男性孕育的種子-“精子”
精子是男性生殖細胞,并從希臘字(σπ?ρμα)衍生sperma(意為“種子”)。 所以人們把男人的精子比喻成種子,女人子宮是土壤,就像種子種在土壤里,九個月后會慢慢長大成為一個寶寶,來到這個世界。
精子最初是在1677年由安東尼.列文虎克(Antonie van Leeuwenhoek)用顯微鏡觀察到的,列文虎克是荷蘭的一位顯微鏡學家,也是微生物學的開拓者。1652年時,身為綢布店老板的安東尼想觀測綢布上的細微紋路,于是他利用業余的時間,開始不斷地打磨透鏡,人類第一臺顯微鏡降世啦。在一次安東尼和夫人親密之后,突然對自己的精子充滿了好奇,他在顯微鏡下觀察并描述到“它有細細長長的尾巴,長度約是身體的五六倍,他們在水中前向游動的樣子,類似于蛇或是在水中游泳的鰻魚。”因此,安東尼.列文虎克是第一個發現精子細胞的人。也正是通過這一次“難以啟齒”的觀察,將人們對男女繁衍的研究,從“宏觀”層面拉向了“微觀”層面。由于技術上的限制,對精子的研究一直處于停滯不前。直到300多年后,一項發表在《科學進步》上的論文,該團隊利用3D顯微鏡和數學技術記錄了精子游動的精確方式,精子的運動方式是螺旋式的,頭部、身體和尾巴保持在同一側擺動,就像螺絲釘旋轉,科學家認為這種運動方式是有利于精子和卵子的會合。
種子的輪回:精子的發生與成熟
精子是一種生殖細胞,被喻為“種子”的精子是怎么產生的呢?這涉及一個復雜的生物學發育過程即精子發生(Spermatogenesis)
睪丸是精子誕生的地方,他的主要功能是產生精子和分泌雄激素。睪丸內部有許多彎彎曲曲的生精小管。精子發生是單倍體精子從睪丸生精小管中生長發育的過程,此過程始于精原干細胞的有絲分裂。在男生出生時,精原干細胞在睪丸中都處于休眠狀態。到了青春期,精原干細胞通過有絲分裂產生兩種類型的細胞:一種是補充精原干細胞;一種是分化的初級精母細胞。初級精母細胞通過第一次減數分裂生成兩個次級精母細胞,而次級精母細胞經過第二次減數分裂生成兩個相等的單倍體精子細胞,由精子細胞進一步發育長出尾巴演變成精子。隨后只有頭部和尾部的精子進入附睪中,大概三個星期的時間,在附睪中發育稱為成熟精子,以上過程稱為精子發生。
當精子產生后,他們會暫時儲存在足足有6米長的附睪的螺旋線圈內,精子發射之前,都是在此儲存和成熟的,等到有需要的時刻準備蓄勢待發。當身體受到外界刺激并發出命令,附睪管的精子會從附睪內壁脫落進入輸精管。隨著興奮信號的不斷加強,會產生猶如火山即將噴發的緊張感。此時盆肌肌肉通過強烈收縮,并產生強勁的推進力,使精液通過尿道釋放排出。
睪丸是精子加工廠,據研究發現,成年人每天可生產上億個精子。精子都是從精原干細胞經過有絲分裂,以及精母細胞兩次減數分裂而產生。一個精原細胞經過多次有絲分裂后,最多可以產生256次精子。因此,加工廠越大,產生精子的數目越多,有科學家稱“大概每克睪丸組織可以產生1000萬精子”,那兩個加工廠每天能產生上億個精子。
一個精原細胞能夠發育成4個精細胞,這個過程大約需要64-72天時間的發育,之后精細胞經過化工廠的加工,大概10周左右成為成熟精子。因此,從精原細胞到一枚成熟的精子,需要3個月時間,這也是為什么男性備孕要提前三個月的原因。成熟之后的精子也不能亂跑,會統一儲存在附睪內養精蓄銳,蓄勢待發。
精子也有區別嗎?是沉著冷靜的,英俊瀟灑的,文質彬彬的,還是軟弱無能的?
正常成熟精子外形似蝌蚪狀,在顯微鏡下似游動的小蝌蚪。成熟精子全長約60μm,分為四部分:頭部、頸部、中段和尾巴。
“小蝌蚪”各部位功能
頭部長約4~5μm,寬約2.5~3.5μm,厚約1.0μm。正面觀呈卵圓形,側面觀呈梨形。頭部主要包括細胞核、頂體、骨架結構和少量的細胞質。頭部的主角是高度濃縮的細胞核,里面包含父方的遺傳信息。精子攜帶的遺傳信息與卵子攜帶的母源遺傳信息重新組合,最終形成新生命的完整信息庫。精子細胞核位于精子頭部的中央偏后,表面包有核膜,其內為高度濃縮的染色質。頂體為精子特有的細胞器,起源于高爾基復合體,頂體含有精子穿越卵子放射冠、透明帶和卵細胞膜的關鍵化學物質,對完成受精十分重要。也就是說,如果沒有這種酶或者頂體異常的話,精子無法穿透到卵子內和卵子完美結合。精子頭部存在細胞骨架成分,主要分布于頂體下間隙、頂體后間隙和頂體周間隙。精子頭部細胞骨架用于維持細胞外形結構,有較強的對抗化學刺激的能力,這一結構可以參與精子頭部形態維持以及受精過程中的頂體反應和穿透卵子的過程。
精子頸部是連接頭部和尾部的部分,含近、遠端中心粒。精子頸部非常短,約0.5μm,脆弱易斷。
中段里有很多線粒體為精子提供能量。
精子的尾部呈鞭毛狀,其內含有精致的軸絲和線粒體鞘,是精子最長的部分,長約55μm,直徑大于1μm。尾巴上有超過1千個蛋白質,為精子提供動能。中間的軸絲由細長的微管組成,不管扭的有多快,也不會斷,軸絲的擺動則推動著精子不停地向前奔跑。線粒體為精子活動提供源源不斷的能量。
男性每次射精量約兩毫升左右,每毫升1億個精子,兩毫升兩三億精子,精子之所以那么多是為了贏得精子戰爭,這是傳說中的人海戰術。但是又有一個疑問,這么多精子,難道都是活的、可用的嗎?其實大部分的精子都是廢柴。首先,將近一半都不會游泳,通常活動精子僅僅占50%~60%左右。其次,不是所有的精子都能長出正常的形態,有的精子就喜歡長出自己的個性,要么腦袋太多太大或者沒有腦袋,要么尾巴卷曲分叉或者沒有尾巴,好在畸形精子的含量不會超過10%,不過這并不會影響正常的精子功能。
精子和精液并不相同
人類的精子一般是在精液中,精液是由精子和精漿組成。正常的精液呈乳白色或淡黃色,一般精漿可以占到精液體積的百分之九十以上,而精子只是占百分之十左右。精漿由前列腺、精囊腺和尿道球腺分泌產生,其是一種有機物,含有蛋白質、果糖、前列腺素和一些酶類物質,起到滋養精子的作用。精子則是由睪丸生成的,是男性的生殖細胞-“種子”。
精子一生該何去何從?
男性的小蝌蚪-精子由睪丸中精曲小管產生,在附睪中成熟后蓄勢待發。成年人每天可生產上億個精子,其形成之后就會儲藏在附睪發育成熟,等到有需要的時候再啟動。而精子的釋放是一個神奇又復雜的生理過程,正常男性每天產生大約5億個精子,這些精子無時無刻不在等待著奔撲卵子而去。如果身體發出命令,成熟精子從附睪內壁脫落進入輸精管中,同一些堿性精漿一同沖出體外,大約3億個精子要進行一場生命競賽。
但是如果這些精子得不到釋放,那他們都去哪了呢?其實,精子的死法多種多樣,更為重要的是,絕大多數精子都注定會死亡,只有極其個別的幸運兒才能孕育生命。若男性長時間不排精,或者強硬的憋回去,很有可能導致精子量增多。附睪的空間是有限的,如果不夠存儲,這些壽終正寢的精子就會逐漸老化,被人體吞噬細胞消化和吸收,最終轉化成人體能重新利用的氨基酸等營養物質。隨著精子在附睪中停留時間越來越長,過剩的精子也可能在睡眠的過程中通過遺精的方式排出體外,這也是人體一種自我調控的方式。
來源: 試管嬰兒“守護者”