Spermie

Spermie je samčí pohlavní buňka (samčí gameta). Jedná se o vysoce specializovanou buňku, která slouží k vyhledání a oplodnění vajíčka. Množství spermií spolu s dalšími látkami tvoří tekutinu zvanou sperma.

Funkce spermie

Kromě oplození musí spermie zvládnout:

uskladnění v samčím pohlavním traktu (v ocasu nadvarlete) až několik týdnů
proniknout mukózními tekutinami v pohlavním traktu samice
získání dostatku energie pro své funkce v samičím pohlavním traktu
přežít určitou dobu (několik dnů, výjimečně u některých druhů i týdnů/měsíců) v samičím pohlavním traktu (v prostředí zcela odlišném od nadvarlete)
uniknout imunitnímu systému v pohlavním traktu samice (spermie je cizorodou buňkou)
najít vajíčko (např. pomocí chemotaxe a termotaxe)
proniknout obálkami vajíčka (cumulus oophorus a zona pellucida u savců)
splynout svojí membránu s membránou vajíčka
po splynutí (fúzi) dekondenzovat své jádro a dát vznik zygotě

Kvalita spermií nemusí klesat s věkem.^[1]

Parametry spermií a ejakulátu

druh	délka spermie (μm)	šířka hlavičky (μm)	množství spermií 1ml ejakulátu (×10⁶)	objem ejakulátu (ml)
skot domácí	70	5,1	700	5–10
kůň	58	3,2	40	70–120
prase domácí	48	4,6	150	250–500
pes	68	4	200	2
králík domácí	54	4,7	450	1
člověk	48	5	50	4

Spermatogeneze

Spermatogeneze je vývoj spermie. Spermie vznikají v semenotvorných kanálcích varlete za podpory Sertoliho buněk, které tvoří stěny semenotvorných kanálků. Spermie nevznikají v celém varleti naráz, spíše v určitých vlnách podél semenotvorných kanálků (tzn. v různých částech semen. kanálku probíhají jiné části spermatogeneze). Celý proces spermatogeneze u člověka trvá přibližně 72 dní (± 2 dny),^[2] dalších cca 12 dní dochází ke zrání (maturaci) v nadvarleti.

Spermatocytogeneze

Spermatocytogenezí se označuje tvorba haploidních buněk – spermatid. Původní diploidní buňka se označuje jako spermatogonie A lokalizovaná u bazální membrány semenotvorného kanálku (dál od dutiny v semen. kanálku). Ta se mitoticky dělí, přičemž jedna z dceřiných buněk může ztratit kontakt s membránou a přemění se na spermatogonii typu B a posléze na primární spermatocyt. Ten podstupuje meiózu za vzniku čtyř haploidních spermatid. V průběhu dělení a zrání postupně buňky cestují napříč stěnou semenotvorného kanálku.

Spermiogeneze

Postupné úpravy haploidní spermatidy na morfologicky (tvarově) zralou spermii

splýváním cisteren Golgiho aparátu (dle nejnovějších výzkumů se podílejí i lysozomy a endozomy) dochází ke vzniku akrozomu
dochází k maximální kondenzaci chromatinu (komplexu DNA s proteiny),dochází k nahrazení histonů protaminem
centriola funguje jako templát (vzor) pro vytvoření bičíku
spermie se zbavuje nadbytečné cytoplazmy, kterou odvrhuje ve formě reziduálních tělísek (která jsou fagocytována Sertoliho buňkami)
mitochondrie se koncentrují v bázi bičíku a vytváří tzv. mitochondriální spirálu

Zrání spermie

Spermie po dokončení spermiogeneze je sice morfologicky zralá (tzn. vypadá jako spermie), nicméně není schopna rozpoznat, navázat a oplodnit vajíčko. Tyto schopnosti získává až v dalších maturačních procesech.

Epididymální maturace

Po dokončení spermiogeneze se spermie dostává do nadvarlete (epididymis), kde je při průchodu dále modifikována. Změny jsou patrné hlavně ve složení a struktuře cytoplasmatické membrány, která je obohacena o cholesterol a některé proteiny. Upravuje se také tvar a obsah akrozomu. Nakonec jsou spermie skladovány v koncové části nadvarlete (ocasu, cauda epididymis) do doby, než jsou ejakulovány.

Ejakulace

Během ejakulace dochází k promíchání epididymálních (nadvarletních) spermií se sekrety přídavných pohlavních žláz (semenných váčků, prostaty, Cowperovy (neboli bulbourethrální žlázy). Některé proteiny těchto sekretů se také navážou na membránu spermií a přechodně zamezí schopnosti rozpoznat vajíčko. Místo toho prodlužují jejich životnost a udělují jim schopnost vázat se na epitel oviduktu za tvorby oviduktálního reservoáru.

Kapacitace

Po určité době, po kterou jsou spermie v samičím pohlavním traktu, dochází k poslednímu maturačnímu kroku – kapacitaci. Spermie postupně získává schopnost velmi efektivně najít a rozpoznat vajíčko (pomocí termotaxe a chemotaxe), navázat se na něj (resp. na jeho glykoproteinový obal zonu pellucidu) a podstoupit akrosomovou reakci.

Oplodnění

Při sexuálním aktu závisí délka života spermie na tom, zda dojde k průniku do pochvy:

při vniknutí do pochvy přežívá asi dva dny a bičíkem se posouvá směrem k vajíčku, které může následně oplodnit (koncepce). Často se uvádí, že spermie při oplodnění odhazují bičík a dovnitř proniká jen hlavička, toto je však pouze výjimka; u většiny živočichů proniká dovnitř celá spermie.^[3]
při neúspěchu (nedostane se do pochvy) spermie rychle hyne.

V hlavičce spermie se nachází dědičná informace. U zdravého dospělého muže je v jednom mililitru semenné tekutiny přibližně 50–100 milionů spermií. Spermie přitom představují jen 5–15 objemových procent ejakulátu, zbytek je tvořen tekutinou produkovanou v prostatě, semenných váčcích a Cowperových žlázkách. Průměrný objem semenné tekutiny v jednom ejakulátu je přibližně 3 ml, a tak je jich při ejakulaci uvolněno asi 200 milionů. Z nich se k vajíčku dostane asi 200.

Syntéza proteinů ve spermii

Dlouhou dobu se předpokládalo, že spermie je proteosynteticky neaktivní (není schopná syntézy proteinů), protože má vysoce kondenzovanou DNA, což znemožňuje transkripci. Bylo zjištěno, že spermie si s sebou nese mRNA, kterou je pak v průběhu pobytu v samičím reprodukčním traktu (např. během kapacitace) schopna překládat a doplňovat tak své proteiny. Syntéza ovšem neprobíhá na normálních cytoplazmatických ribozomech, ale na ribozomech pocházejících z mitochondrie (ribozomy prokaryotického typu).^[4]^[5]

Historie

V roce 1677 pozoroval spermie u psa a králíka nizozemský mikrobiolog Antoni van Leeuwenhoek, poté co ho na ně upozornil leydenský student Jan Ham (1650–1723) Dále je v roce 1841 popsal švýcarský anatom Albert von Kölliker ve své práci Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfänden.

Kresba psí a králičí spermie Autor: Antoni van Leeuwenhoek, 1677

Odkazy

Reference

↑ Surprise discovery: For most animals, sperm quality does not reduce with age. phys.org [online]. [cit. 2024-01-17]. Dostupné online.
↑ KITTNAR, Otomar a kolektiv. Lékařská fyziologie. Praha: Grada Publishing, 2011. 800 s. Dostupné online. ISBN 978-80-247-3068-4. S. 546.
↑ PETR, Jaroslav. Stručný průvodce etiketou savčích spermií. Vesmír. 2007, čís. 9.
↑ Gur Y, Breitbart H., "Mammalian sperm translate nuclear-encoded proteins by mitochondrial-type ribosomes." Genes Dev. 2006 Feb 15;20(4):411-6. Epub 2006 Jan 31.
↑ Gur Y, Breitbart H.,"Protein synthesis in sperm: dialog between mitochondria and cytoplasm." Mol Cell Endocrinol. 2008 Jan 30;282(1-2):45-55. Epub 2007 Nov 22.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu spermie na Wikimedia Commons
Slovníkové heslo spermie ve Wikislovníku

Pahýl

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.

[1] Surprise discovery: For most animals, sperm quality does not reduce with age. phys.org [online]. [cit. 2024-01-17]. Dostupné online.

[2] KITTNAR, Otomar a kolektiv. Lékařská fyziologie. Praha: Grada Publishing, 2011. 800 s. Dostupné online. ISBN 978-80-247-3068-4. S. 546.

[petr-3] PETR, Jaroslav. Stručný průvodce etiketou savčích spermií. Vesmír. 2007, čís. 9.

[4] Gur Y, Breitbart H., "Mammalian sperm translate nuclear-encoded proteins by mitochondrial-type ribosomes." Genes Dev. 2006 Feb 15;20(4):411-6. Epub 2006 Jan 31.

[5] Gur Y, Breitbart H.,"Protein synthesis in sperm: dialog between mitochondria and cytoplasm." Mol Cell Endocrinol. 2008 Jan 30;282(1-2):45-55. Epub 2007 Nov 22.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]