Życiodajne komórki cz. 2 – Z życia plemnika

Liczba plemników produkowanych przez mężczyznę w ciągu całego życia jest przeogromna!

W jednym wytrysku (ejakulacja) zostaje wydalona porcja nasienia z zawartością ponad 100 milionów plemników! Możliwe jest to dzięki specyficznej budowie męskiego układu rozrodczego. Powstawanie plemników odbywa się bowiem w obu jądrach, z których każde zawiera do 1200 małych kanalików, każdy długości  nawet do 70cm. Właśnie na komórki tych kanalików oddziałuje testosteron, czyli hormon pobudzający produkcję plemników. W kanalikach znajdują się też specjalne komórki wydzielające substancję, która utrzymuje wysokie stężenie testosteronu w ich okolicach – w ten sposób proces może zachodzić nieustannie, 24h/dobę, od rozpoczęcia dojrzewania do śmierci! Co prawda aktywność plemnikotwórcza wspomnianych kanalików zaczyna maleć od 40 roku  życia, w ejakulacie znajduje się coraz mniej plemników, są mniej ruchliwe, mają nieprawidłową budowę, mimo tego nawet 90-letni panowie mogą być zdolni do zapłodnienia!

Teraz trochę o jądrach…

Aby zapewnić przyszłym plemnikom odpowiednią temperaturę do rozwoju, zostały one umieszczone w mosznie. W worku mosznowym panuje temperatura 1,5-2,5ºC niższa niż w jamie brzusznej i wynosi 34ºC. Co ciekawe (o tym jeszcze będziemy wspominać, za parę miesięcy) początkowo jądra powstają w jamie brzusznej, dopiero w trakcie rozwoju prenatalnego rozpoczyna się proces ich zstępowania i powinien zakończyć się do porodu, maksymalnie do 3 miesięcy po porodzie.

po kolei, od czego zaczęło się życie plemnika?

Komórki, z których rozwijają się plemniki  powstają już w życiu płodowym. U każdego małego mężczyzny, gdy jeszcze spokojnie mieszka sobie w brzuchu mamy pojawiają się tzw. pierwotne komórki płciowe – gonocyty. Dzielą się wielokrotnie, a potem – już jako spermatogonie –  „zasypiają” i czekają między komórkami kanalika nasiennego (kanaliki to takie rureczki, z którym zbudowane są jądra) aż do okresu dojrzewania. Po rozpoczęciu okresu dojrzewania te pierwotne komórki zaczynają się ponownie dzielić i przekształcać. Całokształt zachodzących procesów nazywamy SPERMATOGENEZĄ. Można ją podzielić na dwa etapy, o nieco bardziej skomplikowanych nazwach.

Pierwszy to SPERMATOCYTOGENEZA. Polega na powstaniu komórek o zredukowanej liczbie chromosomów, czyli specjalnych struktur, w których zawarty jest cały materiał genetyczny. Wszystkie komórki naszego organizmu są diploidalne, co znaczy, że mają komplet 46 chromosomów, czyli 23 pary. W każdej parze jeden chromosom pochodzi od mamy, a drugi od taty. Dlatego tak ważne jest, żeby na tym etapie z pierwotnych diploidalnych komórek powstały haploidalne, czyli te z o połowę zredukowaną zawartością materiału genetycznego. Tak więc spermatogonie – małe, kuliste komórki o średnicy    9-15µm – zaczynają się dzielić.  Podziały te prowadzą do powstania:

  • komórek macierzystych dla rozwoju nowych plemników oraz
  • komórek osiągających wielkość 25µm – wciąż jednak pozostających diploidalnymi….

Dlatego w tym miejscu natura wymyśliła niesamowity rodzaj podziału komórkowego, specyficzny tylko dla komórek płciowych! Podział ten nazywamy MEJOZĄ. To właśnie dzięki niemu następuje redukcja materiału genetycznego w czasie spermatocytogenezy! W powstałych haploidalnych komórkach muszą już teraz tylko uformować się charakterystyczne dla plemników części i struktury, tak aby komórki te mogły spełnić swoją funkcję podczas zapłodnienia.

Przechodzimy zatem do drugiego etapu spermatogenezy, czyli SPERMIOGENEZY. Jądro komórkowe przyszłego plemnika, które dotychczas znajdowało się w centrum komórki, zaczyna przesuwać się na jedną stronę, spłaszcza się i wydłuża oraz zmniejsza swoją objętość. Nici DNA skupiają się w zbitą masę i układają równolegle, a otoczka jądra komórkowego, w którym się znajdują ulega przemianom – zanikają otworki (tzw. pory), otoczka jest za duża dla pomniejszonego jądra, stąd jej nadmiar skupia się z jednej strony w grubszy fałd. Aparat Golgiego (być może pamiętacie go z lekcji biologii) również przesuwa się i zacznie tworzyć akrosom, który będzie miał w przyszłości ważną funkcję! Kolejny element komórki – centriola, przesuwa się na drugą stronę i wraz z mitochondriami będzie tworzyła wstawkę – element, bez którego plemnik nie byłby w stanie poruszać swoją witką! Co się stało z cytoplazmą? Otóż w dojrzałym plemniku nie ma na nią miejsca, jej nadmiar zostaje usunięty w ostatnim już procesie nazywanym SPERMIACJĄ.

jak on ostatecznie wygląda?

Opiszmy teraz wygląd dojrzałego plemnika. Ma ok. 60µm długości i jego dwie główne części to: główka i ogon, czyli witka. Główka ma 4,5µm długości i od 2,5 do 3,5µm szerokości. Właśnie w tym miejscu znajduje się jądro komórki wraz z całym materiałem genetycznym. Większa część powierzchni jądra, otoczona jest akrosomem. To taka spłaszczona czapeczka. W nim znajdują się wszystkie niezbędne enzymy, potrzebne plemnikowi do przedostania się do komórki jajowej. Ogon plemnika składa się z kilku części: szyjki, wstawki  długości 5-7µm i 1µm grubości, z dużą zawartością mitochondriów produkujących energię niezbędną do ruchu dalszego odcinka ogona, czyli witki. To ona zapewnia postępowy ruch plemnika i właściwą orientację w dotarciu do komórki jajowej.

czas

Opisany cykl u człowieka przebiega w ciągu 74 dni. Jednak po tym czasie plemniki wcale nie są jeszcze odpowiednio przygotowane do swojej funkcji. Dlatego muszą przez pewien czas dojrzewać w najądrzu – specjalnym narządzie, położonym (jak się łatwo domyślić) ponad jądrem. Czas, jaki tam spędzają nie jest stały – może wynosić od kilku do kilkunastu dni. Stamtąd, w czasie wytrysku, są przesuwane – dzięki specjalnym ruchom perystaltycznym – do nasieniowodu. Potem wraz z innymi składnikami nasienia wydostają się przez cewkę moczową na zewnątrz. Jeśli wytrysk nie następuje przez dłuższy czas plemniki ulegają rozpadowi, lub są usuwane przez cewkę moczową.   Czas, który jest plemnikowi potrzebny do przejścia z kanalików nasiennych (w których powstał) przez specjalne kanaliki wyprowadzające na zewnątrz (w procesie ejakulacji) to średnio 12 dni, przy czym rekordziści pokonują ten dystans w 1 dobę!

co dalej?

Opisane przeze mnie procesy to jednak nic w porównaniu z tym, co będzie się działo wkrótce, w drogach rodnych kobiety! Już wkrótce dowiecie się, w jaki sposób plemnik walczy o przekazanie swoich najlepszych genów, a zarazem o przetrwanie naszego gatunku! Najciekawsze jeszcze przed nami! 🙂