مواضيع المحاضرة: Spermatogenesis
background image

Lec:10                                                                    Dr.Sajida 

 

Spermatogenesis (sperms formation) 

The  seminiferous  tubules  contain  large  number  of  germ  cells  called 
spermatogonia,  located  in  2-3  layers.  In  the  1

st

  stage  of  spermatogenesis, 

type  A  spermatogonia  divided  4  times  (mitosis)  to  form  16  more 
differentiated cells called type B spermatogonia, at this stage spermatogonia 
migrate centrally among sertoli cells. 

For  a  period  of  24  days,  each  spermatogonium  that  crosses  the  barrier  into 
sertoli  cell  layer  becomes  by  mitosis  a  large  primary  spermatocyte.  At  the 
end  of  24  days,  each  primary  spermatocyte  divide  to  form  2  secondary 
spermatocytes, this division is called the 1

st

 meiotic division, in this process 

each  of  the  46  chromosomes  become  2  chromatids,  so  each  secondary 
spermatocyte have 23 chrom. 

Within  2-3  days  a  2

nd

  meiotic  division  occurs  in  which  the  2  chromatids  in 

each of the 23 chrom split apart forming 2 sets of 23 chrom, one set passing 
into one daughter spermatid. 

The  importance  of  these  meiotic  divisions  is  that  the  eventual  sperms  that 
fertilized the ovum provide  one half of the genetic material  to the fertilized 
ovum and the ovum will provide the other half. 

These stages from spermatogonia to spermatid are androgen dependent. 

During  the  next  few  weeks  after  meiosis  each  spermatid  is  nursed  and 
reshaped by its sertoli cells and changed into a sperm by  losing some  of its 
cytoplasm, formation of compact head and formation of a tail, maturation of 
spermatid  to  spermatozoa  depends  on  estrogen  (does  not  depend  on 
testosterone)  acting  on  sertoli  cells.  The  entire  period  of  spermatogenesis 
takes 74 days. 

 

 


background image

Acrosome reaction  

The  acrosome  enzyme  hyaluronidase  and  proteolytic  enzymes  released  to 
open a pathway for passage of sperm head through zona pellucida within 30 
minutes, so fertilization will occur. 

 

Why does only one sperm enter the oocyte? 

1-  Only  few  sperms  get  as  far  as  the  zona  pellucida  so  that  it  might  be 

10, 20 or 30 minutes before the 2

nd

 sperm arrives. 

2-  Within  few  minutes  after  the  1

st

  sperm  penetrate  the  zona  pellucida, 

Ca

++

  diffuse  through  the  oocyte  membrane  and  cause  release  of 

cortical granules that prevent binding of additional sperms. 

3-  The  oocyte  membrane  its  fusion  with  sperm  is  believed  to  be 

electrically depolarized. 

Hormonal factors that stimulate spermatogenesis: 

1.  LH  secreted  by  anterior  pituitary  stimulates  leydig  cells  to  secrete 

testosterone. 

2.  Testosterone  secreted  by  leydig  cells  is  essential  for  growth  and 

division of germinal cells in forming sperms. 

3.  FSH  also  secreted  by  anterior  pituitary  stimulates  secretion  of  sertoli 

cells  and  without  this  stimulation  spermatogenesis  will  not  occur,  in 
addition it promotes production of ABP. 

4.  Estrogen formed by sertoli cells essential for spermatogenesis, ABP is 

important for sperm maturation (capability of movement). 

5.  GH  promotes  early  division  of  spermatogonia  and  its  absence  results 

in deficient or absence spermatogenesis (in dwarf). 

6.  Prolactin it may potentiate the stimulatory effect of LH on lydig cells 

and of testosterone  on many  of its target cells (in hyperprolactinemia 
causes infertility).  

 

 


background image

 

Formation of sperms:- 

The sperms is composed of head and tail , the head composed of condensed 
nucleus with only a thin cytoplasmic cell membrane layer around its surface. 

On  the  outside  of  anterior  two  third  of  the  head  is  a  thick  cap  called 
acrosome,  This  contain  a  number  of  enzymes  including  Hyaluronidase 
which  has  a  powerful  proteolitic  enzymes  ,these  enzymes  play  important 
role it allowing the sperm to fertilize the ovum. 

The tail of the sperm called flagellum which responsible of movement. The 
tail provides motility for the sperm, normal sperm moves in a velocity of 1-4 
mm/min. 

Maturation

 

of sperm in epididymis: 

The  sperm  after  its  formation  in  the  seminiferous  tubules  pass  into  the 
epididymis,  they  remain  for  18-24  hours  and  become  capable  of  motility, 
although in the epididymal fluid there are inhibitory proteins which prevent 
sperm  motility  until  ejaculation,  after  ejaculation  the  sperm  become  motile 
and capable of fertilization of the ovum, this process called maturation, from 
sertoli  and  epididymis  there  is  a  fluid  ejaculated  with  the  sperms  contains 
estrogen  and  testosterone,  this  is  essential  for  maturation,  the  adult  testis 
form  about  120  million  sperms  per  day  sperms,  small  quantity  of  them 
stored in the epididymis, while large quantities stored in vas deferens.  

Function of prostate gland: 

The  prostate  gland  secrete  a  thin  milky  fluid  (30%  of  total  vol.)  contain 
citrate  ions,  calcium  ions,  phosphate  ions  and  clotting  enzyme  and 
fibrinolysin, prostatic fluid is alkaline and helps to neutralized the acidity of 
vaginal secretion and of the vas deferens. 

[Sperm don’t live in acidic medium (if it lived-according to the PH-) it will 
be not capable to fertilize the ovum] 

 


background image

Semen: 

The fluid that ejaculated at the time of orgasm contains sperms and secretion 
of seminal vesicle, prostate and cowpers gland. 

Normal  semen  volume  2.5-5  ml,  sperm  count  20,000,000  per  ml,  activity 
(motility) 50 %, progressive movement 60% . 

Subfertile means decrease in volume count …. Etc.. 

 

Capacitation of spermatozoa:- 

Several changes believe to occur that activate the sperm for final process of 
fertilization, these changes are:- 

1.  The uterine and fallobian tube fluids washaway the  inhibitory factors 

that suppress sperm motility 

2.  The  sperm  deposited  in  female  genital  tract  loses  much  cholesterol 

from  the  head,  so  the  membrane  at  the  head  of  the  sperm  becomes 
weak. 

3.  The membrane of sperm’s head become small permeable for Ca, and 

Ca  enter  the  sperm  giving  it  powerful  motion  ,  without  capacitation 
the sperm cannot fertilize the ovum 

 

Function of seminal vesicle:- 

The  secretion  of  seminal  vesicle  form  60%  of  total  volume,its  mucoid 
contain  fructose,citric  acid  and  other  nutrients,also  prostaglandin  and 
fibrenogin, prostaglandin are belived to aid fertilization by : 

1.  Reacting  with  cervical  mucous  making  it  more  receptive  to  sperm 

movement  

2.  Causing  reverse  peristatitic,contraction  of  uterus  and  fallobian  tubes 

to move the sperm toward ovaries 

 


background image

Neuroendocrine Regulation of the Testis:- 

In  hypothalamus  GnRH  secreted  in  pulses  one  pulse  every  3  hours,  if 
secreted  continuously  the  anterior  pituitary  not  responds  to  it,  anterior 
pituitary  secrete  FSH  AND  LH  (LH  follows  the  pulsatile  pattern  of  GnRH 
secretion while FSH increase or decrease according to demand. 

FSH has specific receptors on steroli cells, after binding to it: 

1.  They stimulate spermatogenesis. 
2.  Stimulate  sertoli  cells  secretion  estrogen  and  inhibin  which  have  –ve 

feedback on anterior pituitary LH effect on leydig cells stimulate it to 
secrete  testosterone  which  acts  locally  on  sertoli  cells  that  effect 
spermatogenesis  and  estrogen  secretions  also  effect  target  tissues 
outside the testis (sexual characteristics ). 

Testosterone  have  negative  feedback  on  anterior  pituitary  that  inhibit  FSH 
and  LH  secretion  which  causes  negative  feedback  on  hypothalamus  to 
decrease GnRH secretions  

The  mature  sperm  is  capable  of  movement  in  a  straight  line.  Its  activity  is 
increased  with  increasing  temperature,  also  increase  neutral  &  alkaline 
medium  &  decreased  in  acidic  medium.  Average  PH  of  semen  is  7.5,  the 
sperm remain in genital tract for 1-2 days. 

Effect of temperature on spermatogenesis:

 

Normal  temperature  to  spermatogenesis  is  32

C,  increasing  temperature  as 

hot  bath  of  48

o

C  for  30  minutes  reduces  sperm  count  to  90%,  sperms  can 

live in male genital tract for weeks at low temperature and can be preserved 
for years at -100 C (Bank for AID). 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Abduljabbar Al-Kazzaz
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 126 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل