参观精虫工厂的运作.精虫是如何形成的?

精子形成过程中,在睪丸的时间约為60天,最后长成完整的精虫后,会从 Sertoli cell 释放到细精管腔中(Spermiation),随著细精管的蠕动,这些精虫会进到副睪中,并在此形成具有活动力和受精能力的精虫,此花费天数约為14天。
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2009-04-14 2019-08-01
作者 Ian

男性精子(Sperm)的生成,从青春期开始,由下视丘(Hypothalamus)分泌性腺释放激素(GnRH),去刺激脑下垂体前叶,促使脑下垂体前叶释放出 FSH 和 LH 两种性腺激素,经血液循环到达睪丸(Testis),作用于睪丸的细精管(Seminiferous tubules)及管间分泌细胞(Interstitial cells)。

管间分泌细胞含有 Leydig cell,其上有 LH 接受器,经 LH 刺激可生成睪固酮(Testosterone),可促使发展雄性第二性征(长鬍子、声音变粗)及生殖腺体的发育。

而细精管内,坐落著 Sertoli cell,上面有 FSH 接受器,由 FSH 刺激,主要去影响精子的整个成熟过程。Sertoli cell之间会紧密连结(Tight junction),形成一种血液-睪丸障蔽(Blood-testis barrier),可保护细精管内正在生长的精细胞免于血液中抗体和一些外来物的侵袭。

精子(Spermatozoon)的成熟过程,可分為三个时期:

  1. 精母细胞(Spermatogonium)的有丝分裂期
  2. 精原细胞(Spermatocyte)的减数分裂期
  3. 精细胞(Spermatid)的分化时期

精母细胞的有丝分裂期

位于细精管基底层含有精母细胞,分為三种,分别是Type A dark、Type A pale和Type B。在胎儿时期,睪丸中大约有1000到2000个双套染色体Type A dark,到了青春期,受到荷尔蒙和Sertoli cell的影响,Type A dark经有丝分裂可横向分裂成另一个Type A dark,也可往下分裂成两个Type A pale,每个Type A pale又可再分裂成两个Type A pale,一直分裂到Type B的形成。藉由此机制,可生成大量的精母细胞,源源不绝的提供精子生成的来源。(图1)

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精原细胞的减数分裂期

Type B 精母细胞经有丝分裂成初级精原细胞(Primary spermatocyte)后,随即进行 DNA 複製,之后进行第一次减数分裂,形成次级精原细胞(Secondary spermatocyte),再经第二次减数分裂,形成精细胞(Spermatid)。染色体总共複製一次分裂两次,所以精细胞染色体套数為精母细胞的一半。在複製和分裂中,染色体会互换,使得最终形成的精细胞染色体组成都完全不一样。(图2)

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精细胞的分化时期

精细胞生长成精虫(Spermatozoon)的过程,称為精子生成(Spermiogenesis),纯粹為一种细胞分化的过程。从圆圆的精细胞,裡面的顶体颗粒向核的一边靠拢,决定了头的部位,之后长出尾巴,粒腺体移至头部后端,形成精子颈部,最终分化成有头部、颈部和尾部的完整精虫。(图3)

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精子形成过程中,在睪丸的时间约為60天,最后长成完整的精虫后,会从 Sertoli cell 释放到细精管腔中(Spermiation),随著细精管的蠕动,这些精虫会进到副睪中,并在此形成具有活动力和受精能力的精虫,此花费天数约為14天。故整个精虫的产生大约需74天。

影响精虫形成的因素

精虫形成為一连续性的过程,且持续了74天,当中任何阶段受到影响,都会去减低精虫的品质和数量的产生。常见的因素如下:

  1. 营养不均衡(尤其是锌的缺乏)
  2. 感染
  3. 睪丸温度过高(泡温泉、穿过紧的裤子、长时间久坐)
  4. 荷尔蒙药物的使用
  5. 抽烟、喝酒
  6. 放射线
  7. 生活作息不正常、压力
  8. 接触有机毒物

精虫的形成很容易受到外在的影响,故一次的精液分析并不能完全代表整体的状况。若对于第一次的精液分析感到怀疑,不妨好好的根据可能影响的因素去做个调整,二个月后再做一次精液分析,说不定会有出乎意料的结果呢!

参考资料:

  • An Atlas of Human Gametes and Conceptuses, Lucinda L. Veeck
  • Histology-a text and atlas 4th edition, Ross, Kaye, Pawlina
  • 不孕症及生殖内分泌学 第二版

图片来源:

  • 标题图片:http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/wagnerart/
    coloredempage/seminiferous tubule.gif
  • 图1:http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Spermatocytogenesis.png
  • 图2:http://faculty.sunydutchess.edu/Scala/Bio102/PDF/Spermatogenesis.jpg"
  • 图3:Human Anatomy 4th edition by Marieb, Mallatt, Wilhelm Chapter 24

*医疗行為需与医师讨论进行,本篇文章仅反映当时治疗状况与建议

评论

赖兴华 医师
赖兴华 医师
  1. 参观了精虫工厂的运作,对精虫的製造是不是更清楚了?想不到神奇「小丸子」这么奥秘,為了要有好的精虫品质,如何避免干扰精虫製造的负面因子也很重要喔!
  2. 感谢 Ian 百忙中拨空分享,化繁為简与图文并茂的铺陈,相信您一定大有收穫,如果觉得获益良多,好文章别忘了分享更多好友,所有图片都很经典,看得出来很花心思。