Spermatogeneza - gonocyty, kapacytacja, zapłodnienie, zamplemnienie, plemniki

Gonocyty wnikają do zawiązka gonady w zarodku płci męskiej, od tego momentu nazywamy je spermatogoniami. Zawiązek gonady będzie różnicował się w jądro. Do tego niezbędny jest testosteron.
Spermatogeneza rozpoczyna się w momencie osiągnięcia dojrzałości płciowej.
Spermatogeneza:
I spermatocytogeneza - etap, w którym dochodzi do redukcji mat. genetycznego
II spermiogeneza - polega na zmianach jakościowych, w czasie których spermatyda przekształca się w plemnik
SPERMATOCYTOGENEZA - kontrolowany przez gen DAZ na chromosomie Y
Spermatogonia dzielą się na spermatogonia ap (jasne) i ad (ciemne, nie wchodzą w cykl spermatogenezy).
Spermatogonia ap dzielą się mitotycznie. Jeśli podział zajdzie całkowicie i powstaną dwie oddzielne spermatogonie, to zwiększą pulę spermatogoniów ap i nie wejdą w spermatogenezę.
Jeśli podział cytoplazmy nie zajdzie do końca i powstaną komórki połączone mostkiem cytoplazmatycznym, to wejdą one w cykl spermatogenezy.
Spermatogonie B - komórki połączone mostkami cytoplazmatycznymi, rozpoczynają cykl spermatogenezy. Dzielą się mitotycznie, przekształcają się w spermatocyty I rzędu.
Spermatocyty pierwszego rzędu replikują DNA i przystępują do I podziału mejotycznego (=podział dojrzewania, podział redukcyjny), w wyniku tego powstają spermatocyty II rzędu z haploidalną liczbą chromosomów dwuchromatydowych.
Spermatocyty II rz. nie replikują DNA, wchodzą w drugi podział (=ekwacyjny, wyrównawczy) i wyniku tego powstają spermatydy z haploidalną liczbą chromosomów monochromatydowych.
SPERMIOGENEZA - zmiany jakościowe polegające na ufrmowaniu akrosomu, witki, ułożeniu mitochondriów itd.; kontrolowane przez gen CRE, wymaga hormonów: FSH, LH i testosteronu
kom. Leydiga - tworzą gruczoł śródmiąższowy jądra; duże, wieloboczne komórki z jasnym jądrem, kwasochłonną cytoplazmą, zaw. krople lipidowe, krystaloidy, pigment, produkują hormony. Pojawiają się w zawiązku gonady męskiej w życiu płodowym i przez wydzielanie testosteronu kontrolują przekształcanie się zawiązka w jądro. Ok. 5. m-ca życia płodowego przestają produkować hormony, uaktywniają się dopiero w okresie dojrzewania.
Testosteron na zasadzie sprzężenia zwrotnego hamuje przysadkę i LH nie jest wydzielany.
testosteron reguluje pracę dróg wyprowadzających nasienie, gruczołów dodatk, wykształcanie drugorzędnych cech płciowych.
Kom. Sertoliego funkcjonują zależnie od FSH, prod. inhibinę M, kt. działa zwrotnie na przysadkę mózgową i hamuje uwalnianie folikulotropiny (FSH).
Kapacytacja - proces uzdatnienia plemnika, nabierają pełnej zdolności do zapłodnienia; trwa ok. 7h, odbywa się pod wpływem enzymów z wydzieliny z dróg rodnych kobiety.
Zostaje usunięta czapeczka białkowa z główki plemnika. Receptory na główce będą rozpoznawane przez kom. jajową. W procesie kapacytacji błona plemnika traci też cholesterol, co ułatwia fuzję z błoną kom. jajowej.
Zapłodnienie - złożony, wieloetapowy, swoisty gatunkowo proces, rozpoczyna się od kapacytacji;
Etapy zapłodnienia
1. kapacytacja – niezbędna do zajścia zapłodnienia
2. przenikanie plemników przez komórki wieńca promienistego
3. przyleganie plemnika do osłonki przejrzystej i przenikanie przez nią
4. przyleganie plemnika do błony komórkowej kom. jajowej
5. fuzja z błoną komórkową
6. w momencie, kiedy plemnik zaczyna wnikać do kom. jajowej, dochodzi do podjęcia drugiego podziału tzw. ekwacyjnego
7. reakcja korowa
8. reakcja osłonki przejrzystej
9. blok przeciwko polispermii
10. utworzenie przedjądrza żeńskiego i męskiego
11. kondensacja chromosomów i wytworzenie zygoty.
Zaplemnienie – bezpośrednie zbliżenie się plemnika do komórki jajowej. Poprzedza zapłodnienie.
Akrosom – to pęcherzyki zawierające enzymy: fosfataza kwaśna, hialuronidaza, kolagenoza, akrozyna. Enzymy powodują, że substancja międzykomórkowa między komórkami ziarnistymi tworzącymi wieniec promienisty ulega rozluźnieniu. Plemniki zaczynają przenikać przez komórki wieńca promienistego. W efekcie dochodzi do odrzucenia wieńca promienistego
W miejscu, gdzie plemnik styka się główką z osłonką przejrzystą powstaje kanał (tunel) zapłodnienia. Dzięki akrozynie osłonka przejrzysta jest trawiona i plemniki dostają się do przestrzeni okołożółtkowej, między błoną kom. jajowej (oolemą) a osłonką przejrzystą. Pierwszy plemnik łączy się z oolemą, dochodzi do fuzji błon, dzięki czemu żaden kolejny plemnik nie przeniknie do kom. jajowej. Pierwszy plemnik ulega sfagocytowaniu przez komórką jajową (główka, mitochondria, wstawka), witka pozostaje w przestrzeni okołożółtkowej i obumiera.
Zapłodniona kom. jajowa posiada swoje jądro i jądro plemnika, które nazywane są przedjąrzami męskim i żeńskim. Znajdują się na obwodzie zapłodnionej komórki jajowej, replikują DNA, zbliżają się do cz. środkowej komórki, dochodzi do kondensacji chromosomów, wymieszania się chromosomów ojcowskich i matczynych (kariogamia). Od tego momentu mówimy o powstaniu nowego organizmu, czyli zygoty.
Skutki lub efekt zapłodnienia:
- determinacja płci
- odtworzenie diploidalnej liczby chromosomów
- rozpoczęcie kolejnego etapu rozwojowego, jakim jest bruzdkowanie
Bruzdkowanie - seria podziałów mitotycznych, w wyniku których powstają struktury nazywane blastomerami
Bruzdkowanie całkowite - bruzda podziałowa przechodzi przez całą zygotę, powstają dwa duże blastomery
Prawie równomierne - jeden blastomer jest trochę mniejszy (mikroblastomer), a drugi trochę większy (makroblastomer)
Asynchroniczne - do podziału najpierw wchodzi większy blastomer, a potem mniejszy.
Warunki niezbędne do implantacji
- utrata osłonki przejrzystej
- odpowiednio przygotowana błona śluzowa macicy (reakcja doczesnowa)
- inwazyjne właściwości trofoblastu - kom. trofoblastu wydzielają enzymy rozpuszczające sąsiednie tkanki.
Implantacja odbywa się w tylnej górnej ścianie trzonu macicy. U człowieka występuje implantacja śródmiąższowa (blastocysta będzie całkowicie wtopiona w błonie śluzowej i tkankami macicznymi.
Implantacja jest konieczna, aby zarodek mógł się dalej rozwijać, bo w tym momencie (ok. 7 dnia) skończyły się jego własne zapasy (deutoplazma żółtkowa) i żeby miał substraty do rozwoju, musi ulec implantacji.