Sự sinh tinh và sinh lý của tinh trùng người

2020-06-09 11:00 AM

Sự sinh tinh xảy ra ở ống sinh tinh nhờ sự điều hòa của các hormon điều hòa sinh dục của tuyến yên. Sự sinh tinh bắt đầu vào khoảng 13 tuổi và kéo dài trong suốt thời gian còn lại của cuộc đời nhưng giảm đi rõ rệt khi về già.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Trong quá trình hình thành phôi thai, các tế bào mần nguyên thủy di chuyển vào tinh hoàn và trở thành các tinh nguyên bào, xếp thành 2 đến 3 lớp trên bề mặt bên trong vách ống sinh tinh. Đến tuổi dậy thì, các tinh nguyên bào trải qua quá trình phân bào và liên tục sinh trưởng phát triển để tạo thành tinh trùng.

Sơ đồ cắt ngang ống sinh tinh

Hình. A: Sơ đồ cắt ngang ống sinh tinh; B: Các giai đoạn trưởng thành tinh trùng từ tinh nguyên bào

Các giai đoan của quá trình sinh tinh

Trong giai đoạn đầu tiên của quá trình sinh tinh, các tinh nguyên bào được bao quanh bởi các tế bào Sertoli đến tận trung tâm ống sinh tinh. Các tế bào Sertoli rất lớn, tiết ra nhiều chất bao quanh tinh nguyên bào tạo môi trường giúp tinh nguyên bào sinh trưởng và biệt hóa.

Quá trình phân bào

Các tinh nguyên bào vượt qua hàng rào tế bào Sertoli dần dần trưởng thành, lớn hơn, tao thành tinh bào bậc 1 có kích thước lớn. Đến lượt các tinh bào bậc 1, chúng trải qua phân bào giảm nhiễm để trở thành 2 tinh bào bậc 2. Sau đó vài ngày, các tinh bào bậc 2 cũng phân chia trở thành các tinh trùng, và sau đó chúng biệt hóa trở thành các tinh trùng trưởng thành.

Trong quá trình phát triển từ tinh bào trở thành tinh trùng, 46 nhiễm sắc thể (23 cặp nhiễm sắc thể) của tinh bào phân chia, 23 nhiễm sắc thể đi vào tinh trùng thứ nhất, 23 nhiễm sắc thể đi vào tinh trùng thứ 2. Các gen trên nhiễm sắc thể cũng được phân chia để đảm bảo chỉ có một nửa đặc tính di truyền của thai nhi được cung cấp bởi người cha, và một nửa còn lại đến từ trứng của người mẹ. Toàn bộ thời gian của quá trình sinh tinh từ tinh nguyên bào đến tinh trùng mất khoảng 74 ngày.

Sự phân chia tế bào trong quá trình sinh tinh

Hình. Sự phân chia tế bào trong quá trình sinh tinh. Trong quá trình phát triển phôi, các tế bào mầm nguyên thủy di chuyển đến tinh hoàn, nơi chúng trở thành ống sinh tinh. Ở tuổi dậy thì (thường là 12 đến 14 tuổi sau khi sinh), ống sinh tinh tăng sinh nhanh chóng do nguyên phân. Một số bắt đầu phân chia để trở thành tế bào sinh tinh sơ cấp và tiếp tục thông qua quá trình phân chia để trở thành tế bào sinh tinh thứ cấp. Sau khi hoàn thành quá trình phân chia II, các tế bào sinh tinh thứ cấp sản xuất ra các tinh trùng, biệt hóa để hình thành tinh trùng.

Nhiễm sắc thể giới tính

Trong mỗi tinh nguyên bào, một trong 23 cặp nhiễm sắc thể mang gen quy đinh giới tính của đứa trẻ trong tương lai. Cặp nhiễm sắc thể này gồm 1 nhiễm sắc thể X, được gọi là nhiễm sắc thể nữ giới, 1 nhiễm sắc thể Y, là nhiễm sắc thể nam giới. Trong quá trình phân bào, nhiễm sắc thể giới tính Y đi về 1 tinh trùng và tinh trùng đó trở thành tinh trùng nam, và nhiễm sắc thể giới tính X đi về một tinh trùng khác và tinh trùng đó được gọi là tinh trùng nữ. Giới tính của đứa trẻ trong tương lai được quy đinh bởi loại tinh trùng được thụ tinh với trứng của người mẹ.

Cấu trúc tinh trùng

Ban đầu khi tinh trùng được hình thành, chúng vẫn mang đặc điểm cơ bản của tế bào biểu mô, sau đó chúng sẽ được biệt hóa và kéo dài ra để trở thành các tinh trùng trưởng thành. Mỗi tinh trùng được chia thành phần đầu và phần đuôi. Phần đầu chứa nhân tế bào cô đặc, được bao quanh bởi một lớp màng tế bào và một lớp nguyên sinh chất rất mỏng. Ở 2/3 trước ngoài của phần đầu là một mũ dày gọi là thể đỉnh được hình thành chủ yếu từ các bộ máy Gongi. Thể đỉnh chứa các enzim giống các enzim được tìm thấy trong các lysosome của các tế bào điển hình, như hyalurolydase (có khả năng phân giải sợi proteoglycan của mô), các enzim phân giải protein rất mạnh. Các enzim này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong sự xâm nhập của tinh trùng vào trong trứng cũng như sự thụ tinh.

Phần đuôi tinh trùng, hay gọi là roi, cấu trúc gồm 3 thành phần chính: (1) khung xương trung tâm được tạo thành từ 11 vi ống, được gọi chung là sợi trục (cấu trúc của sợi trục tương tự như nhung mao được tìm thấy trên bề mặt các tế bào khác), (2) lớp màng tế bào mỏng phủ quanh sợi trục, (3) tập hợp các ty thể xếp vòng quanh sợi trục ở phần gần của đuôi (hay gọi là thân tinh trùng).

Cấu trúc tinh trùng người

Hình: Cấu trúc tinh trùng người

Chuyển động qua lại của đuôi (chuyển động của roi) giúp cho tinh trùng có khả năng vận động. Nó là kết quả của sự trượt theo chiều dài một cách nhịp nhàng của ống trước và ống sau sợi trục. Năng lượng cho quá trình này được cung cấp dưới dạng adenosine triphosphat do các ty thể nằm ở thân tinh trùng sản xuất. Tinh trùng di chuyển trong môi trường lỏng thông thường với tốc độ 1 – 4 mm/s, cho phép chúng di chuyển được trong đường sinh dục của nữ để tìm đến trứng.

Hormone kích thích sinh tinh

Vai trò của các hormone sinh dục sẽ được đề cập chi tiết trong phần sau. Phần này chỉ nêu các hormon ảnh hưởng chính tới quá trình sinh tinh:

Testosteron: được sản xuất từ các tế bào Leydic nằm ở khoảng gian bào của tinh hoàn, cần thiết cho sự phát triển và biệt hóa của các tế bào mầm tinh hoàn, bước đầu tiên trong sự hình thành tinh dịch.

LH (Luteinizing hormone): do thùy trước tuyến yên tiết ra, kích thích tế bào Leydic sản xuất Testosteron.

FSH (Follicile Stimiulating hormone): cũng được tiết ra từ thùy trước tuyến yên, cần thiết cho sự biệt hóa từ tiền tinh trùng thành tinh trùng.

Estrogen: do tế bào Sertoli tiết ra dưới tác dụng của FSH, cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh tinh.

GH (Growth hormone): giống như tác dụng toàn thân khác, cần thiết cho sự trao đổi chất qua màng tế bào ở tinh hoàn. GH đặc biệt quan trọng trong giai đoạn đầu biệt hóa tinh nguyên bào, nếu thiếu (như trong bệnh lùn tuyến yên) thì sự sinh tinh sẽ suy giảm hoặc thậm trí không sảy ra, dẫn đến vô sinh.

Sự hoàn thiện tinh trùng trong mào tinh hoàn

Sau khi hình thành trong ống sinh tinh, tinh trùng phải mất một vài ngày để đi hết quãng đường 6 mét của mào tinh hoàn. Tinh trùng lấy ra từ ống sinh tinh và phần đầu mào tinh chưa có khả năng di chuyển cũng như chưa thể thụ tinh với trứng. Tuy nhiên, sau khi tinh trùng ở trong mào tinh khoảng 18 đến 24 giờ, chúng đã có khả năng di động, mặc dù vẫn bị một số enzim ức chế trong mào tinh ức chế khả năng di động cho đến sau khi xuất tinh.

Lưu trữ tinh trùng trong tinh hoàn

Hai tinh hoàn ở nam giới trưởng thành sản xuất khoảng 120ml tinh dịch mỗi ngày. Phần lớn trong đó được lưu trữ trong mào tinh, một phần nhỏ khác nằm trong ống dẫn tinh. Chúng có thể được lưu trữ mà vẫn duy trì được khả năng sinh sản trong ít nhất 1 tháng. Trong thời gian này, chúng bị ức chế sâu, ở trong trạng thái không hoạt động do chịu sự chi phối của rất nhiều hormone ức chế do dịch tiết của ống sản sinh ra. Ngược lại, ở trạng thái hoạt động tình dục và xuất tinh với tần suất cao thì chúng được bảo lưu không quá vài ngày.

Sauk hi xuất tinh, tinh trùng trở nên di động và có khả năng thụ tinh với trứng, một quá trình gọi là “sự chín” Tế bào Sertoli và các tế bào biểu mô mào tinh hoàn tiết ra chất dịch dinh dưỡng đặc biệt, xuất tinh cùng tinh trùng, chứa nhiều hormone (bao gồm cả estrogen và progesterone), enzyme, các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự trưởng thành tinh trùng.

Sinh lý của tinh trùng trưởng thành

Ở trang thái di động bình thường, một tinh trùng khỏe mạnh có thể di chuyển nhờ roi trong môi trường dịch thể với vận tốc 1 đến 4 mm/s. Hoạt động của chúng tốt hơn khi ở trong môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ, như trong tinh dịch xuất tinh; ngược lại, môi trường mang tính acid nhẹ khiến tinh trùng vận động kém đi, thậm trí môi trường acid mạnh có thể khiến chúng bị chết.

Hoạt động của tinh trùng tăng lên rõ rệt cùng với sự tăng nhiệt độ, nhưng nó không tỷ lệ thuận với mức độ trao đổi chất, là nguyên nhân khiến đời sống của chúng không dài. Mặc dù tinh trùng có thể tồn tại cả tháng trời ở trạng thái ức chế trong đường sinh dục nam, nhưng ở trong đường sinh dục nữ, đời sống của chúng chỉ kéo dài 1 đến 2 ngày.

Bài viết cùng chuyên mục

Tăng huyết áp có angiotensin tham gia: gây ra bởi khối u tiết renin hoặc thiếu máu thận cục bộ

Một khối u của các tế bào cận cầu thận tiết renin xuất hiện và tiết số lượng lớn của renin, tiếp theo, một lượng tương ứng angiotensin II được hình thành.

Cân bằng dịch acid base và chức năng thận ở trẻ sơ sinh

Tốc độ chuyển hóa ở trẻ sơ sinh cũng gấp đôi người trưởng thành khi cùng so với trọng lượng cơ thể, chúng có nghĩa là bình thường acid được hình thành nhiều hơn, tạo ra xu hướng nhiễm toan ở trẻ sơ sinh.

Giải phóng năng lượng cho cơ thể từ thực phẩm và năng lượng tự do

Năng lượng đòi hỏi cho hoạt động của cơ, sự bài tiết của các tuyến, duy trì điện thế màng ở sợi thần kinh và sợi cơ, sự tổng hợp vật chất trong tế bào, hấp thu thức ăn từ ống tiêu hóa và rất nhiều chức năng khác.

Hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột non

Hấp thu carbohydrate, hấp thu glucose, hấp thu protein dưới dạng dipeptit, tripeptit hoặc axit amin, hấp thu chất béo và hấp thu các monosaccharide khác.

Cấu tạo chung của hệ thần kinh: thần kinh trung ương và sự nhận cảm đáp ứng

Một đặc tính của hầu hết các sợi thần kinh là các tín hiệu dẫn truyền thường chỉ đi theo một hướng: từ sợi trục của sợi thần kinh phía trước tới sợi gai của sợi phía sau.

Sự tăng trưởng và phát triển chức năng của bào thai

Do trọng lượng thai tương ứng xấp xỉ với lập phương của chiều dài, trọng lượng thai hầu như tăng tương ứng với lập phương tuổi thai.

Cung lượng tim: nghiên cứu định lượng

Tăng khả năng bơm máu cùng với tăng áp suất khoang màng phổi làm cung lượng tim đạt đỉnh vì tăng hoạt động tim nhưng đường cong lại dịch sang phải vì áp suất khoang màng phổi tăng.

Điện thế và thời gian chia chuẩn: điện tâm đồ bình thường

Những dòng dọc trên ECG là dòng thời gian chia chuẩn. Một ECG điển hình được chạy ở một tốc độ giấy 25mm/s, mặc dù tốc độ nhanh hơn đôi khi được sử dụng.

Chất giãn mạch: kiểm soát thể dịch của tuần hoàn

Vì kallikrein trở nên hoạt động, nó hoạt động ngay tức thì trên alpha Globulin để giải phóng kinin tên kallidin, sau đó được chuyển dạng bởi enzyme của mô thành bradykinin.

Chức năng thính giác của vỏ não: cơ chế thính giác trung ương

Mỗi neuron riêng lẻ trong vỏ não thính giác đáp ứng hẹp hơn nhiều so với neuron trong ốc tai và nhân chuyển tiếp ở thân não. Màng nền gần nền ốc tai được kích thích bởi mọi tần số âm thanh, và trong nhân ốc tai dải âm thanh giống vậy được tìm thấy.

Dịch vào ra của cơ thể: cân bằng trong trạng thái ổn định

Dịch trong cơ thể rất hằng định, bởi vì nó liên tục được trao đổi với môi trường bên ngoài cũng như với các bộ phận khác trong cơ thể.

Dịch cơ thể và muối trong tập luyện thể thao

Kinh nghiệm đã chứng minh vẫn còn vấn đề điện giải khác ngoài natri, là mất kali. Mất kali kết quả một phần từ sự tiết tăng aldosterone trong thích nghi với khí hậu nhiệt, làm tăng mất kali trong nước tiểu, cũng như mồ hôi.

Hệ thống chức năng của tế bào cơ thể người

Nếu tế bào muốn sống, phát triển và sinh sản, chúng phải kiếm thức ăn và những chất khác từ môi trường xung quanh. Hầu hết các chất đi qua màng tế bào bằng sự khuếch tán và vận chuyển tích cực.

Sinh lý tuyến tuỵ nội tiết

Tụy nằm trong khung tá tràng, sau dạ dày. Trọng lượng 70-80g. Dài 10-18cm, cao 6cm, dày 1-3cm. Tụy nội tiết gồm những đảo Langerhans (gồm từ 1-2 triệu đảo), là những tế bào tụ thành từng đám, chiếm 1g tổ chức tụy, thường ở gần mạch máu.

Dịch não tủy và chức năng đệm của nó

Chức năng chính của dịch não tủy là lót đệm cho não trong hộp sọ cứng. Não và dịch não tủy có cùng trọng trượng riêng (chỉ khác biệt 4%), do đo não nổi trong dịch não tủy.

Hệ thống cột tủy sau: giải phẫu dải cảm giác giữa

Các sợi thần kinh đi vào cột tủy sau tiếp tục không bị gián đoạn đi lên hành tủy sau, là nơi chúng tạo synap trong nhân cột sau. Từ đây, các nơ-ron cấp hai bắt chéo ngay sang bên đối diện của thân não và tiếp tục đi lên qua dải cảm giác giữa đến đồi thị.