精子的功能是什么?–定义和结构

2020-07-01 · 125人阅读 来源:医生专家团

精子,复数形式精子精子细胞是男性在射精时随精液或精液排出的生殖细胞。在人类中,精子决定了婴儿的性别,这意味着它们可以携带X或Y染色体。
精子的功能是使卵细胞受精在受精过程中,产生一种叫做合子在怀孕的9个月内从胚胎发育到胎儿。人类精子细胞是单倍体,这意味着它们含有23条染色体。

定义与功能
精子、精子或精子细胞是男性的性细胞。它们的功能是与雌性性细胞结合,创造一个全新的有机体。精子在射精时随精液排出。
精子在睾丸中产生,而卵母细胞或卵细胞则在妇女的卵巢中产生。当一个卵子和精子结合在一起时,它们产生一个受精卵,受精卵将发育成胚胎(一个未出生的发育中的有机体),然后发育成胎儿。
通过这篇文章了解这些术语之间的区别:人类受精卵、胚胎和胎儿的差异.

在人类中,精子是决定新生物的性别. 这意味着精子可以携带Y染色体或X染色体,而卵子细胞总是包含X染色体。
人类精子细胞通常是单倍体的,即含有23条染色体。当精子到达并与卵母细胞相连时,卵母细胞也含有23条染色体,它们形成一个由46个细胞组成的二倍体细胞。
精子细胞适应
精子通过以下解剖变化,在结构上具有特殊功能:

  • 鞭毛的存在:当精子游向卵子的过程中,它推动精子前进。
  • 细胞器丧失:随着我们物种的进化,精子已经失去了许多细胞器,因为它们不再是其功能所必需的。细胞质细胞器,如高尔基体、内质网或核糖体存在,但不活跃。
  • 蝌蚪形状:它允许它们在圆圆的脑袋里携带遗传信息。也正因为如此,它们携带了一种酶,使它们能够穿透未受精的卵细胞。
  • 线粒体提供的能量:为了能够向卵子前进,精子的中间部分含有大量的线粒体,这些线粒体产生精子的燃料三磷酸腺苷(ATP)。

Structure and parts of a sperm cell

精子细胞的结构和部分
根据专家的说法,实际上精子的功能与其他适应其功能的细胞相比是非常狭窄的。例如,它们缺乏核糖体,因为它们实际上不需要携带DNA到卵细胞。
精子是由什么组成的?
在射精之前,精子通过射精管,与来自精囊、膀胱尿道腺和前列腺的液体混合。事实上,排出的精液中有65-75%含有来自精囊的液体,包括:

  • 氨基酸
  • 蛋白质
  • 维生素C
  • 柠檬酸盐
  • 黄素
  • 果糖
  • 前列腺素
  • 磷酰胆碱

同时,支持细胞向生精小管分泌一种液体,帮助精子运输到生殖管。简言之,精液通常是半透明的,带有白色或灰色,有时是淡黄色。
精液中的血液被称为血精可能会导致红色或粉红色。如果发生这种情况,可能表明您的医生应该对您的医疗问题进行评估。

简单地说,精液是由蛋白质、果糖、水和其他成分如维生素、矿物质等组成的。因此,脱水、营养缺乏或维生素缺乏如不治疗,可导致男性不育。
人类精子细胞的结构
科学家安东尼范列文虎克是1677年第一个详细描述精子细胞结构的人。尽管精子的某些部分在所有哺乳动物物种中或多或少都很常见——头和长尾,但物种之间还是有一些小差异,尤其是头部的形态。
精子是人类唯一含有鞭毛的细胞。它们是由三个基本部分:头部、中间部分和尾部。
头部
头部为椭圆形结构,尺寸为5至8µm。由两部分组成:
顶体 该细胞器大小约占精子头部总面积的40%~70%,位于精子细胞的一端。它含有蛋白水解酶,有助于破坏卵细胞外层,从而使精子很容易进入。 核心 它包含了精子细胞的全部23条染色体,也就是说,拥有新生物体的一半遗传信息。这是精子细胞进入卵细胞的唯一部分。因此,它是精子的关键部分,因为它与卵细胞核结合形成一个46染色体细胞 合子.

Structure of the sperm head

精子头部结构
颈部和中间部分
颈部和中间部分,顾名思义,是头部和尾部之间可以找到的部分。它们的功能是连接精子细胞的两端。
正如下图所示,颈部包含数百万螺旋排列线粒体. 它们的功能是为精子提供鞭毛所需的全部能量,使其在雌性生殖道中游动。

Mitochondria in middle piece of sperm

精子中段线粒体
尾巴
尾巴,也称为鞭毛,是一个主要功能是允许的长结构精子活力以蛇一样的滑动动作。
尾巴的长度约为50µm,允许游泳速度约为每分钟3毫米。
精子尾部的缺陷或改变会导致男性生育问题弱精子症最常见的一个。

Diagram of sperm cell tail

精子尾图
人类精子的寿命是多少?
射精后,大多数精子在女性生殖道外的几分钟内死亡。如果精子进入女性生殖系统(子宫颈和子宫),它们可以存活1-2天有的长达5天。
尽管有些精子能够存活5天,但几乎所有的怀孕都可以归因于1-2天前发生的性交排卵,因为精子存活少于5天的百分比更高。

另一方面,当精子在严格的实验室条件下处理和储存在营养丰富的培养基中时,它们可以存活7天。如果在家中收集到无菌容器中,它们的受精能力将在60分钟内急剧下降。
因此,总而言之,人类精子的寿命是24-48小时,但这取决于环境,也就是说,精子保存的条件。如果暴露在空气中或沉积在衣服上,它们会迅速干燥,并在射精后几分钟内死亡。
精细胞疾病和缺陷
精子细胞疾病或缺陷比人们想象的要普遍。它们存在于精子细胞的结构中,可导致男性不育,从而阻止受精。
畸胎精子是影响精子形态也就是说,精子细胞的形状改变了(例如,有两个头部的精子细胞)。可以在头部、颈部、尾部或多个部位同时发现缺陷。
精子细胞利用鞭毛向输卵管移动;如果它们受损或不工作,它将永远不会与卵子相遇,随后也不会发生受精。当男性生育问题是由精子活动性改变引起时,患者被诊断为弱精子症通过精子分析(SA)。当一个男人有与精子活动有关的问题时,维生素补充剂通常被推荐作为家庭治疗。
与精子解剖有关的精子疾病可以转化为一个男人不育的在最严重的情况下。它们可能是由精子发生(精子产生),或在精子成熟过程和途径中获得的改变,直到精子射出。
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2003-2005年在美国著名的常青藤学府宾夕法利亚大学医学院(The MedicalSchool of the University of Pennsylvnia)进行博士后工作,主要从事蛋白质结构与功能的研究。并在著名杂志JBC ,Blood 和J ThrombHaemost上发表论著和摘要(SCI影响因子5~10分)。
2005年底回国,现在华中科技大学同济医学院附属同济医院妇产科工作。
现任同济生殖中心副主任,
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中华医学会生殖医学第三届委员会青年委员。
作为研究骨干参与科技部973项目,负责国家自然科学基金面上项目、湖北省自然科学基金、湖北省卫计委重点项目、以及华中科技大学回国人员启动基金和教育部回国人员启动基金等项目。发表SCI论文多篇。
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从事生殖医学及妇产科临床工作20余年,在内分泌、遗传和体外受精—胚胎移植、选择性胚胎减胎术等方面技术精湛, 拥有丰富的生殖临床经验。 组织并参与山西省首例ICSI/首例FET试管婴儿的治疗。 曾创建湖北省妇幼保健院生殖中心、山西煤炭医院生殖中心并担任总负责人、临床负责人,先后在美国加州斯坦福大学生殖中心、英国皇家Guy's and St Thomas'生殖中心等国家重点医学科研单位 进修学习。发表国家级论文20余篇,攻克多项国家技术课题。
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