- المميزات
- أجزاء الحيوانات المنوية (هيكل)
- - رأس
- - ذيل
- دورة الحياة
- تكوين الحيوانات المنوية
- - الحيوانات المنوية ، والخلايا المنوية الأولية ، والخلايا المنوية الثانوية ، والحيوانات المنوية
- تكوين الخلايا المنوية
- - الانقسام الاختزالي
- - نضوج المبيدات المنوية أو تكوين النطاف
- المراجع
على الحيوانات المنوية والخلايا الجنسية الناضجة (خلايا الأمشاج) التي تنتج في الغدد التناسلية الذكرية. إنها خلايا متخصصة للغاية ، مكرسة بالكامل لمهمة تخصيب بويضات الإناث ، وهو حدث أساسي أثناء التكاثر الجنسي.
تم اكتشافها منذ أكثر من 300 عام من قبل أنتوني فان ليفينهوك ، الذي بدافع فضوله فقط ، لاحظ السائل المنوي الخاص به وصاغ مصطلح "animalculus" للتركيبات الجلدية التي لاحظها.
صورة الحيوانات المنوية البشرية (المصدر: لا يوجد مؤلف محدد عبر ويكيميديا كومنز)
منذ ذلك الحين ، كانت هذه الخلايا موضع دراسة للعديد من التحقيقات ، خاصة تلك المتعلقة بالخصوبة والتكاثر المساعد.
الحيوانات المنوية هي خلايا ذات متطلبات عالية من الطاقة ، حيث يجب أن تتحرك بسرعة عالية بمجرد قذفها من القضيب (العضو التناسلي الذكري) نحو السبيل المهبلي (العضو التناسلي للأنثى).
تُستمد الطاقة التي يستخدمونها بشكل أساسي من استقلاب الكربوهيدرات مثل الجلوكوز ، أي من تحلل السكر وفسفرة الميتوكوندريا المؤكسدة ، والتي تم إثباتها عام 1928 ، بفضل التجارب التي أجراها مكارثي والمتعاونون معه.
يعتمد تكوين وإطلاق هذه الخلايا على العديد من عوامل الغدد الصماء (الهرمونية) ، وخاصة هرمون التستوستيرون ، الذي تنتجه الخصيتان وتفرزهما.
على عكس ما يحدث مع الخلايا الجنسية الأنثوية (التي يتم إنتاجها أثناء التطور الجنيني) ، يتم إنتاج الحيوانات المنوية باستمرار طوال حياة الرجل البالغ.
المميزات
تعتبر الحيوانات المنوية من الخلايا المهمة للغاية ، حيث أن لها مهمة خاصة تتمثل في الاندماج مع البويضة الموجودة في مبيض الأنثى لتخصيبها وتخصيبها ، وهي عملية تنتهي بتكوين فرد جديد.
الحيوانات المنوية ، وكذلك البويضات ، هي خلايا أحادية العدد ، لذا فإن اندماج نواة الذكر والأنثى يعيد الشحنة ثنائية الصبغة (2 ن) في خلية جديدة. هذا يعني أن كل خلية تساهم بنصف الحمل الكروموسومي للإنسان في هذه العملية.
رسم تخطيطي لحيوان منوي بشري. المصدر: مخطط الحيوانات المنوية المبسطة. svg: ماريانا رويزديريفاتيف العمل: ميغيلفيريج
في البشر ، الحيوانات المنوية هي الخلايا المسؤولة عن تحديد جنس السلالة ، حيث تحتوي البويضة على كروموسوم جنسي X ، ولكن يمكن أن يكون لكل حيوان منوي إما كروموسوم X أو كروموسوم Y.
تحاول الحيوانات المنوية تخصيب البويضة
عندما يكون للحيوان المنوي الذي ينجح في تخصيب البويضة وتخصيبها كروموسوم X ، فإن الطفل الذي سيتم تكوينه سيكون XX ، أي أنه سيكون أنثى وراثيًا. من ناحية أخرى ، عندما يكون الحيوان المنوي الذي يندمج مع البويضة يحتوي على كروموسوم Y ، فإن الطفل سيكون XY ، أي ذكرًا وراثيًا.
أجزاء الحيوانات المنوية (هيكل)
الحيوانات المنوية عبارة عن خلايا سوطية صغيرة (طولها أقل من 70 ميكرون). يتكون كل حيوان منوي من منطقتين محددتين جيدًا تعرفان بالرأس والذيل ، وكلاهما محاط بغشاء البلازما نفسه.
يوجد في الرأس نواة تعمل على تخصيب البويضة الأنثوية ، بينما الذيل هو عضية الحركة التي تسمح لها بالحركة والتي تمثل جزءًا مهمًا من طولها.
- رأس
رأس الحيوان المنوي مفلطح الشكل ويبلغ قطره حوالي 5 ميكرون. يوجد بداخلها الحمض النووي الخلوي ، وهو مضغوط للغاية ، مما يقلل من الحجم الذي يحتله ، مما يسهل نقله ونسخه وإسكاته.
تحتوي نواة الحيوانات المنوية على 23 كروموسومًا فرديًا (في نسخة واحدة). تختلف هذه الكروموسومات عن كروموسومات الخلايا الجسدية (خلايا في الجسم ليست خلايا جنسية) من حيث أنها مليئة بالبروتينات المعروفة باسم البروتامين وبعض هيستونات الحيوانات المنوية.
البروتامين عبارة عن بروتينات ذات شحنات موجبة وفيرة ، مما يسهل تفاعلها مع الحمض النووي سالب الشحنة.
منظر جانبي وأمامي لحيوان منوي بشري (المصدر: LadyofHats عبر ويكيميديا كومنز)
بالإضافة إلى النواة ، يحتوي رأس الحيوان المنوي على حويصلة إفرازية تُعرف باسم الحويصلة الأكروسومال أو الأكروسوم ، والتي تحيط جزئيًا بالمنطقة الأمامية للنواة وتتلامس مع غشاء البلازما للخلية الجنسية.
تحتوي هذه الحويصلة على عدد كبير من الإنزيمات التي تسهل عملية اختراق الغطاء الخارجي للبويضة أثناء الإخصاب. تشمل هذه الإنزيمات النورامينيداز ، والهيالورونيداز ، والفوسفاتاز الحمضي ، والأريل سلفاتاز ، والأكروسين ، وهو بروتياز مشابه للتربسين.
عندما تتلامس البويضة والحيوانات المنوية مع بعضهما البعض ، يطلق الجسيم الجسيم محتوياته عن طريق الإفراز الخلوي ، وهي عملية تُعرف باسم "تفاعل الأكروسوم" ، وهي ضرورية لاتحاد وتغلغل واندماج الحيوانات المنوية بالبويضة.
- ذيل
رأس وذيل الحيوانات المنوية مغطاة بنفس غشاء البلازما. الذيل عبارة عن سوط طويل جدًا له أربع مناطق تسمى العنق والقطعة الوسطى والقطعة الرئيسية والقطعة النهائية.
ينشأ محور عصبي ، أي هيكل الهيكل الخلوي الذي يوفر الحركة إلى الذيل ، من جسم قاعدي يقع خلف نواة الحيوانات المنوية. هذا الجسم القاعدي هو ما يشكل الرقبة ويبلغ طوله حوالي 5 ميكرومتر.
بين العنق والقطعة النهائية هي القطعة الوسيطة. يبلغ طوله 5 ميكرون ويتميز بوجود ميتوكوندريا متعددة مرتبة على شكل "غمد" حول المحور المركزي. هذه الميتوكوندريا عالية التخصص هي التي توفر ، في جوهرها ، الطاقة اللازمة للحركة في شكل ATP.
يبلغ طول القطعة الرئيسية أقل بقليل من 50 ميكرون وهي أطول جزء من الذيل. يبدأ في "حلقة" تمنع المزيد من تقدم الميتوكوندريا وتنتهي في القطعة النهائية. كلما اقتربت من القطعة النهائية ، تتناقص القطعة الرئيسية (تناقص التدريجي).
تتكون القطعة النهائية ، أخيرًا ، من آخر 5 ميكرومتر من الذيل وهي عبارة عن هيكل يُلاحظ فيه "اضطراب" معين في الأنابيب الدقيقة التي تشكل محور عصبي السوط.
دورة الحياة
ينتج الرجل البالغ في المتوسط ملايين الحيوانات المنوية يوميًا ، ولكن تستغرق هذه الخلايا ما بين شهرين وثلاثة أشهر لتتشكل وتنضج بالكامل (حتى يتم قذفها).
تبدأ دورة حياة خلية الحيوانات المنوية بتكوين الأمشاج أو تكوين الحيوانات المنوية ، أي بتقسيم جرثومة أو خلية سليفة ، مما يؤدي إلى ظهور خطوط خلوية تنقسم لاحقًا ، لتتمايز وتنضج لاحقًا. في غضون ذلك ، تخضع الخلايا المعيبة لعمليات موت الخلية المبرمجة.
بمجرد تشكيلها في الأنابيب المنوية ، يجب أن تهاجر الحيوانات المنوية الناضجة إلى منطقة من الخصية تعرف باسم البربخ ، والتي يبلغ طولها حوالي 20 قدمًا. تستغرق هذه الهجرة بضعة أيام وقد ثبت أن الخلايا في هذه المرحلة ليست ناضجة بما يكفي لتخصيب البويضة ، لأنها تفتقر إلى الحركة الكافية.
بعد مرور 18 أو 24 ساعة في البربخ ، يكون الحيوان المنوي متحركًا تمامًا ، لكن هذه الحركة تعوقها عوامل بروتينية معينة.
بمجرد دخول البربخ ، تحافظ الحيوانات المنوية على خصوبتها لما يزيد قليلاً عن شهر ، ولكن هذه المرة ستعتمد على ظروف درجة الحرارة والنظام الغذائي ونمط الحياة.
عندما يتم قذف الحيوانات المنوية أثناء الجماع (الجماع) ، فإنها تتمتع بقدرة كاملة على الحركة ، وتتحرك بسرعة تصل إلى 4 مم / دقيقة. يمكن أن تعيش هذه الخلايا لمدة يوم إلى يومين في الجهاز التناسلي للأنثى ، لكن هذا يعتمد على حموضة البيئة المحيطة.
تكوين الحيوانات المنوية
يحدث إنتاج الحيوانات المنوية (تكوين الحيوانات المنوية) أولاً عند البشر خلال فترة البلوغ. تحدث هذه العملية في الخصيتين ، وهما عضوان في الجهاز التناسلي الذكري ، وتتعلق بتقليل الحمل الكروموسومي للخلايا الجنسية (والتي تنتقل من كونها ثنائية الصبغة (2 ن) إلى كونها أحادية العدد (ن)).
في الخصيتين ، يحدث تكوين الحيوانات المنوية داخل القنوات المعروفة باسم الأنابيب المنوية ، وتتكون ظهارة منها من نوعين رئيسيين من الخلايا: خلايا سيرتولي والخلايا المولدة للحيوانات المنوية.
تؤدي الخلايا المنوية إلى تكوين الحيوانات المنوية ، بينما تغذي خلايا سيرتولي الخلايا المولدة للحيوانات المنوية وتحميها. هذه الأخيرة موجودة في الأنابيب المنوية في مراحل مختلفة من النضج.
تمثيل تخطيطي لعملية تكوين الحيوانات المنوية (المصدر: Miguelferig عبر ويكيميديا كومنز)
من بين الخلايا المولدة للحيوانات المنوية الخلايا المعروفة باسم spermatogonia ، وهي خلايا جرثومية غير ناضجة مسؤولة عن تقسيم وإنتاج الخلايا المنوية الأولية ، والخلايا المنوية الثانوية ، والحيوانات المنوية الناضجة.
- الحيوانات المنوية ، والخلايا المنوية الأولية ، والخلايا المنوية الثانوية ، والحيوانات المنوية
توجد الحيوانات المنوية باتجاه الحافة الخارجية للنبيبات المنوية ، بالقرب من الصفيحة القاعدية لها ؛ أثناء انقسامها ، تهاجر الخلايا التي تنتجها إلى الجزء المركزي من القنوات ، حيث تنضج أخيرًا.
تكوين الخلايا المنوية
تنقسم Spermatogonia عن طريق الانقسام (الانقسام اللاجنسي) وهي خلايا ثنائية الصبغيات (2n) والتي ، عند الانقسام ، تولد المزيد من الحيوانات المنوية والخلايا المنوية الأولية ، والتي هي ليست أكثر من الحيوانات المنوية التي تتوقف عن الانقسام عن طريق الانقسام للدخول إلى الانقسام الاختزالي الأول.
تنقسم مجموعة صغيرة من الحيوانات المنوية ببطء عن طريق الانقسام طوال الحياة ، وتعمل "كخلايا جذعية" لإنتاج الانقسام الخيطي لمزيد من الحيوانات المنوية أو الخلايا الملتزمة بالنضوج.
عندما تنضج الحيوانات المنوية ، أي عندما تنقسم عن طريق الانقسام ثم الانقسام الاختزالي لاحقًا ، فإن ذريتها لا تكمل الانقسام العصاري الخلوي ، لذلك تظل الخلايا الوليدة (الحيوانات المستنسخة) متصلة ببعضها البعض عن طريق الجسور الخلوية ، كما لو كانت مخلقة..
يتم الحفاظ على هذا المخلوق حتى المراحل النهائية من نضوج وهجرة خلايا الحيوانات المنوية (الحيوانات المنوية) ، حيث يتم إطلاق الحيوانات المنوية في تجويف الأنابيب المنوية. ينتج عن هذا إنتاج مجموعات من الخلايا بشكل متزامن.
- الانقسام الاختزالي
الخلايا المنوية الأولية ، عندما تنقسم عن طريق الانقسام الاختزالي ، تشكل خلايا منوية ثانوية ، والتي تنقسم مرة أخرى عن طريق الانقسام الاختزالي (الانقسام الاختزالي الثاني) ، وتميز نفسها إلى نوع آخر من الخلايا يسمى الحيوانات المنوية ، والتي تحتوي على نصف الحمل الكروموسومي للحيوانات المنوية. يقولون ، هم أحادي العدد.
- نضوج المبيدات المنوية أو تكوين النطاف
عندما تنضج الحيوانات المنوية ، فإنها تتمايز لتصبح حيوانات منوية ناضجة بفضل سلسلة من التغيرات الشكلية التي تنطوي على القضاء على جزء كبير من العصارة الخلوية ، وتشكيل السوط وإعادة الترتيب الداخلي لعضياتها الخلوية.
بعض هذه التغييرات لها علاقة بتكثيف نواة الخلية ، مع استطالة الخلية وإعادة ترتيب الميتوكوندريا.
تهاجر هذه الخلايا بعد ذلك إلى البربخ ، وهو أنبوب غريب في الخصيتين ، حيث يتم تخزينها وتواصل عملية النضج. ومع ذلك ، فقط من خلال عملية تعرف باسم السعة ، والتي تحدث في الجهاز التناسلي للأنثى ، تكمل الحيوانات المنوية نضجها.
المراجع
- Barrett، KE، Barman، SM، Boitano، S.، & Brooks، H. (2012). مراجعة Ganong لعلم وظائف الأعضاء الطبي ، (LANGE Basic Science).
- Chen ، H. ، Muruk ، D. ، Xiao ، X. ، & Cheng ، CY (2017). تكوين الحيوانات المنوية البشرية وتنظيمها. علم الغدد الصماء المعاصر ، 49-72.
- كليرمونت ، واي (1970). ديناميات تكوين الحيوانات المنوية لدى الإنسان. في الخصية البشرية (ص 47-61).
- دادون ، جي بي (1995). الوضع النووي لخلايا الحيوانات المنوية البشرية. ميكرون. إلسفير.
- Gartner، LP، & Hiatt، JL (2006). كتاب ملون من كتاب الأنسجة الإلكتروني. العلوم الصحية Elsevier.
- جريسوولد ، دكتوراه في الطب (2015). تكوين الحيوانات المنوية: الالتزام بالانقسام الاختزالي. المراجعات الفسيولوجية ، 96 ، 1-17.
- سولومون ، إي ، بيرج ، إل ، ومارتن ، د. (1999). علم الأحياء (الطبعة الخامسة). فيلادلفيا ، بنسلفانيا: Saunders College Publishing.