Descrieți anatomia reproducerii umane masculine și feminine
Pe măsură ce animalele au devenit mai complexe, s-au dezvoltat organe și sisteme de organe specifice pentru a susține funcții specifice pentru organism. Structurile de reproducere care au evoluat la animalele terestre permit masculilor și femelelor să se împerecheze, să fertilizeze intern și să susțină creșterea și dezvoltarea urmașilor.
Tesuturile de reproducere ale bărbaților și femelelor umane se dezvoltă în mod similar în uter până când un nivel scăzut al hormonului testosteron este eliberat de gonadele masculine. Testosteronul face ca țesuturile nedezvoltate să se diferențieze în organe sexuale masculine. Atunci când testosteronul lipsește, țesuturile se dezvoltă în țesuturi sexuale feminine. Gonadele primitive devin testicule sau ovare. Țesuturile care produc un penis la masculi produc un clitoris la femele. Țesutul care va deveni scrotul la un bărbat devine labiile la o femeie; adică sunt structuri omoloage.
Obiective de învățare
- Descrisă anatomia reproductivă masculină umană
- Descrisă anatomia reproductivă feminină umană
- Discută răspunsul sexual uman
- Discuta diferențele și asemănările dintre spermatogeneză și oogeneză
.
Anatomia reproducerii masculine
Figura 1. Sunt reprezentate structurile reproductive ale bărbatului uman.
În sistemul reproducător masculin, scrotul adăpostește testiculele sau testiculele (singular: testicule), asigurând inclusiv trecerea pentru vasele de sânge, nervii și mușchii legați de funcția testiculară. Testiculele sunt o pereche de organe reproductive masculine care produc spermatozoizi și unii hormoni de reproducere. Fiecare testicul are o dimensiune de aproximativ 2,5 pe 3,8 cm (1,5 pe 1 inch) și este împărțit în lobulii în formă de pană de către un țesut conjunctiv numit septuri. Încolăciți în fiecare cubitus se află tubuli seminiferi care produc spermatozoizii.
Spermatozoizii sunt imobili la temperatura corpului; prin urmare, scrotul și penisul sunt exterioare corpului, așa cum este ilustrat în figura 1, astfel încât să se mențină o temperatură adecvată pentru motilitate. La mamiferele terestre, perechea de testicule trebuie să fie suspendată în afara corpului la o temperatură cu aproximativ 2° C mai mică decât temperatura corpului pentru a produce spermatozoizi viabili. Infertilitatea poate apărea la mamiferele terestre atunci când testiculele nu coboară prin cavitatea abdominală în timpul dezvoltării fetale.
Întrebare practică
Care dintre următoarele afirmații despre sistemul reproducător masculin este falsă?
- Vaza deferentă transportă spermatozoizii de la testicule la penis.
- Sperma se maturizează în tubii seminiferi din testicule.
- Atât prostata cât și glandele bulbouretrale produc componente ale spermei.
- Glanda prostatică este localizată în testicule.
Spermatozoizii se maturizează în tubii seminiferi care sunt încolăciți în interiorul testiculelor, așa cum este ilustrat în figura 1. Pereții tubilor seminiferi sunt constituiți din spermatozoizii în curs de dezvoltare, cu spermatozoizii mai puțin dezvoltați la periferia tubului și cu spermatozoizii complet dezvoltați în lumen. Spermatozoizii sunt amestecați cu celule “dădace” numite celule Sertoli, care protejează celulele germinale și promovează dezvoltarea acestora. Alte celule amestecate în peretele tubulilor sunt celulele interstițiale de Leydig. Aceste celule produc niveluri ridicate de testosteron odată ce bărbatul ajunge la adolescență.
Când spermatozoizii au dezvoltat flageli și sunt aproape maturi, ei părăsesc testiculele și intră în epididim, prezentat în figura 1. Această structură seamănă cu o virgulă și se află de-a lungul porțiunii superioare și posterioare a testiculelor; este locul de maturare a spermatozoizilor. Spermatozoizii părăsesc epididimul și intră în canalul deferent (sau ductus deferens), care transportă spermatozoizii, în spatele vezicii urinare, și formează canalul ejaculator cu canalul din veziculele seminale. În timpul unei vasectomii, o secțiune a canalului deferent este îndepărtată, împiedicând trecerea spermatozoizilor în afara corpului în timpul ejaculării și împiedicând fertilizarea.
Semenul este un amestec de spermatozoizi și secreții ale canalului spermatic (aproximativ 10 la sută din total) și fluide din glandele accesorii care contribuie la cea mai mare parte din volumul spermei. Spermatozoizii sunt celule haploide, alcătuite dintr-un flagel ca o coadă, un gât care conține mitocondriile producătoare de energie ale celulei și un cap care conține materialul genetic. Figura 2 prezintă o micrografie a spermatozoizilor umani, precum și o diagramă a părților spermei. Un acrosom se găsește în partea superioară a capului spermatozoizilor. Această structură conține enzime lizozomiale care pot digera învelișurile protectoare care înconjoară ovulul pentru a ajuta spermatozoizii să pătrundă și să fertilizeze ovulul. Un ejaculat va conține între doi și cinci mililitri de lichid cu 50-120 milioane de spermatozoizi pe mililitru.
Figura 2. Spermatozoizii umani, vizualizați cu ajutorul microscopiei electronice cu scanare, au un flagel, un gât și un cap. (credit b: modificare a lucrării realizate de Mariana Ruiz Villareal; date la scară de la Matt Russell)
Cei mai mulți spermatozoizi provin din glandele accesorii asociate cu sistemul reproducător masculin. Acestea sunt veziculele seminale, glanda prostatică și glanda bulbouretrală, toate acestea fiind ilustrate în figura 1. Veziculele seminale sunt o pereche de glande care se află de-a lungul marginii posterioare a vezicii urinare. Glandele produc o soluție care este groasă, gălbuie și alcalină. Deoarece spermatozoizii sunt mobili numai într-un mediu alcalin, un pH bazic este important pentru a inversa aciditatea mediului vaginal. Soluția conține, de asemenea, mucus, fructoză (un nutrient mitocondrial al spermatozoizilor), o enzimă coagulantă, acid ascorbic și hormoni cu acțiune locală numiți prostaglandine. Glandele veziculei seminale sunt responsabile pentru 60 la sută din volumul de material seminal.
Penisul, ilustrat în figura 1, este un organ care drenează urina din vezica renală și funcționează ca organ copulator în timpul actului sexual. Penisul conține trei tuburi de țesut erectil care traversează lungimea organului. Acestea constau într-o pereche de tuburi pe partea dorsală, numită corp cavernosum, și un singur tub de țesut pe partea ventrală, numit corp spongiosum. Acest țesut se va umfla cu sânge, devenind erect și dur, în vederea pregătirii pentru actul sexual. Organul este introdus în vagin culminând cu o ejaculare. În timpul actului sexual, sfincterele musculare netede de la deschiderea către vezica renală se închid și împiedică urina să intre în penis. Un orgasm este un proces în două etape: mai întâi, glandele și organele accesorii conectate la testicule se contractă, apoi sperma (care conține spermatozoizi) este expulzată prin uretră în timpul ejaculării. După actul sexual, sângele se scurge din țesutul erectil și penisul devine flasc.
Glanda prostatică în formă de nucă înconjoară uretra, legătura cu vezica urinară. Aceasta are o serie de canale scurte care se conectează direct la uretră. Glanda este un amestec de mușchi neted și țesut glandular. Mușchiul asigură o mare parte din forța necesară pentru ca ejacularea să aibă loc. Țesutul glandular produce un lichid subțire, lăptos, care conține citrat (un nutrient), enzime și antigen specific prostatic (PSA). PSA este o enzimă proteolitică care ajută la lichefierea ejaculării la câteva minute după eliberarea de la bărbat. Secrețiile glandei prostatei reprezintă aproximativ 30 la sută din cea mai mare parte a materialului seminal.
Glanda bulbouretrală, sau glanda lui Cowper, își eliberează secreția înainte de eliberarea celei mai mari părți a materialului seminal. Aceasta neutralizează orice reziduu acid din uretră rămas de la urină. Aceasta reprezintă, de obicei, câteva picături de lichid în ejacularea totală și poate conține câteva spermatozoizi. Retragerea penisului din vagin înainte de ejaculare pentru a preveni sarcina poate să nu funcționeze dacă spermatozoizii sunt prezenți în secrețiile glandei bulbouretrale. Localizarea și funcțiile organelor de reproducere masculine sunt rezumate în tabelul 1.
| Tabelul 1. Anatomia aparatului reproducător masculin | |||
|---|---|---|---|
| Organ | Localizare | Funcție | |
| Scrotul | Extern | Cuporta și susține testiculele | |
| Penisul | Extern | Extern | Direcționează urina, organ de copulație |
| Testicule | Intern | Produc spermă și hormoni masculini | |
| Seminal. Vezicule | Interne | Contribuie la producerea spermei | |
| Glandă prostatică | Interne | Contribuie la producția de spermă | |
| Glandele bulbouretrale | Interne | Curăță uretra la ejaculare | |
Anatomie reproductivă feminină
Un număr de structuri reproductive sunt exterioare corpului femeii. Printre acestea se numără sânii și vulva, care este formată din mons pubis, clitoris, labiile mari, labiile mici și glandele vestibulare, toate ilustrate în figura 3. Locația și funcțiile organelor reproductive feminine sunt rezumate în tabelul 2. Vulva este o zonă asociată cu vestibulul, care include structurile care se găsesc în zona inghinală (inghinală) a femeilor. Mons pubis este o zonă rotundă, grasă, care acoperă simfiza pubiană. Clitorisul este o structură cu țesut erectil care conține un număr mare de nervi senzoriali și care servește ca sursă de stimulare în timpul actului sexual. Labiile mari sunt o pereche de falduri alungite de țesut care pornesc posterior de la mons pubis și înconjoară celelalte componente ale vulvei. Labiile mari derivă din același țesut care produce scrotul la bărbat. Labiile mici sunt falduri subțiri de țesut situate central în interiorul labiilor mari. Aceste labiile protejează deschiderile către vagin și uretră. Mons pubis și porțiunea anterioară a labiilor mari se acoperă de păr în timpul adolescenței; labiile mici nu au păr. Glandele vestibulare mari se găsesc în părțile laterale ale deschiderii vaginale și asigură lubrifierea în timpul actului sexual.
Figura 3. Sunt prezentate structurile reproductive ale femeii umane. (credit a: modificare din lucrarea Gray’s Anatomy; credit b: modificare din lucrarea CDC)
| Tabel 2. Anatomia aparatului reproducător feminin | ||
|---|---|---|
| Organ | Localizare | Funcție |
| Clitoris | Extern | Organ senzorial |
| Mons pubis | Extern | Zona grasă suprapusă |
| Labia majora | Externă | Acoperă labia minora |
| Labia minora | Externă | Acoperă vestibulul |
| Glandele vestibulare superioare | Externă | Secretă mucus; lubrefiază vaginul |
| Sân | Extern | Produc și livrează lapte |
| Ovarele | Interne | Culeg și dezvoltă ovulele |
| Oviductul (Fallopian trompe) | Interne | Transportă ovulul către uter |
| Uterul | Interne | Susțin embrionul în curs de dezvoltare |
| Vagina | Interne | Tubă comună pentru actul sexual, canalul de naștere, trecerea fluxului menstrual |
Sânii sunt formați din glande mamare și grăsime. Dimensiunea sânului este determinată de cantitatea de grăsime depusă în spatele glandei. Fiecare glandă este formată din 15 până la 25 de lobi care au canale care se golesc la nivelul mamelonului și care furnizează copilului care alăptează lapte bogat în nutrienți și anticorpi pentru a ajuta dezvoltarea și a proteja copilul.
Structurile reproductive feminine interne includ ovarele, oviductul, uterul și vaginul, prezentate în figura 3. Perechea de ovare este ținută la locul ei în cavitatea abdominală de un sistem de ligamente. Ovarele sunt alcătuite dintr-o măduvă și un cortex: măduva conține nervi și vase de sânge care alimentează cortexul cu substanțe nutritive și elimină deșeurile. Straturile exterioare de celule ale cortexului sunt părțile funcționale ale ovarelor. Cortexul este alcătuit din celule foliculare care înconjoară ovulele care se dezvoltă în timpul dezvoltării fetale in utero. În timpul perioadei menstruale, un lot de celule foliculare se dezvoltă și pregătește ovulele pentru eliberare. La ovulație, un folicul se rupe și se eliberează un ovul, așa cum este ilustrat în figura 4a.
Figura 4. Ovocitele se dezvoltă în (a) foliculi, localizați în ovar. La începutul ciclului menstrual, foliculul ajunge la maturitate. La ovulație, foliculul se rupe, eliberând ovulul. Foliculul devine un corp galben, care în cele din urmă degenerează. Foliculul (b) din această micrografie luminoasă are un ovocit în centrul său. (credit a: modificare a lucrării de către NIH; date la scară de la Matt Russell)
Oviducturile, sau trompele uterine, se întind de la uterul din cavitatea abdominală inferioară până la ovare, dar nu sunt în contact cu ovarele. Capetele laterale ale oviductelor se evazează într-o structură asemănătoare unei trompete și au o franjură de proiecții asemănătoare unor degete numite fimbrii, ilustrate în figura 4b. Atunci când un ovul este eliberat la ovulație, fimbrele ajută ovulul nemobil să intre în trompă și să treacă spre uter. Pereții oviductului sunt ciliați și sunt constituiți în cea mai mare parte din mușchi neted. Cilii bat spre mijloc, iar mușchiul neted se contractă în aceeași direcție, deplasând oul spre uter. Fertilizarea are loc, de obicei, în interiorul oviductului, iar embrionul în curs de dezvoltare este deplasat spre uter pentru dezvoltare. De obicei, ovulul sau embrionul are nevoie de o săptămână pentru a se deplasa prin oviduct. Sterilizarea la femei se numește ligatura trompelor; este analogă vasectomiei la bărbați, în sensul că oviductul este secționat și sigilat.
Uterul este o structură de mărimea pumnului unei femei. Acesta este căptușit cu un endometru bogat în vase de sânge și glande mucoase. Uterul susține embrionul în dezvoltare și fătul în timpul gestației. Cea mai groasă porțiune a peretelui uterului este alcătuită din mușchi neted. Contracțiile mușchilor netezi din uter ajută la trecerea bebelușului prin vagin în timpul travaliului. O porțiune din mucoasa uterului se desprinde în timpul fiecărei perioade menstruale și apoi se acumulează din nou în vederea pregătirii pentru o implantare. O parte a uterului, numită col uterin, face proeminență în partea superioară a vaginului. Cervixul funcționează ca și canal de naștere.
Vaginul este un tub muscular care are mai multe scopuri. El permite fluxului menstrual să părăsească organismul. Este receptaculul pentru penis în timpul actului sexual și vasul pentru nașterea urmașilor. Este căptușit cu celule epiteliale scuamoase stratificate pentru a proteja țesutul subiacent.
Răspunsul sexual
Răspunsul sexual la om este atât psihologic, cât și fiziologic. Ambele sexe experimentează excitația sexuală prin stimulare psihologică și fizică. Există patru faze ale răspunsului sexual. În timpul primei faze, numită excitare, vasodilatația duce la vasocongestie în țesuturile erectile atât la bărbați cât și la femei. Sfârcurile, clitorisul, labiile și penisul se umplu de sânge și se măresc. Secrețiile vaginale sunt eliberate pentru a lubrifia vaginul și a facilita actul sexual. În timpul celei de-a doua faze, numită platou, stimularea continuă, treimea exterioară a peretelui vaginal se lărgește cu sânge, iar respirația și ritmul cardiac cresc.
În timpul fazei a treia, sau orgasm, apar contracții ritmice, involuntare ale mușchilor la ambele sexe. La bărbat, glandele și tubulii accesorii de reproducere se contractă plasând sperma în uretră, apoi uretra se contractă expulzând sperma prin penis. La femei, mușchii uterului și ai vaginului se contractă în valuri care pot dura puțin mai puțin de o secundă fiecare. În timpul fazei a patra, sau de rezoluție, procesele descrise în primele trei faze se inversează și revin la starea lor normală. Bărbații experimentează o perioadă refractară în care nu pot menține o erecție sau ejacula pentru o perioadă de timp care variază de la câteva minute la câteva ore.
Gametogeneza
Gametogeneza, producerea de spermatozoizi și ovule, are loc prin procesul de meioză. În timpul meiozei, două diviziuni celulare separă cromozomii împerecheați din nucleu și apoi separă cromatidele care au fost realizate într-o etapă anterioară a ciclului de viață al celulei. Meioza produce celule haploide cu jumătate din fiecare pereche de cromozomi care se găsesc în mod normal în celulele diploide. Producerea spermatozoizilor se numește spermatogeneză, iar producerea de ovule se numește oogeneză.
Spermatogeneza
Spermatogeneza, ilustrată în figura 5, are loc în peretele tubilor seminiferi, cu celulele stem la periferia tubului și cu spermatozoizii în lumenul tubului. Imediat sub capsula tubului se află celule diploide, nediferențiate. Aceste celule stem, numite spermatogonii (singular: spermatagonium), trec prin mitoză, un descendent urmând să se diferențieze într-o celulă spermatozoidă, iar celălalt dând naștere următoarei generații de spermatozoizi.
Figura 5. În timpul spermatogenezei, din fiecare spermatozoid primar rezultă patru spermatozoizi.
Meiosoza începe cu o celulă numită spermatocit primar. La sfârșitul primei diviziuni meiotice, se produce o celulă haploidă numită spermatocite secundar. Această celulă este haploidă și trebuie să treacă printr-o altă diviziune celulară meiotică. Celula produsă la sfârșitul meiozei se numește spermatozoid, iar atunci când ajunge în lumenul tubului și îi crește un flagel, se numește spermatozoid. Din fiecare spermatozoid primar care trece prin meioză rezultă patru spermatozoizi.
Celulele stem sunt depuse în timpul gestației și sunt prezente la naștere până la începutul adolescenței, dar într-o stare inactivă. În timpul adolescenței, hormonii gonadotropi din hipofiza anterioară determină activarea acestor celule și producerea de spermatozoizi viabili. Acest lucru continuă până la bătrânețe.
Oogeneza
Figura 6. Procesul de ovogeneză are loc în stratul cel mai exterior al ovarului.
Ogeneza, ilustrată în figura 6, are loc în straturile cele mai exterioare ale ovarelor. Ca și în cazul producerii spermatozoizilor, oogeneza începe cu o celulă germinală, numită oogoniu (plural: oogonie), dar această celulă suferă mitoză pentru a crește în număr, rezultând în cele din urmă până la aproximativ unu până la două milioane de celule în embrion.
Celula care începe meioza se numește oocit primar, așa cum este ilustrat în figura 6. Această celulă va începe prima diviziune meiotică și va fi oprită în evoluția sa în primul stadiu de profază. La momentul nașterii, toate ovulele viitoare se află în stadiul de profază. La adolescență, hormonii hipofizari anteriori determină dezvoltarea unui număr de foliculi în ovar. Acest lucru are ca rezultat faptul că ovocitele primare termină prima diviziune meiotică. Celula se împarte inegal, cea mai mare parte a materialului celular și a organitelor mergând către o celulă, numită oocit secundar, și doar un set de cromozomi și o cantitate mică de citoplasmă mergând către cealaltă celulă. Această a doua celulă se numește corp polar și, de obicei, moare. Are loc o arestare meiotică secundară, de data aceasta în stadiul de metafază II. La ovulație, acest ovocit secundar va fi eliberat și se va deplasa spre uter prin oviduct. Dacă ovocitul secundar este fecundat, celula continuă prin meioza II, producând un al doilea corp polar și un ovul fecundat care conține toți cei 46 de cromozomi ai unei ființe umane, jumătate dintre ei provenind de la spermatozoid.
Producția de ovule începe înainte de naștere, este oprită în timpul meiozei până la pubertate, iar apoi celulele individuale continuă la fiecare ciclu menstrual. Din fiecare proces meiotic se produce câte un ovul, cromozomii și cromatidele în plus mergând în corpuri polare care degenerează și sunt reabsorbite de organism.
Verifică-ți înțelegerea
Răspundeți la întrebarea (întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine ați înțeles subiectele abordate în secțiunea anterioară. Acest test scurt nu contează pentru nota dumneavoastră la curs și îl puteți relua de un număr nelimitat de ori.
Utilizați acest test pentru a vă verifica înțelegerea și pentru a decide dacă (1) să studiați în continuare secțiunea anterioară sau (2) să treceți la secțiunea următoare.
.