Sperma, även kallad spermatozoon, plural spermatozoa, manlig reproduktiv cell, producerad av de flesta djur. Med undantag för nematodmaskar, decapoder (t.ex. kräftor), diplopoder (t.ex. tusenfotar) och kvalster flaggas spermier; de har en piskliknande svans. Hos högre ryggradsdjur, särskilt däggdjur, produceras spermier i testiklarna. Spermierna förenas med (befruktar) ett ägg (ägg) av kvinnan för att producera en ny avkomma. Mogna spermier har två urskiljbara delar, ett huvud och en svans.
P & R Foton – ålder fotostock
Spermhuvudet varierar i form för varje djurart. Hos människor är den platt och mandelformad, fyra till fem mikrometer lång och två till tre mikrometer bred (det finns cirka 25 000 mikrometer på en tum). Huvuddelen är huvudsakligen en cellkärna; den består av genetiska ämnen, så kallade kromosomer, som är ansvariga för att överföra en individs specifika egenskaper, såsom färgen på ögon, hår och hud. I varje kroppscell hos friska människor finns det 46 kromosomer som är ansvariga för individens allmänna fysiska smink. Spermierna har endast 23 kromosomer, eller hälften av det vanliga antalet. När en spermacell förenas med ägget, som också har 23 kromosomer, bestämmer de resulterande 46 kromosomerna avkommans egenskaper. Spermierna bär också X- eller Y-kromosomen som bestämmer det framtida barns kön.
www.pdimages.com
Täckning av spermierna är en keps som kallas akrosomen, som innehåller enzymer som hjälper spermier att komma in i ett ägg. Endast en spermie befruktar varje ägg, även om 300 000 000 till 400 000 000 spermier finns i en genomsnittlig utlösning. Varje ägg och sperma som produceras har något annorlunda genetisk information som bärs i kromosomerna; detta redogör för skillnaderna och likheterna mellan barn av samma föräldrar.
En liten mittdel av spermierna innehåller mitokondrier. Spermens svans, ibland kallad flagellum, är en smal, hårig bunt av filament som ansluter till huvudet och mittdelen. Svansen är ungefär 50 mikrometer lång; dess tjocklek på en mikrometer nära mitokondrierna minskar gradvis till mindre än en halv mikrometer i slutet av svansen. Svansen ger spermierna rörelse. Den piskar och kuperar så att cellen kan färdas till ägget. Efter spermiedeposition i den kvinnliga reproduktionskanalen undertrycks aktivering av svansrörelse tills spermierna bärs inom ett relativt kort avstånd från ägget. Detta ger spermierna en ökad chans att nå ägget innan de förbrukar energiförsörjningen.
Aktivering av svansrörelser är en del av kapacitationsprocessen, där spermierna genomgår en serie cellulära förändringar som möjliggör dess deltagande i befruktning. En grundläggande förändring som inträffar under kapacitering är alkalisering av spermiecytoplasma, där de intracellulära pH-nivåerna ökar, särskilt i flagellum. Denna process, som drivs av den snabba rörelsen av protoner ut ur cellen genom jonkanaler på flagellum, ligger bakom svansaktivering. Protonkanaler på spermierflageller grundas för öppning genom närvaron i den kvinnliga reproduktionskanalen av ett ämne som kallas anandamid, vilket antas förekomma i höga koncentrationer nära ägget. När de når ett ägg aktiveras enzymer som finns i spermieakroomen, vilket gör att spermierna kan passera den tjocka pälsen som omger ägget (zona pellucida); denna process är känd som akrosomreaktionen. Spermiecellens membran smälter sedan samman med äggets och spermiekärnan transporteras in i ägget.
Sperma som deponeras i kvinnans reproduktionskanal som inte når äggdörren. Spermaceller kan leva i människokroppen i två eller tre dagar efter parning. Sperma kan också lagras i fryst tillstånd i flera månader eller år och fortfarande behålla sin förmåga att befrukta ägg när de tinas.
Den utbredda karaktären av sexuell reproduktion hos djur har väckt intressanta frågor om spermiernas evolutionära ursprung. Nästan alla levande djur, från maskar till insekter till människor, har en gen som kallas Boule (BOULE), som enbart fungerar i spermieproduktion. Närvaron av denna gen i havsanemoner – mycket primitiva livsformer – antyder att förmågan att producera spermier endast utvecklades en gång, för ungefär 600 miljoner år sedan. Även om genens funktion är mycket konserverad bland djur, har den avvikit för att ge upphov till en distinkt form för varje art.
Enligt studier utförda på möss verkar de sista stadierna av spermamognad regleras av en gen känd som Katnal1, vilket uttrycks av Sertoli-cellerna som stöder och ger näring till omogna spermier inom väggarna i de seminifera tubulerna (platsen för spermatogenes). Dysfunktion hos Katnal1 misstänks ligga till grund för vissa fall av manlig infertilitet, och därmed representerar genen ett potentiellt mål för utveckling av manliga infertilitetsläkemedel samt nya former av manlig preventivmedel.