مقاله فیزیولوژی تولید و بلوغ اسپرم

تولید اسپرم یا اسپرم سازی، فرایندی است که در لوله های اسپرم ساز انجام می شود. میزان تولید اسپرم در گاوهای گوشتی 4 میلیارد و در گاوهای شیری 7 میلیارد در روز می باشد. تولید واقعی اسپرم ممکن است 50 تا 100% بیشتر از این مقادیر باشد، زیرا تمام اسپرمهای تولید شده را نمی توان جمع آوری نمود.

اسپرمها بعد از تشکیل در مجاری یا لوله های اسپرم ساز، از طریق شبکه بیضه ای و مجاری آوران به داخل جنب بیضه وارد می شوند. جنب بیضه محلی است که اسپرمها در آن ذخیره می‌شود و در طول مدت ذخیره شدن بالغ شده و قابلیت بارور کنندگی پیدا می کنند. بعد از بلوغ اسپرم سازی به صورت یک فرایند مداوم در تمام طول زندگی حیوان نر در می آید. تغییراتی که ممکن است در تولید اسپرم اتفاق افتد در تمام گونه ها مربوط به درجه حرارت محیطی و در قوچ مربوط به نور است. عمل متقابل FSH و LH و تستوسترون برای ادامه اسپرم سازی ضروری است.

بلوغ ( Puflerty )

بطور کلی بلوغ در حیوان نر از زمان تولید اسپرم شروع می شود. اگر بلوغ به عنوان زمانی که اسپرمهای بارور در منی وجود دارد تعریف شود، سن بلوغ در گاوهای نر 10 تا 12 ماهگی خواهد بود. با این وجود چندین هفته قبل از ظهور در انزال، اسپرمها در لوله های اسپرمساز تشکیل می شوند. در گاو نر از زمان تشکیل اسپرم در لوله های اسپرم ساز تا ظهور آن در انزال، 10 روز طول می کشد.

وجود هورمون LH برای رشد و فعالیت سلولهای بینابینی ضروری است. اگرچه در نزدیکی بلوغ اثرات تشدید کنندگی FSH و پرولاکتین نیز گزارش شده است. ظاهراً FSH و پرولاکتین نرهای جوان با افزایش و نگهداری جایگاه های گیرنده LH ، سلولهای بینابینی را نسبت به هورمون LH حساستر و تأثیرپذیرتر می کند. با رشد سلولهای بینابینی و فعال شدن آنها، افزایش غلظت تستوسترون باعث ایجاد قسمت اعظم تغییرات مربوط به بلوغ می گردد. همکاری تستوسترون و FSH باعث رشد سلولهای سرتولی، تولید پروتئین جاذب آندروژن و آماده نمودن لوله های اسپرم ساز برای تولید اسپرم می شود.

در گاوهای نر، کل تولید اسپرم حداقل تا 3 سالگی افزایش می یابد. همبستگی زیادی بین اندازه بیضه ها و کل تولید اسپرم وجود دارد. هر عامل محیطی مضر که سرعت رشد را کاهش دهد، بلوغ را به تأخیر می اندازد.

مراحل تولید اسپرم یا اسپرم سازی The Process of Spermatogenesis :

اسپرم سازی را می توان به دو مرحله متمایز تقسیم نمود. اولین مرحله یا اسپرماتوسیتوژنر یک سری تقسیماتی است که در حین تشکیل اسپرماتیدها از اسپرماتوگونیومها صورت می گیرد. مرحله دوم یا اسپرمیوژنر مرحله ای است که طی آن اسپرماتیدها دستخوش تغییر در شکل و ساختمان (متامورفوز) شده و اسپرمها را بوجود می آورند. این فرایندها بطور کامل در گاوهای نر 56 تا 63 روز می باشد. با پیشرفت اسپرماتوژنر سلولهای جنسی در حال رشد از غشای قاعده ای لوله های اسپرم ساز به داخل این مجاری مهاجرت می کنند.

اسپرماتوسیتوژنز Spermatocytagenrlir :

در غشای قاعده ای لوله های اسپرم ساز دو نوع سلول وجود دارد: 1- سلولهای سرتولی (سلولهای غذا دهنده). 2- سلولهای سوماتیک (سلولهای بدنی) که بزرگترند و کم شمارترند و در حین اسپرماتوسیتوژنز نقش نگهدارنده و تقویت کننده دارند. اسپرماتوگونیومها سلولهایی به اندازه کوچکتر و تعداد بیشترند و در واقع گامت های بالقوه می باشند.

سلولهای زاینده اصلی بعد از مهاجرمت به بیضه های جنین و قبل از تشکیل گونوسیتها دستخوش تقسیمات میتوزی می شوند. گونوموسیت ها قبل از بلوغ به صورت اسپرماتوگونیومها AO یا سلولهای اصلی که تمام اسپرماتوگونیومهای دیگر از آنها منشاء می گیرند، تمایز حاصل می‌کنند. اسپرماتوگونیومهای A0 و A1 و A2 در طول غشای قاعده ای لوله های اسپرمساز قرار دارند. اسپرماتوونیوم A2 تقسیم شده و یک اسپرماتوگونیوم غیر فعال (A1) و یک اسپرماتوگونیوم فعال (A3) بوجود می آورد.

از اسپرماتید در حین تشکیل دم، یک قطره سیتوپلاسمی بر روی گردن اسپرم تشکیل می‌شود. میتوکندری های اسپرم ماتید، بصورت مارپیچی در اطراف قسمت فوقانی دم آن تشکیل شده و غلاف میتوکندری را بوجود می آورند. اسپرمی که جدیداً بوجود آمده است، از سلولهای سرتولی جدا شده و یا فشار از طریق مجرای مرکزی مجاری اسپرم ساز به داخل شبکه بیضه ای رانده می شود. اسپرم سلولهای منحصر بفردی اند که سیتوپلاسم نداشته و بعد از فرایند بلوغ قادرند به سمت جلو حرکت کنند.

کنترل هورمونی تولید اسپرم Floemonal Control of Spermatogenesis :

مطالعه دستگاه غدد درون ریز در تولید مثل حیوانات زیر گستردگی حیوانات ماده صورت نگرفته است. در گاو نر روزانه 3 تا 7 ترشح ناگهانی LH بوجود می آید که پس از آن، ترشحات ناگهانی مشابهی در تستوسترون بوقوع می پیوندد. ظاهراً نقش عمده LH در تنظیم تولید اسپرم غیرمستقیم بوده و طی آن LH باعث آزاد شدن تستومترون از سلولهای بینابینی می شود. سپس تستوسترون و FSH بر روی لوله های اسپرمساز اثر می کند و باعث تولید اسپرم می شود. وجود تستوسترون برای انجام مراحل خاصی در اسپرمها توستیوژنز ضروری می باشد و ظاهراً FSH در تنظیم اسپرمیوژنز بارزتر است.

تستوسترون و FSH ظاهراً تأثیرشان را مستقیماً از طریق سلولهای زاینده یا بطور غیر مستقیم از طریق سلولهای سرتوی اعمال می کنند. FSH باعث ترشح پروتئین جاذب آندروژن (ABP) و اینهیبین (Inhibin) از سلولهای سرتولی می شود. ABP می تواند به راحتی تستوسترون را حمل نموده و آن را در حین تولید اسپرم با سهولت بیشتری قابل دسترس نموده و از طریق شبکه بیضه‌ای و مجاری آوران به جنب بیضه انتقال دهد. ABP در جنب بیضه جذب می‌شود. کنترل‌های فیزیکی که بین بیضه، هبیوتالاموس دهیپوفیز قدامی در تنظیم آزاد شدن گنادوتروپین‌ها (FSH و LH) و استروئیدهای غدد جنسی عمل می کند مشابه حیوان ماده می باشد. تستوسترون یک اثر فیزیکی روی هیپوتالاموس و هیپوفینر قدامی دارد. غلظت بالای تستوسترون از آزاد شدن GnRH ، FSH و LH جلوگیری می کند، در حالیکه غلظت پایین آن جلوی آزاد شدن آنها را نمی گیرد. ثابت شده است که FGF2 باعث آزاد شدن LH و تستوسترون می شود. بنابراین FGF2 ممکن است در تنظیم هیپوتالاموس، هیپوفینر قدامی و بیضه ها شرکت داشته باشد.

چرخه پوششی لوله های اسپرم ساز و موج تولید اسپرم:

« Seminiferous Epididimal Cycle and Spermatogenic Wave »

تولید اسپرم با فرآیندهای دوره ای تولید تخمک تفاوت دارد. اسپرمهای جدید پس از تشکیل بطور مداوم به داخل سیستم مجاری آزاد می شوند. وقتی سلولها از یک اسپرماتوگونیوم فعال از طریق تقسیمات و بلوغ لازم برای تشکیل اسپرم در حال انجام است، اسپرماتوگونیوم های دیگر در همان ناحیه بطور متناوب شروع به تولید اسپرم خواهند نمود. بنابراین اگر مقطعی عرضی از یک لوله اسپرم ساز تهیه کنیم، چندین نسل از سلولهای زاینده را خواهیم دید که این‌ها با لایه هایی از اسپرماتوگونیومها، نزدیک دیواره لوله اسپرم ساز به صورت متحدالمرکز مرتب شده و با پیشرفت به سمت مجاری مرکزی، در لایه های بعدی به ترتیب اسپرماتولیست‌ ها، اسپرماتید ها قرار می‌گیرند.