Funções de esperma, peças, ciclo de vida

O esperma São células sexuais maduras (células gaméticas) produzidas em gônadas masculinas. São células extremamente especializadas, completamente dedicadas à tarefa de fertilização de óvulos femininos, evento fundamental durante a reprodução sexual.

Eles foram descobertos há mais de 300 anos por Antony van Leeuwenhoek, que, motivados apenas por sua curiosidade, observou seu próprio sêmen e cunhou o termo "cálculo de animais" para as estruturas flageladas que ele observou.

Estrutura de um esperma: partes principais

Desde então, essas células têm sido objeto de estudo de muitas investigações, especialmente aquelas relacionadas à fertilidade e reprodução assistida.

Os espermatozóides são células com altos requisitos de energia, pois devem se mover em alta velocidade quando forem ejaculados do pênis (órgão reprodutivo masculino) em direção ao trato vaginal (órgão reprodutivo feminino).

A energia que eles usam deriva principalmente do metabolismo de carboidratos, como glicose, ou seja, glicólise e fosforilação oxidativa mitocondrial, que foi demonstrada em 1928, graças aos experimentos realizados por McCarthy e colaboradores.

A formação e liberação dessas células depende de muitos fatores endócrinos (hormonais), especialmente a testosterona, que é produzida e secretada pelos testículos.

Ao contrário do que acontece com as células sexuais femininas (que são produzidas durante o desenvolvimento embrionário), os espermatozóides são continuamente produzidos ao longo da vida adulta do homem.

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Funções de esperma

Fotografia de esperma humano

Os espermatozóides são células muito importantes, pois têm a tarefa especial de se fundir com o óvulo contido nos ovários femininos para fertilizar e fertilizar, um processo que termina com a formação de um novo indivíduo.

Os espermatozóides, assim como os óvulos, são células haplóides, de modo que a fusão dos núcleos femininos e masculinos restaura a carga diplóide (2n) em uma nova célula. Isso implica que cada célula contribui com metade da carga cromossômica de um ser humano nesse processo.

No ser humano, os espermatozóides são as células responsáveis ​​pela determinação do sexo da progênie, porque o óvulo possui um cromossomo sexual x, mas cada esperma pode ter um cromossomo X ou um cromossomo e cromossomo e.

Esperma tentando fertilizar o óvulo

Quando o esperma que consegue fertilizar e fertilizar o óvulo tem um cromossomo X, o bebê que será formado será xx, ou seja, será geneticamente feminino. Por outro lado, quando o esperma que se funde com o óvulo tem um cromossomo e, o bebê será XY, isto é, geneticamente masculino.

Peças de esperma (estrutura)

Os espermatozóides são pequenas células flageladas (eles medem menos de 70 mícrons). Cada esperma consiste em duas regiões bem definidas, conhecidas como cabeça e cauda, ​​ambas travadas pela mesma membrana plasmática.

Na cabeça está o núcleo que servirá para fertilizar o óvulo feminino, enquanto isso a cauda é a organela de locomoção que lhes permite se mover e que representa uma parte importante de seu comprimento.

Pode servir a você: Sistema APUD: Características, Estrutura, FunçõesDiagrama de um esperma humano. Fonte: Diagrama de espermatozóides simplificados.SVG: Mariana Ruizderivative Work: Miguelferig [CC0]

- Cabeça

A cabeça do esperma tem forma achatada e mede mais ou menos 5 mícrons de diâmetro. No interior está o DNA celular, que é muito compactado, que minimiza o volume que ocupa, facilitando seu transporte, transcrição e silenciamento.

O núcleo espermático possui 23 cromossomos haplóides (em uma única cópia). Esses cromossomos diferem dos cromossomos celulares somáticos (células corporais que não são células sexuais) nas quais são embaladas com proteínas conhecidas como protaminas e algumas histonas de esperma.

As protaminas são proteínas com abundantes cargas positivas, o que facilita sua interação com o DNA de carga negativa.

Além do núcleo, a cabeça do esperma possui uma vesícula biliar secretora conhecida como vesícula biliar acosômica ou acrossoma, que circunda parcialmente a região anterior do núcleo e que está em contato com a membrana plasmática da célula sexual.

Esta vesícula biliar hospeda um grande número de enzimas que facilitam o processo de penetrar na cobertura externa do óvulo durante a fertilização. Entre essas enzimas estão a neuraminidase, a hialuronidase, a fosfatase ácida, a arilsulfatase e a acrosina, uma protease semelhante à Tripsin.

Quando o óvulo e o esperma entram em contato um com o outro, o acrossoma libera seu conteúdo por exocitose, um processo conhecido como "reação acrosômica", essencial para a união, penetração e fusão de esperma com o óvulo.

- Linha

Descrição de um esperma humano

A cabeça do esperma e a cauda são cobertas pela mesma membrana plasmática. A cauda é um flagelo de comprimento grande que possui quatro regiões chamadas pescoço, peça intermediária, peça principal e peça terminal.

Axonema, isto é, a estrutura citoeskelética que fornece movimento à cauda, ​​emerge de um corpo basal localizado atrás do núcleo do esperma. Este corpo basal é o que forma o pescoço e tem cerca de 5μm de comprimento.

Entre o pescoço e a peça do terminal está a peça intermediária. Isso possui 5 mícrons de comprimento e é caracterizado pela presença de múltiplas mitocôndrias que são dispostas na forma de "pod" ao redor do axonema central. Essas mitocôndrias altamente especializadas são as que fornecem, em essência, a energia necessária para o movimento na forma de ATP.

A peça principal tem pouco menos de 50 μm de comprimento e é a parte mais longa da cauda. Começa em um "anel" que impede o avanço posterior das mitocôndrias e termina na peça do terminal. Ao se aproximar da peça do terminal, a peça principal é ahusa (fica mais estreita).

A peça terminal, finalmente, é composta pelos últimos 5 μm da cauda e é uma estrutura em que um certo "distúrbio" é observado nos microtúbulos que compõem o axonema do flagelo.

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Ciclo de vida do esperma

Um homem adulto médio produz milhões de espermatozóides por dia, no entanto, essas células levam entre 2 e 3 meses para se formar e amadurecer completamente (até que sejam ejaculadas).

O ciclo de vida de uma célula espermática começa com gametoogênese ou espermatogênese, isto é, com a divisão de uma célula germinativa ou precursora, o que resulta em linhas celulares que são divididas posteriormente e depois diferenciam e maduras. Nesse meio tempo, células defeituosas sofrem processos de morte celular programada.

Uma vez formado nos túbulos seminíferos, o esperma no processo de maturação deve migrar para uma região do testículo conhecida como epidídimo, que tem aproximadamente 6 metros de comprimento. Essa migração os leva por alguns dias e foi demonstrado que neste estádio as células não são maduras o suficiente para fertilizar um óvulo, pois não têm mobilidade suficiente.

Depois de passar cerca de 18 ou 24 horas no epidídimo, o esperma é perfeitamente móvel, mas essa mobilidade é inibida por certos fatores de proteína.

Uma vez no epidídimo, os espermatozóides mantêm sua fertilidade um pouco mais de um mês, mas desta vez dependerá das condições de temperatura, alimento e estilo de vida que são realizados.

Quando os espermatozóides são ejaculados durante a relação sexual (relações sexuais), eles têm capacidade de movimento completa, movendo -se em velocidades tão rápidas quanto 4 mm/min. Essas células podem sobreviver 1 a 2 dias no trato reprodutivo feminino, mas isso depende da acidez do ambiente circundante.

Espermatogênese

A produção de esperma (espermatogênese) ocorre pela primeira vez no ser humano durante a puberdade. Esse processo ocorre nos testículos, que são dois órgãos do sistema reprodutivo masculino, e tem a ver com a redução da carga cromossômica de células sexuais (que passam de ser diplóide (2N) a ser haplóides (n))).

Nos testículos, a espermatogênese ocorre dentro de alguns dutos conhecidos como túbulos seminíferos, cujo epitélio é composto por dois tipos principais de células: células setoli e células espermatogênicas.

As células espermatogênicas dão origem ao esperma, enquanto as células setoli nutrem e protegem as células espermatogênicas. Estes últimos estão em túbulos seminíferos em diferentes estágios de maturação.

Representação esquemática do processo de espermatogênese (Fonte: Miguelferig [CC0] via Wikimedia Commons)

Entre as células espermatogênicas são as células conhecidas como espermatogonias, São células germinativas imaturas responsáveis ​​por dividir e produzir espermatócitos primários, espermatócitos secundários e esperma maduro.

- Espermatogônias, espermatócitos primários, espermatócitos secundários e esperma

As espermatogonias estão localizadas em direção à borda externa dos túbulos seminíferos, perto de sua folha basal; À medida que estes são divididos, as células que dão origem migram para a parte central dos ductos, onde finalmente amadurecem.

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Espermatocitogênese

As espermatogonias são divididas por mitose (divisão assexual) e são células diplóides (2n) que, quando divididas, geram mais espermatogonias e espermatócitos primários, que nada mais são do que espermatogonias que param de se dividir pela mitose para entrar na meiose I.

Um pequeno grupo de espermatogonias é lentamente dividido pela mitose ao longo da vida, funcionando como "células -tronco" para a produção mitótica de mais espermatogonias ou células que se comprometem com a maturação.

Quando as espermatogonias amadurecem, isto é, quando divididas pela mitose e depois pela meiose, sua progênie não completa a divisão citosólica; portanto, as células filhas (clones) permanecem conectadas entre si por pontes citólicas, como se fosse uma sincitio.

Esse sincício é mantido até os estágios finais de maturação e migração de células espermáticas (esperma), onde o esperma é liberado em direção ao lúmen dos túbulos seminíferos. Isso resulta em grupos de células sendo produzidos de forma síncrona.

- Meiose

Primary spermatocytes, as they are divided by meiosis, form secondary spermatocytes, which are divided again by meiosis (meiosis II), differentiating themselves into other types of cells called spermátidas, which have half of the chromosomal load that spermatogonies is, it is say, Eles são haplóides.

- Maturação de esperma ou espermiogênese

Os espermatozóides, ao amadurecer, diferem no esperma maduro, graças a uma série de mudanças morfológicas que implicam a eliminação de grande parte de seu citosol, a formação do flagelo e o rearranjo interno de suas organelas citosólicas.

Algumas dessas mudanças têm a ver com a condensação do núcleo celular, com o alongamento da célula e o rearranjo das mitocôndrias.

Essas células migram posteriormente para o epidídimo, um tubo reortado nos testículos, onde são armazenados e o processo de maturação continua. No entanto, somente através de um processo conhecido como treinamento, que ocorre no trato genital feminino, o esperma completa sua maturação.

Referências

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