Spermatogenese en Spermiation – Anatomie & Fysiologie

WikiVet LIVE – op het Virtueel Congres 2021 – WikiVet is een samenwerking aangegaan met The Webinar Vet en heeft een studenten stream gecreëerd op het Virtueel Congres 2021

Er is een beperkt aantal GRATIS tickets voor studenten – op een first come first serve basis.

Inleiding

Afbeelding uit Aspinall, The Complete Textbook of Veterinary Nursing, Elsevier Health Sciences, Alle rechten voorbehouden

Spermatogenese is het proces van de geleidelijke transformatie van kiemcellen tot spermatozoa. Het vindt voornamelijk plaats in de zaadbuizen van de testes en kan worden onderverdeeld in drie fasen, die elk gepaard gaan met verschillende kiemceltypen:

  • Proliferatieve fase: spermatogonia → spermatocyten
  • Meiotische fase: spermatocyten → spermatiden
  • Differentiatiefase (ook bekend als spermiogenese): spermatiden → spermatozoa

In tegenstelling tot de productie van gameten bij vrouwen, die volledig voor de geboorte plaatsvindt en waarbij de rijping van de gameten na de puberteit op een pulserende manier plaatsvindt, produceren mannen vanaf de puberteit voortdurend gameten voor de rest van hun voortplantingsleven en komt er constant een aantal gameten vrij.

Figuur 1: Spermatogenese Copyright Amy Cartmel 2008

De zaadbuizen zijn de plaats waar de spermatogenese plaatsvindt. De twee belangrijkste celtypen in de tubuli die bij de spermatogenese betrokken zijn, zijn de kiemcellen, die zich tot sperma ontwikkelen, en de somatische cellen, de zogenaamde Sertolicellen, die de kiemcellen tijdens het hele ontwikkelingsproces voeden.

Tijdens het ontwikkelingsstadium bewegen de kiemcellen zich langzaam van het basaalmembraan van de tubuli door de tight junctions tussen de Sertoli-cellen naar het tubulaire lumen.

Stadia van de spermatogenese

Figuur 2: Sperma in ontwikkeling in de zaadbuis

Proliferatiefase

Stem- of A-spermatogonia die zich in de basale regio van het tubulaire epitheel bevinden, ondergaan mitose. De nakomelingen van deze delingen behouden hun eigen aantal en vormen een aantal onderling verbonden B-spermatogonia (het aantal van deze spermatogonia dat uit één A-spermatogonia voortkomt, is afhankelijk van de soort). B-spermatogonia delen zich om primaire (1o) spermatocyten te doen ontstaan. Alle nakomelingen van een B-spermatogonium blijven door cytoplasmische bruggen met elkaar verbonden en vormen een syncytiumachtige celkloon die een synchrone ontwikkeling doormaakt.

Meiotische fase

Elke 1o spermatocyt deelt zich en vormt twee kortlevende secundaire (2o) spermatocyten, die op hun beurt elk twee spermatiden vormen. De spermatiden bevatten een haploïd aantal chromosomen (de helft van het aantal van een somatische cel). 1o spermatocyten zijn de grootste cellen in de spermatogene reeks en bevinden zich ongeveer halverwege in het zaadleiderepitheel.

Het meioseproces verloopt over een lange periode, waarbij de profase van de eerste meiose-deling tot drie weken kan duren

Differentiatiefase

Deze fase wordt ook wel spermiogenese genoemd.

Spermatiden ondergaan een transformatie tot spermatozoa. In de cellen vinden vele veranderingen plaats, waarvan de drie belangrijkste zijn:

i) vorming van het acrosoom, dat het craniale deel van het hoofd bedekt. Het acrosoom bevat hydrolytische enzymen om de versmelting van sperma en eicel voor de bevruchting mogelijk te maken.

ii) condensatie van kernchromatine in de kop tot een donkergekleurde structuur

iii) groei van de staart tegenover het acrosoom, en verlies van overtollig cytoplasmatisch materiaal, dat als een restlichaam wordt afgestoten. Het lichaam wordt gefagocteerd door de Sertoli cellen.

De morfologische veranderingen die tijdens dit proces optreden kunnen worden gezien als coupes van verschillende zaadbuisjes worden onderzocht.

Voor een schematische weergave wordt verwezen naar figuur 2.

Hormonale controle van de spermatogenese

Figuur 3: Negatieve terugkoppelingslus

Spermatogenese wordt gecontroleerd door een complex terugkoppelingsmechanisme waarbij de hypothalamus, de voorste hypofyse en de testes betrokken zijn. Gonadotroof hormoon (GnRH) wordt door de hypothalamus op pulserende wijze vrijgemaakt en gaat via portale vaten naar de voorste hypofyse, waar het inwerkt op de gonadotrofe cellen. Deze cellen reageren op de stimulatie door ofwel follikelstimulerend hormoon (FSH) ofwel luteïniserend hormoon (LH) te produceren, afhankelijk van het patroon van de GnRH-secretie.

LH en FSH reizen in de bloedbaan naar de teelballen, waar LH inwerkt op de Leydig-cellen om deze te stimuleren steroïden om te zetten in testosteron en andere androgenen, die op hun beurt bijdragen tot de stimulering van de Sertoli-cellen.

FSH werkt in op de receptoren van de Sertoli-cellen en stimuleert, in combinatie met testosteron, vele functies, waaronder de synthese en secretie van oestrogeen, inhibine en vele andere producten, meiose, rijping van spermatocyten en de functie van de Leydig-cellen.

Inhibine, testosteron en oestrogeen geven een negatieve feedback op de voorste hypofyse en de hypothalamus om de secretie van gonadotrofe hormonen te onderdrukken (figuur 3).

Webinars

Figuur 3: Negative feedback loop

Bovine Sperm Morphology

  1. Hess RA, Spermatogenesis, overview. In: Knobil E, Neil JD (eds.), Encyclopedia of Reproduction. New York: Academic Press; 1999: pp. 539-545

Cunningham, JG and Klein, BG (eds)(2007) Textbook of Veterinary Physiology. Saunders Elsevier.

Spermatogenese en Spermiation – Anatomie Anatomie & Fysiologie Leerbronnen

WikiVideo.png

Video’s
Selectie van relevante video’s

Dissectie van de teelbal van een paard

PowerPoint.png

PowerPoint
Selectie van relevante PowerPoint tutorials

Histologie van het mannelijk voortplantingskanaal

Tweet

WikiVet® Introductie – Help WikiVet – Meld een Probleem

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *