ساختار اسپرم انسان

آناتومی دستگاه تولید مثلی مردان

در موجودات عالی مانند انسان برای تولید فردی جدید دو سلول جنسی یا گامت با هم ترکیب می­شوند. بنابراین وظیفه­ی دستگاه تولید مثل، تولید گامت و فراهم سازی امکان لقاح و تشکیل سلول تخم و همچنین آماده سازی محیطی مناسب برای رشد و تکامل جنین می­باشد.

بر همین اساس در این موجودات دستگاه تولید مثل به دو بخش اصلی تقسیم می­شود : بخش اول شامل اندام­های اولیه جنسی یا گنادها بوده که وظیفه­ آن­ها تولید گامت و تولید هورمون­های جنسی در هر دو جنس می­باشد و بخش دوم اندام­های ضمیمه، مجموعه­ای از مجاری، غدد و دستگاه تناسلی خارجی است. دستگاه تناسلی مردان در ناحیه لگن قرار دارد و شامل یک جفت بیضه، مجاری جانبی، غدد و دستگاه تناسلی خارجی (آلت تناسلی، کیسه بیضه و بیضه) است. وظایف کلی دستگاه ادراری تناسلی مردان به شرح زیر است:

1. تولید اسپرم و مایع منی و انتقال آن
2. تخلیه اسپرم به درون دستگاه تناسلی زن
3. تولید و ترشح هورمون جنسی مردانه

تمایزگنادها

مجاری ولفین (Wolffian) و مولرین (Mullerian) بخش­های اولیه مجرایی هستند که به طور موقت در تمام جنین­ها در طول دوره رشد جنینی که هنوز جنسیت مشخص نشده است (تا 8 هفتگی) به طور همزمان وجود دارند. پس از آن، معمولا یک نوع از سیستم مجاری باقی می­ماند و مجاری و غدد خاصی را ایجاد می­کند.

در حالی که دیگری در ماه سوم جنینی از بین می­رود یا به صورت اجزای غیرکاربردی باقی می­ماند. آزمایشات کلاسیک آلفرد جوست (Alfred Jost) کنترل تمایز جنسی پستانداران توسط هورمون­ها را تصدیق کرد. مطابق این آزمایش­ها برخلاف تمایل ذاتی جنین به سمت تمایز به جنسیت زن مشخص شد؛ نقش عوامل القا کننده جنسیت مرد در تمایز جنسی بسیار تعیین کننده است. این اصل نه تنها برای مجاری داخلی بلکه برای گناد، دستگاه تناسلی خارجی حتی مغز صدق می­کند.

دستگاه تناسلی داخلی تمایل ذاتی برای تمایز به جنسیت زن دارد. فاکتوری که تعیین می­کند گناد تمایز نیافته به بیضه تبدیل شود یا نه، فاکتور تعیین کننده بیضه (TDF) نام دارد. این فاکتور محصول ژنی منفرد است که بر روی کروموزوم Y قرار دارد. ژن فاکتور تعیین کننده بیضه در ناحیه­ای از کروموزوم Y قرار دارد که SRY (ناحیه تعیین جنسیت بر روی کروموزوم Y) خوانده می­شود. محصول پروتئین ژن SRY دارای یک دومین اتصال به DNA است که با فعال نمودن رونویسی ژن­ها باعث تغییر مسیر تکامل سلول­های سوماتیک گنادی شده و به این ترتیب سلول­های سوماتیک به جای آن که به سلول­های فولیکولی تبدیل شوند، به سلول­های سرتولی تبدیل می­شوند.

چند مورد فنوتیپ نادر از مردان غیر بارور گزارش شده­اند که دارای کاریوتیپ 46XX بوده و در این موارد تمایز مذکر به علت ترانس لوکاسیون قطعه­ای از کروموزوم Y که حاوی ناحیهSRY است به یک کروموزوم X یا کروموزوم اتوزوم بوده است.

نمو طبیعی بیضه نه تنها مستلزم وجود ژن SRY است، بلکه تعامل این ژن با ژن­های اتوزوم نیز ضروری است. ژن­های مشابه SRY ژن­های SOX خوانده می­شوند. بیانSRY مقدم به بیانSOX است، در واقع؛SRY با کمک فاکتور استروئیدوژنیک- 1 (SF1) و FGF9 (عضوی از خانواده فاکتورهای رشد فیبروبلاستی) باعث تنظیم افزایشی ژن SOX می­شود. به این ترتیب SRY در کنار سایر پروتئین­های همکار، ژن­های اختصاصی جنس مذکر را که برای تکامل بیضه ضروری هستند، تحت تاثیر قرار می­دهند. مطالعات روی موش­ها نشان داده است که نه تنها SOX9 برای تمایز بیضه­ها ضروری است،

بلکه فعال شدن SOX9 توسط SRY ممکن است تمام آن چیزی باشد که برای فعال شدن سایر ژن­های مهم دخیل در تکامل بیضه (از جمله ژن Fgf9) و نیز سرکوب ژن­های القا کننده تکامل تخمدان (مانند Wnt4، Rspol،Dax1 و FoxL2 لازم است. هم تمایز بیضه و هم تخمدان به ژن­های فعالی نیاز دارد که هر دو غالب باشند، ژن SRYاز طریق تنظیم افزایشی SOX9 باعث القای تکامل بیضه می شود و درکنار سایر ژن­ها از طریق سرکوب SOX9 تکامل تخمدان را القا می­کند. این قضیه نشان می­دهد که سرنوشت گناد دو ظرفیتی به تعادل SRY و نیروهای مخالف بستگی دارد.

در طول حیات جنینی، بیان ژن SRY به ستیغ­های تناسلی محدود می­شود اما این ژن در سلول­های زایای بالغین نیز فعال است. در بالغین این ژن احتمالا در اسپرماتوژنز ایفای نقش می­کند.

در صورت وجود کروموزومY حاوی ناحیه SRY گنادها به بیضه تبدیل می­شوند، فنوتیپ مذکر به محصولات بیضه­های جنین (هورمون آنتی مولرین و تستوسترون) وابسته است، حال آن که فنوتیپ مونث حاصل فقدان این محصولات گنادی است. هورمون آنتی مولرین (AMH) که تشکیل مجاری مولری را مهار می­کند، در زمان تمایز سلول­های سرتولی (هفته هفتم) ترشح می­شود. بیان AMHتنها به دنبال بروز جهش در ژن AMH تغییر می­کند. پسرفت مجاری مولری به وجود تعداد کافی از سلول­های سرتولی و تنظیم کننده AMH وابسته است. بروز جهش در ژن گیرنده AMH باعث ایجاد رحم، لوله­های فالوپ و بخش فوقانی واژن در مردانی می­شود که کاریوتیپ آن­ها 46XY بوده و دارای ظاهر مردانه طبیعی هستند.

تمایز بیضه­ها در هفته­های 6-7 بارداری آغاز می­شود. در این زمان سلول­های سرتولی پدیدار می­شوند. این سلول­ها گرد هم آمده و طناب­های بیضه را ایجاد می­کنند. سلول­های زایای بدوی که در طناب­های بیضه استقرار دارند سلول­های سرتولی و اسپرماتوگونی را تشکیل می­دهند. سلول­های سرتولی بالغ محل تولید ABP(پروتئین متصل شونده به آندروژن) و اینهیبین می­باشند. سنتز تستوسترون در بیضه­های جنین انسان در هفته هشتم بارداری آغاز می­شود. مدت کوتاهی پس از پیدایش سلول­های لایدیگ میزان ترشح تستوسترون آغاز می­شود.

با افزایش تعداد سلول­های لایدیگ میزان ترشح آندروژن افزایش می­یابد، سطح تستوسترون در هفته­های 15-18 حاملگی به اوج می­رسد. در این زمان، پسرفت سلول­های لایدیگ شروع شده و در هنگام تولد تنها اندکی سلول لایدیگ باقی مانده است. عملکرد بیضه­های جنین با الگوی هورمونی وی همخوانی دارد. هر چند در ابتدا تولید تستوسترون و تمایز جنسی در پاسخ به سطح جنینی ACTH و HCG صورت می­گیرد اما در مراحل بعد حفظ تولید تستوسترون و تمایز جنس مذکر توسط گونادوتروپین­های هیپوفیز جنین انجام می­شود.

بخش خارجی دستگاه تناسلی مردان

آلت تناسلی (Penis)

آلت تناسلی مرد عضوی بدون استخوان و غضروف در بدن مردان می­باشد. این اندام جنسی در زمان تحریک جنسی به حالت نعوظ در می­آید و وظیفه برقراری رابطه جنسی را دارد. آلت تناسلی مرد دارای تعداد زیادی پاینه­ی عصبی با حساسیت بالاست، که به رسیدن مرد به اوج لذت جنسی (ارگاسم ) کمک می­کند. این اندام شامل سه بخش است:

• ریشه که توسط آن آلت تناسلی به دیواره شکم متصل است.
• تنه از سه ستون از جنس بافت اسفنجی مخصوص تشکیل شده که حاوی فضاهای بزرگی است که هنگام تحریک جنسی مرد پر از خون می­شود و بدین صورت آلت تناسلی سفت و صاف (راست) شده و امکان نفوذ در طول رابطه جنسی برای مرد فراهم می­شود. به دلیل حالت شل و الاستیکی پوست آلت تناسلی، تغییرات اندازه آلت تناسلی در هنگام نعوظ با مشکل مواجه نمی­شود.
• گلنس یا کلاهک آلت تناسلی که مخروطی شکل بوده و در انتهای آلت تناسلی قرار دارد. گلنس در اکثر مردان حساس ترین نقطه در آلت تناسلی است، زیرا بیشترین تعداد پایانه­های عصبی را دارد. گلنس با لایه­ای شل از پوست پوشیده شده است که به آن پوست ختنه گاه گفته می­شود که گاهی با روشی به نام ختنه این پوست برداشته می­شود. دهانه مجرای ادرار در نوک آلت تناسلی قرار دارد که مایع منی و ادرار را انتقال می­دهد.

اسکروتوم (Scrotum)

کیسه­ای شل از جنس پوست است که قسمت پشت و زیر آلت تناسلی قرار می­گیرد و شامل بیضه­ها، عروق و اعصاب می­باشد. برای رشد طبیعی اسپرم، دمای ناحیه باید کمتر از دمای طبیعی بدن باشد بنابراین اسکروتوم توانایی انقباض و انبساط دارد و با این کار در صورت نیاز به گرم­تر شدن، اسکروتوم به بدن نزدیک می­شود و در صورت نیاز به کاهش دما آن را از بدن دور می کند تا به دمای مناسب برسد.

بیضه(Testis)

هر بیضه ارگانی به طول 4 سانتیمتر و عرض 3 سانتیمتر می­باشد که درون کیسه­ی اسکروتوم قرار گرفته است. این اندام بیضی شکل در بدن مرد وظیفه­ی تولید اسپرم و تستوسترون را بر عهده دارد و توسط ساختاری به نام طناب اسپرماتیک محکم شده­اند. در داخل بیضه لوله­های پیچ خورده­ی اسپرم ساز (سمی نفروس) قرار دارد که مسئول تولید اسپرم هستند. سطح قدامی – جانبی بیضه به وسیله کپسولی به نام تونیکا واژینالیس (Tunica vaginalis) احاطه شده است.

در زیر تونیکا واژینالیس کپسولی از بافت همبند متراکم به نام تونیکا آلبوژینه (tunica albuginea) پوشیده شده است. بلافاصله در زیر تونیکا آلبوژینه بافت همبند شل و پر عروقی قرار دارد که طبقه عروقی (tunica vascularis) نامیده می­شود. هر بیضه به 250 لبول تقسیم می­شود در داخل هر لبول، سمی نفروس توبول­ها قرار گرفته­اند. سمی نفروس توبول­ها به وسیله شبکه مویرگی، فیبروبلاست­ها و سلول­های میوئید احاطه شده­اند. حد فاصل سمی نفروس توبول­ها سلول­های لایدیگی یا بینابینی قرار گرفته است که هورمون تستوسترون را ترشح می­کند.

اپیدیدیم(Epididymis)

اپیدیدم یک ساختار ترشحی به طول 4 تا 6 متر می­باشد که روی خود چین خورده و به صورت توده­ برجسته­ای در کنار خلفی بیضه دیده می­شود. این ساختار به سه ناحیه سر(Caput) ، تنه (Corpus) ، دم(Cauda) تقسیم بندی می­گردد. سلول­های اسپرم که در بیضه تولید می­شوند، در اپیدیدیم، ذخیره و منتقل می­شوند. اسپرم­های خارج شده از بیضه نابالغ می­باشند و توانایی لقاح ندارند در اپیدیدیم به بلوغ می­رسند. در طی برانگیختگی جنسی، انقباضات ایجاد شده سبب انتقال اسپرم از اپیدیدیم به درون مجرای دفران می­شود.

بخش­های داخلی دستگاه تناسلی

در دستگاه تناسلی مردان چندین اندام داخلی نیز وجود دارد، اندام­هایی که با چشم دیده نمی­شوند. به این بخش­های داخلی، اندام­های جانبی نیز گفته می­شود. این اندام­ها نقش بزرگی در سیستم تولید مثل مردان دارند. این اندام­ها عبارتند از:

لوله­های اسپرم ساز یا سمی نفروس(Seminiferous tubules)

همان طور که گفته شد، در داخل هر لوب بیضه لوله­های پیچ خورده­ای به نام لوله­های اسپرم ساز وجود دارد. این لوله­های پر پیچ و خم30 تا 50 سانتیمتر طول و 0.2 میلی متر قطر دارند که به وسیله­ی شبکه­ی مویرگی احاطه شده اند. دیواره­ی این لوله دو نوع سلول دارد: سلول­های بنیادی اسپرماتوگونیا و سلول­های سرتولی.

پیرامون لوله­های اسپرم ساز، سلول­های مایویید و سلول­های لایدیگ قرار دارند. سلول­های سرتولی بر روی غشای سمی نفروس توبول­ قرار دارند. این سلول­ها هرمی شکل هستند و با اتصال به یکدیگر باعث تشکیل سد خونی – بیضه­ای (Blood–testis barrier) می­شوند. این سد از ورود مواد مضر به درون لوله­های اسپرم ساز که می­توانند در روند اسپرماتوژنز اختلال ایجاد کنند، جلوگیری می­کند.

هم‌ چنین از خروج اسپرم از لوله­های اسپرم ساز و ورود آن­ها به درون خون که سبب بروز پاسخ ایمنی می­شوند، جلوگیری می­کند. اتصالات محکم بین سلول­های سرتولی باعث ایجاد حجره­ هایی می­شود که سلول­های اسپرم را در مراحل مختلف تکوین جدا می­کند. سلول­های سرتولی هورمون­ها و سایر مولکول­های پیام دهنده را ترشح کرده و چندین عملکرد مهم دیگر دارند. این سلول­ها در طی اسپرماتوژنز باعث فاگوسیتوز سیتوپلاسم اضافی اسپرم می­شوند. سلول­های لایدیگ با ترشح تستوسترون باعث شروع تمایزی اندام­های تولید مثلی می­شود در واقع این هورمون مسئول پیشبرد تشکیل ساختارهای تولید مثلی( اپیدیدیم ، سمینال وزیکول و وازادفران ) می­گردد.

مجرای اسپرم بر (Vas deferens)

مجرای دفران ادامه مجرای اپیدیدیم است. این مجرا یک لوله با دیواره­ی ضخیم و عضلانی به طول تقریبی 41 سانتی متر است که اسپرم بالغ را از اپیدیدیم به مجرای انزالی و پیشابراه منتقل می­کند. مجرای دفران از انتهای تحتانی اپیدیدیم شروع شده و به قاعده مثانه می­رسد. اولین قسمت این مجرا به صورت پیچ خورده است ولی بلافاصله مستقیم می­شود و بخش انتهایی آن متسع می­گردد و آمپول (Ampulla) مجرای دفران را تشکیل می­دهد.

انتهای تحتانی آمپول تنگ می­شود و با پیوستن به مجرای کیسه منی، مجرای انزالی را می­سازد. مجرای دفران از سطح پوست به سادگی قابل لمس می­باشد و برای وازکتومی(Vasactomy) از آن استفاده می­کنند (وازکتومی عبارت است از بستن مجرای دفران به عنوان روشی برای جلوگیری از حاملگی می­باشد).

مجرای انزالی( Ejaculatory duct)

مجرای دفران یک مجرا از وزیکول سمینال دریافت می­کند و به عنوان مجرای انزالی به پیشابراه باز می شود.

پیشابراه (Urethra)

لوله­ای است که ادرار را از مثانه خارج کرده و به بیرون از بدن منتقل می­کند. پیشابراه از مثانه منشا می­گیرد و گسترش می­یابد و از طریق آلت تناسلی به دهانه خارجی آن که مجرای ادرار نامیده می­شود، می­رود. پیشابراه هنگام ارگاسم وظیفه تخلیه مایع منی را هم برعهده دارد.

غدد ضمیمه (جانبی) دستگاه تناسلی مردان

کیسه منی (Seminal vesicle)

کیسه منی لوله درازی است به طول 15 سانتیمتر که روی خود چین خورده و در پایین شکم در پشت مثانه قرار گرفته است. سلول­های اپیتلیال غشای موکوسی ترشحی بوده و به طور طبیعی مایع منی ترشح می­کند. مایع منی تولیدی در کیسه منی در حالت کلی مخاطی و غلیظ است. این مایع زرد رنگ و کمی قلیایی است و75-65 درصد کل منی را تشکیل می­دهد. کیسه­های منی چندین ماده مهم ترشح می­کنند که شامل آسکوربیک اسید، فیبرینوژن، فلاوین، فروکتوز، اینوزیتول، پپسینوژن، پروستاگلاندین، سیترات می­باشد. فروکتوز منبع تغذیه­ای جهت حرکت اسپرم است. بیشترین قسمت مایع منی که در انزال مرد خارج می شود، توسط وزیکول سمینال تولید می­گردد.

غده پروستات (Prostate gland)

پروستات عضوی از دستگاه تناسلی مردانه است و به اندازه یک گردوی کوچک در زیر مثانه و جلوی رکتوم قرار داردو در معابنه­ی مقعدی می­توان آن را حس کرد. پروستات یک مرد سالم و بالغ وزنی بین 7 تا 16 گرم دارد. پروستات یک مایع شیری یا سفید رنگ تولید می­کند که کمی اسیدی است. این مابع تقریبا 25 تا 30% از حجم منی را تشکیل می­دهد. این ترشحات شامل آنزیم­های پروتئولیتیک (فیبرینولیزین)، اسید سیتریک، اسید فسفاتاز، آنتی ژن مخصوص پروستات(PSA) و لیپیدها می­باشد.

پروستات برای اینکه به خوبی کار کند، نیاز به هورمون­های مردانه (مثل تستوسترون) دارد. این هورمون­ها عمدتا در بیضه تولید می­شود. عملکرد پروستات همچنین توسط هورمون دی هیدرو تستوسترون تنظیم ­می­شود. غده­ی پروستات از 30 تا 50 غده­ی لوله­ای- حبابی (Tubuloalveolar) که پیشابراه پروستاتی را احاطه کرده تشکیل شده است. غدد تشکیل دهنده­ی پروستات براساس موقعیت خود نسبت به پیشابراه به سه دسته تقسیم می­شوند: غدد مخاطی (Mucosal gland) غدد کوچکی هستندکه در مجاورت نزدیک پیشابراه قرار دارند. غدد زیر مخاطی (Submucosal gland) بزرگتر از غدد مخاطی هستند و در اطراف غدد مخاطی قرار دارند. غدد اصلی (Main gland) محیطی ترین غدد می­باشند که بزرگترین و بیشترین غدد پروستاتی محسوب می­شوند.

غدد پیازی- میزراهی (Bulbourethral gland)

دو غده­ی پیازی- میزراهی در بخش خلفی و جانبی غشایی مجرای خروجی مثانه قرار دارند. در طول تحریک جنسی و قبل از انزال این دو غده ماده­ای روشن، شور، چسبناک و قلیایی ترشح می­کنند تا مسیر عبور اسپرم­ها را نرم و لزج کند تا به راحتی از مجرای خروجی مثانه عبور کنند. همچنین برای از بین بردن اثر اسیدی میزراه و ضد عفونی کردن آن این ماده­ی قلیایی و شور است. ترشحات این غدد کمتر از یک درصد حجم مایع منی را تشکیل می­دهند.

ساختار اسپرم

اسپرم (Sperm)

سلول­های اسپرم، به سلول­های جنسی فرد مذکر گفته می­شود که در غدد جنسی تولید می­شوند. در انسان اسپرم در بیضه تولید و پس از تکامل در اپیدیدیم، با منی از بدن خارج می‌شود. در واقع تولید اسپرم یکی از پیچیده‌ترین و طولانی‌ترین فرایندها در بدن است که با تخصصی شدن سلول‌های جنسی اولیه در دوران جنینی آغاز می‌شود و بعد با اسپرم‌سازی و تمایز اسپرم در بیضه‌ها در دوران بلوغ ادامه پیدا می‌کند. عملکرد سلول اسپرم، ترکیب آن با سلول جنسی ماده و ایجاد موجود کاملا جدید است.

هنگامی که تخمک و اسپرم با هم متحد می­شوند، یک زایگوت (تخم) ایجاد می­کنند که به یک جنین تبدیل می­شود. در انسان سلول اسپرم مسئول تعیین جنسیت جنین است. این بدان معنی است که اسپرم می­تواند کروموزوم Y یا X را حمل کند، در حالی که سلول­های تخمک همیشه حاوی کروموزوم X هستند. سلول­های اسپرم انسان همیشه هاپلوئید (حاوی 23 کروموزوم ) هستند. هنگامی که اسپرم به تخمکی برسد که آن نیز حاوی 23 کروموزوم است و با آن ترکیب شود، تولید یک سلول دیپلوئید حاوی 46 کروموزوم می­دهند.

تولید اسپرم (Spermatogenesis)

در انسان با فرارسیدن زمان بلوغ، ساخت همیشگی اسپرم در بیضه ­ها با سرعت حدود 125 میلیون اسپرم در روز آغاز می‌شود (در هر ثانیه حدود 1500 اسپرم). اسپرماتوژنز درون لوله­های توخالی سمی نفروس ساخته می­شود. اسپرماتوژنز با سلول­های تمایز نیافته­ای به نام اسپرماتوگونی در دیواره لوله­ها شروع می­شود. این سلول­ها دیپلوئیدند و با تقسیم میتوز تعداد بیشتری سلول تولید می­کنند. بعضی از سلول­های حاصله بزرگ شده و اسپرماتوسیت اولیه را می­سازند که با تقسیم میوز گامت­های هاپلوئید را به وجود می­آورند. هر اسپرماتوسیت اولیه با انجام تقسیم اول میوز، اسپرماتوسیت ثانویه را تولید می­کند. در طی تقسیم دوم میوز، هر اسپرماتوسیت ثانویه به دو اسپرماتید تبدیل می­شود. بنابراین از هر اسپرماتوسیت اولیه چهار اسپرماتید تولید می­شود.

هر اسپرماتید هاپلوئید طی فرایند اسپرمیوژنز به اسپرم بالغ تمایز می­یابد.شکل­گیری آکروزوم در مرحله اسپرمیوژنز رخ می­دهد و حدود 51 درصد ازکل زمان این فاز را به خود اختصاص می­دهد. همچنین در طی اسپرمیوژنز، کروماتین اسپرم تحت یکسری تغییرات قرار گرفته و پروتامین جایگزین هیستون می­گردد. آنزیم توپوایزومراز II، سبب شکافته شدن دو رشته DNA و اتصال دوباره آن­ها می­شود. وجود این شکست و بست­ها، در طی اسپرمیوژنز، یک نقش مهم در فشرده شدن کروماتین و بلوغ اسپرم ایفا کرده و جایگزینی پروتامین به جای هیستون را تسهیل می­نماید.

به طور کلی این مرحله شامل تغییراتی در خصوص آکروزوم، تشکیل تاژک، حذف سیتوپلاسم، سازماندهی مجدد میتوکندری­ها و در نهایت شکل­گیری مجدد هسته می­باشد. تغییرات بیوشیمیایی و مورفولوژیک اسپرم در مرحله اسپرمیوژنز به وقوع می­پیوندد.اسپرمیوژنز شامل 4 مرحله است: فاز گلژی (Golgi phase)، فاز کلاهک (Cap phase)، فازآکروزومی(Acrosomal phase) ، فاز بلوغ (Maturation phase).

فاز گلژی

در فاز گلژی اسپرماتیدها کاملا گرد و کروی هستند، در این مرحله دستگاه گلژی گسترش پیدا می­کند. در فاز گلژی گرانول­های کوچکی به نام گرانول­های پیش آکروزومی که حاوی گلیگوپروتئین، کربوهیدرات و آنزیم­های هیدرولتیک است مانند هیالورونیداز تشکیل می­شود. در این فاز سانتریول­ها ساخته می­شوند و شروع به حرکت می­کنند. در این مرحله گرانول­های پیش آکروزومی به هم متصل شده و باعث تشکیل وزیکول­های آکروزومی می­شوند. در این مرحله سانتریول­ها در نقطه مقابل وزیکول آکروزومی قرار می­گیرند.

فاز کلاهک

مرحله کلاهک دستگاه گلژی به سمتcaudal حرکت می­کند و سانتریول دیستال شروع به تشکیل آکسونم می­کند. در این مرحله وزیکول آکروزومی بر روی هسته به شکل flat در می­آیند در این مرحله آکرزوم دارای دیواره­های خارجی (Outer acrosomal membranane) و دیواره داخلی (inner acrosomal membrane)هستند. در این مرحله همچنین کروماتین کمی متراکم می­شود.

فاز آکروزومی

در طول این فاز، کلاه آکروزومی بر روی سطح هسته قرار گرفته و حدود 70% سطح هسته را می­پوشاند، مانشت­ها از نیمه پایینی هسته به طرف دم کشیده می­شوند. گردن و آنولوس تشکیل شده و در مراحل بعدی آنولوس، قطعه میانی (Mid pice)و قطعه اصلی (Principle pice)را جدا می­کند. میتوکندری­ها به سمت قطعه میانی حرکت می­کنند. هسته نیز باریک­تر و متراکم­تر می­شود.

فاز بلوغ

میتوکندری­ها به صورت مارپیچی دور قطعه میانی قرار دارد. در این مرحله سلول­های سرتولی سیتوپلاسم اضافی اسپرم را فاگوسیتوز می­کنند و آکروزوم و دم شکل نهایی را پیدا کرده و اسپرم­ها طی فرایند اسپرمیش به درون لومن آزاد می­شوند.

اسپرم­ها، سمی نفروس در هر بیضه را ترک کرده و به سمت اپیدیدیم می­روند. در اپیدیدم، اسپرم­ها بلوغ نهایی یافته و ذخیره می­شوند. در طی انزال، اسپرم از اپیدیدیم به سمت مجرای دفران وارد می­شود. هر مجرای دفران به یک مجرای انزالی کوتاه ختم می­شود که از طریق غده­ی پروستات عبور کرده و درون میزراه (پیشابراه) باز می‌شود. میز راه در زمان‌های مختلف، ادرار و منی را از آلت تناسلی به خارج بدن هدایت می‌کند. بنابراین اسپرم طبق مسیر زیر حرکت می‌کند:

• سمی نفروس
• اپیدیدیم
• وازدفران
• مجرای انزالی
• پیشابراه
• خروج از بدن

ساختار سلول اسپرم انسان

وجود اسپرم برای اولین بار توسط‌ آنتونی وان لیون‌هوک و با کمک میکروسکوپ در سال 1677 کشف شد. اگرچه قسمت­های اسپرم (یک سر و یک تاژک بلند) در همه گونه­های پستانداران کم و بیش مشترک است. اما تفاوت­های اندکی به خصوص در مورفولوژی سر، بین گونه­ها وجود دارد. اسپرماتوزوآها تنها سلول­های انسانی هستند که حاوی تاژک می­باشند. آن­ها از سه قسمت اساسی (سر، گردن و تاژک) تشکیل شده­اند.

سر: سر یک ساختار بیضی شکل است، که اندازه آن بین 5 تا 8 میکرومتر متغیر است. سر از دو بخش تشکیل شده است:

1. آکروزوم: اندازه این اندامک 40 تا 70 درصد از کل سر اسپرم را در بر می­گیرد و در یک انتهای سلول اسپرم قرار دارد. این ماده حاوی آنزیم­های پروتئولیتیک است که به تخریب لایه خارجی سلول تخمک کمک می­کند و در نتیجه اسپرم به راحتی وارد تخمک می­شود.
2. هسته: سر تقریباً به طور کامل توسط هسته اشغال شده است. هسته نیمی از اطلاعات ژنتیکی جنین یعنی 23 کروموزوم را در بر می­گیرد. هسته تنها بخشی از سلول اسپرم است که می­تواند وارد سلول تخمک شود. به همین دلیل، هسته یک قسمت کلیدی اسپرم است.

گردن: این ناحیه بین سر و دم اسپرم قرار دارد. عملکرد آن­ها اتصال دو انتهای سلول اسپرم یعنی سر و تاژک است. همانطور که در شکل زیر مشاهده می­شود، گردن حاوی میلیون­ها میتوکندری است که به صورت مارپیچ مرتب شده­اند. وظیفه آن­ها تأمین انرژی مورد نیاز اسپرم برای شنا کردن به سمت تخمک می­باشد.

تاژک یا دم : تاژک، یک ساختار طویل است که عملکرد اصلی آن حرکت اسپرم به صورت یک حرکت لغزنده و مارپیچ مانند است. طول دم حدود 50 میکرومتر است و توانایی حرکت اسپرم به اندازه 3 میلی متر در دقیقه را می­دهد. نقص یا تغییر تاژک اسپرم می­تواند منجر به مشکلات باروری در مردان شود، که یکی از شایع­ترین آن­ها آستنوزواسپرمی است.

طول عمر اسپرم انسان چقدر است؟

پس از انزال، بیشتر اسپرم­ها در عرض چند دقیقه خارج از دستگاه تناسلی زن می­میرند. اگر اسپرم وارد سیستم تولید مثل زنان (دهانه رحم و رحم) شود، می­تواند 1-2 روز و به ندرت تا 5 روز زنده بماند. از طرف دیگر، وقتی اسپرم تحت شرایط سخت آزمایشگاهی در محیط غنی از مواد مغذی پردازش و ذخیره می­شود، می­تواند تا 7 روز زنده بماند.

اما اگر در خانه در یک ظرف استریل جمع آوری شود، توانایی باروری آن­ها در عرض 60 دقیقه به طرز چشمگیری کاهش می­یابد. بنابراین، طول عمر اسپرماتوزای انسانی 24-48 ساعت است. که البته مدت این زمان به محیط (شرایطی که تحت آن نگهداری می­شوند) بستگی دارد، یعنی اگر اسپرم­ها در معرض هوا یا روی لباس قرار گیرند، به سرعت خشک می­شوند و در عرض چند دقیقه پس از انزال می­میرند.

بیماری­ها و نقایص سلول­های اسپرم

اختلالات اسپرم بسیار شایع هستند و می­توانند منجر به ناباروری مردان شوند و در نتیجه از لقاح جلوگیری کنند. این اختلالات می­توانند به دلیل نقص در طی اسپرماتوژنز، یا تغییراتی که در طی روند بلوغ اسپرم به دست آمده، ایجاد شوند.