Alai

Lees dit artikel om informatie te krijgen over de Structuur, Functies en Soorten Rijpe Sperma’s!

De spermatozoa van verschillende groepen dieren vertonen een grote variatie in vorm. Die van chordaten echter vertonen een opmerkelijke uniformiteit in structuur.

De spermatozoïde, die de functie vervult van het overbrengen van genetisch materiaal van het mannetje naar de oöcyt, bestaat uit twee hoofddelen= kop en staart.

De staart bestaat uit vier componenten-hals, middenstuk, hoofdstuk en eindstuk (Phillips, 1975).

Beide delen van de spermatozoïde, d.w.z. de kop en de staart, zijn net als in levende cellen gevat in een ononderbroken plasmamembraan. De gehele cel van het sperma is gestroomlijnd en gepaird voor actie van een speciaal soort en van beperkte duur, namelijk om te zwemmen en een eicel te ontmoeten, om te versmelten met de cortex van een eicel, en om de kern en de centriool van het sperma in het inwendige van de eicel te brengen.

Structuur van de kop van het sperma:

De kop van het sperma bestaat hoofdzakelijk uit de kern en het acrosoom. De vorm, grootte en structuur ervan variëren sterk bij verschillende groepen gewervelde dieren (Fig. 7.) De kop van het sperma vervult twee functies: een genetische en een activeringsfunctie.

De genetische functie wordt belichaamd door de spermacelkern die bijna geheel uit DNA plus nucleaire eiwitten bestaat en aldus verantwoordelijk is voor de overdracht van erfelijke eigenschappen van het mannetje. De kern van het sperma neemt het grootste deel van de kop in beslag en de vorm ervan bepaalt uiteindelijk de vorm van de kop van het sperma. Aan het voorste uiteinde van de kern van het sperma bevindt zich een kapachtige structuur die acrosoom wordt genoemd.

De vorm en grootte van het acrosoom verschillen per soort. Het acrosoom is begrensd door een acrosomaal membraan en bevat bepaalde acrosomale polysacchariden zoals galactose, mannose, fructose en hexosmine (Kopency, 1976). Een groot aantal enzymen, vooral hydrolasen, is ook aanwezig in het acrosoom. Het bevat ook de twee belangrijkste enzymen zoals hyaluronidase en zona Iysin of acrosine dat functioneert tijdens de penetratie van sperma in de eicel (Nelson, 1985).

In het sperma van sommige dieren zoals hoenders, is er een kegelvormige structuur die axiaal lichaam of acrosomale kegel wordt genoemd tussen acrosoom en kern (Fig. 8 A). De acrosomale kegel ontwikkelt zich tot een acrosomaal filament op het moment van de bevruchting. Tussen kern en plasmamembraan van de spermakop bevindt zich zeer weinig cytoplasma. Het cytoplasma tussen het membraan van het acrosomale blaasje en het plasmamembraan van het sperma wordt periacrosomaal cytoplasma genoemd.

Structuur van staart van Spermatozoon:

Het motorapparaat van de spermatozoënstaart is het axoneme of axiale filamentcomplex dat bestaat uit het gebruikelijke centrale paar of axiale fibril (of microtubuli) omgeven door een binnenste rij van negen gelijkmatig verdeelde doublet microtubuli, elk met twee rijen armen die uitsteken naar de aangrenzende dubbele tubule, een rij radiale spaken die naar binnen uitstralen naar het centrale paar microtubuli, met buitenste ring van negen grove longitudinale vezels (Guraya, 1987).

Eigenlijk zijn alle structurele componenten van het flagellum, waaronder het verbindingsstuk, het 9 + 2 axonoom, de vezelige schede en de buitenste dichte vezels, structureel in elkaar verweven tot één functionele eenheid.

Een centrale schede, bestaande uit uitsteeksels, is beschreven rondom de twee centrale tubuli. Het is verbonden door negen spaken, radiale verbindingen met de negen doubletten, die ook met elkaar verbonden zijn door inter doublet links. (Fig. 8 d).

Vanuit morfologisch oogpunt bestaat de staart uit de volgende onderverdelingen:

1. Hals:

De hals is een kort, enigszins ingesnoerd segment dat bestaat uit uitsteeksels die zich bevinden tussen de basis van de kop en de eerste gyre van de mitochondriale helix van het middenstuk. De nek verschilt duidelijk van de kop en ook van de rest van de staart (d.w.z. middenstuk, hoofdstuk en eindstuk.) door bepaalde morfologische kenmerken van het plasmalemma, een scherpe afbakening van de bovengrens ervan door de achterste ring, en het ontbreken van continuïteit tussen de gesegmenteerde kolommen en de buitenste dener’s vezels van de staart (fig. 8 A). De twee Centriolen die haaks op elkaar liggen, zijn de proximale en de distale Centriool.

De distale Centriool vormt en geeft aanhechting aan het axiale filament van de spermastaart; de proximale Centriool heeft geen actieve functie in de spermatozoïde, maar is een potentiële activist binnen een eicel tijdens de eerste splitsing van de bevruchte eicel.

Twee of drie mitochondriën zijn ook aanwezig in de hals. Deze vormen in het algemeen een nauwe relatie met beide uiteinden van de proximale centriool door zich rond het laterale oppervlak van laatstgenoemde te wikkelen. Deze mitochondriën lopen door met de bovenste mitochondriën van de helix van het middenstuk.

2. Middenstuk:

Anatomisch gezien wordt het middenstuk van sperma van zoogdieren gekenmerkt door de mitochondriale mantel en de buitenste ring van grove vezels. Het is dat deel van het flagellum dat tussen de hals en de annulus ligt en de belangrijkste plaats vormt voor verschillende metabolische activiteiten van het sperma.

Het axonoom van het sperma van zoogdieren is omgeven door negen buitenste dichte vezels die ook wel de grove of accessoire vezels worden genoemd. Deze lopen over het grootste deel van de lengte en vormen zo een 9+9+2 dwarsdoorsnede (Fig. 2.8 d).

De mitochondriën van het middenstuk die end to end zijn gerangschikt, vormen een helix rond de longitudinale vezelige elementen van de staart. De uiteinden van de mitochondriën zijn over het algemeen willekeurig langs het verloop van de helix geplaatst.

De mitochondriale schede wordt verondersteld de bron van energie (ATP) te zijn voor de beweeglijkheid van het sperma. Deze energie is echter beperkt en kan, eenmaal verbruikt, niet worden hernieuwd, behalve bij zoogdieren en bij die dieren waarbij de spermatozoa in leven blijven in het moederlichaam omdat er energiebronnen beschikbaar zijn voor de spermatozoïde.

Op de overgang van het middenstuk naar het hoofdstuk bevindt zich de annulus, die ook bekend staat als de ring Centriole of Jensen’s ring. De annulus is samengesteld uit dicht opeengepakte filamenteuze subeenheden, 3 tot 4 nm in diameter. Hij ontwikkelt zich in nauwe associatie met het plasmamembraan en blijft daar stevig aan vastzitten. De functionele betekenis van de annulus is nog steeds niet duidelijk, maar volgens sommige wetenschappers zou de functie van de annulus kunnen zijn het voorkomen van verplaatsing van de mitochondriën.

3. Hoofddeel:

Het hoofddeel of hoofddeel van spermatozoa van zoogdieren is omgeven door een vezelig omhulsel dat bij verschillende soorten zoogdieren een soortgelijke basisorganisatie vertoont. De vezelige schede bestaat uit een reeks circumferentieel georiënteerde ribben die zich halverwege om het staarteinde uitstrekken in twee longitudinale kolommen die over de gehele lengte langs tegenovergestelde zijden van de schede lopen. De schede is niet aan het plasmamembraan gehecht.

De longitudinale kolommen strekken zich in hoofdzaak uit over de gehele lengte van de vezelige schede op haar dorsale en ventrale oppervlak. Deze bestaan uit 15 tot 20 nm dikke longitudinale subeenheden die tijdens de beweging van het sperma aan het axonoom worden bevestigd.

Het plasmamembraan is onafhankelijk van dit complex. Tegen het einde van het stuk worden de longitudinale kolommen geleidelijk kleiner. Intussen worden de ribben slank. Het abrupte einde van de vezelige schede markeert de kruising van het hoofd- en eindstuk.

4. Eindstuk:

Het eindstuk bestaat uit een centraal paar axiale fibrillen en een ring van negen doubletvezels, die omgeven zijn door het plasmamembraan. Het 9+ 2 patroon van het axiale filamentcomplex strekt zich uit over het grootste deel van de staart, met inbegrip van het eindstuk, maar de rangschikking van de vezels in het uiteinde van het eindstuk is gewijzigd en het afnemende aantal vezels suggereert een opeenvolgende beëindiging van de enkele subvezels (Fig. 8 F-H).

Functies van de spermatozoön:

De belangrijkste functie van de spermatozoön is het dragen van de vaderlijke genetische bruidsschat en het activeren van de eicel.

Typen sperma:

Het type van de geproduceerde spermacellen varieert van soort tot soort. De grootte van het sperma kan zo klein zijn als 0,018 mm bij Amphioxus en zo groot als 2,25 mm of meer bij de pad. De kop van het sperma is echter soortspecifiek. Hij kan sferoïdaal zijn (teleosts), staaf- of lansvormig (amfibieën), lepelvormig (mens en vele andere zoogdieren), of gehaakt (muis en rat).

De spermatypes worden opnieuw verdeeld in twee hoofdtypes die bij dieren worden aangetroffen-flagellate spermatozoa, die een flagellum of staart bezitten zoals biflagellate (bij Opsanus, een padvis) spermatozoa. De niet-flagellate spermatozoa hebben geen flagella en worden aangetroffen bij Ascaris, krab enz.