Espermatozoide

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Espermatozoide
Sperm-egg.jpg
Un espermatozoide intenta penetrar en un óvulo abrigo para fertilizar ella.
Diagrama completo de un espermatozoides en.svg humana
Diagrama de un espermatozoide humano
Latín espermatozoide
De Gray tema # 258 1243
MeSH Espermatozoide
Dorlands / Elsevier Espermatozoide

Un espermatozoide (espermatozoide palabra alternativa; espermatozoides plurales, desde el griego antiguo : σπέρμα "semilla" y del griego : ζῷον "ser vivo") es una motilidad espermática celular , o la forma de movimiento de la haploides celular que es el macho de gametos . Un espermatozoide se une a un óvulo para formar un cigoto . (Un cigoto es una sola célula, con un conjunto completo de cromosomas , que normalmente se desarrolla en un embrión .)

Las células de esperma contribuyen aproximadamente la mitad de la nuclear de la información genética a la diploide descendencia (excluyendo, en la mayoría de los casos, el ADN mitocondrial ). En los mamíferos, el sexo de la descendencia se determina por la célula de esperma: un espermatozoide que lleva un cromosoma Y dará lugar a un varón descendencia (XY), mientras que uno que lleva un cromosoma X dará lugar a una hembra (XX) de la descendencia-el cromosoma X . Los espermatozoides fueron observados por primera vez por Anton van Leeuwenhoek en 1677. [1]

Contenido

Estructura del espermatozoide de mamíferos, la función y el tamaño [ edit ]

Los seres humanos [ edit ]

El espermatozoide humano es la célula reproductiva en los machos, y sólo va a sobrevivir en ambientes cálidos, una vez que sale del cuerpo masculino probabilidad de supervivencia de los espermatozoides se reduce y puede morir, lo que disminuye el total de la calidad del esperma . Los espermatozoides pueden ser de dos tipos, "hembra" y "macho". Las células de esperma que dan lugar a la hembra (XX) de la descendencia después de la fertilización se diferencian en que llevan un cromosoma X, mientras que las células de esperma que dan lugar a la descendencia macho (XY) llevan un cromosoma.

En los seres humanos masculinos, las células de esperma se compone de una cabeza plana, en forma de disco 5 m por 3 m y una cola 50 micras de largo. [2] La cola flagela , que propulsa la célula espermática (en alrededor de 1-3 mm / minuto en los seres humanos) por batir en un cono elíptico. [3] El semen tiene una naturaleza alcalina, y que no alcanzan la motilidad completo (hipermotilidad) hasta que llegan a la vagina, donde el pH alcalino se neutraliza por los fluidos vaginales ácidas. Este proceso gradual es de 20-30 minutos. En este momento, el fibrinógeno a partir de las vesículas seminales se forma un coágulo, asegurar y proteger el esperma. Sólo a medida que estén hypermotile, fibrinolisina de la próstata se disuelve el coágulo, permitiendo que el esperma para progresar de manera óptima. En otras palabras, del Espermatozoide flagelo y el resto de su morfología se forma dentro de las paredes de la vagina de una mujer, sin embargo, los hombres con hiperplasia prostática benigna debido a la hinchazón de la próstata, pueden tener formación prematura de un espermatozoide en la orina de un macho .

El espermatozoide se caracteriza por un mínimo de citoplasma y el ADN empaquetado más densamente conocido en eucariotas . En comparación con mitóticas cromosomas en las células somáticas , ADN de esperma es al menos seis veces más altamente condensado. [4]

El espécimen contribuye con ADN / cromatina , un centriolo y quizás también un ovocito factor activador (OAF). [5] También puede contribuir con paterna ARN mensajero (ARNm), que contribuye al desarrollo embrionario. [5]

Evitar la respuesta del sistema inmunológico [ edit ]

Glucoproteína moléculas en la superficie de las células de esperma eyaculado son reconocidos por todos los sistemas inmunes humanos femeninos, y se interpretan como una señal de que la célula no debe ser rechazada. El sistema inmunitario femenino puede atacar de otra manera los espermatozoides en el tracto reproductivo . Las glicoproteínas de las células específicas de esperma de revestimiento también son utilizados por algunas células cancerosas y bacterianas, algunos gusanos parásitos, y las células blancas de la sangre infectados por el VIH, evitando de este modo una respuesta inmune del organismo huésped . [6]

La barrera de sangre-testículo , mantenida por las uniones estrechas entre las células de Sertoli de los túbulos seminíferos, impide la comunicación entre los formadores de espermatozoides en los testículos y los vasos sanguíneos (células inmunes circulantes y dentro de ellos) dentro del espacio intersticial . Esto les impide provocar una respuesta inmune. La barrera de sangre-testículo también es importante en la prevención de sustancias tóxicas de interrumpir la espermatogénesis.

Espermatozoides en otros organismos [ edit ]

Células de espermatozoides móviles de algas y plantas sin semillas.

Animales [ edit ]

La fertilización se basa en los espermatozoides de animales más reproductivos sexual.

Algunas especies de mosca de la fruta producen la mayor espermatozoide conocido encontrado en la naturaleza. [7] Drosophila melanogaster produce esperma que puede ser de hasta 1,8 mm, mientras que su pariente Drosophila bifurca producir el espermatozoide más grande conocido, la medición de más de 58 mm de tamaño. En D. melanogaster todo el esperma, incluida la cola, se incorpora en el ovocito citoplasma , sin embargo, de D. bifurcación sólo una pequeña porción de la cola entra en el ovocito. [8]

La madera del ratón Apodemus slvaticus posee espermatozoides con morfología falciforme. ¿Qué hace que estos gametocitos aún más exclusivas es la presencia de un gancho apical de la cabeza del espermatozoide. Este gancho se utiliza para acoplar a los ganchos o los flagelos de otros espermatozoides. La agregación es causada por estos apegos y trenes resultan móvil. Estos trenes ofrecen mejorar la motilidad en el tracto reproductivo de la mujer y son un medio por el cual se promueve la fertilización. [9]

Los erizos de mar como Arbacia punctulata -son organismos ideales para su uso en la investigación de esperma, se reproducen una gran cantidad de espermatozoides en el mar, por lo que bien adaptado como organismos modelo para experimentos.

Las plantas, las algas y los hongos [ edit ]

Los gametofitos de briofitas , helechos y algunas gimnospermas producen motilidad de esperma células, al contrario de polen granos utilizados en la mayoría de las gimnospermas y las angiospermas . Esto hace que la reproducción sexual en ausencia de agua imposible, ya que el agua es un medio necesario para el esperma y el óvulo para satisfacer. Las algas y las células espermáticas vegetales inferiores suelen ser multi-flagelado (ver imagen) y por lo tanto morfológicamente diferente de espermatozoides animales.

Algunas algas y hongos producen espermatozoides no móviles, llamado espermacios. En las plantas superiores y algunas algas y hongos, la fertilización implica la migración del núcleo del espermatozoide a través de un tubo de fertilización (por ejemplo, tubo de polen en plantas superiores) para llegar a la célula huevo.

La producción de espermatozoides en los mamíferos [ edit ]

Los espermatozoides se producen en los túbulos seminíferos de los testículos en un proceso llamado espermatogénesis. Células redondas llamadas espermatogonias se dividen y diferencian finalmente a convertirse en espermatozoides. Durante la copulación de la cloaca o la vagina consigue inseminadas , y entonces el movimiento espermatozoides a través de la quimiotaxis al óvulo dentro de una trompa de Falopio o el útero .

Espermatozoides activación [ edit ]

Reacción de acrosoma en un erizo de mar celular

Acercarse a la célula huevo es un lugar complejo proceso de múltiples pasos de la quimiotaxis guiadas por diferentes sustancias / estímulos químicos en los niveles individuales de la filogenia. Uno de los caracteres más significativo, común de señalización del evento es que un prototipo de los receptores de quimiotaxis profesionales, formilo receptor del péptido (60.000 receptores / célula), así como la capacidad de su ligando activador formil-Met-Leu-Phe se han demostrado en la membrana de la superficie incluso en el caso de los espermatozoides humanos. [10] las células de esperma de mamífero se vuelven aún más activo cuando se acercan a una célula huevo en un proceso llamado activación del esperma. Activación del esperma se ha demostrado que es causada por el calcio ionóforos in vitro , la progesterona liberada por cercanos células del cumulus y la unión a ZP3 de la zona pelúcida . Las células del cumulus están incrustados en una sustancia gelatinosa hecha principalmente de ácido hialurónico, y desarrollan en el ovario con el huevo y lo apoyan a medida que crece.

El cambio inicial se denomina "hiperactivación", lo que provoca un cambio en la motilidad de los espermatozoides. Ellos nadan más rápido y los movimientos de la cola cada vez más fuerte y errático.

Un reciente descubrimiento enlaces hiperactivación a una afluencia repentina de iones calcio en las colas. El látigo de cola (flagelo) de los espermatozoides está repleta de canales iónicos formados por proteínas llamadas CatSper . Estos canales son selectivos, lo que permite sólo el paso de iones de calcio. La apertura de los canales CatSper es responsable de la afluencia de calcio. El aumento repentino en los niveles de calcio hace que el flagelo para formar curvas más profundas, propulsando el esperma con más fuerza a través del entorno viscoso. Hiperactividad esperma es necesaria para romper a través de dos barreras físicas que protegen el huevo de la fertilización.

El segundo proceso de activación del esperma es la reacción del acrosoma . Esto implica la liberación de los contenidos del acrosoma, que se dispersan, y la exposición de las enzimas unidas a la membrana acrosómica interna de la esperma. Esto ocurre después de que el esperma se encuentra primero el huevo. Este mecanismo de tipo llave y es específico de la especie y evita que el espermatozoide y el óvulo de las diferentes especies de fusión. Existe alguna evidencia de que esta unión es lo que desencadena el acrosoma para liberar las enzimas que permiten que el esperma no se funda con el huevo.

ZP3, una de las proteínas que componen la zona pelúcida, a continuación, se une a una molécula de pareja en el esperma. Las enzimas de la membrana acrosomal interna digiere la zona pelúcida. Después de que el espermatozoide penetra la zona pelúcida, parte de la membrana celular del esperma a continuación, fusiona con la membrana de la célula huevo, y el contenido de la cabeza se difunden en el huevo.

Tras la penetración, se dice que el oocito se han convertido en activado . Se somete a su división meiótica secundaria, y los dos núcleos haploides (paterno y materno) fusible para formar un cigoto . Con el fin de prevenir la polispermia y reducir al mínimo la posibilidad de producir un triploide cigoto, varios cambios en el huevo de zona pelúcida los hace impenetrable poco después de la primera esperma entra en el huevo.

Almacenamiento Artificial [ edit ]

Los espermatozoides se pueden almacenar en diluyentes tales tiene la Temperatura Illini variable (IVT) diluyente, que se han notificado a ser capaz de preservar la alta fecundidad de los espermatozoides durante más de siete días. [11] El IVT diluyente se compone de varias sales, azúcares y antibacterianos agentes y gaseado con CO 2 . [11]

Criopreservación del semen se puede utilizar para las duraciones de almacenamiento mucho más largos. Para espermatozoides humanos, el más largo de almacenamiento exitoso reportado con este método es de 21 años. [12]

Historia [ editar ]

En 1841, escribió anatomista suizo Albert von Kölliker sobre espermatozoide su trabajo Untersuchungen über die Bedeutung der Samenfäden ..

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Timeline: Reproducción asistida y control de la natalidad" . CBC News. Consultado el 2006-04-06.  
  2. ^ Smith, DJ (2009). "acumulación de esperma humano cerca de superficies: un estudio de simulación" . Journal of Fluid Mechanics 621: 295. doi : 10.1017/S0022112008004953 . Consultado el 20 de mayo de 2012.  
  3. ^ Sumio Ishijima, Shigeru Oshio, Hideo Mohri, "movimiento flagelar de los espermatozoides humanos", la investigación de gametos, 1986, vol. 13, no3, pp 185-197 (27 ref.) [1]
  4. ^ Ward, WS, Coffey DS (1991). "Empaquetamiento del ADN y de la organización en los espermatozoides de mamíferos: comparación con las células somáticas" Biol... Reprod 44 (4):.. 569-74 doi : 10.1095/biolreprod44.4.569 . PMID 2043729 .  
  5. ^ un b contribuciones esperma fertilización y desarrollo: más allá de Gerardo Barroso, MD, M.Sc.a, Carlos Valdespin, MDA, Eva Vega, M.Sc.a, Ruben Kershenovich, MDA, Rosaura Avila, B.Sc.a, Conrado Avendaño, MDB, Sergio Oehninger, MD, Ph.Db FertStert, Volumen 92, Número 3, páginas 835-848 (septiembre de 2009)
  6. ^ "idea de esperma de" inmunidad enfermedad '" . BBC News. 2007-12-17.  
  7. ^ Than, Ker. "más larga conocida esperma Crear Paradoja de la Naturaleza" . www.livescience.com. Consultado el 20 de mayo de 2012.  
  8. ^ Pitnick, S., Spicer, GS, y Markow, TA (1995). ¿Cuánto dura un espermatozoide gigante Natural, 375 (6527), 109. doi : 10.1038/375109a0
  9. ^ Moore, Harry et al., la cooperación espermatozoides excepcional en ratón de madera. Naturaleza 418, 174-177 (2002)
  10. ^ Gnessi L, Fabbri A, Silvestroni L, Moretti C, Fraioli F, Pert CB, Isidori A. (1986). "La evidencia de la presencia de receptores específicos para los péptidos quimiotácticos N-formilo en espermatozoides humanos." J Clin Endocrinol Metab 63 (4):.. 841-6 doi : 10.1210/jcem-63-4-841 . PMID 3018025  
  11. ^ un b Watson, PF (1993). "El impacto potencial de la tecnología de encapsulación de espermatozoides en la importancia del momento de la inseminación artificial: una mirada a la luz de los trabajos publicados" La reproducción, la fertilidad y el Desarrollo 5 (6). 691. doi : 10.1071/RD9930691 .   editar
  12. ^ Cepillo Noticias y prensa> Niños nacidos después del almacenamiento de esperma 21 años con Cepilladora congelador de velocidad controlada 14/10/2004

Enlaces externos [ editar ]