Spermă, numită și spermatozoizi, spermatozoizi plural, celulă reproductivă masculină, produsă de majoritatea animalelor. Cu excepția viermilor nematode, decapodele (de exemplu, racii), diplopodele (de exemplu, milipedele) și acarienii, spermatozoizii sunt flagelați; adică au o coadă asemănătoare cu biciul. La vertebratele superioare, în special la mamifere, spermatozoizii sunt produși în testicule. Sperma se unește cu (fertilizează) un ovul (ou) al femelei pentru a produce o nouă descendență. Sperma matură are două părți distincte, capul și coada.
P & R Photos – age fotostock
Capul spermei variază ca formă pentru fiecare specie de animal. La om este turtit și în formă de migdale, lung de patru până la cinci micrometri și lățime de doi până la trei micrometri (există aproximativ 25.000 micrometri într-un inch). Porțiunea capului este în principal un nucleu celular; constă din substanțe genetice, numite cromozomi, care sunt responsabile pentru transmiterea caracteristicilor specifice ale unui individ, cum ar fi culoarea ochilor, a părului și a pielii. În fiecare celulă corporală a oamenilor sănătoși, există 46 de cromozomi, care sunt responsabili de structura fizică generală a individului. Celulele spermatozoizilor au doar 23 de cromozomi, adică jumătate din numărul obișnuit. Atunci când o celulă de spermă se unește cu ovulul, care are și 23 de cromozomi, cei 46 de cromozomi rezultați determină caracteristicile descendenților. Spermatozoizii poartă și cromozomul X sau Y care determină sexul viitorului copil.
www.pdimages.com
Acoperirea capului spermei este un capac cunoscut sub numele de acrosom, care conține enzime care ajută sperma să pătrundă într-un ovul. Un singur spermă fertilizează fiecare ovul, chiar dacă 300.000.000 până la 400.000.000 de spermatozoizi sunt conținuți într-o ejaculare medie. Fiecare ovul și spermă produsă au informații genetice ușor diferite transportate în cromozomi; acest lucru explică diferențele și asemănările dintre copiii aceluiași părinți.
O mică porțiune mijlocie a spermei conține mitocondriile. Coada spermei, uneori numită flagel, este un pachet de filamente subțire, par, care se conectează la cap și la porțiunea de mijloc. Coada are aproximativ 50 micrometri lungime; grosimea sa de un micrometru în apropierea mitocondriilor scade treptat la mai puțin de jumătate de micrometru la capătul cozii. Coada oferă mișcarea celulelor spermatozoide. Batește și se ondulează astfel încât celula să poată călători la ou. După depunerea spermei în tractul reproductiv feminin, activarea mișcării cozii este suprimată până când sperma este transportată la o distanță relativ mică de ou. Acest lucru oferă spermei o șansă crescută de a ajunge la ovul înainte de a-și epuiza sursele de energie.
Activarea mișcărilor cozii face parte din procesul de condensare, în care spermatozoizii suferă o serie de modificări celulare care îi permit participarea la fertilizare. O schimbare fundamentală care apare în timpul condensării este alcalinizarea citoplasmei spermei, în care nivelurile de pH intracelulare cresc, în special în flagel. Acest proces, care este condus de mișcarea rapidă a protonilor în afara celulei prin canalele ionice de pe flagel, stă la baza activării cozii. Canalele de protoni de pe flagelii spermatozoizilor sunt pregătiți pentru deschiderea prin prezența în tractul reproductiv feminin a unei substanțe cunoscute sub numele de anandamidă, despre care se crede că apare în concentrații mari în apropierea ovulului. La atingerea unui ou, enzimele conținute în acrosomul spermei sunt activate, permițând spermei să traverseze stratul gros care înconjoară ovulul (zona pellucida); acest proces este cunoscut sub numele de reacție acrosomică. Membrana celulei spermatozoizilor fuzionează apoi cu cea a ovulului, iar nucleul spermatozoizilor este transportat în ovul.
Sperma depusă în tractul reproductiv al femelei care nu ating ovulul mor. Spermatozoizii pot trăi în corpul uman două sau trei zile după împerechere. Spermatozoizii pot fi, de asemenea, depozitați în stare înghețată luni sau ani și își păstrează în continuare capacitatea de a fertiliza ouăle atunci când sunt dezghețate.
Natura răspândită a reproducerii sexuale la animale a ridicat întrebări interesante cu privire la originile evolutive ale spermei. Aproape toate animalele vii, de la viermi la insecte și la oameni, posedă o genă cunoscută sub numele de Boule (BOULE), care funcționează exclusiv în producția de spermă. Prezența acestei gene în anemonele marine – forme de viață foarte primitive – sugerează că abilitatea de a produce spermă a evoluat o singură dată, cu aproximativ 600 de milioane de ani în urmă. Deși funcția genei este extrem de conservată în rândul animalelor, aceasta a divergent pentru a da naștere unei forme distincte pentru fiecare specie.
Conform studiilor efectuate la șoareci, etapele finale ale maturării spermei par a fi reglementate de o genă cunoscută sub numele de Katnal1, care este exprimată de celulele Sertoli care susțin și hrănesc spermatozoizii imaturi în pereții tubulilor seminiferi (locul spermatogenezei). Se suspectează că disfuncția Katnal1 stă la baza unor cazuri de infertilitate masculină și, prin urmare, gena reprezintă o țintă potențială pentru dezvoltarea medicamentelor pentru infertilitate masculină, precum și noi forme de contracepție masculină.