Cele nauczania

• Opisać anatomię męskiego układu rozrodczego człowieka
• Opisać anatomię żeńskiego układu rozrodczego człowieka
• Objaśnić reakcję seksualną człowieka

.

• Przedstaw różnice i podobieństwa pomiędzy spermatogenezą i oogenezą

Rys. 1. The reproductive structures of the human male are shown.

Pytanie praktyczne

Które z poniższych stwierdzeń dotyczących męskiego układu rozrodczego jest fałszywe?

1. Przewód wyprowadza plemniki z jąder do prącia.
2. Plemniki dojrzewają w kanalikach nasiennych w jądrach.
3. Zarówno gruczoł krokowy, jak i gruczoły opuszkowo-cewkowe produkują składniki nasienia.
4. Gruczoł krokowy znajduje się w jądrach.

Plemniki dojrzewają w kanalikach nasiennych, które są zwinięte wewnątrz jąder, jak pokazano na rycinie 1. Ściany kanalików seminiferycznych składają się z rozwijających się komórek plemnikowych, przy czym najmniej rozwinięte plemniki znajdują się na obrzeżach kanalika, a w pełni rozwinięte plemniki w jego świetle. Plemniki są zmieszane z komórkami “opiekuńczymi” zwanymi komórkami Sertoliego, które chronią komórki rozrodcze i wspomagają ich rozwój. Inne komórki mieszające się w ścianie kanalików to komórki śródmiąższowe Leydiga. Komórki te produkują wysoki poziom testosteronu, gdy mężczyzna osiągnie wiek dojrzewania.

Gdy plemniki mają rozwinięte flagelle i są prawie dojrzałe, opuszczają jądra i wchodzą do najądrza, pokazanego na rycinie 1. Struktura ta przypomina przecinek i leży wzdłuż górnej i tylnej części jądra; jest to miejsce dojrzewania plemników. Plemniki opuszczają najądrze i dostają się do nasieniowodów (lub przewodu wyprowadzającego), który przenosi plemniki za pęcherz moczowy i tworzy przewód wytryskowy z przewodem od pęcherzyków nasiennych. Podczas wazektomii, część nasieniowodów jest usuwany, zapobiegając plemników z przekazywane z ciała podczas wytrysku i zapobiegania fertilization.

Semen jest mieszaniną spermy i spermatic wydzieliny przewodów (około 10 procent całości) i płynów z gruczołów pomocniczych, które przyczyniają się do większości objętości nasienia. Plemniki są komórkami haploidalnymi, składającymi się z komórki flagowej jako ogona, szyjki, która zawiera mitochondria wytwarzające energię w komórce, oraz główki, która zawiera materiał genetyczny. Rysunek 2 przedstawia mikrograf plemnika ludzkiego oraz schemat części plemnika. Na szczycie główki plemnika znajduje się akrosom. Struktura ta zawiera enzymy lizosomalne, które mogą strawić osłonki ochronne otaczające jajo, aby ułatwić plemnikom wniknięcie i zapłodnienie jaja. Ejakulat będzie zawierał od dwóch do pięciu mililitrów płynu z 50-120 milionami plemników na mililitr.

Ryc. 2. Plemniki ludzkie, uwidocznione za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej, posiadają flagellum, szyjkę i główkę. (kredyt b: modyfikacja pracy Mariany Ruiz Villareal; dane paska skali od Matta Russella)

Większość nasienia pochodzi z gruczołów pomocniczych związanych z męskim układem rozrodczym. Są to pęcherzyki nasienne, gruczoł krokowy i gruczoł opuszkowo-cewkowy, z których wszystkie przedstawiono na rycinie 1. Pęcherzyki nasienne to para gruczołów, które znajdują się wzdłuż tylnej granicy pęcherza moczowego. Gruczoły te wytwarzają roztwór, który jest gęsty, żółtawy i alkaliczny. Ponieważ plemniki są ruchliwe tylko w środowisku alkalicznym, zasadowe pH jest ważne dla odwrócenia kwasowości środowiska pochwy. Roztwór zawiera również śluz, fruktozę (składnik odżywczy mitochondriów plemników), enzym koagulujący, kwas askorbinowy i hormony działające miejscowo, zwane prostaglandynami. Gruczoły pęcherzyka nasiennego stanowią 60 procent masy nasienia.

Penis, przedstawiony na rycinie 1, jest narządem odprowadzającym mocz z pęcherza nerkowego i pełniącym funkcję narządu kopulacyjnego podczas stosunku płciowego. Prącie zawiera trzy rurki tkanki erekcyjnej biegnące przez długość narządu. Składają się one z pary kanalików po stronie grzbietowej, zwanych ciałami jamistymi, oraz pojedynczego kanalika po stronie brzusznej, zwanego ciałem gąbczastym. Tkanka ta zostanie wypełniona krwią, stanie się wzwiedziona i twarda, w przygotowaniu do stosunku. Narząd jest wprowadzany do pochwy, co kończy się ejakulacją. Podczas stosunku zwieracze mięśni gładkich przy otworze do pęcherza nerkowego zamykają się i zapobiegają przedostawaniu się moczu do penisa. Orgazm jest procesem dwuetapowym: najpierw dochodzi do skurczu gruczołów i narządów dodatkowych połączonych z jądrami, a następnie nasienie (zawierające plemniki) zostaje wydalone przez cewkę moczową podczas wytrysku. Po stosunku krew odpływa z tkanki erekcyjnej, a penis staje się wiotki.

Gruczoł prostaty w kształcie orzecha włoskiego otacza cewkę moczową, połączenie z pęcherzem moczowym. Ma on serię krótkich przewodów, które bezpośrednio łączą się z cewką moczową. Gruczoł jest mieszaniną mięśni gładkich i tkanki gruczołowej. Mięśnie zapewniają dużą część siły potrzebnej do wystąpienia wytrysku. Tkanka gruczołowa wytwarza cienki, mleczny płyn, który zawiera cytrynian (składnik odżywczy), enzymy i swoisty antygen gruczołu krokowego (PSA). PSA jest enzymem proteolitycznym, który pomaga upłynnić ejakulat kilka minut po jego uwolnieniu od mężczyzny. Wydzieliny gruczołu krokowego stanowią około 30 procent masy nasienia.

Gruczoł bulwiasty, lub gruczoł Cowpera, uwalnia swoją wydzielinę przed uwolnieniem masy nasienia. Neutralizuje on wszelkie pozostałości kwasów w cewce moczowej pozostałe po oddaniu moczu. Zwykle stanowi to kilka kropel płynu w całym ejakulacie i może zawierać kilka plemników. Wycofanie penisa z pochwy przed wytryskiem w celu zapobieżenia ciąży może okazać się nieskuteczne, jeśli plemniki są obecne w wydzielinie gruczołów opuszkowo-cewkowych. Położenie i funkcje męskich narządów rozrodczych podsumowano w tabeli 1.

.

Anatomia układu rozrodczego kobiet

Liczba struktur rozrodczych znajduje się na zewnątrz ciała kobiety. Należą do nich piersi i srom, który składa się z mons pubis, łechtaczki, warg sromowych większych, warg sromowych mniejszych i gruczołów przedsionkowych, wszystkie przedstawione na rycinie 3. Lokalizację i funkcje żeńskich narządów rozrodczych podsumowano w tabeli 2. Srom jest obszarem związanym z przedsionkiem, który obejmuje struktury znajdujące się w okolicy pachwinowej (pachwiny) kobiet. Mons pubis jest okrągłym, tłustym obszarem, który pokrywa spojenie łonowe. Łechtaczka jest strukturą z tkanką erekcyjną, która zawiera dużą liczbę nerwów czuciowych i służy jako źródło stymulacji podczas stosunku. Wargi sromowe większe (labia majora) to para wydłużonych fałdów tkanki, które biegną w kierunku tylnym od mons pubis i otaczają pozostałe części sromu. Wargi sromowe główne wywodzą się z tej samej tkanki, która u mężczyzn tworzy mosznę. Wargi sromowe mniejsze (labia minora) to cienkie fałdy tkanki położone centralnie w obrębie warg sromowych większych. Chronią one otwory do pochwy i cewki moczowej. W okresie dojrzewania mons pubis i przednia część warg sromowych większych pokrywają się włosami; wargi sromowe mniejsze są pozbawione owłosienia. Gruczoły przedsionkowe większe znajdują się po bokach otworu pochwy i zapewniają smarowanie podczas stosunku.

Rys. 3. Przedstawiono struktury rozrodcze ludzkiej kobiety. (kredyt a: modyfikacja pracy przez Gray’s Anatomy; kredyt b: modyfikacja pracy przez CDC)

Piersi składają się z gruczołów sutkowych i tłuszczu. Wielkość piersi jest określana przez ilość tłuszczu odkładającego się za gruczołem. Każdy gruczoł składa się z 15 do 25 płatów, które mają przewody opróżniające się przy brodawce sutkowej i dostarczające karmionemu dziecku mleko bogate w składniki odżywcze i przeciwciała, wspomagające rozwój i chroniące dziecko.

Wewnętrzne struktury żeńskiego układu rozrodczego obejmują jajniki, jajowody, macicę i pochwę, przedstawione na rycinie 3. Para jajników jest utrzymywana w miejscu w jamie brzusznej przez system więzadeł. Jajniki składają się ze śródpiersia i kory: śródpiersie zawiera nerwy i naczynia krwionośne, zaopatrujące korę w substancje odżywcze i usuwające odpady. Zewnętrzne warstwy komórek kory są funkcjonalnymi częściami jajników. Kora zbudowana jest z komórek pęcherzykowych, które otaczają jaja rozwijające się podczas rozwoju płodowego in utero. W czasie miesiączki partia komórek pęcherzykowych rozwija się i przygotowuje jajeczka do uwolnienia. W chwili owulacji jeden pęcherzyk pęka i uwalniane jest jedno jajeczko, jak to przedstawiono na rycinie 4a.

Rys. 4. Oocyty rozwijają się w (a) pęcherzykach jajnikowych, zlokalizowanych w jajniku. Na pocz±tku cyklu menstruacyjnego pęcherzyk dojrzewa. W chwili owulacji pęcherzyk pęka, uwalniając komórkę jajową. Pęcherzyk przekształca się w ciałko żółte, które w końcu ulega degeneracji. Pęcherzyk (b) na tym jasnym mikrografie ma w swym centrum komórkę jajową. (kredyt a: modyfikacja pracy NIH; dane paska skali od Matta Russella)

Jowody, lub jajowody, rozciągają się od macicy w dolnej części jamy brzusznej do jajników, ale nie są w kontakcie z jajnikami. Boczne końce jajowodów rozwijają się w strukturę trąbkowatą i posiadają frędzle palczastych występów, zwanych fimbriami, zilustrowanych na rysunku 4b. Gdy jajo zostaje uwolnione w czasie owulacji, fimbrae pomagają niemobilnemu jaju wejść do przewodu i przedostać się do macicy. Ściany jajowodów są pokryte rzęsistkami i składają się w większości z mięśni gładkich. Rzęski biją w kierunku środka, a mięśnie gładkie kurczą się w tym samym kierunku, przesuwając jajo w kierunku macicy. Zapłodnienie zazwyczaj ma miejsce w jajowodach, a rozwijający się zarodek jest przenoszony do macicy w celu rozwoju. Podróż przez jajowody zajmuje jaju lub zarodkowi zwykle tydzień. Sterylizacja u kobiet nazywa się podwiązanie jajowodów; jest analogiczny do wazektomii u mężczyzn w tym, że jajowody są odcięte i sealed.

Macica jest strukturą o wielkości pięści kobiety. Jest ona wyścielona endometrium bogatym w naczynia krwionośne i gruczoły śluzowe. Macica podtrzymuje rozwijający się zarodek i płód w czasie ciąży. Najgrubsza część ściany macicy zbudowana jest z mięśni gładkich. Skurcze mięśni gładkich macicy pomagają w przechodzeniu dziecka przez pochwę podczas porodu. Część wyściółki macicy ulega złuszczeniu podczas każdej miesiączki, a następnie odbudowuje się ponownie w ramach przygotowań do implantacji. Część macicy, zwana szyjką macicy, wystaje do górnej części pochwy. Szyjka macicy funkcjonuje jako kanał rodny.

Pochwa jest mięśniową rurą, która służy kilku celom. Pozwala na przepływ menstruacyjny opuścić ciało. Jest to zbiornik dla penisa podczas stosunku i naczynie do dostarczania potomstwa. Jest wyłożona przez komórki nabłonka płaskiego warstwowego w celu ochrony tkanki leżącej pod nią.

Reakcja seksualna

Reakcja seksualna u ludzi jest zarówno psychologiczna jak i fizjologiczna. Obie płcie doświadczają pobudzenia seksualnego poprzez stymulację psychologiczną i fizyczną. Istnieją cztery fazy reakcji seksualnej. Podczas fazy pierwszej, zwanej podnieceniem, rozszerzenie naczyń krwionośnych prowadzi do rozkurczu naczyń krwionośnych w tkankach erekcji zarówno u mężczyzn, jak i u kobiet. Sutki, łechtaczka, wargi sromowe i penis wypełniają się krwią i powiększają się. Wydzieliny pochwy są uwalniane w celu nawilżenia pochwy, aby ułatwić stosunek płciowy. Podczas drugiej fazy, zwanej plateau, stymulacja trwa, zewnętrzna trzecia część ściany pochwy powiększa się o krew, a oddychanie i tętno wzrastają.

Podczas fazy trzeciej, czyli orgazmu, rytmiczne, mimowolne skurcze mięśni występują u obu płci. U mężczyzny, rozrodcze gruczoły pomocnicze i kanaliki zwężają się, umieszczając nasienie w cewce moczowej, a następnie cewka moczowa kurczy się, wydalając nasienie przez penisa. U kobiet mięśnie macicy i pochwy kurczą się w falach, które mogą trwać nieco krócej niż sekundę każda. Podczas fazy czwartej, czyli rozwiązania, procesy opisane w pierwszych trzech fazach odwracają się i wracają do normalnego stanu. Mężczyźni doświadczają okresu refrakcji, w którym nie mogą utrzymać erekcji lub ejakulacji przez okres czasu od minut do godzin.

Gametogeneza

Gametogeneza, produkcja plemników i jajeczek, odbywa się w procesie mejozy. Podczas mejozy, dwa podziały komórkowe oddzielają sparowane chromosomy w jądrze, a następnie rozdzielają chromatydy, które powstały podczas wcześniejszego etapu cyklu życia komórki. W wyniku mejozy powstają komórki haploidalne z połową każdej pary chromosomów normalnie występujących w komórkach diploidalnych. Produkcja plemników nazywana jest spermatogenezą, a produkcja jaj – oogenezą.

Spermatogeneza

Spermatogeneza, zilustrowana na rycinie 5, zachodzi w ścianie kanalików nasiennych, z komórkami macierzystymi na obwodzie kanalika i plemnikami w świetle kanalika. Bezpośrednio pod otoczką kanalika znajdują się diploidalne, niezróżnicowane komórki. Te komórki macierzyste, zwane spermatogoniami (liczba pojedyncza: spermatagonium), przechodzą mitozę, przy czym jedna z nich różnicuje się w komórkę plemnika, a druga daje początek następnemu pokoleniu plemników.

Ryc. 5. Podczas spermatogenezy z każdego spermatocytu pierwotnego powstają cztery plemniki.

Mejoza rozpoczyna się od komórki zwanej spermatocytem pierwotnym. Pod koniec pierwszego podziału mejotycznego powstaje haploidalna komórka zwana spermatocytem wtórnym. Ta komórka jest haploidalna i musi przejść przez kolejny podział mejotyczny. Komórka wytworzona pod koniec mejozy nazywana jest spermatydą, a kiedy dotrze do światła kanalika i wykształci flagellum, nazywana jest plemnikiem. Cztery plemniki powstają z każdego pierwotnego spermatocytu, który przechodzi mejozę.

Komórki macierzyste są składane w czasie ciąży i są obecne przy urodzeniu przez początek okresu dojrzewania, ale w stanie nieaktywnym. W okresie dojrzewania, hormony gonadotropowe z przedniej części przysadki mózgowej powodują aktywację tych komórek i produkcję zdolnych do życia plemników. Trwa to do późnej starości.

Oogeneza

Ryc. 6. Proces oogenezy zachodzi w najbardziej zewnętrznej warstwie jajnika.

Oogeneza, zilustrowana na rycinie 6, zachodzi w najbardziej zewnętrznych warstwach jajników. Podobnie jak w przypadku wytwarzania plemników, oogeneza rozpoczyna się od komórki zarodkowej, zwanej oogonium (liczba mnoga: oogonia), lecz komórka ta poddawana jest mitozie w celu zwiększenia swej liczby, co ostatecznie prowadzi do powstania około jednego do dwóch milionów komórek w zarodku.

Komórka rozpoczynająca mejozę nazywana jest oocytem pierwotnym, jak to przedstawiono na Rycinie 6. Komórka ta rozpocznie pierwszy podział mejotyczny i zostanie zatrzymana w swoim postępie w pierwszym etapie profazy. W chwili narodzin wszystkie przyszłe jajeczka znajdują się w fazie profazy. W okresie dojrzewania, hormony przedniej części przysadki mózgowej powodują rozwój pewnej liczby pęcherzyków w jajniku. W wyniku tego pierwotny oocyt kończy pierwszy podział mejotyczny. Komórka dzieli się nierównomiernie, przy czym większość materiału komórkowego i organelli trafia do jednej komórki, zwanej oocytem wtórnym, a tylko jeden zestaw chromosomów i niewielka ilość cytoplazmy trafia do drugiej komórki. Ta druga komórka nazywana jest ciałem polarnym i zazwyczaj obumiera. Następuje wtórne zatrzymanie mejotyczne, tym razem na etapie metafazy II. Podczas owulacji, ten wtórny oocyt zostanie uwolniony i powędruje jajowodem w kierunku macicy. Jeśli oocyt wtórny zostanie zapłodniony, komórka kontynuuje mejozę II, wytwarzając drugie ciało polarne i zapłodnione jajo zawierające wszystkie 46 chromosomów istoty ludzkiej, z których połowa pochodzi z plemnika.

Produkcja jaj rozpoczyna się przed urodzeniem, jest zatrzymana podczas mejozy aż do okresu dojrzewania, a następnie poszczególne komórki kontynuują ją w każdym cyklu miesiączkowym. Jedno jajo jest produkowane z każdego procesu mejotycznego, z dodatkowymi chromosomami i chromatydami przechodzącymi w ciała biegunowe, które degenerują się i są ponownie wchłaniane przez ciało.

Sprawdź Swoje Zrozumienie

Odpowiedz na pytanie(a) poniżej, aby zobaczyć jak dobrze rozumiesz tematy poruszone w poprzedniej sekcji. Ten krótki quiz nie wlicza się do oceny z zajęć i można go powtórzyć nieograniczoną liczbę razy.

Użyj tego quizu, aby sprawdzić swoje zrozumienie i zdecydować, czy (1) studiować dalej poprzednią sekcję, czy (2) przejść do następnej sekcji.

.