گفتار 1
دستگاه تولیدمثل در مرد
مقدمه‌ای بر تولیدمثل جنسی و نقش دستگاه تولیدمثل
در سال‌های گذشته با تولیدمثل غیرجنسی و جنسی آشنا شده‌اید.
در تولیدمثل غیرجنسی، تنها یک والد شرکت دارد و زاده‌هایی مشابه والد تولید می‌شوند.
در تولیدمثل جنسی معمولاً یاخته‌های جنسی دو والد با یکدیگر لقاح می‌یابند و زاده‌هایی با تنوع ژنتیکی متفاوت با والدین به‌وجود می‌آیند.
مقایسه روش‌های تولیدمثل جنسی و غیرجنسی
ویژگی | تولیدمثل غیرجنسی | تولیدمثل جنسی |
تعداد والد | یک والد | معمولاً دو والد |
یاخته‌های جنسی | شرکت نمی‌کنند. | شرکت می‌کنند. |
تنوع ژنتیکی زاده‌ها | مشابه والد | متفاوت با والدین |
فرایند تولید یاخته جنسی | - | معمولاً تقسیم میوز |
یاخته‌های جنسی معمولاً از طریق تقسیم کاستمان ساخته می‌شوند.
در تولیدمثل جنسی، دستگاه تولیدمثل با تولید یاخته‌های جنسی و معمولاً فراهم‌کردن شرایط لقاح، نقش مهمی در بقای نسل ایفا می‌کند. دستگاه تولیدمثل از بخش‌هایی تشکیل شده است که یاخته‌های جنسی را تولید می‌کنند و در صورت تشکیل جنین، از آن محافظت و نگهداری می‌کنند.
ولی، آیا اساس تولیدمثل جنسی در همه جانوران یکسان است؟ خیر. در واقع، اگرچه مبنای تولیدمثل جنسی در همه جانوران مشابه است اما تفاوت‌هایی در تغذیه جنین، نوع محافظت از آن و سایر جزئیات وجود دارد.
وظایف دستگاه تولیدمثل مردان
اندام‌های دستگاه تولیدمثل مردانه شامل مجموعه‌ای از اندام‌هاست که در مجموع چهار نقش اصلی را ایفا می‌کنند:
تولید هورمون جنسی مردانه (تستوسترون) – این وظیفه بر عهده یاخته‌های بینابینی در بیضه‌هاست.
تولید زامه (اسپرم) – این کار توسط لوله‌های زامه‌ساز در بیضه انجام می‌گیرد.
ایجاد محیطی مناسب برای نگهداری زامه‌ها – برخاگ (اپیدیدیم) یکی از بخش‌هایی است که در ایجاد محیط مناسب برای نگهداری زامه‌ها نقش دارد.
انتقال زامه‌ها به خارج از بدن – مجاری زامه‌بر و میزراه این نقش را ایفا می‌کنند.
شکل 1 - نمای جانبی دستگاه تولیدمثل در مرد. توجه داشته باشید که مثانه جزء این دستگاه نیست.
نکته: مثانه جزو این دستگاه محسوب نمی‌شود.
بیضه‌ها
بیضه‌ها یا خاگ‌ها غدد جنسی مردانه‌اند که به‌صورت جفت درون کیسه‌ای به نام کیسه بیضه قرار دارند. محل طبیعی این کیسه خارج و پایین‌تر از محوطه شکمی است. قرارگیری بیضه‌ها در این محل مزایای مهمی دارد:
دمای درون کیسه حدود ۳ درجه سانتی‌گراد پایین‌تر از دمای معمول بدن (۳۷ درجه) و برابر با حدود ۳۴ درجه سانتی‌گراد است.
این دمای پایین‌تر برای فعالیت بیضه‌ها و تمایز صحیح زامه‌ها ضروری است.
وجود شبکه‌ای از رگ‌های کوچک درون کیسه بیضه به تنظیم این دما کمک می‌کند.
نکته: غدد جنسی مردانه که به‌طور طبیعی خارج از حفره شکمی قرار دارند، شامل بیضه‌ها هستند. همچنین، غدد دیگری مانند فوق‌کلیه، کیسه منی و غدد پیازی‌میزراهی نیز در دستگاه تناسلی نقش دارند.
ساختار داخلی بیضه‌ها
درون بیضه‌ها، تعداد زیادی لوله‌های زامه‌ساز قرار دارند. ویژگی‌های این لوله‌ها عبارتند از:
از زمان بلوغ تا پایان عمر، زامه در این لوله‌ها تولید می‌شود.
لایه زاینده درون دیواره این لوله‌ها نقش کلیدی در فرآیند زامه‌زایی دارد. حفظ این لایه برای تداوم تولید زامه‌ها در بیضه ضروری است.
فرایند زامه‌زایی شامل مراحل زیر است:
زام یاخته‌های اولیه: دارای ۴۶ فام‌تن مضاعف هستند.
زام یاخته‌های ثانویه: حاصل تقسیم میوز از زام یاخته اولیه، دارای ۲۳ فام‌تن مضاعف.
زامه‌ها: حاصل نهایی با ۲۳ فام‌تن تک‌فامینکی.
مراحل فرایند زامه‌زایی
مرحله | ویژگی فام‌تن | توضیحات |
زام یاخته اولیه | ۴۶ فام‌تن مضاعف | یاخته‌های شروع‌کننده فرایند |
زام یاخته ثانویه | ۲۳ فام‌تن مضاعف | حاصل تقسیم میوز از زام یاخته اولیه |
زامه | ۲۳ فام‌تن تک‌فامینکی | محصول نهایی فرایند |
مقایسه زامه و زام‌یاختک
شباهت‌ها:
زام‌یاختک‌ها و زامه‌ها هر دو دارای ۲۳ فام‌تن تک‌فامینکی‌اند.
توانایی تقسیم شدن ندارند.
تفاوت‌ها:
زام‌یاختک‌ها معمولاً گرد هستند و در لایه‌های کناری لوله زامه‌ساز قرار دارند.
زامه‌ها شکلی کشیده دارند و درون فضای مرکزی این لوله‌ها جای می‌گیرند.
یاخته‌های بینابینی
بین لوله‌های زامه‌ساز، یاخته‌هایی به نام یاخته‌های بینابینی قرار دارند که وظیفهٔ آن‌ها ترشح هورمون جنسی نر یعنی تستوسترون است.
نکته: علاوه بر یاخته‌های بینابینی در بیضه، بخش مرکزی غده فوق‌کلیه نیز قادر به ترشح تستوسترون و نیز استروژن و پروژسترون است، هرچند نقش اصلی تستوسترون‌سازی در مردان با یاخته‌های بینابینی بیضه‌هاست.
شکل 2 - بیضه و مراحل تولید زامه
زامه‌زایی
فرایند زامه‌زایی درون دیوارهٔ لوله‌های زامه‌ساز و به ترتیب مراحل مشخصی صورت می‌گیرد. این روند از بیرونی‌ترین لایهٔ دیواره آغاز می‌شود و به‌تدریج به سمت فضای درونی لوله پیش می‌رود.
1. آغاز زامه‌زایی: یاخته‌های زامه‌زا
در نزدیکی سطح خارجی دیوارهٔ هر لوله زامه‌ساز، یاخته‌هایی به‌نام زامه‌زا (اسپرماتوگونی) قرار دارند.
این یاخته‌ها، که بخشی از لایه زاینده‌اند، از پیش از دوران بلوغ در بیضه وجود دارند. آن‌ها در مجاورت خارجی‌ترین بخش دیوارهٔ لوله قرار دارند و نقش آغازگر چرخه زامه‌زایی را ایفا می‌کنند. با تقسیم رشتمانی (میتوز)، این یاخته‌ها افزایش می‌یابند.
بخشی از یاخته‌های حاصل از این تقسیم، در همان حالت زامه‌زا باقی می‌مانند تا ساختار لایهٔ زاینده حفظ شود.
گروهی دیگر از آن‌ها وارد مرحلهٔ بعدی شده و به زام یاختهٔ اولیه (اسپرماتوسیت اولیه) تبدیل می‌شوند.
2. تقسیم کاستمانی: میوز ۱ و ۲
زام یاخته‌های اولیه که دو‌لاد 2n هستند، با انجام یک تقسیم کاستمانی نخست (میوز ۱)، دو زام یاختهٔ ثانویهٔ تک‌لاد (n) پدید می‌آورند که فام‌تن‌هایشان هنوز مضاعف هستند.
سپس هر زام یاختهٔ ثانویه با انجام دومین تقسیم کاستمانی (میوز ۲)، به دو زام‌یاختک (اسپرماتید) تبدیل می‌شود که آن‌ها نیز تک‌لاد بوده ولی فاقد فام‌تن مضاعف‌اند.
فرایند تقسیم کاستمانی در هر زام یاختهٔ اولیه منجر به شکل‌گیری چهار یاختهٔ زام‌یاختک می‌شود که هرکدام نیمی از محتوای وراثتی یاختهٔ آغازین را دارا هستند.
3. تمایز زامه‌ها
زام‌یاختک‌هایی که در دیواره لوله‌های زامه‌ساز قرار دارند، طی فرایند تمایز به زامه (اسپرم) تبدیل می‌شوند.
این تمایز هنگام حرکت یاخته‌ها از لایه‌های خارجی به سمت مجرای مرکزی لوله صورت می‌گیرد و طی آن تغییرات زیر رخ می‌دهد:
یاخته‌ها تاژک‌دار می‌شوند که یکی از ویژگی‌های زامهٔ بالغ است.
مقدار زیادی از سیتوپلاسم خود را از دست می‌دهند.
هسته‌شان متراکم و فشرده می‌شود.
در طول تمایز، ساختارهای حرکتی و هسته‌ای یاخته شکل نهایی خود را می‌یابند.
مراحل به‌ترتیب از زام‌یاختک تا زامهٔ بالغ به این صورت است:
شکل‌گیری تاژک
تجمع راکیزه
فشردگی هسته
شکل نهایی زامه با بخش‌های سر، تنه و دم
نقش یاخته‌های سرتولی
تمامی مراحل زامه‌زایی تحت حمایت و پشتیبانی یاخته‌هایی به‌نام سرتولی انجام می‌شود. این یاخته‌ها در دیوارهٔ لوله‌های زامه‌ساز حضور دارند و وظایف زیر را بر عهده دارند:
تغذیه و پشتیبانی ساختاری از یاخته‌های زامه‌ساز
بیگانه‌خواری یاخته‌های مرده یا ناقص
ساختار زامه
زامه ساختاری سه‌بخشی دارد که شامل ناحیهٔ سر، بخش میانی و دم می‌باشد:
1. سر
بخش سر دارای هسته و مقداری سیتوپلاسم می‌باشد. در هسته زامه، ۲۳ فام‌تن تک‌لاد وجود دارد که شامل یک فام‌تن جنسی X یا Y و ۲۲ فام‌تن غیرجنسی است.
در آن کیسه‌ای پراز آنزیم به نام تارک‌تن وجود دارد. تارک‌تن کلاه مانند است، در جلوی هسته قرار دارد و در نفوذ زامه به تخمک نقش دارد.
2. تنه (قطعه میانی)
این بخش دارای تعداد زیادی راکیزه (میتوکندری) است. وجود فراوان این اندامک‌ها برای تأمین انرژی حرکت زامه ضروری است.
3. دم
ساختاری بلند و متحرک که با حرکات ضربانی خود، زامه را به جلو می‌راند.
شکل 3 - ساختار زامه انسان
مقایسهٔ اجزای ساختاری زامه (اسپرم) و وظایف آن‌ها
بخش | وظیفهٔ اصلی | محتویات |
سر | انتقال مواد ژنتیکی و نفوذ به تخمک | هسته (۲۳ فام‌تن)، تارک‌تن (آکروزوم)، سیتوپلاسم |
تنه (قطعه میانی) | تأمین انرژی برای حرکت | تعداد زیادی راکیزه (میتوکندری) |
دم | حرکت و راندن زامه به جلو | سیتوپلاسم |
اندام‌های ضمیمه (کمکی)
پس از تشکیل در بیضه، زامه‌ها از مسیر مشخصی عبور می‌کنند تا از بدن خارج شوند. مسیر به‌ترتیب زیر است:
1. برخاگ (اپیدیدیم)
زامه‌های تازه‌ساز فاقد توانایی حرکت‌اند. با ورود به برخاگ و ماندن حداقل ۱۸ ساعت در آن، تحت تأثیر ترشحات این لوله پیچ‌خورده قرار می‌گیرند و توانایی حرکت (استفاده از تاژک) را به‌دست می‌آورند.
در لوله‌های زامه‌ساز، زامه‌ها تاژک‌دار می‌شوند ولی توانایی استفاده از تاژک در برخاگ به‌دست می‌آید.
2. مجرای زامه‌بر (اسپرم‌بر)
پس از فعال‌سازی، زامه‌ها وارد مجرایی بلند می‌شوند که از کیسهٔ بیضه آغاز شده و سپس وارد محوطه شکمی می‌گردد. این مجرا در ادامه از کنار و پشت مثانه عبور می‌کند.
3. دریافت ترشحات غدد ضمیمه
در طول مسیر، مجرای زامه‌بر ابتدا ترشحات کیسه منی (وزیکول سمینال) را دریافت می‌کند. این ترشحات شامل فروکتوز (نوعی مونوساکارید) است که زامه‌ها با تجزیهٔ آن انرژی لازم برای حرکت خود را تأمین می‌کنند.
سپس این مجرا به غده پروستات وارد می‌شود. در این محل، دو مجرای زامه‌بر (یکی از هر بیضه) به هم متصل شده و وارد ابتدای میزراه می‌شوند. برای نخستین بار، زامه‌های تولیدشده در هر دو بیضه، در این محل به یک مسیر مشترک وارد می‌شوند.
پس از عبور از پروستات، یک جفت غده پیازی-میزراهی نیز ترشحات خود را به میزراه می‌ریزند.
4. تشکیل مایع منی و خروج از بدن
مجموع ترشحات سه غدهٔ یادشده، مایعی به‌نام مایع منی را تشکیل می‌دهد. ترکیب این مایع با زامه‌ها، منی را می‌سازد که از طریق میزراه از بدن خارج می‌شود.
غدد ضمیمه دستگاه تناسلی مرد و نقش ترشحات آن‌ها
غده | مجرای دریافت‌کننده ترشحات | ویژگی ترشحات | نقش ترشحات |
کیسه منی (وزیکول سمینال) | مجرای زامه‌بر | فروکتوز فراوان | تأمین انرژی لازم برای حرکت زامه‌ها |
پروستات | میزراه | محلول قلیایی | خنثی‌سازی محیط اسیدی میزراه و دستگاه تناسلی ماده، حفظ زامه‌ها و باروری |
غدد پیازی-میزراهی | میزراه | محلول قلیایی | خنثی‌سازی محیط اسیدی میزراه و دستگاه تناسلی ماده، حفظ زامه‌ها و باروری |
نقش ترشحات قلیایی
ترشحات غده پروستات و پیازی-میزراهی خاصیت قلیایی دارند که به خنثی‌سازی محیط اسیدی میزراه و دستگاه تناسلی ماده کمک می‌کنند و در حفظ زامه‌ها و باروری آن‌ها مؤثرند.
شکل 4 - مسیر عبور زامه (از نمای پشتی مثانه)