精子发生

精子发生

生物学术语
精子发生发生在睾丸的曲细精管(seminiferoustubules)中。睾丸的各个组成部分以及整体的功能都受到下丘脑-脑垂体内分泌腺体的影响。另外,睾丸局部的自分泌、旁分泌调节机制在睾丸的生精功能调控中也起到重要的作用。精子发生期间染色质浓缩,使DNA不能够转录,这种情况在精子完全形成之前完成。在精子生发过程中,减数分裂是一个非常关键的过程,在这个阶段,遗传物质相互重组、染色体数目减少并最终形成精子细胞。
    中文名:精子发生 外文名:Spermatogenesis 所属学科:生物学 简介:精子于睾丸内形成的过程 词性:动词

简介

精子发生(spermatogenesis)是遗传信息传递和物种延续的重要环节,受诸多因素的调控。精子发生作为组织胚胎学、分子生物学、遗传学等多学科的交叉领域,是生殖生物学的研究热点之一。

大剂量睾酮通过负反馈机制抑制促性腺激素的分泌,并导致射精中的精子数量大量减少;即使使用FSH后精子生成数量也只能达到正常数量的30%。

过程

全部精子发生过程可以被分为3个过程:

精原细胞位于生精上皮的基底部,分为A、B两种类型。A型精原细胞进一步分为Ad型和Ap型精原细胞。在正常情况下,Ad型精原细胞不发生任何有丝分裂,应该被视为精子发生的精原干细胞;Ap型精原细胞则通常分化增殖为两个B型精原细胞。B型精原细胞分裂增殖为初级精母细胞,随后,初级精母细胞开始DNA合成过程。

精母细胞经历了减数分裂的不同阶段。粗线期时RNA的合成十分活跃。减数分裂的结果产生单倍体生精细胞,又称精子细胞。在精子生发过程中,减数分裂是一个非常关键的过程,在这个阶段,遗传物质相互重组、染色体数目减少并最终形成精子细胞。

次级精母细胞产生于第一次减数分裂后。这些生精细胞含有双份单倍体染色体。在第二次减数分裂精母细胞演变为单倍体的精子细胞。第一次减数分裂前期大概持续1~3周,而除此之外的第一次减数分裂的其他阶段和第二次减数分裂在1~2天之内完成。

第二次减数分裂后形成精子细胞,是没有减数分裂活性的圆形细胞。圆形的精子细胞经过复杂的显着变化转变为不同长度的精子细胞和精子。在第二次减数分裂中,细胞核发生的聚缩和塑性,同时鞭毛形成和胞浆明显扩张。全部精子细胞变形的过程称为精子形成。

分泌调控

睾丸的生精及合成雄激素两项功能都通过负反馈受到下丘脑和脑垂体的调节。

睾酮可以抑制LH、FSH的分泌。对于FSH,抑制素B是更为重要的调节物质。LH促进睾丸间质细胞合成睾酮,FSH则控制支持细胞的调节精子生成作用。睾酮在睾丸间质中的作用对于精子发生过程也十分重要。

精子发生的初次生精过程一般在FSH和LH的影响下完成。但是高浓度的睾酮单一作用也可以诱导精子发生。在睾酮分泌型睾丸间质细胞瘤的肿瘤附近和LH受体激活性突变的患者体内,都可以见到完整的精子发生过程。非常关键的治疗目的就是试图在睾丸间质中聚集高浓度的睾酮。

临床常用的办法是使用hCG,它具有较高的LH和FSH活性。激素在生精维持、生精再激活中同样有重要作用。大剂量睾酮通过负反馈机制抑制促性腺激素的分泌,并导致射精中的精子数量大量减少;即使使用FSH后精子生成数量也只能达到正常数量的30%。

与之相似,使用hCG后也可以造成生精数量减少,其机制是由于hCG刺激产生的睾酮发挥了负反馈抑制,但是其抑制生精的作用不如单独使用睾酮的效果明显。而且,hCG的生精抑制作用可以在使用FSH后完全恢复。hCG和睾酮抑制生精的效果差异是由于在睾丸间质中睾酮的浓度更高。

使用抗体免疫中和FSH可以明显减少灵长类动物以及男子人类的精子发生。在抑制内生性促性腺激素分泌后,FSH可以持续地维持生精过程。最近的证据发现在脑垂体切除的患者中,在缺少LH、FSH受体激活性突变的情况下,生精功能可以正常存在。

尽管还不知道睾丸间质的睾酮浓度,但是这例患者提示FSH受体结构激活对于正常生精是十分必要的。推测睾酮的作用可能是激活FSH受体,使FSH与其结合后发挥作用。

LH、FSH以及睾酮的协同作用对维持正常生精和生精再激活必不可少。

基因调控

精子发生期间染色质浓缩,使DNA不能够转录,这种情况在精子完全形成之前完成。各种动物在精子形成中转录停止的时刻不完全相同。

例如在果蝇,RNA合成在初级精母细胞期间停止,而在小鼠,在成熟分裂后不久的精子细胞中还在进行,要在细胞核开始伸长时才完全停止。

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