Mužské pohlavní buňky jsou tvořeny v procesu spermatogeneze, který probíhá po celý život muže mimo břišní dutinu - ve varlatech uložených v šourku. Díky této lokalizaci je teplota ve varlatech přibližně o 2-3°C nižší, než je teplota těla, což je nezbytná podmínka pro správný vývoj spermií. Zajištění tepelné homeostázy varlat je dáno tzv. protiproudovou výměnou tepla. Na udržení teploty se podílí musculus cremaster, který reaguje na změnu teploty. Vlivem chladu se sval kontrahuje a zvedá šourek blíže k tělu, naopak působením tepla sval relaxuje a šourek se tedy vzdaluje od těla.
Genetika a vývoj pohlaví
Mužské pohlaví je determinováno geneticky při oplození - normální mužský karyotyp je 46, XY. Na krátkém raménku Y chromozomu se nachází gen pro specifický protein SRY, který hraje velmi důležitou funkci při vývoji mužského pohlaví. Mutace tohoto genu vede k rozvoji ženského fenotypu - žena 46, XY. SRY stimuluje buňky varlat k produkci humorálních látek. Do 6. týdne prenatálně je struktura primitivních gonád jednoduchá, je tvořena kůrou i dření - jedná se o tzv. indiferentní stádium. Od 7. týdne prenatálně nastává diferenciace a u mužského pohlaví kůra gonád zaniká, varlata se tvoří z dřeně.
Tvorba a funkce varlat
Pomocí dihydrotestosteronu se z Wolfových vývodů tvoří nadvarle a chámovod. Od 8. týdne se začíná vytvářet zevní genitál. Varlata jsou mužská párová pohlavní žláza, nacházejí se v šourku mimo břišní dutinu. Hlavní funkcí varlat je tvorba spermií a syntéza mužských pohlavních hormonů. Každé varle je rozděleno vazivovými septy asi na 300 lobulů, které jsou vyplněny 2 až 4 kličkami semenotvorných kanálků. Ty se následně spojují a ústí do nadvarlete, které skladuje nově vzniklé spermie. Nezbytně nutnou součástí jsou velké Sertoliho buňky, které obklopují spermie v různém stádiu vývoje. Sertoliho buňky jsou navzájem propojeny těsnými kontakty a jsou součástí hemotestikulární bariéry, jejich hlavní funkcí je zajištění živin tvořícím se spermiím. V intersticiu jsou také uloženy Leydigovy buňky, které pod vlivem luteinizačního hormonu (LH) secernují androgeny - testosteron.
Hormonální regulace a vývoj gonád
Steroidogeneze neboli tvorba steroidních hormonů začíná v hypothalamu, který dostává informaci z centrálního nervového systému o nutné produkci steroidních hormonů. GnRH je produkováno neurony area preoptica a nucleus arcuatus v pulzech. Hypothalamus je pomocí portálního systému propojen s hypofýzou, která obsahuje receptor pro GnRH. Díky tomu začne probíhat pulzní sekrece luteinizačního hormonu. Neplatí to pro FSH, ten má jinou frekvenci. LSH a FSH putují krví k buňkám varlat a jsou následně zodpovědné za steroidogenezi. Funguje zde negativní zpětná vazba v mozku, která je zprostředkována estradiolem. Receptory pro LH jsou na Leydigových buňkách v intersticiu a receptory pro FSH jsou na Sertoliho buňkách. Buňky jsou od sebe odděleny hematotestikulární bariérou.
Testosteron a jeho metabolismus
Testosteron působí ve varlatech, v hypofýze a ve svalech. Androgeny jsou metabolizovány v játrech a vylučovány jsou pomocí ledvin. V prostatě, šourku, penisu, kosti a kůži je testosteron prohormonem, ale tvoří i strukturu 2-3 krát účinnější - dihydrotestosteron. Aromatáza v játrech, v mozku a v tukové tkáni mění testosteron na estradiol.
Spermatogeneze a dělení buněk
Spermatogeneze se skládá z dvou typů buněčného dělení - mitóza a meióza. Nejdříve se spermatogonie mitoticky rozdělí na dvě dceřiné spermatogonie. Jedna zůstává jako kmenová buňka, druhá migruje mezi Sertoliho buňky a stává se primárním spermatocytou, která po prvnímu meiotickému dělení získá sekundární spermatocyt. Celá spermatogeneze od přeměny spermatogonie ve spermatocyt až do období uvolnění zralých spermií trvá zhruba 72 dní.
Vzhled a struktura zralé spermie
Zralá spermie je tvořena hlavičkou s jádrem a chromozomy, akrozomem, který obsahuje enzymy usnadňující průnik skrze obaly vajíčka. Ve střední části je velké množství mitochondrií sloužících jako zdroj ATP pro pohyb bičíku. Bičík má systém mikrotubulů pro pohyb spermií.
Hmotnost, uložení a transport spermií
Do nadvarlat putují spermie z varlat a dále se mísí se semennou tekutinou v chámovodech. Ejakulát vzniká při vyloučení z močové trubice během orgasmu. Ejakulát má pH kolem 7,5 a obsahuje 35-200 milionů živých a pohyblivých spermíí na 1 ml. Životnost spermie v ejakulátu při tělesné teplotě je cca 24-48 hodin. Po vypuzení do pochvy se fibrinogen mění na fibrin a koagulum udržuje ejakulát v zadních partiích pochvy; za 15-30 minut se koagulum rozpouští a pohyblivost spermií opět narůstá.
Životnost spermií v různých prostředích
Na vzduchu spermie hynou během několika minut, nejvýše do 10 minut. Ve vodě mohou přežívat jen několik minut, s teplem a živinami mohou přežívat déle, až do 30 minut. V kyselém prostředí pochvy hynou dosti rychle, takže životnost je nižší. V pochvě mohou spermie přežívat až několik dní, nejdéle ovšem 5 dní v optimálním cervikálním hlenu a prostředí dělohy či vejcovodů. Nejdelší zaznamenaná doba přežití ve vejcovodu byla 48 hodin po souloži, ale mohou nastat i delší období v některých případech.
Faktory ovlivňující plodnost a životnost spermie
Lubrikační gely mohou působit jako spermicidy; kondomy mohou obsahovat spermicidy, které snižují počet živých spermií. Sliny mohou nepříznivě ovlivňovat pohyblivost a životnost spermií. Zdravá strava s vitamínem E a vhodné návyky mohou podpořit kvalitu spermií. Při počítání plodnosti hraje roli množství spermíí, jejich pohyblivost a tvarová činnost, stejně jako stav cervikálního hlenu.
Tabulka: Parametry spermií a ejakulátu
| Druh | Délka spermií (µm) | Šířka hlavičky (µm) | Množství spermií 1 ml | Objem ejakulátu (ml) |
|---|---|---|---|---|
| Člověk - muž | 45-85 | 40-50 | 35-200 (×10^6) | 2,5-4,5 |
| Skot domácí | 70-105 | 50-70 | 100-300 | 5-10 |
| Kůň | 58-83 | 24-32 | 50-70 | 7-12 |
| Pes | 68-84 | 20-21 | 20-200 | 2-5 |
Praktické náhledy na plodnost
Pokud se snažíte o miminko, je dle nejrůznějších studií nejlepší sex 5 dní před ovulací, až vajíčko sestoupí do dělohy a je oplodněno. Případná antikoncepce by měla být zvažována spolehlivými metodami; start-stop metoda je nespolehlivá a může selhat. Preejakulát může obsahovat spermie a způsobit otěhotnění, i když k samotné ejakulaci nedojde. Správná diagnostika kvality spermií bývá provedena spermiogramem u sexuologa.
Nejčastější otázky a odpovědi
- Jak dlouho žije spermie v těle ženy? Obecně až 5 dní, zejména při příznivém cervikálním hlenu.
- Jak dlouho vydrží spermie mimo tělo? Na vzduchu obvykle jen několik minut, v teplé vodě déle, ale stále omezeně.
- Jak rychle se musí spermie dostat k vajíčku? Časová lhůta závisí na ovulačním období; ideálně co nejdříve po ovulaci, ale mohou přežít i několik dní ve vhodném prostředí.
- Co ovlivňuje pohyblivost spermií ve vodě či kondomech? Materiály a chemické látky v prostředí mohou pohyblivost ovlivnit; vyhněte se spermicidům a nevhodným lubrikantům.
Jak dochází k oplodnění | 3D animace
Poznámky k praktickým otázkám
Je důležité rozlišovat mezi skutečnou oplodnitelnou schopností a pohyblivostí spermií. Životnost spermií je důležitá zejména pro plánování početí a pro pochopení rizik spojených s nechráněným sexem mimo vaginalní vstup. Nejsou to mikroskopické bytosti, které samy vyhledají vajíčko; k oplodnění je nutná přímá integrace spermií do pochvy ženy a následné setkání se vajíčkem.