參觀精蟲工廠的運作.精蟲是如何形成的?

精子形成過程中,在睪丸的時間約為60天,最後長成完整的精蟲後,會從 Sertoli cell 釋放到細精管腔中(Spermiation),隨著細精管的蠕動,這些精蟲會進到副睪中,並在此形成具有活動力和受精能力的精蟲,此花費天數約為14天。
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2009-04-14
作者 Ian

男性精子(Sperm)的生成,從青春期開始,由下視丘(Hypothalamus)分泌性腺釋放激素(GnRH),去刺激腦下垂體前葉,促使腦下垂體前葉釋放出 FSH 和 LH 兩種性腺激素,經血液循環到達睪丸(Testis),作用於睪丸的細精管(Seminiferous tubules)及管間分泌細胞(Interstitial cells)。

管間分泌細胞含有 Leydig cell,其上有 LH 接受器,經 LH 刺激可生成睪固酮(Testosterone),可促使發展雄性第二性徵(長鬍子、聲音變粗)及生殖腺體的發育。

而細精管內,坐落著 Sertoli cell,上面有 FSH 接受器,由 FSH 刺激,主要去影響精子的整個成熟過程。Sertoli cell之間會緊密連結(Tight junction),形成一種血液-睪丸障蔽(Blood-testis barrier),可保護細精管內正在生長的精細胞免於血液中抗體和一些外來物的侵襲。

精子(Spermatozoon)的成熟過程,可分為三個時期:

  1. 精母細胞(Spermatogonium)的有絲分裂期
  2. 精原細胞(Spermatocyte)的減數分裂期
  3. 精細胞(Spermatid)的分化時期

精母細胞的有絲分裂期

位於細精管基底層含有精母細胞,分為三種,分別是Type A dark、Type A pale和Type B。在胎兒時期,睪丸中大約有1000到2000個雙套染色體Type A dark,到了青春期,受到荷爾蒙和Sertoli cell的影響,Type A dark經有絲分裂可橫向分裂成另一個Type A dark,也可往下分裂成兩個Type A pale,每個Type A pale又可再分裂成兩個Type A pale,一直分裂到Type B的形成。藉由此機制,可生成大量的精母細胞,源源不絕的提供精子生成的來源。(圖1)

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精原細胞的減數分裂期

Type B 精母細胞經有絲分裂成初級精原細胞(Primary spermatocyte)後,隨即進行 DNA 複製,之後進行第一次減數分裂,形成次級精原細胞(Secondary spermatocyte),再經第二次減數分裂,形成精細胞(Spermatid)。染色體總共複製一次分裂兩次,所以精細胞染色體套數為精母細胞的一半。在複製和分裂中,染色體會互換,使得最終形成的精細胞染色體組成都完全不一樣。(圖2)

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精細胞的分化時期

精細胞生長成精蟲(Spermatozoon)的過程,稱為精子生成(Spermiogenesis),純粹為一種細胞分化的過程。從圓圓的精細胞,裡面的頂體顆粒向核的一邊靠攏,決定了頭的部位,之後長出尾巴,粒腺體移至頭部後端,形成精子頸部,最終分化成有頭部、頸部和尾部的完整精蟲。(圖3)

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精子形成過程中,在睪丸的時間約為60天,最後長成完整的精蟲後,會從 Sertoli cell 釋放到細精管腔中(Spermiation),隨著細精管的蠕動,這些精蟲會進到副睪中,並在此形成具有活動力和受精能力的精蟲,此花費天數約為14天。故整個精蟲的產生大約需74天。

影響精蟲形成的因素

精蟲形成為一連續性的過程,且持續了74天,當中任何階段受到影響,都會去減低精蟲的品質和數量的產生。常見的因素如下:

  1. 營養不均衡(尤其是鋅的缺乏)
  2. 感染
  3. 睪丸溫度過高(泡溫泉、穿過緊的褲子、長時間久坐)
  4. 荷爾蒙藥物的使用
  5. 抽煙、喝酒
  6. 放射線
  7. 生活作息不正常、壓力
  8. 接觸有機毒物

精蟲的形成很容易受到外在的影響,故一次的精液分析並不能完全代表整體的狀況。若對於第一次的精液分析感到懷疑,不妨好好的根據可能影響的因素去做個調整,二個月後再做一次精液分析,說不定會有出乎意料的結果呢!

參考資料:

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

圖片來源:

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

*醫療行為需與醫師討論進行,本篇文章僅反映當時治療狀況與建議

評論

賴興華 醫師
賴興華 醫師
  1. 參觀了精蟲工廠的運作,對精蟲的製造是不是更清楚了?想不到神奇「小丸子」這麼奧秘,為了要有好的精蟲品質,如何避免干擾精蟲製造的負面因子也很重要喔!
  2. 感謝 Ian 百忙中撥空分享,化繁為簡與圖文並茂的鋪陳,相信您一定大有收穫,如果覺得獲益良多,好文章別忘了分享更多好友,所有圖片都很經典,看得出來很花心思。