Spermie, také nazývaná spermatozoon, množné spermie, mužská reprodukční buňka, produkovaná většinou zvířat. S výjimkou červů hlístic, dekapodů (např. Raků), diplopodů (např. Mnohonožek) a roztočů jsou spermie označeny bičíky; to znamená, že mají bičíkatý ocas. U vyšších obratlovců, zejména savců, se spermie produkují ve varlatech. Spermie se spojí s (oplodní) vajíčko (vajíčko) samice a vytvoří nového potomka. Zralé spermie mají dvě rozlišitelné části, hlavu a ocas.
P & R Fotky – věkové fotostocky
Hlava spermií se u každého druhu zvířete liší. U lidí je zploštělý a mandlového tvaru, čtyři až pět mikrometrů dlouhý a dva až tři mikrometry široký (v palci je asi 25 000 mikrometrů). Hlavová část je hlavně buněčné jádro; skládá se z genetických látek nazývaných chromozomy, které jsou odpovědné za přenos specifických vlastností jedince, jako je barva očí, vlasů a kůže. V každé tělesné buňce zdravých lidí je 46 chromozomů, které jsou zodpovědné za celkový fyzický vzhled jedince. Spermatické buňky mají pouze 23 chromozomů nebo polovinu obvyklého počtu. Když se spermie spojí s vajíčkem, které má také 23 chromozomů, výsledných 46 chromozomů určuje vlastnosti potomka. Spermatické buňky také nesou chromozom X nebo Y, který určuje pohlaví budoucího dítěte.
www.pdimages.com
K zakrytí hlavy spermií slouží čepice známá jako akrozom, která obsahuje enzymy, které pomáhají spermiím vstoupit do vajíčka. Každé vajíčko oplodňuje pouze jedna sperma, i když průměrná ejakulace obsahuje 300 000 000 až 400 000 000 spermií. Každé vyrobené vajíčko a spermie má mírně odlišnou genetickou informaci přenášenou v chromozomech; to vysvětluje rozdíly a podobnosti mezi dětmi stejných rodičů.
Malá střední část spermií obsahuje mitochondrie. Ocas spermií, někdy nazývaný bičík, je štíhlý vlasový svazek vláken, který se připojuje k hlavě a střední části. Ocas je dlouhý asi 50 mikrometrů; jeho tloušťka jednoho mikrometru poblíž mitochondrií se postupně zmenšuje na méně než polovinu mikrometru na konci ocasu. Ocas dává pohyb spermií. Bičuje a vlní se, aby buňka mohla cestovat do vajíčka. Po usazování spermií v ženském reprodukčním traktu je potlačena aktivace pohybu ocasu, dokud sperma není přenesena do relativně krátké vzdálenosti od vajíčka. To dává spermatu větší šanci dosáhnout vajíčka, než vyčerpá své zásoby energie.
Aktivace ocasních pohybů je součástí procesu kapacitace, při kterém sperma prochází řadou buněčných změn, které umožňují její účast na oplodnění. Zásadní změnou, ke které dochází během kapacitace, je alkalizace cytoplazmy spermií, při které se zvyšuje intracelulární hodnota pH, zejména v bičíku. Tento proces, který je řízen rychlým pohybem protonů z buňky přes iontové kanály na bičíku, je základem aktivace ocasu. Protonové kanály na bičíku spermií jsou připraveny k otevření přítomností látky známé jako anandamid v ženském reprodukčním traktu, o které se předpokládá, že se vyskytuje ve vysokých koncentracích v blízkosti vajíčka. Po dosažení vajíčka se aktivují enzymy obsažené v akrozomu spermií, což umožňuje spermatu procházet silnou srstí obklopující vajíčko (zona pellucida); tento proces je znám jako akrosomová reakce. Membrána buňky spermií se poté spojí s membránou vajíčka a jádro spermií se dopraví do vajíčka.
Spermie uložené v reprodukčním traktu ženy, které nedosahují vajíčka, zemřou. Spermie mohou žít v lidském těle dva nebo tři dny po páření. Spermie mohou být také skladovány ve zmrazeném stavu po měsíce nebo roky a stále si zachovají schopnost oplodnit vajíčka, když se rozmrazí.
Rozsáhlá povaha sexuální reprodukce u zvířat vyvolala zajímavé otázky týkající se evolučního původu spermií. Téměř všechna živá zvířata, od červů přes hmyz až po člověka, mají gen známý jako Boule (BOULE), který funguje pouze při produkci spermií. Přítomnost tohoto genu v mořských sasankách – velmi primitivních formách života – naznačuje, že schopnost produkovat spermie se vyvinula pouze jednou, zhruba před 600 miliony let. Přestože je funkce genu mezi zvířaty vysoce zachována, rozcházela se a vedla ke vzniku odlišné formy pro každý druh.
Podle studií provedených na myších se zdá, že konečné fáze zrání spermií jsou regulovány gen známý jako Katnal1, který je exprimován Sertoliho buňkami, které podporují a vyživují nezralé spermie ve stěnách semenných tubulů (místo spermatogeneze). Předpokládá se, že dysfunkce Katnal1 je základem některých případů mužské neplodnosti, a tento gen tak představuje potenciální cíl pro vývoj léků na mužskou neplodnost i nových forem mužské antikoncepce.