Spermium (hímivarsejt) — definíció, felépítés és működés

Spermium (hímivarsejt) – definíció, felépítés és működés: mozgás, fej és flagellum, megtermékenyítés folyamata, előállítás és kibocsátás részletes, közérthető magyarázata.

A spermiumok a hímivarsejtek. A legtöbb állat és növény spermiumot használ a szaporodáshoz. A spermiumok előállításának és kibocsátásának különböző módjai vannak. Biológiai értelemben a spermiumok célja a női ivarsejttel való találkozás és a megtermékenyítés: a spermium és a petesejt összeolvadásával létrejön a zigóta, amelyből az új egyed fejlődik. Nem minden esetben történik közvetlen találkozás külső környezetben (pl. sok halnál és kétéltűnél vízben történik a külvilágban), továbbá a növényeknél a spermiumok néhány csoportban mozgékonyak, másoknál pedig a pollensugáron keresztül juttatódnak el a petesejthez.

A sperma elnevezés a görög sperma szóból származik, amely magot jelent. Fontos megkülönböztetni a két fogalmat: a spermium egyetlen hímivarsejtet jelöl, míg a sperma (ondó) a spermiumokat és a hozzájuk tartozó ondófolyadékot együttesen jelenti.

Felépítés

Állati (két- és hengerfejű) spermiumok, így az emberi spermasejtek is tipikusan három fő részből állnak:

• Fej: tartalmazza a haploid (egyes számú) örökítő anyagot, a tömörített DNS-t. A DNS-t gyakran protaminok nevű fehérjék segítik kompakt csomagolásban. A fej elülső részén található az akroszóma, egy membránnal határolt golyó, amely emésztőenzimeket tartalmaz — ezek fontosak a petesejt külső rétegének (például a zona pellucida) átfúrkálásához a megtermékenyítéskor.
• Középső rész (midpiece): itt helyezkednek el a mitokondriumok, amelyek ATP-t termelnek és energiát szolgáltatnak a mozgáshoz.
• Farok (flagellum): a spermium hosszú csóvája, amelyet flagellumnak neveznek. A flagellum belső vázát az axonéma alkotja (a mikrotubulusok jellegzetes 9+2 elrendeződésével), és a farok „csapásaival” biztosítja a cella előrehaladását. A flagellum úgy működik, mint egy motor, amely a spermiumsejtet a női reproduktív rendszeren keresztül mozgatja.

Spermatogenezis és hormonális szabályozás

A spermiumok a here (pontosan a herecsatornácskák, azaz a seminiferus tubulusok) falában kialakuló spermatogenezis során jönnek létre. A folyamat során a diploid őssejtek (spermatogóniák) meiózison mennek keresztül, és végül haploid spermatidákból érnek spermatozoidokká. A spermatogenezist segítik a Sertoli-sejtek (tápláló, támogató sejtek), míg a hormonális kontrollt a LH (luteinizáló hormon), FSH (folliculus-stimuláló hormon) és a tesztoszteron biztosítják. A képződött érett spermiumok a mellékherében (epididymis) tárolódnak és érnek be, mielőtt ejakuláció során a külvilág vagy a partner testébe jutnának.

Működés, mozgás és megtermékenyítés

Az állati spermiumok jellemzően képesek aktív mozgásra; az emberi spermiumoknak például a méhbe vagy a petevezetékbe kell jutniuk, hogy találkozzanak a petesejttel. A mozgást a farok hullámzása biztosítja. Az ondóban található folyadékok (a méhen belüli útvonalon és a nők nemi traktusában) környezete befolyásolja a spermiumok túlélését és mozgékonyságát.

A női nemi traktusban a spermiumok egy sor fiziológiai változáson mennek keresztül, ezt nevezik kapacitációnak: a spermasejtek membránja módosul, ami lehetővé teszi az akroszóma-reakció bekövetkezését. Az akroszóma-reakció során a spermiumból kiáramló enzimek segítségével áthatol a petesejt külső rétegén, majd a spermium és a petesejt plasztmamembránjainak összeolvadásával bekövetkezik a megtermékenyítés (két sejtmag összeolvadása, zigóta képződése).

Ondó (sperma) összetétele és élettartam

Az ejakulátum (sperma) nemcsak spermiumokat tartalmaz, hanem ondófolyadékot is, amelyet a here melléktermékei mellett a hímivarmirigyek — például a méhben és a prosztata, valamint a húgycső környéki mirigyek — termelnek. Az ondó folyadék tápanyagokat, pH-szabályozó anyagokat és egyéb faktorokat biztosít, amelyek segítik a spermiumok túlélését és mozgását. A spermiumok életképessége a körülményektől függően változik: férfi szervezetben/párkapcsolati közegben rövidebb, míg a női nemi traktusban bizonyos környezeti feltételek mellett akár több napig is életben maradhatnak.

Spermiumok a növényeknél és egyéb megjegyzések

A növényeknél a spermiumok változatos formában fordulnak elő: az alacsonyabb rendű növényeknél (pl. moszatok, moha, páfrányok) a spermium gyakran ciliummal vagy flagellummal mozgó sejt, míg a magasabb rendű virágos növényeknél a spermiumok általában nem motilisek, hanem a pollencső szállítja őket a petesejthez. Tehát a „spermium” fogalma általános, de a megjelenési forma és a mozgatás módja csoportonként eltér.

Összefoglalva: a spermium egy speciális, általában mozgékony hímivarsejt, amelynek felépítése és működése a megtermékenyítés sikerét szolgálja. A pontos részletek (méret, alak, mozgásmechanizmus, élettartam) fajonként változnak, és erősen szabályozott biológiai folyamatok eredményei.

Növényekben

Egyes növények, például a páfrányok és a mohák spermiumai mozognak. A virágos növények spermiumai nem tudnak maguktól mozogni. A virágos növények spermiumai a virágporszemekben vannak. Így a szállításra támaszkodnak, hogy spermiumsejtjeiket más növényekhez juttassák. Például egy méh leszáll egy növényre, hogy nektárt gyűjtsön. Néhány virágporszem a méhre tapad. A méh továbbmegy egy másik növényre, és a virágpor arra a növényre hullik. A spermiumok egy pollencsövön haladnak lefelé, amíg el nem érik a virág alján lévő petesejtet.

Az alacsonyabb rendű növények és az algák különböző spermiumokkal rendelkeznek.

Keresés betűvel