Spermatozoidai yra vyriškos lytinės ląstelės. Dauguma gyvūnų ir augalų dauginimuisi naudoja spermą. Jie turi skirtingus spermos gamybos ir išsiskyrimo būdus. Visais atvejais spermatozoidas susitinka su patelės kiaušialąste ir išauga į naują organizmą.

Spermos pavadinimas kilęs iš graikų kalbos žodžio sperma, reiškiančio sėklą.

Funkcija

Pagrindinė spermatozoido funkcija – perduoti vyrišką genetinę medžiagą (DNR) ir sujungti ją su moteriškos lytinės ląstelės (kiaušialąstės) DNR, taip sudarant diploidinę zigotą. Be genetinės informacijos, spermatozoidas dažnai atneša ir centrosomą, kuri svarbi ankstyvoms ląstelių dalijimosi fazėms po apvaisinimo.

Sandara

Tipinis gyvūninis spermatozoidas (įskaitant žmogaus) yra padalintas į tris pagrindines dalis:

  • Galvutė – joje yra haploidinis branduolys su vyriška DNR; galvutės priekyje esanti struktūra, vadinama akrozoma, saugo fermentus, reikalingus prasiskverbti per kiaušialąstę apvalkalą.
  • Vidurinė dalis (midpiece) – čia gausu mitochondrijų, kurios gamina energiją (ATP) uodegai judinti.
  • Uodega (flagelumas) – ilga plona dalis, vadinama blakstienėlėmis arba flageliu, kuri sukuria judesį. Mikrostruktūriškai tai sudaro 9+2 mikrovamzdelių ašinė sistema, o judesį užtikrina motoriniai baltymai.

Spermatogenezė – kaip susidaro spermatozoidai

Spermatozoidai gaminami sėklidėse (seminiferinėse kanalėliuose) procesų, vadinamų spermatogenezė, metu. Jaunos ląstelės (spermatogonijos) dauginasi mitoze, tada vyksta mejozė, kurios rezultatas – haplodinės spermatozoidų ląstelės. Po to jos brandinamos ir kondensuojamos, kol tampa judrios. Brandinimas ir kaupimasis vyksta epididimisyje, kur spermatozoidai įgauna gebėjimą judėti ir apvaisinti.

Judėjimas ir kapacitacija

Gyvūnų spermatozoidai gali judėti, nes jie turi patekti į gimdą ir susitikti su kiaušialąste. Spermatozoidai (įskaitant žmogaus) turi mažą galvutę ir ilgą uodegą, vadinamą blakstienėlėmis. Blakstienėlė veikia kaip variklis, kad spermatozoidas judėtų per moters lytinę sistemą.

Be to, prieš apvaisinimą spermatozoidai moters reprodukciniame trakte pereina vadinamąją kapacitaciją — fiziologinius pokyčius, kurie leidžia akrozomai atsilaisvinti ir prasidėti akrozominė reakcija, būtina prasiskverbimui į kiaušialąstę.

Įvairovė tarp organizmų

Spermatozoidų forma ir elgsena labai priklauso nuo rūšies. Žinduolių spermatozoidai paprastai yra judrūs flagelais. Daugelio augalų (ypač žiedinių augalų) spermatozoidai neturi uodegos – jie yra nejudrūs ir pernešami iki kiaušialąstės per žiedadulkės vamzdelį. Kai kurioms vandeninėms rūšims ar primityviems augalams būdingi judrūs spermatozoidai su dviem ar daugiau siūliškų struktūrų. Taip pat yra rūšių, kurių spermatozoidai diverguoja ekstremaliai į formą ir dydį pagal reprodukcinius poreikius.

Spermatozoidų sveikata ir veiksniai

Spermatozoidų kokybė dažnai apibūdinama per trijų rodiklių kombinaciją: skaičių, judrumą (motilitą) ir morfologiją (formą). Sumažėjęs spermatozoidų skaičius, prasta motilita arba nenormali forma gali mažinti vaisingumą. Įtaką spermatozoidų sveikatai turi:

  • temperatūra (sėklidžių perkaitimas),
  • gyvenimo būdas (rūkymas, alkoholis, nutukimas),
  • medžiagos ir toksinai (cheminės medžiagos, kai kurie vaistai),
  • infekcijos ir uždegimai (pvz., prostatitas),
  • anatominės problemos (pvz., varikocele),
  • amžius ir genetiniai veiksniai.

Klinikinė reikšmė ir taikomos procedūros

Jei pora negali pastoti, atliekamas spermos tyrimas (spermiograma), nustatantis koncentraciją, judrumą, pH, išsiliejimų kiekį ir morfologiją. Esant problemoms, naudojamos reprodukcinės technologijos: intrauterininė inseminacija (IUI), in vitro fertilizacija (IVF) ir intracytoplasminė spermatozoidų injekcija (ICSI), kai vienas spermatozoidas įšvirkščiamas tiesiai į kiaušialąstę.

Pavėsiai ir gyvenimo trukmė

Spermatozoidų gyvenimo trukmė priklauso nuo aplinkos: moters reprodukciniame trakte jie gali išgyventi iki maždaug 5 parų (kai kuriomis sąlygomis — kiek ilgiau), o išorinėje aplinkoje gyvenimo laikas yra gerokai trumpesnis. Vyrų organizme sperma gali būti laikoma epididimyje kelias savaites prieš išsiskyrimą.

Trumpai tariant, spermatozoidai yra specializuotos vyriškos ląstelės, skirtos perduoti genetinę informaciją ir inicijuoti naujo organizmo vystymąsi. Jų forma, energijos tiekimo mechanizmai ir elgsena yra pritaikyti konkrečiai reprodukcinei strategijai skirtingose rūšyse.