E-Module Spermatogenese
H1 - Spermatogenese
Het Mannelijke Geslachtsapparaat
Mannelijke embryo's bevatten 1 X en 1 Y chromosoom. De 3 belangrijkste genen in geslacht
determinatie zijn SRY, SOX9 en DAX-1. SRY bevindt zich op het Y-chromosoom en komt
dus alleen tot expressie in mannelijke embryo’s. SOX9 bevindt zich op een autosoom en
DAX-1 op het X chromosoom. DAX-1 remt de expressie van SOX9, terwijl SRY de expressie
van DAX-1 remt.
Tijdens de embryonale ontwikkeling van mannelijke embryo’s, komt het SRY gen tot
expressie in de epitheliale cellen van de genitale lijst. Dit leidt tot de expressie van het SOX9
gen, die de cascade van de expressie van andere genen initieert. Dit zal uiteindelijk leiden
tot de ontwikkeling van de testes en de formatie van Sertoli en Leydig cellen. Sertoli cellen
zullen de productie en secretie van anti-Müllerian hormone (AMH) starten, wat zal zorgen
voor de regressie van het kanaal van Müller (ductus paramesonephricus). Leydig cellen
zullen de productie en secretie van testosteron starten. Dit zal de ontwikkeling van het
kanaal van Wolff (ductus mesonephricus) stimuleren, en voorkomen dat het in regressie
gaat.
In vrouwelijke embryo’s is er geen SRY gen, waardoor DAX-1 tot expressie komt en SOX9
niet. Hierdoor ontwikkelen geen Sertoli en Leydig cellen, en ontstaat er geen AMH. Dit zal
ervoor zorgen dat het kanaal van Müller niet in regressie gaat, waardoor het onder invloed
van oestrogeen zal ontwikkelen in het vrouwelijk geslachtsapparaat. Door de afwezigheid
van testosteron zal het kanaal van Wolff in regressie gaan.
De delen van het mannelijke geslachtsapparaat zijn: testis, epididymis, ductus deferens,
accessoire geslachtsklieren, penis en het scrotum.
,Testes
Het testiculaire parenchym is georganiseerd in
seminifere tubuli, waar de spermatozoa geproduceerd
worden, en het interstitiële weefsel, waar de
testosteron-producerende cellen zich bevinden. De
producten van de testis worden endocrien (testosteron,
oestrogeen) en exocrien (sperma) gesecreteerd. De
seminifere tubuli leiden tot tubuli seminiferi recti,
waardoor ze verbonden zijn met de rete testis. De rete
testis draagt het afgegeven sperma naar de ductuli
efferentes. Vanaf hier wordt het naar de ductus
epididymis gebracht, dat uiteindelijk verbonden is met de
ductus deferens.
De spermatozoa bewegen passief door de tubuli. Ze bewegen mee met de testiculaire
vloeistof, richting de epididymis. De stroming wordt geholpen door de beweging van cilia, die
aanwezig zijn op de cellen van de ductuli efferentes, en de contracties van het gladde
spierweefsel in de tubuli wand.
Spermatogenese
Spermatogenese is de ontwikkeling van spermatogonia in spermatozoa, en vertrouwt op 3
achtereenvolgende processen:
● Spermacytogenese
● Meiose
● Spermiogenese
Spermatogenese vindt plaats in de testes. In
de afbeelding is een dwarsdoorsnede van
een seminifere tubulus, omringd door
interstitieel weefsel, te zien. De seminifere
tubuli zijn bekleed met een monolaag van
Sertolicellen. Hier onder bevindt zich een laag
met spermatogonia (stamcellen). De
Sertolicellen geven structurele steun aan de
ontwikkelende spermatozoa, leiden de
differentiatie en geven een belangrijke
beschermende barrière. Vanaf de puberteit
prolifereren de stamcellen, ondergaan ze
meiose en differentiëren ze tot spermatozoa.
De stamcellen zorgen verder voor de
regeneratie van de stamcelpopulatie.
De ontwikkeling van spermatozoa gaat in de richting van het lumen van de seminifere tubuli,
waar de spermatozoa uiteindelijk afgegeven worden. De spermatogonia bevinden zich
basaal, aan de periferie van de tubulus. Ze liggen op een basaalmembraan, waardoor ze
gescheiden worden van het interstitiële weefsel. Tijdens de ontwikkeling moeten de
, spermatozoa zich door een barrière, gevormd door de Sertoli cellen, heen bewegen. Het
interstitiële weefsel bevat bindweefsel, bloedvaten, lymfevaten, zenuwen en
testosteron-producerende Leydig cellen.
De seminifere tubuli worden omringd door een enkele laag van peritubulaire cellen.
Spermacytogenese
Spermacytogenese is de proliferatie van spermatogonia, waarna primaire
spermatocyten ontstaan. In deze fase ondergaan de cellen mitose, waardoor het aantal
chromosomen gelijk blijft (2N → 2N). Er zijn 3 verschillende typen spermatogonia die in
deze fase onderscheiden kunnen worden:
1. Type A: deze cellen delen tot een A1 en A2 spermatogonium. A1
spermatogonia behouden de stamcel potentie. A2 spermatogonia delen 4x
voordat ze differentiëren tot type I
2. Type I(ntermediate): deze cellen ontstaan uit A2 spermatogonia en bevatten de
karakteristieken van type A en type B cellen. Type I cellen prolifereren voordat
ze differentiëren tot type B spermatogonia
3. Type B: deze cellen ontstaan uit type B spermatogonia en kunnen, afhankelijk
van de diersoort, nog 1-2x delen voordat de primaire spermatocyten vormen.
Meiose
1. De primaire spermatocyten ondergaan gelijk meiose I, waarna er 2
secundaire spermatocyten ontstaan.
○ De chromosomen worden eerst gedupliceerd (2N → 4N), waarna
crossing-over tussen homologe chromosomen plaatsvindt. De
homologe chromosomen worden uit elkaar gehaald en verdeeld
over 2 dochtercellen (4N → 2x 2N). De zusterchromatiden blijven
samen (anafase I)
2. De secundaire spermatocyten bewegen door de “bloed-testis barrière”,
waarna ze meiose II ondergaan en er 2 spermatiden ontstaan
○ De diploïde cellen delen tot 2 haploïde cellen (2N → 2x N).
Zonder verdere duplicatie, scheiden de zusterchromatiden van
de homologe chromosomen (anafase II)
Tijdens het hele proces tot nu toe (type A2 spermatogonia → spermatiden), is
de cytokinese niet volledig voltooid. De cellen van 1 “generatie” van cellen
blijven aan elkaar vastzitten met cytoplasmatische bruggen.
Spermiogenese
Na mitose en meiose is het tijd voor de differentiatie van de cel.
1. Golgi fase: het Golgi apparaat produceert acrosoom granules. Deze granules
bevatten hydrolytische enzymen, die tot 1 granule fuseren, die naast de kern komt te
liggen
2. Cap fase: de acrosoom granule wordt platter en bedekt een groter oppervlak van de
nucleus
