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Kompaktlexikon der Biologie: Spermatogenese

Spermatogenese, Spermiogenese, Spermienbildung, der gesamte Vorgang der Bildung der männlichen Keimzellen von den Urkeimzellen (Ursamenzellen) bis zu den fertigen, d.h. ausdifferenzierten Spermien. Die S. kann in folgende fünf Abschnitte unterteilt werden, von denen Abschnitt eins bis vier im Hoden und der fünfte im Nebenhoden stattfinden. 1) Bildung von Ursamenzellen bereits während der frühen Embryonalentwicklung (beim Menschen am Ende der dritten Woche), die durch zahlreiche mitotische Teilungen in den Hodenkanälchen ein Keimepithel aus Spermatogonien (Typ A) bilden. 2) Vermehrung durch mitotische Proliferation der Spermatogonien. In dieser Phase werden bei semelparen (d.h. sich im Lauf des Lebens nur einmal fortpflanzenden) Arten alle Spermatogonien aufgebraucht; bei iteroparen Arten (mit mehrmaliger Fortpflanzung) wandeln sich nicht alle Spermatogonien in Spermatocyten um, sondern einige bleiben als „Stammspermatogonien“ für spätere Fortpflanzungsperioden erhalten. Beim Menschen beginnt diese Phase in der Pubertät unter dem Einfluss der gonadotropen Hormone (FSH und ICSH) der Hypophyse. Bei diesen Teilungen bildet sich ein Stamm von etwa einer Mrd. Spermatogonien (Typ B), die sich ständig weiter teilen. 3) Nach der letzten mitotischen Teilung wachsen die Spermatogonien in der Wachstumsphase zu Spermatocyten I. Ordnung heran. Spätestens mit Auftreten der synaptonemalen Komplexe ist der nächste Abschnitt erreicht. 4) In der Reifungsphase kommt es durch die oft langdauernde 1. Meiose (1. Reifeteilung) mit anschließender Zellteilung zur Bildung von Spermatocyten II. Ordnung, danach durch die meist schnell ablaufende 2. Meiose und Zellteilung zu insgesamt vier gleich großen Spermatiden, die i.Allg.ein Viertel des Volumens der Spermatocyte I. Ordnung haben ( vgl. Abb. ). 5) In der Phase der Spermiohistogenese erfolgt die Umwandlung zu fertigen Spermien, d.h. eine Differenzierung ohne weitere Zellteilung; dabei laufen folgende, z.T. miteinander verknüpfte Vorgänge ab: a) Ausbildung eines proakrosomalen Vesikels aus einem spezialisierten Golgi-Apparat, später Umbildung zur Akrosom-Vakuole. b) Chromatin-Kondensation, Verkleinerung des Kern-Volumens, Kernstreckung und schließlich Abstoßung der Kernporen enthaltenden Bereiche der Kernhülle. c) Längsstreckung der Spermatide, meist mit besonderen Mikrotubuli-Systemen („Manschette“). d) Umgestaltung der Mitochondrien durch Fusion zu wenigen großen kugelförmigen Gebilden oder länglichen Nebenkernen. e) Auswachsen des Flagellums vom distalen Centriol aus. f) Abstoßung des Cytoplasmas als Restkörper oder cytoplasmatischer Tropfen. Dies erfolgt bei höheren Wirbeltieren zeitgleich mit dem Freiwerden (Spermiation) der Spermien ins Lumen der Hodenkanälchen. g) Veränderung der Spermien-Oberfläche, insbesondere beim Aufenthalt im Nebenhoden. h) Die Kapazitation der Spermien im weiblichen Organismus bildet den Abschluss, wird aber meist nicht mehr zur S. gerechnet.

Die Dauer der S. liegt bei vielen Tieren in der Größenordnung von Wochen, z.B. Schwämme (zwei Wochen), Maus (fünf Wochen), Hund (neun Wochen) und Mensch (elf Wochen). Bei manchen holometabolen Insekten findet der größte Teil der S. schon in den letzten Larvenstadien und im Puppenstadium statt. (Oogenese, Spermium)



Spermatogenese: Schema der Spermatogenese

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Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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