Alai

Citiți acest articol pentru a obține informații despre structura, funcțiile și tipurile de spermatozoizi maturi!

Spermatozoizii diferitelor grupuri de animale prezintă o mare varietate de forme. Cele ale cordatelor, însă, prezintă o remarcabilă uniformitate de structură.

Spermatozoidul, care îndeplinește funcția de transport al materialului genetic de la mascul la ovocit, este format din două părți principale= cap și coadă.

Coada este formată din patru componente – gât, piesă mediană, piesă principală și piesă finală (Phillips, 1975).

Ambele părți ale spermatozoizilor, adică capul și coada, sunt conținute ca în celulele vii, într-o membrană plasmatică continuă. Întreaga celulă a spermatozoizilor este aerodinamică și împerecheată pentru o acțiune de un tip special și de durată limitată, și anume să înoate și să întâlnească ovulul, să fuzioneze cu cortexul ovulului și să introducă nucleul spermatozoizilor și centriolul în interiorul ovulului.

Structura capului spermatozoizilor:

Capul spermatozoizilor este format în principal din nucleu și acrosom. Forma, mărimea și structura sa variază foarte mult la diferite grupuri de vertebrate (Fig. 7.) Capul spermatozoizilor îndeplinește două funcții – genetică și de activare.

Funcția genetică este întruchipată în nucleul spermatozoizilor care constă aproape în întregime din ADN plus proteine nucleare și astfel este responsabil pentru transmiterea caracterelor ereditare de la mascul. Nucleul spermatozoizilor ocupă cea mai mare parte a capului și forma sa, în cele din urmă, determină forma capului spermatozoizilor. La capătul anterior al nucleului spermatozoizilor apare o structură asemănătoare unui capac numită acrosom.

Forma și dimensiunea acrosomului variază în funcție de specie. Acrozomul este delimitat de o membrană acrozomală și conține anumite polizaharide acrozomale, cum ar fi galactoza, mannoza, fructoza și hexosmina (Kopency, 1976). Un număr mare de enzime, în special hidrolaze, sunt, de asemenea, prezente în acrozom. Acesta conține, de asemenea, două dintre cele mai importante enzime, cum ar fi hialuronidaza și zona Iysin sau acrosina, care funcționează în timpul intrării spermatozoizilor în ovul (Nelson, 1985).

În sperma unor animale, cum ar fi păsările, apare o structură în formă de con numită corp axial sau con acrozomal între acrozom și nucleu (Fig. 8 A). Conul acrozomal se dezvoltă într-un filament acrozomal în momentul fertilizării. Între nucleu și membrana plasmatică a capului spermatozoizilor se află foarte puțină citoplasmă. Citoplasma dintre membrana veziculei acrozomale și membrana plasmatică a spermatozoizilor se numește citoplasmă periacrozomală.

Structura cozii spermatozoizilor:

Aparatul motor al cozii spermatozoizilor este axonemul sau complexul de filamente axiale care constă din perechea centrală obișnuită sau fibrila axială (sau microtubuli) înconjurată de un rând interior de nouă microtubuli dubleți uniform distanțați, fiecare cu două rânduri de brațe care se proiectează spre tubul dublu adiacent, un rând de spițe radiale care radiază spre interior spre perechea centrală de microtubuli, cu un inel exterior de nouă fibre longitudinale grosiere (Guraya, 1987).

De fapt, toate componentele structurale ale flagelului, care includ piesa de legătură, axonemul 9 + 2, învelișul fibros și fibrele dense exterioare, sunt întrepătrunse structural într-o singură unitate funcțională.

A fost descrisă o teacă centrală, alcătuită din proiecții care înconjoară cei doi tubuli centrali. Ea este conectată prin nouă spițe, legături radiale cu cele nouă dublete, care sunt, de asemenea, conectate între ele prin legături între dublete. (Fig. 8 d).

Din punct de vedere morfologic coada este formată din următoarele subdiviziuni:

1. Gâtul:

Gâtul este un segment scurt, ușor constrâns, alcătuit din proiecții situate între baza capului și primul girant al helixului mitocondrial al piesei mijlocii. Gâtul se deosebește clar de cap și, de asemenea, de restul părții cozii (adică piesa mijlocie, piesa principală și piesa finală.) prin anumite caracteristici morfologice ale plasmalemei, prin delimitarea netă a limitei sale superioare de inelul posterior și prin lipsa de continuitate între coloanele segmentate și fibrele denerului exterior al cozii (Fig- 8 A). Cei doi centrioli se află în unghiuri drepte unul față de celălalt sunt Centriolul proximal și distal.

Centriolul distal formează și dă atașament la filamentul axial al cozii spermatozoizilor; Centriolul proximal nu are o funcție activă în spermatozoid, dar este un activist potențial în interiorul unui ovul în timpul primei diviziuni de clivaj a ovulului fertilizat.

În gât sunt prezente și două sau trei mitocondrii. Acestea stabilesc, în general, o relație strânsă cu oricare dintre capetele Centriolului proximal, înfășurându-se în jurul suprafeței laterale a acestuia. Aceste mitocondrii sunt continue cu mitocondriile cele mai superioare ale helixului piesei medii.

2. Piesa mijlocie:

Anatomic, învelișul mitocondrial și inelul exterior de fibre grosiere caracterizează piesa medie a spermatozoizilor de mamifere. Este acea parte a flagelului care se află între gât și inel și formează locul cel mai important pentru diferite activități metabolice ale spermatozoizilor.

Axonemul spermatozoizilor de mamifere este înconjurat de nouă fibre dense exterioare care se mai numesc și fibre grosiere sau accesorii. Acestea se întind pe cea mai mare parte a lungimii sale, constituind astfel un model de secțiune transversală 9+9+2 (Fig. 2.8 d).

Mitocondriile din piesa mediană dispuse cap la cap constituie un helix în jurul elementelor fibroase longitudinale ale cozii. Joncțiunile capăt pe capăt ale mitocondriilor sunt în general observate la întâmplare de-a lungul cursului elicei.

Se crede că învelișul mitocondrial este sursa de energie (ATP) pentru motilitatea spermatozoizilor. Cu toate acestea, această energie este limitată și, odată utilizată, nu poate fi reînnoită, cu excepția mamiferelor și a acelor animale la care spermatozoizii rămân în viață în corpul matern, deoarece există surse de energie disponibile pentru spermatozoizi.

La joncțiunea dintre piesa mediană și piesa principală este prezent anulus, care este cunoscut și sub numele de inel Centriole sau inelul lui Jensen. Anvelopa este compusă din subunități filamentoase strâns împachetate, cu un diametru de 3 până la 4 nm. Acesta se dezvoltă în strânsă asociere cu membrana plasmatică și rămâne ferm lipit de aceasta. Semnificația funcțională a inelului nu este încă clară, dar, potrivit unor oameni de știință, funcția inelului ar putea fi aceea de a preveni deplasarea mitocondriilor.

3. Piesa principală:

Piesa principală sau piesa principală a spermatozoizilor mamiferelor este înconjurată de un înveliș fibros care prezintă o organizare de bază similară la diferite specii de mamifere. Învelișul fibros este alcătuit dintr-o serie de nervuri orientate circumferențial care se extind pe jumătate din jurul capătului cozii în două coloane longitudinale care se întind de-a lungul laturilor opuse ale învelișului pe toată lungimea sa. Teaca nu este atașată de membrana plasmatică.

Columnele longitudinale se întind în piesa principală pe toată lungimea tecii fibroase în suprafețele sale dorsală și ventrală. Acestea sunt compuse din subunități longitudinale de 15 până la 20 nm grosime, atașate de axoneme în timpul mișcării spermatozoizilor.

Membrana plasmatică este independentă de acest complex. Spre sfârșitul piesei, coloanele longitudinale își reduc progresiv dimensiunile. Între timp, coastele devin mai subțiri. Sfârșitul abrupt al învelișului fibros marchează joncțiunea dintre piesa principală și piesa terminală.

4. Piesa terminală:

Piesa terminală este alcătuită dintr-o pereche centrală de fibrile axiale și un inel de nouă fibre dublete, care sunt înconjurate de membrana plasmatică. Modelul 9+ 2 al complexului de filamente axiale se extinde în cea mai mare parte a cozii, inclusiv în piesa terminală, dar dispunerea fibrelor în vârful piesei terminale este schimbată, iar numărul din ce în ce mai mic de fibre sugerează o terminare succesivă a subfibrelor unice (Fig. 8 F-H).

Funcțiile spermatozoizilor:

Funcția principală a spermatozoizilor este de a transporta zestrea genetică paternă și de a activa ovulul.

Tipurile de spermatozoizi:

Tipul de spermatozoizi produși variază de la o specie la alta. Dimensiunea spermatozoizilor poate fi de doar 0,018 mm la Amphioxus sau de 2,25 mm sau mai mult la broască. Capul spermatozoizilor este, totuși, specific speciei. Acesta poate fi sferoidal (teleostele), în formă de tijă sau lance (amfibieni), în formă de lingură (om și multe alte mamifere) sau în formă de cârlig (șoarece și șobolan).

Tipurile de spermatozoizi sunt din nou împărțite în două tipuri principale întâlnite la animale – spermatozoizii flagelați, care posedă un flagel sau o coadă, ca și spermatozoizii biflagelați (la Opsanus, un pește broască). Spermatozoizii non-flagelați nu au flageli și se găsesc la Ascaris, crab etc.

.