Spermium - biológia
A sperma vagy Ondósejt vagy Spermatozoid (köznyelven is Seminal menet vagy Hímivarsejt az ivarsejtek (ivarsejtek) egy formája, nevezetesen egy hím ivarsejt, amely képes önálló mozgásra, és amely a női ivarsejt, a petesejt megtermékenyítésére szolgál. A spermiumokat általában nagy mennyiségben hozza létre az egyén, és sokkal kisebbek, mint a megtermékenyítendő petesejtek, mivel a petesejtekkel ellentétben nem tartalmaznak nagyobb mennyiségű plazmát vagy sárgáját tartalmazó tápanyagokat.
A hím ivarsejteket, amelyek nem képesek önállóan mozogni, ún Spermiumok (Egyedülálló Spermatium) kijelölt.
A „spermium” kifejezést meg kell különböztetni a sperma kifejezéstől, amely a szeminás folyadékból (magvas plazma), a benne lévő spermából és a heretubulusok több hámsejtjéből áll.
(További részletekért lásd a cikk spermáját.)
Spermium flagellával
Az emberi sperma egy jelölt sejt, amelynek fejrésze van egy haploid sejtmaggal, középső része („nyaka” centroszómával és a környező mitokondriális csomagokkal) és egy flagellum (más néven „farok”). A fejnek a flagellummal szemközti oldalán úszáskor az elülső oldal a fej, amely felelős a petesejt behatolásáért. A spermium fejének elején található a fej sapkája (akroszóma), amely tele van enzimekkel, amelyek megkönnyítik a petesejt membránon történő behatolását.
A spermiumok speciális formái
Alsó rákféléknél és számos pókfélenél a sperma gömb alakú lehet. A körömféregnek köröm alakú spermája van, fényes testtel, amely specifikus fehérjékből áll. Más gömbférgek és atkák amoeboid mozgékony spermiumokkal rendelkeznek. A fejfedők (Decapoda) van egyfajta "robbanószerkezet" egy rugós mechanizmus formájában, amely a spermiumokat a petesejtbe katapultálja.
Méretek
A sperma mérete fajonként nagyon változó. Míg az ostrakódák óriási spermája (mm. µm méretű, míg a flagellum, beleértve a „nyakat”, körülbelül 50 µm hosszú. A spermiumok mérete ugyanazon fajon belül is változhat, attól függően, hogy a hímnek több riválisa van-e vagy sem. A békáknál kiderült, hogy a sperma mérete és így a flagella hossza nő, amikor az érintett hímnek más hímekkel kell megküzdenie egy nőstény béka petéinek megtermékenyítéséhez. A leghosszabb flagellával rendelkező spermiumok, amelyek a leggyorsabban tudnak úszni, a legnagyobb eséllyel érik el elsőként a nőstény által a vízbe engedett békatojásokat.
Az óriás spermiumok nemcsak az édesvízi kagylórákokban találhatók, hanem az állatvilág néhány más fajában is. Ezek egy része sokszor hosszabb, mint a gyártó. Megtalálhatók bizonyos típusú férgekben, pillangókban és vízi poloskákban. A Drosophila bifurca gyümölcslégy rendelkezik a mérlegrekorddal. Spermasejtjeik legfeljebb 58 milliméter hosszúak, testhosszuk több mint tízszeresei. [2]
Az emberi sperma normál fénymikroszkóppal megfigyelhető 100, de 400-szoros nagyítással, színezés nélkül.
oktatás
A gerinceseknél a spermium a herem szemcsés tubulusainak hámjában termelődik. Lásd a spermatogenezist.
Emberi sperma
felfedezés
A spermiumokat mikroszkóposan fedezte fel 1677-ben Johan Ham orvostanhallgató, Antoni van Leeuwenhoek további vizsgálatokat végzett. [3] [4]
A "spermiumok" kifejezést (görögül a vetőmagok esetében) 1826-ban Karl Ernst von Baer embriológus használta, aki joggal tartotta bizonyítatlannak ezen "spermában élő élőlények" termékeny funkcióját. [5]
Azt a tényt, hogy a sperma behatol a petesejtbe, először Martin Barry 1843-ban észlelte és jelentette mikroszkóposan. [6]
Felépítés és működés
A férfi spermája
- egy fejrész, amely tartalmazza a haploid sejtmagot és 2682 és 2886 különböző mRNS molekulákat,
- egy középdarab mitokondriumok sokaságával, amelyek az energiát ATP molekulák formájában biztosítják a mozgáshoz,
- mozgatható farokrész mikrotubulusok hosszanti fibrillendszerével a mozgáshoz.
Az emberi sperma - más szervezetek spermiumaihoz hasonlóan - megtermékenyíti a nőstény petesejtet. Befejezésük (spermatogenezis) után kezdetben a hím epididymisben tárolódnak, ahonnan a vas deferensen és a húgycsövön keresztül a férfi orgazmus során bekövetkező magömlés során kilökődnek. Közülük körülbelül 300 millióan a női hüvelybe kerülnek. A hüvelyből a spermiumoknak csak egy kis része, amelyet megtermékenyítésre szánnak, a petevezetéken keresztül jut el a petesejtig, a jóval nagyobb résznek nem sikerül az akadályokban gazdag út e régió felé, vagy más funkciókra szánják (lásd spermiumverseny).
A petesejt felé vezető úton a spermiumokat valószínűleg kemotaktikusan irányítják a progeszteron vagy illatszerű anyagok, a pH-érték és a hőmérséklet-különbségek. [7] Az ingereket egyrészt a spermium farka kezdeti részének membránjában lévő nagy G-fehérjéhez kapcsolt receptorok családjának molekulái, másrészt az orrunk szaglósejtjeiben (szagló receptorok) találhatók, másrészt a CatSper ioncsatornán keresztül. sok kis molekulatömegű anyaggal is aktiválható. [8] Kísérletileg kimutatható: ha a bourgeonal (gyöngyvirág illata) illata kötődik a OR1D2, A kalciumkoncentráció emelkedik a sperma belsejében. A jelenlegi ismeretek szerint ugyanez vonatkozik a CatSper csatorna bekötésére és aktiválására. [9] Ennek eredményeként a spermium megváltoztatja úszási irányát, és ugyanakkor megduplázza úszási sebességét. [10] A kalciumkoncentráció változásai, nem pedig azok abszolút szintjei, felelősek a mozgás irányáért. [11] [12] Nagyon valószínűtlen azonban, hogy a Bourgeonal receptor természetes kötőpartnere lenne az egyetlen "útmutató" a petesejthez; inkább több tényező feltételezhető. [13]
A sok akadály miatt normál körülmények között csak körülbelül 300 sperma éri el a petevezeték azon pontját, ahol a petesejt megtermékenyülésre vár. A petesejtet azonban csak egyetlen sperma képes megtermékenyíteni. A megtermékenyítés során a spermium fej tartalma behatol a petesejtbe, amely diploiddá válik, és ma zigótának hívják. A legújabb eredmények szerint a hím mRNS molekulák, amelyek a petesejtbe és a spermium sejtmagjával együtt behatoltak, befolyásolják a zigótából kibontakozó embrió fejlődését.
Mozgás
Az emberi spermiumok hajlékonyak. A flagellumon megjelölt két pont felfelé (bal oldali pont) és lefelé (jobb oldali pont) mozog. Ez a sebesség fel van osztva arra a részre, amely párhuzamosan fut (V [par]) a flagellum szakaszával, és arra a részre, amely merőleges (V [merőleges]) fut rá. Az így kapott F erő viszont két részre oszlik, nevezetesen az erőnek arra a részére, amely párhuzamosan hat a spermium mozgásának irányával (F [horizont]), és arra a részre, amely függőlegesen hat a mozgás irányával (F [vert]). A két erő összege, amelyek párhuzamosan irányulnak a spermium mozgásának irányával, alkotják a hajtóerőt. [14]
A spermiumok tárolása mesterséges megtermékenyítéshez fagypont felett
A mesterséges megtermékenyítésre használt spermiumokat már nem kell fagyasztva tárolni egy spermabankban, ahogyan ez eddig történt; A jövőben könnyűnek kell lenniük fagypont feletti alacsony hőmérsékleten történő tárolásukra. 2003-ban Szaúd-Arábiából származó kutatók egy új módszert mutattak be a spermiumok tárolására komplex hűtési technológia nélkül. Ehhez először meg kell tisztítani és steril levegőn szárítani a spermiumokat. A megtermékenyítés érdekében a spermiumokat később egy speciális oldatban életre hívják, és az úgynevezett intracitoplazmatikus spermium injekció segítségével a petesejtbe fecskendezik, hogy megtermékenyítsék. Az ezen a hőmérsékleten tárolt sperma azonban már nem képes mozogni a revitalizáció után, ezért megtermékenyítés céljából közvetlenül a petesejtbe kell injektálni.
élettartam
Körülbelül 10 hetes érlelési periódust követően a spermatogóniától a spermiumokig [15] (érett sperma) egy sperma akár egy hónapig is életben maradhat a férfi spermium-raktárában. A környezeti feltételektől (fény, hőmérséklet, páratartalom) függően a spermiumok akár 24 órán keresztül is fennmaradhatnak a levegőben. Amint az ejakuláció a spermiummal kiszárad, meghal. Tehát a szárított spermiumokkal történő megtermékenyítés már nem történhet meg. [16]
A hüvely (pH 4–5), valamint a nyaki nyálka és a spermiumok (pH 6–8) pH-értékének kiegyensúlyozásával a spermiumok túlélhetnek az „ellenséges” környezetben. Optimális körülmények között a nyaki nyálkahártya öblében a spermiumok akár hét napig is életben maradhatnak. A magömlésenként átlagosan 250 millió sperma közül csak körülbelül 500–800 éri el a petevezetékeket. Ennek egyik oka a méhnyak nyálka, amelyen keresztül a nem úszó spermiumokat kiszűrik. [17]
Az optimális, kissé bázikus pH-értéktől (7,2–7,8) [18] való eltérés a spermium halálához vezet. A mechanikus és kémiai fogamzásgátló módszerekben alkalmazott spermicidek többsége ezen az alapon működik. A nemi szervek területén gyakran használt pH-semleges ápolószerek nem spermicidek és alkalmatlanok a fogamzásgátló utógondozásra.
A "mag" kifejezés használata
Sperma és sperma gyakran hívják Magok kijelölt. Ez félrevezető az egyik számára Mag a magasabb növények (gyakran a pépbe ágyazott) eloszlási szerve, amely egy alvó növényi embrióból áll, amelyet tápláló szövet és maghéj vesz körül.
A név technikailag helytelen használata Mag vagy Magok mert a sperma a Bibliából származik, amely nem állítja, hogy tudományosan helytálló lenne, hanem inkább a rokonságot akarja hangsúlyozni, és ezt az akkori körülmények számára érthető módon. A héber szó Mag növények, állatok és emberek számára válogatás nélkül használják. Egyrészt a nő megkapja a hímmagot (Num 5, 28), vagy felébreszti erotikus játék közben (Gen 19, 32 és 34), másrészt a földet elvetik a szántóföldi növények magvaival (5Móz 29, 22; Ez 36, 9).
A tévhit, hogy a hím Mag már ember dióhéjban amelynek csak a méhben kell érlelődnie, mintha tápoldatban lenne. Végül itt van a kifejezés Mag maguknak az utódoknak is: Amikor a Biblia Ábrahám magváról beszél, ez azt jelenti, hogy Ábrahámból kerültek ki utódok (Ézs. 41: 8; Jer. 33, 26). Ezeket a jelentéseket nem itt értjük. A nevek Magok vagy Hímivarsejt stb. ezért már nem használható spermiumokhoz vagy spermához. Az újabb iskolai könyvek tehát már nem beszélnek róla Vas deferens, hanem kifejezetten attól Spermium vezető.
Valójában a görög σπερμα szó nem jelent mást, mint "magot" [19]. Ez megtalálható olyan botanikai nevekben is, mint például a "bedecktsamer" orrszármazékai. Úgy tűnik, hogy a hiba az összes nyelv teljes nómenklatúráján fut.