Sperma - Biologie

A spermă sau Spermatozoid sau Spermatozoizi (de asemenea, în mod colocvial Fir seminal sau Celula spermatozoida numit) este o formă de gamet (celulă germinativă), și anume o celulă germinativă masculină capabilă de mișcare independentă, care servește la fertilizarea celulei germinale feminine, celula ouă. Spermatozoizii sunt de obicei produși în număr mare de către un individ și sunt mult mai mici decât celula ovulă care trebuie fertilizată deoarece, spre deosebire de celula ovulă, nu conțin cantități mari de plasmă sau substanțe nutritive care conțin gălbenușuri.

Celulele germinale masculine, care nu sunt capabile să se miște independent, sunt numite Spermatozoizii (Singular Spermatium) desemnat.

Termenul „spermă” trebuie diferențiat de termenul spermă, care constă din lichidul seminal (plasma seminală) cu spermatozoizii pe care îi conține și mai multe celule epiteliale ale tubilor testiculari.
(Pentru mai multe detalii, consultați articolul material seminal.)

Spermatozoizi cu flagel

Sperma umană este o celulă flagelată care are o parte a capului cu un nucleu celular haploid, o parte mijlocie („gât” cu centrosom și pachete mitocondriale înconjurătoare) și un flagel (cunoscut și ca „coadă”). Capul, care este responsabil pentru pătrunderea celulei de ou, se află pe partea capului opusă flagelului, partea din față când înoată. În partea din față a capului spermatozoizilor se află capacul capului (acrosom), care este umplut cu enzime care facilitează penetrarea prin membrana ovulului.

Forme speciale de spermă

În cazul crustaceelor inferioare și al unui număr de arahnide, spermatozoizii pot fi sferici în general. Viermele rotund are spermă în formă de unghii cu un corp lucios format din proteine specifice. Alți viermi rotunzi și acarieni au spermă mobilă amoeboidă. În cazul decapodelor (Decapoda) există un fel de „dispozitiv de explozie” sub forma unui mecanism cu arc care catapultează sperma în celula ovulului.

Mărimi

Dimensiunea spermei variază foarte mult între specii. În timp ce spermatozoizii gigantici ai ostracodelor (crabii de midii) au o lungime de 7 mm și pot fi astfel de până la zece ori mai lungi decât crabii de midii înșiși, [1] sperma umană are o lungime de numai aproximativ 60 µm: partea capului este de aproximativ 5 µm x 3 µm în dimensiune, în timp ce flagelul, inclusiv „gâtul”, are o lungime de aproximativ 50 µm. Dimensiunea spermei poate varia chiar și în cadrul aceleiași specii, în funcție de faptul dacă un mascul are sau nu mai mulți rivali. S-a constatat la broaște că mărimea spermei și, astfel, lungimea flagelilor crește atunci când masculul în cauză trebuie să aibă de-a face cu alți masculi pentru a fertiliza ouăle unei broaște femele. Sperma cu cel mai lung flagel, care poate înota cel mai repede, are cele mai mari șanse de a fi primul care ajunge la ouăle de broască eliberate de femelă în apă.

Sperma uriașă se găsește nu numai la crabii cu midii de apă dulce, ci și la alte specii din regnul animal. Unele dintre acestea sunt de multe ori mai lungi decât producătorul lor. Se găsesc în unele tipuri de viermi, fluturi și bug-uri de apă. Musca fructelor Drosophila bifurca deține recordul de mărime. Celulele lor de spermă măsoară până la 58 de milimetri lungime, de peste zece ori lungimea corpului lor. [2]

Sperma umană poate fi observată cu un microscop cu lumină normal la o mărire de 100, sau mai bine, de 400 de ori, fără colorare.

educaţie

La vertebrate, spermatozoizii sunt produși în epiteliul tubulilor seminiferi ai testiculului. Vezi spermatogeneza.

Sperma umană

descoperire

Spermatozoizii au fost descoperiți microscopic în 1677 de studentul la medicină Johan Ham, Antoni van Leeuwenhoek a efectuat investigații suplimentare. [3] [4]

Termenul „spermatozoid” (grecesc pentru animale de sămânță) a fost folosit pentru prima dată în 1826 de către embriologul Karl Ernst von Baer, care a considerat pe bună dreptate funcția fertilă a acestor „ființe vii din spermă” ca fiind nedovedită. [5]

Faptul că sperma pătrunde în ovul a fost observat și raportat pentru prima dată microscopic în 1843 de Martin Barry. [6]

Construcție și funcție

Sperma bărbatului este alcătuită din

o parte a capului care conține nucleul celulei haploide și între 2682 și 2886 diferite molecule de ARNm,
o piesă centrală cu o multitudine de mitocondrii care furnizează energia sub formă de molecule ATP pentru locomoție,
o parte mobilă a cozii cu un sistem de fibrile longitudinale de microtubuli pentru locomoție.

Spermatozoizii umani servesc - la fel ca spermatozoizii altor organisme - pentru a fertiliza un ou femelă. După finalizarea lor (spermatogeneza), acestea sunt inițial depozitate în epididimul masculin, de unde sunt expulzați prin canalul deferent și uretra în timpul ejaculării în timpul orgasmului masculin. Aproximativ 300 de milioane dintre ei ajung în vaginul feminin. Din vagin, doar o mică parte a spermei, destinate fertilizării, ajunge la celula ovulă prin trompele uterine, partea mult mai mare nu reușește în calea bogată în obstacole către această regiune sau este destinată altor funcții (vezi concurența spermei).

Pe drumul către celula de ou, spermatozoizii sunt probabil ghidați chimotactic de progesteron sau substanțe asemănătoare parfumului, valoarea pH-ului și diferențele de temperatură. [7] Stimulii sunt preluați, pe de o parte, de molecule din familia mare de receptori cuplați cu proteina G din membrana părții inițiale a cozii spermei. sunt identice cu cele din celulele olfactive ale nasului nostru (receptori olfactivi), pe de altă parte, prin canalul ionic CatSper, care poate fi activat și de multe substanțe cu molecule joase. [8] S-ar putea arăta experimental: dacă parfumul bourgeonal (miros de crin de vale) se leagă de OR1D2, Concentrația de calciu crește în interiorul spermei. Conform cunoștințelor actuale, același lucru se aplică legării și activării canalului CatSper. [9] Ca rezultat, sperma își schimbă direcția de înot și, în același timp, își dublează viteza de înot. [10] Modificările concentrațiilor de calciu, nu nivelurile lor absolute, sunt responsabile pentru direcția locomoției. [11] [12] Cu toate acestea, este foarte puțin probabil ca partenerul natural de legare al receptorului Bourgeonal să fie singurul „ghid” pentru celula de ou; mai degrabă, se pot presupune mai mulți factori. [13]

Din cauza numeroaselor obstacole, în condiții normale, doar aproximativ 300 de spermatozoizi ajung în punctul de la capătul trompei uterine în care celula ovulă așteaptă să fie fertilizată. Cu toate acestea, ovulul poate fi fertilizat doar de un singur spermatozoid. În timpul fertilizării, conținutul capului de spermă pătrunde în celula ovulului, care devine diploidă și se numește acum zigot. Conform descoperirilor recente, moleculele de mARN masculin care au pătruns în celula de ou împreună cu nucleul celular al spermatozoizilor influențează dezvoltarea embrionului care iese din zigot.

Locomoţie

Spermatozoizii umani au un flagel flexibil. Cele două puncte marcate pe flagel se deplasează în sus (punctul din stânga) și în jos (punctul din dreapta). Această viteză este împărțită în partea care este paralelă (V [par]) cu secțiunea flagelului și partea care se desfășoară perpendicular (V [perpendicular]) cu aceasta. Forța rezultată F este la rândul său împărțită în două părți, și anume partea forței care acționează paralel cu direcția de mișcare a spermei (F [horiz]) și partea care acționează vertical față de direcția de mișcare (F [vert]). Suma celor două forțe, care sunt direcționate paralel cu direcția de mișcare a spermei, formează forța motrice. [14]

Depozitarea spermei pentru inseminare artificială deasupra punctului de îngheț

Sperma, care urmează să fie utilizată pentru inseminarea artificială, nu mai trebuie depozitate congelată într-o bancă de spermă, așa cum sa întâmplat până acum; În viitor, ar trebui să fie ușor să le depozitați la temperaturi scăzute peste punctul de îngheț. În 2003, cercetătorii din Arabia Saudită au prezentat o nouă metodă de depozitare a spermei fără o tehnologie complexă de răcire. Pentru a face acest lucru, sperma trebuie mai întâi curățată și uscată în aer steril. Pentru fertilizare, spermatozoizii sunt readuși mai târziu la viață într-o soluție specială și injectați în celula ovulului pentru a fi fertilizați cu ajutorul așa-numitei injecții intracitoplasmatice de spermă. Cu toate acestea, spermatozoizii depozitați la aceste temperaturi nu se mai pot mișca după revitalizare și, prin urmare, trebuie să fie injectați întotdeauna direct în celula ovulului pentru fertilizare.

durata de viata

După o perioadă de maturare de aproximativ 10 săptămâni de la spermatogonie la spermatozoizi [15] (spermatozoizi maturi), un spermă poate persista în depozitul de spermă al bărbatului până la o lună. În funcție de condițiile de mediu (lumină, temperatură, umiditate), sperma poate supraviețui în aer până la 24 de ore. De îndată ce ejaculatul cu sperma se usucă, aceștia mor. Așadar, fertilizarea prin spermă uscată nu mai poate avea loc. [16]

Prin echilibrarea valorilor pH-ului vaginului (pH 4-5) și a mucusului și spermei cervicale (pH 6-8), este posibil ca spermatozoizii să supraviețuiască în mediul „ostil”. În condiții optime în golfurile mucoasei cervicale, spermatozoizii pot supraviețui acolo până la șapte zile. Din media a 250 de milioane de spermatozoizi pe ejaculare, doar aproximativ 500-800 ajung în trompele uterine. Un motiv pentru aceasta este mucusul cervical, prin care sunt filtrate spermatozoizii care nu sunt plutitori. [17]

O abatere de la valoarea optimă, ușor de bază a pH-ului (7,2-7,8) [18] duce la moartea spermei. Majoritatea spermicidelor utilizate în metodele contraceptive mecanice și chimice funcționează pe această bază. Produsele de îngrijire cu pH neutru utilizate adesea în zona genitală nu sunt spermicide și nu sunt adecvate pentru îngrijirea contraceptivă.

Utilizarea termenului „semințe”

Spermatozoizii și spermă sunt deseori numite Semințe desemnat. Acest lucru este înșelător pentru unul Semințe este un organ (adesea încorporat în pulpă) de distribuție a plantelor superioare, care constă dintr-un embrion de plantă latentă, care este înconjurat de țesut nutritiv și un strat de semințe.

Utilizarea incorectă din punct de vedere tehnic a numelui Semințe sau Semințe căci sperma este derivată din Biblie, unde ea nu pretinde că este corectă din punct de vedere științific, ci mai degrabă vrea să sublinieze rudenia, și acest lucru într-un mod care era de înțeles pentru circumstanțele de atunci. Cuvântul ebraic pentru Semințe este folosit acolo fără discriminare pentru plante, animale și oameni. Deci, pe de o parte, femeia primește sămânța masculină (Num 5, 28) sau o trezește în timpul jocului erotic (Gen 19, 32 și 34), pe de altă parte, pământul este semănat cu semințele culturilor de câmp (Deut 29, 22; Ez 36, 9).

Concepția greșită că bărbatul Semințe deja om pe scurt care trebuie doar să se maturizeze în uter ca și cum ar fi într-o soluție nutritivă. În cele din urmă, există termenul Semințe și pentru descendenții înșiși.Când Biblia vorbește despre sămânța lui Avraam, aceasta înseamnă descendenții care au ieșit din Avraam (Isaia 41: 8; Ieremia 33, 26). Toate aceste semnificații nu sunt menite aici. Numele Semințe sau Celula spermatozoida etc. ar trebui, prin urmare, să nu mai fie utilizate pentru spermă sau material seminal. Prin urmare, cărțile școlare mai noi nu mai vorbesc Vas deferens, dar expres din Conductor de spermă.

De fapt, cuvântul grecesc σπερμα nu înseamnă altceva decât „sămânță” [19]. Acest lucru poate fi găsit și în nume botanice, cum ar fi angiospermele pentru „bedecktsamer”. Eroarea pare să treacă prin întreaga nomenclatură a tuturor limbilor.