spermiogenesis

Come spermiogenesis Viene chiamata la fase di trasformazione degli spermatidi creati dalla spermatogenesi in spermatozoi maturi e fertili. Durante la spermiogenesi, gli spermatidi perdono gran parte del loro citoplasma e si forma il flagello, che viene utilizzato per la locomozione attiva. Sulla testa con il DNA nucleare, opposto al punto di attacco dei flagelli, si forma l'acrosoma, che contiene enzimi che gli permettono di penetrare nella cellula uovo.

Cos'è la spermogenesi?

A differenza della spermatogenesi, nel corso della quale le cellule germinali attraversano ciascuna una mitosi e una meiosi I e II e vengono quindi chiamate spermatidi, la spermatogenesi influisce solo sulla conversione degli spermatidi in spermatozoi maturi e fertili.

La spermiogenesi di uno spermatide dura circa 24 giorni. Gli spermatidi, che hanno solo una serie di cromosomi aploidi a causa della precedente meiosi, vengono convertiti in una cellula specializzata che ha il solo scopo di penetrare in un uovo femminile fertile.

La trasformazione di uno spermatide in uno spermatozoo è associata a gravi cambiamenti interni ed esterni. Lo spermatide perde quasi tutto il suo citoplasma, così che essenzialmente rimane solo il nucleo, che contiene il DNA. La cellula notevolmente ridotta viene convertita nella testa del futuro sperma. Dove si trova il centriolo, sorge un flagello, noto anche come coda, che viene utilizzato per muovere attivamente lo sperma.

Sul lato opposto al flagello si forma un cappello, l'acrosoma, che contiene enzimi che gli permettono di penetrare nell'uovo femminile. I mitocondri, che, inclusi il loro DNA mitocondriale e RNA, erano originariamente localizzati nel citosol dello spermatide, si attaccano alla parte centrale del flagello e forniscono l'energia necessaria per la locomozione.

Funzione e compito

Lo spermatide, che è ancora riconoscibile come cellula aploide all'inizio della spermiogenesi, si trasforma in uno spermatozoo fortemente modificato esternamente e internamente. Il set cromosomico aploide non viene più modificato. I mitocondri vengono semplicemente ricollocati insieme al DNA mitocondriale e all'RNA per dare ai flagelli l'energia necessaria per i loro movimenti. L'unica differenza genetica tra lo sperma all'interno di un eiaculato è che il 50% contiene un cromosoma X e l'altro 50% contiene un cromosoma Y.

Una caratteristica speciale è che lo sperma perde il flagello quando penetra nell'uovo femminile e quindi il DNA mitocondriale dallo spermatozoo maschile non gioca più un ruolo. Il DNA mitocondriale dell'uovo fecondato, in seguito lo zigote, proviene esclusivamente dai mitocondri della madre.

La spermiogenesi viene utilizzata per convertire gli spermatidi in spermatozoi dedicati e ottimizzati. Gli spermatozoi forti, che possono spostarsi il più rapidamente possibile verso l'ovulo fecondabile dopo l'eiaculazione, hanno le maggiori possibilità di trasmettere il loro set cromosomico.

Dopo l'aggancio con la membrana dell'uovo, viene attivato un processo fisiologico che impedisce l'attracco di ulteriori spermatozoi. La capacità di movimento e le riserve energetiche dei singoli spermatozoi possono dare un contributo decisivo alla "vittoria della gara".

Si tratta meno della competizione degli spermatozoi geneticamente identici all'interno di un eiaculato, ma piuttosto della competizione con lo sperma di un eiaculato "straniero", poiché gli esseri umani non vivono fondamentalmente monogami. Le possibilità di vincere la competizione contro lo "sperma straniero" non si esauriscono nella "competizione puramente sportiva", ma una parte dello sperma all'interno di un eiaculato non è in grado di muoversi e può praticamente bloccare il percorso dello sperma estraneo. All'interno di un eiaculato ci sono anche “spermatozoi killer”, che riconoscono lo sperma estraneo e possono ucciderlo con agenti chimici.

Malattie e disturbi

Disturbi, malattie, anomalie genetiche, consumo eccessivo di alcol o altri farmaci e molto altro possono portare a una compromissione della spermiogenesi, in modo che possa insorgere infertilità reversibile o permanente. Nella maggior parte dei casi, i disturbi della spermogenesi non devono essere considerati isolatamente poiché di solito sono il risultato di una spermatogenesi compromessa.

In linea di principio, la spermiogenesi compromessa può essere causata da malattie o lesioni negli organi che producono sperma, i testicoli o da malfunzionamenti nella produzione di ormoni. Un'ampia varietà di anomalie testicolari come testicoli ritenuti, ipoplasia testicolare e infezioni della prostata, nonché infiammazioni testicolari correlate alla parotite (orchite da parotite) sono cause tipiche dei disturbi della spermiogenesi e della spermatogenesi, che di solito portano a una ridotta fertilità o addirittura alla completa infertilità.

Malattie dei testicoli come varicocele, spermatoceli, idroceli o tumori alla prostata possono avere effetti simili. Anche la radioterapia per il trattamento del cancro, che può danneggiare i testicoli, rientra nella gamma dei disturbi della spermiogenesi da parte degli organi produttori.

Le malattie che possono influenzare la spermatogenesi e la spermiogenesi sono considerate cause extragenitali. Sono principalmente le infezioni febbrili che possono compromettere temporaneamente la formazione di spermatozoi a causa di un aumento della temperatura nei testicoli. Le tossine ambientali e la manipolazione lavorativa di sostanze tossiche come bisfenolo A, solventi organici, pesticidi, erbicidi, metalli pesanti, plastificanti nelle materie plastiche e molto altro pongono rischi di compromissione della spermiogenesi.

Anche l'ipotalamo e la ghiandola pituitaria, il principale centro di controllo per il controllo dei processi ormonali nel corpo, meritano un'attenzione particolare. Se la ghiandola pituitaria non è in grado di fornire ormoni di controllo come FSH (ormone follicolo-stimolante) e LH (ormone luteinizzante) e pochi altri nella concentrazione necessaria, il risultato è una produzione alterata - solitamente ridotta - di ormoni sessuali e quindi a un'interruzione della spermiogenesi.