Alai

Přečtěte si tento článek a získejte informace o struktuře, funkcích a typech zralých spermií!

Spermie různých skupin živočichů vykazují velkou tvarovou rozmanitost. Ty u chordátů však vykazují pozoruhodnou jednotnost struktury.

Spermatozoid, který plní funkci přenosu genetického materiálu od samce k oocytu, se skládá ze dvou hlavních částí=hlavičky a ocásku.

Ocásek se skládá ze čtyř částí-krčku, střední části, hlavní části a koncové části (Phillips, 1975).

Obě tyto části spermie, tj. hlavička a ocásek, jsou obsaženy jako u živých buněk v souvislé plazmatické membráně. Celá buňka spermie je zefektivněna a spárována pro činnost zvláštního druhu a omezeného trvání, totiž pro plavání a setkání s vajíčkem, splynutí s kůrou vajíčka a zavedení jádra a centriolu spermie do nitra vajíčka.

Struktura hlavičky spermie:

Hlavička spermie se skládá především z jádra a akrozomu. Její tvar, velikost a struktura se u různých skupin obratlovců značně liší (obr. 7.) Hlavička spermie plní dvě funkce – genetickou a aktivační.

Genetická funkce je ztělesněna v jádře spermie, které se skládá téměř výhradně z DNA plus jaderných proteinů, a je tak zodpovědné za přenos dědičných znaků od samce. Jádro spermie zabírá větší část hlavičky a jeho tvar v konečném důsledku určuje tvar hlavičky spermie. Na předním konci jádra spermie se vyskytuje struktura podobná čepičce, která se nazývá akrozom.

Tvar a velikost akrozomu se u různých druhů liší. Akrozom je ohraničen akrozomální membránou a obsahuje určité akrozomální polysacharidy, jako je galaktóza, manóza, fruktóza a hexosmin (Kopency, 1976). V akrozomu je také přítomno velké množství enzymů, zejména hydroláz. Obsahuje také dva nejdůležitější enzymy, jako je hyaluronidáza a zona Iysin neboli akrosin, který funguje při vstupu spermie do vajíčka (Nelson, 1985).

Ve spermiích některých živočichů, například ptáků, se mezi akrozomem a jádrem vyskytuje kuželovitá struktura zvaná axiální tělísko nebo akrozomální kužel (obr. 8 A). Akrozomální kužel se v době oplození vyvíjí v akrozomální vlákno. Mezi jádrem a plazmatickou membránou hlavičky spermie se vyskytuje velmi málo cytoplazmy. Cytoplazma mezi membránou akrozomálního váčku a plazmatickou membránou spermie se nazývá periakrozomální cytoplazma.

Struktura ocásku spermie:

Motorovým aparátem ocasu spermatozoidu je komplex axonemů neboli axiálních vláken, který se skládá z obvyklého centrálního páru nebo axiálních vláken (neboli mikrotubulů) obklopených vnitřní řadou devíti rovnoměrně rozmístěných dvojvláken, z nichž každé má dvě řady ramen, která vyčnívají směrem k sousednímu dvojvláknu, jednu řadu radiálních paprsků, které vyzařují dovnitř směrem k centrálnímu páru mikrotubulů, s vnějším prstencem devíti hrubých podélných vláken (Guraya, 1987).

Ve skutečnosti jsou všechny strukturní složky bičíku, které zahrnují spojovací část, 9 + 2 axonemy, vláknitou pochvu a vnější hustá vlákna, strukturně propojeny v jeden funkční celek.

Byla popsána centrální pochva tvořená výběžky, která obklopuje dva centrální tubuly. Je spojena devíti paprsky, radiálními články s devíti dubletami, které jsou rovněž vzájemně spojeny články mezi dubletami. (Obr. 8 d).

Z morfologického hlediska se ocas skládá z následujících dílčích dělení:

1. Krk:

Krček je krátký, mírně zúžený segment tvořený výběžky umístěnými mezi základnou hlavy a prvním gyrem mitochondriální šroubovice střední části. Krček se zřetelně liší od hlavy a také od zbývající části ocasu (tj. středního kusu, hlavního kusu a koncového kusu.) určitými morfologickými znaky plazmalema, ostrým ohraničením jeho horní hranice zadním prstencem a nedostatkem spojitosti mezi segmentovanými sloupci a vnějšími denervovanými vlákny ocasu (obr. 8 A). Dvě centrioly ležící v pravém úhlu k sobě jsou proximální a distální centriola.

Distální centriola tvoří a poskytuje uchycení k axiálnímu vláknu ocásku spermie; proximální centriola nemá ve spermii aktivní funkci, ale je potenciálním aktivistou ve vajíčku během prvního štěpného dělení oplozeného vajíčka.

Dvě nebo tři mitochondrie jsou přítomny také v krčku. Ty obvykle navazují těsný vztah s oběma konci proximální centrioly tím, že se ovíjejí kolem jejího laterálního povrchu. Tyto mitochondrie navazují na nejsvrchnější mitochondrie šroubovice středního dílu.

2. Střední díl:

Z anatomického hlediska charakterizuje střední díl savčí spermie mitochondriální obal a vnější prstenec hrubých vláken. Je to ta část bičíku, která leží mezi krčkem a prstencem a tvoří nejdůležitější místo pro různé metabolické činnosti spermie.

Axoném savčí spermie je obklopen devíti vnějšími hustými vlákny, která se také nazývají hrubá nebo akcesorní vlákna. Ta probíhají po větší části její délky, a tvoří tak příčný řez 9+9+2 (obr. 2.8 d).

Mitochondrie střední části uspořádané od konce ke konci tvoří šroubovici kolem podélných vláknitých elementů ocasu. Konce na spojích mitochondrií jsou obvykle vidět náhodně podél průběhu šroubovice.

Předpokládá se, že mitochondriální plášť je zdrojem energie (ATP) pro pohyblivost spermií. Tato energie je však omezená a jednou využitá nemůže být obnovena, s výjimkou savců a těch živočichů, kde spermie zůstávají živé v mateřském těle, protože tam jsou pro spermie dostupné zdroje energie.

Na spojnici středního dílu a hlavního dílu je přítomen prstenec, který je také známý jako prstenec centriol nebo Jensenův prstenec. Prstenec se skládá z těsně uspořádaných vláknitých podjednotek o průměru 3 až 4 nm. Vyvíjí se v těsném spojení s plazmatickou membránou a zůstává k ní pevně přirostlý. Funkční význam prstence není dosud jasný, ale podle některých vědců by jeho funkcí mohlo být zabránit posunutí mitochondrií.

3. Hlavní část:

Hlavní část neboli principal piece savčí spermie je obklopena vláknitým obalem, který u různých druhů savců vykazuje podobné základní uspořádání. Vláknitá pochva se skládá z řady obvodově orientovaných žeber, která se táhnou do poloviny ocasního konce ve dvou podélných sloupcích, které probíhají podél protilehlých stran pochvy po celé její délce. Pochva není připojena k plazmatické membráně.

Podélné sloupce se táhnou v hlavním kusu po celé délce vláknité pochvy na jejím hřbetním a břišním povrchu. Jsou tvořeny 15 až 20 nm silnými podélnými podjednotkami, které se během pohybu spermie připojují k axonému.

Plazmatická membrána je na tomto komplexu nezávislá. Ke konci kusu se podélné sloupce postupně zmenšují. Mezitím se žebra stávají štíhlými. Náhlé zakončení vláknitého obalu označuje spojení hlavního a koncového kusu.

4. Koncový kus:

Koncový kus se skládá z centrálního páru axiálních fibril a prstence devíti dubletních vláken, které jsou obklopeny plazmatickou membránou. Vzor 9+ 2 komplexu axiálních vláken se táhne většinou ocasu včetně koncového kusu, ale uspořádání vláken ve špičce koncového kusu je změněno a klesající počet vláken naznačuje postupné ukončení jednotlivých subfibril (obr. 8 F-H).

Funkce spermie:

Hlavní funkcí spermie je přenášet otcovské genetické věno a aktivovat vajíčko.

Typy spermií:

Typ produkované spermie se u jednotlivých druhů liší. Velikost spermie může být jen 0,018 mm u Amphioxus nebo až 2,25 mm a více u ropuchy. Hlavička spermie je však druhově specifická. Může být kulovitá (teleosty), tyčinkovitá nebo kopinatá (obojživelníci), lžícovitá (člověk a mnoho dalších savců) nebo háčkovitá (myš a potkan).

Typy spermií se opět dělí na dva hlavní typy, které se vyskytují u živočichů – bičíkaté spermie, které mají bičík nebo ocásek, stejně jako spermie dvoubičíkaté (u ryby Opsanus, ropušnice). Nebičíkaté spermie postrádají bičíky a vyskytují se u Ascaris, krabů atd.

.