Spermium

Videoempfehlung: Hoden und Nebenhoden [17:29]

Die paarigen Hoden und Nebenhoden gehören zu den männlichen Geschlechtsorganen. In ihnen reifen die Samenzellen zu Spermien heran.

Der Begriff Spermium (Plural: Spermien), bezieht sich auf die männlichen Samenzellen oder Gameten. 

Die Spermien werden durch den Prozess der Spermatogenese gebildet, der in der Pubertät mit der Vermehrung von Vorläuferzellen, den Spermatogonien, beginnt. Dieser Prozess findet in den Hodenkanälchen (Tubuli seminiferi), eingebettet in den Sertoli-Zellen statt, die als Nähr- und Stützzellen dienen.

Die Spermatogonien sind zu Beginn diploid, d.h. sie enthalten jeweils 46 Chromosomen (23 Chromosomenpaare). Sie durchlaufen mehrere mitotische und meiostische Teilungen und bilden die sogenannten Spermatiden, die jeweils 23 Chromosomen haben. Die Spermatiden durchlaufen dann eine Reifungsphase, die als Spermiogenese bezeichnet wird und zur Bildung von haploiden Spermien führt. Die endgültige Reifung der Spermien erfolgt in den Nebenhoden, wo sie ihre Beweglichkeit erlangen. Im Durchschnitt dauert der gesamte Prozess der Spermatogenese etwa 70 Tage.

Die reife Samenzelle misst etwa 65 μm in der Länge und ist strukturell für eine schnelle und effiziente Beweglichkeit ausgelegt. Sie besteht aus drei Abschnitten: Kopf, Hals und Schwanz.

Der Kopf hat eine charakteristische, abgeflachte ovale Form und enthält einen großen, länglichen Kern mit spärlichem Zytoplasma. Dieser Kern enthält kondensiertes, dunkel gefärbtes Chromatin und Inseln aus verstreutem Chromatin, die als Kernvakuolen bezeichnet werden. Die vorderen zwei Drittel des Kerns sind von der Akrosomkappe bedeckt. Sie enthält hydrolytische Enzyme, die bei der Befruchtung eine wichtige Rolle spielen, um die Corona radiata und Zona pellucida der Eizelle zu durchdringen.

Der Hals ist ein kurzer Abschnitt von etwa 0,3 μm Länge. Er verbindet den Kopf mit dem Schwanz und enthält in der Regel eine große Menge an Zytoplasma. Er enthält die Überreste von Zentriolen, von denen eine das Axonem des Schwanzes bildet, das für den Antrieb des Spermiums wichtig ist.

Der Schwanz (Geißel) ist in drei Bereiche unterteilt: ein Mittelstück, Hauptstück und Endstück.

• Das Mittelstück ist ein langer Zylinder, der etwa so lang ist wie der Kopf (4-7 μm). Er besteht aus dem Axonem, einem axialen Bündel von Mikrotubuli, das von einem Zylinder aus neun längs angeordneten, dichten äußeren Mikrotubuli umschlossen wird. Diese Kernstruktur ist von einer dicht gepackten spiralförmigen Hülle aus länglichen Mitochondrien umgeben, die die für die Bewegung des Schwanzes erforderliche Energie liefern. Daher wird das Mittelstück manchmal als das "Kraftwerk" der Samenzelle bezeichnet. Unter der Plasmamembran dient eine dichte faserige Schicht, der sogenannte Annulus, als Barriere, die verhindert, dass die Mitochondrien in das Hauptstück gelangen.
• Das Hauptstück macht, wie der Name sagt, den größten Teil der Länge des Schwanzes aus. Es misst etwa 40 μm und ist in erster Linie für die Motilität verantwortlich. Es besteht aus einem zentralen Axonemkern, der von den Fasern umgeben ist, die vom Mittelstück ausgehen und den axonemalen Komplex bilden.
• Das Endstück bildet ein kurzes, sich verengendes Segment des Schwanzes von etwa 5-7 μm und enthält nur das Axonem.

Die Spermien bilden zusammen mit den Sekreten der akzessorischen Geschlechtsdrüsen das Sperma, das bei der Ejakulation (Samenerguss) ausgestoßen wird.