精子的发生历程
睾丸切片、染色后显微镜下观察到的生精小管截面图
1、精原细胞的有丝分裂增殖和分化形成精母细胞
青春期的睾丸,处于分裂间期的生精细胞细胞被启动进入周而复始的有丝分裂进程,这些细胞被称为精原干细胞,也是男性生殖的源动力。他们在增殖过程中形成了两种精原细胞:一种是与精原干细胞完全相同的细胞;另一种是走向分化的精原细胞,已经进入形成精子之路,这些细胞的分化不可逆转,他们经过增殖和分化形成初级精母细胞。
2、精母细胞减数分裂形成圆形精子细胞
初级精母细胞继续分裂。进行的是减数分裂,也就是第一次分裂为2个次级精母细胞,其存在时间很短暂,紧接着进入减数第二次分裂,共形成4个单倍体的圆形精子细胞。
精原细胞经历减数分裂形成精子
3、圆形精子细胞变态形成成熟的精子
此时的精子细胞还不具有使卵母细胞的受精能力。圆形精子细胞需要经过复杂的变态过程才能分化成为成熟的精子。在上述的细胞分裂的同时,精子细胞已经逐渐移动接近生精小管管腔,在形态学上发生了复杂的变化,形成有头、有尾的精子并进入管腔内。至此,精子在睾丸中的发育过程就基本大功告成了。
从圆形精子细胞到成熟精子
在精子形成过程中,位于生精小管上皮的支持细胞起了重要的支持、保护和供给营养的作用,形成血睾屏障,为生精细胞的发育提供相对封闭的环境。支持细胞还能分泌一种与雄激素特异性结合的球蛋白,因而使得生精小管内的雄激素水平大大高于血中的浓度,生精细胞在这种适宜的环境下得以形成精子。
生精小管从基底到管腔的各级生精细胞示意图
精子随后沿生精小管进入到附睾中,在附睾头停留大约2周,才能发育为最终具有运动和受精能力的成熟精子。所以从一个精原细胞发育为成熟精子约需80天的时间。精子的发生过程很漫长,许多分化步骤常常由于各种因素干扰而发生改变,造成精子发生过程中的遗传损伤和结构异常。在减数分裂过程中,尽管具有一系列复杂的保护措施,包括DNA配对、DNA修复等,但时常还会发生异位和非整倍体。此外,由于大量的形态学改变均可能使生精细胞阻滞在精子形成阶段而导致男性不育。生精细胞分裂过程出现的错误,待与卵子结合且妊娠后,子代可能会出现一些先天性异常。
精子哥哥的使命-受精
从精原细胞到成熟的精子,即一个生精周期需要大约64天时间,加上精子在附睾内停留周期平均2周左右,即80天左右,这也是男性备孕需提前3-6个月的科学依据。卵子妹妹的减数分裂是不连续的,且长期停滞于减数第一次分裂的前期,随着女性年龄的增长,停滞的时间越长,发生错误的概率越大。因此,从医学角度上推荐女性最佳生育年龄为24-29岁。而对于精子哥哥来说,随着年纪增长,精原干细胞有丝分裂进行越多,发生错配的比率也随之增加,推荐男性的最佳生育年龄为27-35岁。
著名作家米兰昆德拉说过“人来到世上只有一半,在世上寻寻觅觅的是他的另一半,他的名字叫爱情。”来自父亲的精子和母亲的卵子经历了艰难而甜蜜的相遇、相识、相互融合形成了爱情的结晶---受精卵。一个成年男子,每天可以产生一亿个精子,一生能产生2兆(万亿)个精子。他们当中绝大部分只能孤独终老,可以想象,最终那个修得正果的精子哥哥,是以经历怎样的涅槃重生,又以何种速度冲刺,排除千万情敌,最终让他风华绝代的卵子妹妹受精。
注:本文原创于北京大学深圳医院刘霏,版权归原作者所有。图片来源于网络,版权归原作者所有。
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