Plemniki to komórki o złożonej budowie i – w sprzyjających warunkach – relatywnie długiej żywotności. Jak zbudowane są męskie komórki rozrodcze? Ile żyją w jądrach, drogach rodnych kobiety i poza ustrojem?

Jak zbudowany jest plemnik?

Plemnik jest około 20-krotnie mniejszy od komórki jajowej (jego długość to mniej więcej 60 mikrometrów). W pełni wykształcony składa się z trzech elementów:

  • Główka – która zawiera jądro z materiałem genetycznym. DNA jest tutaj bardzo mocno skondensowane – ściśle owinięte wokół białek zwanych protaminami. Pozwala to na zmniejszenie objętości główki i nadanie jej kształtu ułatwiającego proces zapłodnienia. W przedniej części główki znajduje się akrosom, który jest rodzajem pęcherzyka zawierającego enzymy niezbędne do przebicia się przez otoczkę komórki jajowej.
  • Część pośrednia –składa się z szyjki (która zawiera centriole, istotne w procesie podziałów komórkowych) oraz wstawki, w której znajdują się mitochondria. Wstawka to swego rodzaju aparat ruchowy plemnika.
  • Witka – którą dzieli się na część główną i końcową (ogon). Ruch witki jest możliwy dzięki mitochondriom, które otaczają wstawkę plemnika i są źródłem energii niezbędnej do poruszania się.

Jak powstają plemniki? Etapy spermatogenezy

Proces tworzenia plemników w jądrach jest dość złożony i trwa około 70 dni. Jego najważniejsze stadia, to: 

  • Początek w komórkach macierzystych – spermatogeneza rozpoczyna się od komórek macierzystych zwanych spermatogoniami, które znajdują się w kanalikach nasiennych jąder.
  • Mitotyczne podziały spermatogonii – spermatogonia przechodzą szereg podziałów mitotycznych, co prowadzi do powstania większej liczby komórek, które następnie różnicują się w komórki spermatocytów I rzędu.
  • Podziały mejotyczne – spermatocyty I rzędu wchodzą w pierwszy podział mejotyczny, dzieląc się na spermatocyty II rzędu. Każdy spermatocyt II rzędu następnie przechodzi drugi podział mejotyczny, tworząc cztery haploidalne (posiadające pojedynczy zestaw chromosomów) komórki zwane spermatydami. 

W wyniku mejozy komórki potomne mają połowę liczby chromosomów w porównaniu do komórek macierzystych, co jest kluczowe dla zachowania stałej liczby chromosomów zygoty, następnie zarodka i płodu. Zarówno komórka jajowa jak i plemnik, jeśli wykształciły się prawidłowo, powinny mieć po jednym zestawie chromosomów.

Kolejny etap, to:

  • Spermiogeneza – spermatydy przekształcają się w plemniki poprzez proces zwany spermiogenezą. Dochodzi tu do szeregu zmian morfologicznych, w tym do formowania główki plemnika zawierającej materiał genetyczny, wytwarzania wici, oraz redukcji cytoplazmy, co pozwala zmniejszyć objętość komórki.

Dojrzewanie plemników w najądrzach

Po wytworzeniu plemniki są transportowane do najądrzy, gdzie dojrzewają i nabywają zdolność do ruchu i zapłodnienia. Plemniki są przechowywane w najądrzach do momentu ejakulacji. W jej trakcie męskie komórki rozrodcze są transportowane przez nasieniowody, mieszają się z płynami wydzielanymi przez odpowiednie gruczoły (prostata, pęcherzyki nasienne, gruczoł opuszkowo-cewkowy), tworząc nasienie.

Spermatogeneza jest procesem ciągłym i u człowieka trwa około 70 dni (zwykle od 64 do 74). W regulacji tego procesu uczestniczą hormony, między innymi testosteron, lutropina (LH) i folikulotropina (FSH).

Ile żyją plemniki?

Żywotność zależy od czynników zewnętrznych, takich jak temperatura, pH i wilgotność. Jak wspomnieliśmy, po wytworzeniu plemniki dojrzewają kilka tygodni w najądrzach i są tam przechowywane. Jeśli nie dojdzie do ejakulacji, mogą być one ostatecznie wchłonięte przez organizm.

Ile żyją plemniki w drogach rodnych kobiety? Wżeńskim układzie rozrodczym plemniki  (szyjka, jama, jajowody)  mogą przetrwać od 2  do 5 dni. Szanse na ich przeżycie są dłuższe, gdy kobieta jest w okresie płodnym, ponieważ zmieniają się wtedy właściwości śluzu – wydzielina zmienia swoją konsystencję i pH. Środowisko pochwy jest zazwyczaj kwaśne, co nie sprzyja plemnikom – po kilku godzinach są martwe i nieruchome, jednak w czasie owulacji, śluz staje się nieco bardziej zasadowy. W okresie płodnym śluz ulega też upłynnieniu, co pozwala plemnikom łatwiej poruszać się w drogach rodnych kobiety.   

Plemniki poza ciałem człowieka szybko tracą zdolność do zapłodnienia i giną. Mogą one przetrwać od o kilkunastu minut do kilku godzin   w zależności od warunków, takich jak wilgotność, temperatura i ekspozycja na środowisko zewnętrzne. Dłuższe (do maksymalnie kilku godzin) przeżycie jest możliwe w wysokiej wilgotności i temperaturze około 36-37 stopni Celsjusza. W suchym środowisku, np. na tkaninach, plemniki giną niemal natychmiast po wyschnięciu nasienia.

Co wpływa na żywotność plemników? Czy można ją poprawić?

Na żywotność plemników wpływa wiele czynników, w tym:

  • Uwarunkowania genetyczne – mutacje w różnych genach mogą powodować niepożądane zmiany w procesie spermatogenezy.
  • Hormony – niewłaściwy poziom hormonów płciowych może wpływać na produkcję i jakość plemników. Dla przykładu obniżenie testosteronu może być spowodowane stresem (nadmiar kortyzolu) lub niedoczynnością tarczycy. 
  • Wiek – z wiekiem jakość nasienia zwykle spada, co jest naturalnym procesem.
  • Stan zdrowia – choroby ogólnoustrojowe, infekcje, a także problemy z jądrami wpływają niekiedy na stan plemników.

To także czynniki zewnętrzne:

  • Temperatura – wysoka temperatura w okolicach moszny może negatywnie wpływać na produkcję i jakość plemników. Temperaturę może zwiększać noszenie zbyt ciasnej bielizny, siedzący tryb życia, a niekiedy też żylaki powrózka nasiennego.
  • Styl życia – palenie tytoniu, nadużywanie alkoholu, narkotyki, otyłość i stres mogą obniżać jakość plemników.
  • Dieta – uboga w kluczowe składniki odżywcze może negatywnie wpływać na jakość nasienia.
  • Ekspozycja na toksyny – chemikalia, ciężkie metale, promieniowanie i inne toksyny mogą uszkadzać plemniki.

Jak poprawić jakość nasienia?

Wśród aspektów wpływających na jakość nasienia, na które mężczyzna ma częściowy wpływ, warto wymienić odpowiednią dietę, aktywność fizyczną i utrzymywanie dobrego ogólnego stanu zdrowia. Dieta powinna być bogata w antyoksydanty (owoce, warzywa), kwasy omega-3 i inne kluczowe składniki odżywcze. Ważne mikro- i makroelementy to między innymi witaminy z grupy B, C, i E, a także cynk, selen i kwas foliowy.

W kontekście aktywności fizycznej należy zadbać o jej prawidłowy poziom – negatywnie na płodność będzie wpływać zarówno niedobór ruchu jak i przetrenowanie. Ruch i dieta to najważniejsze czynniki pozwalające utrzymać szeroko rozumiane zdrowie, balans hormonalny oraz wydolność narządów i gruczołów mających istotną rolę w płodności.

Aby poprawić jakość nasienia, należy również unikać stresu i ekspozycji na toksyny – w tym tzw. związki endokrynnie czynne, zarówno w otoczeniu (np. w zakładach pracy), jak i w używkach (nikotyna, alkohol). 

Przeczytaj więcej: Jak poprawić jakość nasienia?