, mai numeroase - celulele indiferente

La pubertate cordoanele seminale capata lumen devenind tubi seminiferi. In peretii lor se

gasesc un nr mai mare de celule sexuale, in diverse stadii de dezvoltare si un nr mai mic de

celule de sustinere = celulele Sertoli provenite prin transformare celulelor indiferente.

Celulele Sertoli au rol in nutritia liniei spermatogenice, functii hormonale si rol de a converti

spermatida in spermie/spermatozoid.

Celulele germinale primordiale devin cu putin inainte de pubertate spermatogonii care

formeaza stratul cel mai profun al peretelui tubilor seminiferi in contact cu membrana bazala.

Spermatogoniile inainte de pubertate (incepand din viata fetala) sunt prezente in stare de

repaos. La pubertate ele se multiplica prin mitoze, aceasta multiplicare continuand toata viata.

Spermatogoniile A formeaza celulele de rezerva din care vor rezulta spermatogoniile B.

Spermatogoniile B formate prin diviziunile mitotice ale spermatogoniilor A vor creste fara a

se divide = faza de crestere si devin spermatocite primare. Spermatocitul primar are formula

cromozomiala diploida apoi trece intr-o profaza de 21 de zile si prin divizune meiotica

primara reductionara rezulta doi spermatociti secundari haploizi. Spermatocitul secundar

prezinta formula cromozomiala haploida de 22 de autozomi si un gonozom X sau Y=

heterogametie masculina.

Prin meioza secundara egala va rezulta spermatida. In spermatogeneza, dintr-un spermatocit

primar se formeazadoi spermatociti secundari si 4 spermatide.

Spermiogeneza

Se desfasoara fara diviziuni celulare prin citodiferentiere. Spermatida = celula rotunda si

imobila, se va converti in spermatozoid/spermie = celula fusiforma, flagelata, mobila. Nucleul

spermatidei devinde condensat si alungit configurand capul spermiei. Complexul Golgi

devine acrozomul spermiei. Mitocondriile formeaza o teaca spiralata la baza flagelului cu rol

energetic in cinetica flagelara iar din centriolul spermatidei va rezulta flagelul spermiei.

Ovogeneza

Celulele germinale primordiale migrate din peretele sacului vitelin in creasta gonadala in

perioada fetala timpurie prolifereaza si devin ovogonii. Ovogoniile sunt inconjurate de

foliculii corticali primordiali ai ovarului fetal si devin ovocite primare. Acestea in perioada

fetala ajung la un numar de cateva milioane. Prenatal, numarul lor scade sub un milion intr-un

ovar iar la pubertate raman 400 de mii, restul degenereaza.

Intr-un ciclu menstrual, intre pubertate si menopauza, de obicei un singur ovocit primar va

continua diviziunea meiotica primara. Majoritatea ovocitelor primare raman in foliculi

ovarieni pana la climacteriu in profaza meiozei I apoi degenereaza. Ovocitul primar termina

diviziunea meiotica primara inaintea ovulatiei rezultand:

a. Ovocitul secundar cu formula cromozomiala haploida 23 X si cu intreaga cantitate de

citoplasma a ovocitului primar

b. Primul globul polar = polocitul I de talie mica, fara citoplasma cu garnitura cromozomiala

haploida.

Ovocitul secundar, expulzat prin ovulatie = ovulul ovulat - se afla inainte diviziunii

meiotce secudare.

Meioza II devine completa numai in cazul fertilizarii in ovulul fertilizat, rezultand si un al

doilea globul polar sau polocitul II. In ovogeneza, dintr-un singur ovocit primar se dezvolta

un singur ovul matur si doi sau trei globuli polari.

DIFERENTE GAMETOGENE

Intre ciclul spermatogenic si ovogeneza deosebirile esentiale sunt:

1. Spermatocitul primar se formeaza la pubertate, ovogitul primar se formeaza in perioada

fetala.

2. Meioza I in spermatocitul primar si meioza II in spermatocitul secundar au loc succesiv iar

meioza are pofaza de 21 zile. In ovocitul primar meioza I incepe la nastere si se termina in

ovulul matur preovulator. Meioza II are loc cu ocazia fertilizarii in ovulul fertilizat. Meioza I

are profaza lunga de la nastere pana la pubertate sau pana la urmatoarele cicluri menstruale

ovulatorii.

3. Ciclul spermatogenic include o faza spermiogenica de citodiferentiere pentru formarea

spermatozoidului, in timp ce ovogeneza nu include o interfaza de citodiferentiere pentru

formarea ovulului matur care va corespunde cu ovocitul secundar ovulat.

4. Ciclul spermatogenic produce dintr-un spermatocit primar 4 spermii iar in ovogeneza din

ovocitul primar rezulta un singur ovul matur.

5. Ciclul spermatogenic genereaza heterogameti masculini - cu gonozom masculin X sau Y iar

in ovogeneza rezulta homogamet feminin cu gonozom feminin X.

6. Formarea spermiilor incepe la pubertate si dureaza toata viata fiind un ciclu continuu.

Formarea ovulului matur incepe la pubertate si se extinde in perioada reproductiva pana la

climacteriu: are periodicitate aproximativ lunara in raport cu ciclul ovarian folicular si ciclul

menstrual de tip ovulator.

Celulele sexuale mature - gametii

A. Spermatozoidul/spermia

Este cea mai mica celula din organism, este flagelar, are lungimea de 50-60 microni,

grosimmea de 1-3 microni si este format din cap si flage. Poseda toate proprietatle vitale cu

exceptia celei de reproducere. .

1. Capul are dimensiunea de 5 microni, forma eliptica sau ovalara si este format din nucleu cu

garnitura cromozomiala haploida: 23 x sau 23 Y si acrozom sau perforator care are forma

unui coif situat in portiunea apicala ce contine enzime proteolitice.

2. Flagelul are 40 - 50 de microni si cuprinde gatul si coada.

gatul = segmet scurt de legatura intre cap si coada

coada = prezinta 3 parti:

a. partea intermediara - corpul spermiei, cuprinsa intre gat si inelul flagelului. Contine

un filament axial = axonema in jurul caruia se dispune o teaca mitocondriala in

spirala cu 9 spire, avand rol energetic in cinetica cozii.

b) partea principala 40 microni - este cea mai lunga portiune a flagelului si contine

axonema invelita in teaca fibroasa.

c) partea terminala a cozii care este formata de axonema descoperita fara teaca fibroasa.

Uneori poate prezenta aspect de buchet datorita separarii celor 8 pana la 11 filamente

componente.

Imobila la nivelul tubilor seminiferi si canalului ependimar, spermia devine mobila in ductul

deferent facand miscari rotatorii contracurent cu o viteza de deplasare de 2-3 mm/min in

tractul genital feminin. Durata de viata a spermiilor este de cateva saptamani in testicul, de 3-

4 zile in tractul genital feminin dar putereea fecundanta se pastreaza numai 24 h. Temperatura

- peste 28 grade celsius si mediul acid diminua viata spermiilor. Sperma sau ejaculatul este

produsul de excretie al glandelor genitale accesorii. Are pH usor alcalin, consistenta vascoasa

cu bogat continut enzimatic. 1 ml de lichid spermatic contine 60-120 milioane de spermii. Un

numar sub 20 de milione pe ml s.n. oligospermie si este cauza de infertilitate. Ca rezultat al

dismorfogenezei gametice pot aparea numeroase forme atipice de spermatozoizi:

- imaturi, cu aberatii cromozomiale, lipsa sau dedublarea partilor spermiei

OVULUL/ Ovocitul secundar matur

Este cea mai mare celula a corpului uman cu dimensiuni de 120-150 microni. Este format din:

1. Nucleu - rotund, situat central sau excentric si are forumula cromozomiala haploida - 23 X

2. Citoplasma - formata din citoplasma propriu-zisa si deuteroplasma - citoplasma nutritiva in

cantitate mica.

3. Ovolema - membrala celulara plasmatica.

Ovulul matur in foliculul tertiar si ovulul ovulat prezinta urmatoarele invelisuri:

a. Zona pellucida se afla in jurul membranei plasmatice fiind un produs al celulelor foliculare

b. Corona radiata este invelisul extern de celule foliculare din cumulus ooforus.

c. Spatiul perivitelic care este situat intre ovolema si zona pellucida si contine primul globul

polar iar la ovulul fertilizat si al doilea globul polar.

In perioada reproductiva a femeii din nr de 400 mii de ovocite primare, doar 400 ajung la

maturitate, celelalte degenereaza devenind atretice. Uneori, un folicul ovarian poate contine

2-3 ovocite primare. Ovulul ovulat ramane viabil in tractul genital feminin si capabil pentru

fertilizare aprox. 24 h. Maturizarea ovului si ovulatia pot fi inhibate prin contraceptie

hormonala: inhibarea secretiei de LH.