精子は、男性の生殖腺で生産成熟性細胞（配偶子細胞）です。それらは高度に特殊化した細胞であり、有性生殖中の基本的な出来事である女性の卵子を受精させる仕事に完全に専念しています。
彼らは300年以上前にアントニーファンレーウェンフックによって発見されました。彼は好奇心だけで動機付けされ、彼自身の精液を観察し、観察した鞭毛構造に「アニマルキュラス」という用語を作りました。
人間の精子の写真（出典：ウィキメディア・コモンズを介した特定の著者はありません）
それ以来、これらの細胞は多くの調査、特に受胎能および生殖補助に関連する調査の研究の対象となってきました。
精子は、陰茎（男性の生殖器官）から膣道（女性の生殖器官）に射精されると高速で移動する必要があるため、エネルギー要件の高い細胞です。
彼らが使用するエネルギーは、主に、グルコースなどの炭水化物の代謝、つまり解糖作用とミトコンドリアの酸化的リン酸化に由来します。
これらの細胞の形成と放出は、多くの内分泌（ホルモン）因子、特に睾丸によって産生および分泌されるテストステロンに依存しています。
（胚発生中に生成される）女性の性細胞で起こることとは異なり、精子は男性の成人期を通じて継続的に生成されます。
特徴
精子は非常に重要な細胞です。精子は、女性の卵巣に含まれる卵子と融合して受精し、受精させるという特別な役割があるため、新しい個体の形成で終了します。
精子と胚珠は一倍体細胞であるため、女性と男性の核の融合により、新しい細胞で二倍体の電荷（2n）が回復します。これは、各細胞がこのプロセスで人間の染色体負荷の半分を占めていることを意味します。
人間の精子の図。出典：簡略化された精子図.svg：マリアナ・ルイス派生著作：Miguelferig
ヒトでは、卵子にはX染色体があり、精子はX染色体またはY染色体のいずれかを持つため、精子は子孫の性別を決定する細胞です。
卵子を受精させようとする精子
卵子の受精に成功した精子がX染色体を持っている場合、形成される赤ちゃんはXXになります。つまり、遺伝的には女性です。一方、卵子と融合する精子がY染色体を持っている場合、赤ちゃんはXY、つまり遺伝的に男性になります。
精子パーツ（構造）
精子は小さな鞭毛細胞です（長さが70ミクロン未満）。各精子は、頭と尾として知られている2つの明確に定義された領域で構成されており、どちらも同じ原形質膜で囲まれています。
頭には核があり、女性の卵子を受精させるのに役立ちます。一方、尾は、移動を可能にし、長さの重要な部分を表す運動のオルガネラです。
- 頭
精子の頭部の形状は平らで、直径は約5ミクロンです。内部には細胞のDNAがあり、非常にコンパクトになっているため、占有する体積が最小限に抑えられ、輸送、転写、サイレンシングが容易になります。
精子核には23の一倍体染色体があります（単一のコピー）。これらの染色体は、プロタミンと呼ばれるタンパク質といくつかの精子ヒストンが含まれているという点で、体細胞の染色体（性細胞ではない体内の細胞）とは異なります。
プロタミンは、正電荷が豊富なタンパク質であり、負に帯電したDNAとの相互作用を促進します。
人間の精子の側面図と正面図（出典：Wikimedia Commons経由のLadyofHats）
核に加えて、精子頭部には先体小胞または先体と呼ばれる分泌小胞があり、これは核の前部を部分的に囲み、性細胞の原形質膜と接触しています。
この小胞は、受精中の卵子の外被の浸透プロセスを促進する酵素を多数収容しています。これらの酵素には、ノイラミニダーゼ、ヒアルロニダーゼ、酸性ホスファターゼ、アリールスルファターゼ、およびトリプシンに類似したプロテアーゼであるアクロシンが含まれます。
卵と精子が互いに接触すると、先体はエキソサイトーシスによってその内容物を放出します。これは、「先体反応」として知られているプロセスであり、精子と卵子の結合、浸透、融合に不可欠です。
- 尾
精子の頭と尾は同じ原形質膜で覆われています。尾は非常に長いべん毛であり、首、ミドルピース、メインピース、エンドピースと呼ばれる4つの領域があります。
軸糸、つまり尾に動きを提供する細胞骨格構造は、精子の核の後ろにある基底体から現れます。この基礎体は首を構成するものであり、長さは約5μmです。
ネックとエンドピースの間は中間ピースです。長さは5ミクロンで、軸索の中心の周りに「鞘」の形で配置された複数のミトコンドリアが存在するのが特徴です。これらの高度に専門化されたミトコンドリアは、本質的に、運動に必要なエネルギーをATPの形で提供するものです。
メインピースは50μm未満の長さで、テールの最も長い部分です。それはミトコンドリアのそれ以上の進行を妨げる「リング」で始まり、エンドピースで終わります。エンドピースに近づくにつれて、メインピースはテーパー（テーパー）になります。
最終的に、末端部分は尾の最後の5μmで構成され、鞭毛の軸糸を構成する微小管で特定の「障害」が観察される構造です。
ライフサイクル
平均的な成人男性は1日あたり数百万の精子を産生しますが、これらの細胞が完全に形成および成熟するまで（射精されるまで）2〜3か月かかります。
精子細胞のライフサイクルは、配偶子形成または精子形成で始まります。つまり、生殖細胞または前駆細胞の分裂で始まります。これは、後で分裂して成熟する細胞株を生み出します。その間、欠陥のある細胞はプログラムされた細胞死プロセスを受けます。
精細管で形成された成熟精子は、精巣上体と呼ばれる精巣の領域に移動する必要があります。精巣上体の長さは約20フィートです。この移動には数日かかり、十分な流動性がないため、この段階では細胞が卵子を受精させるほど成熟していないことが示されています。
精巣上体で18または24時間経過すると、精子は完全に可動性になりますが、この可動性は特定のタンパク質因子によって阻害されます。
精巣上体に入ると、精子は1か月強の生殖能力を維持しますが、この時間は温度、食事、ライフスタイルの条件によって異なります。
性交（性交）中に精子が射精されると、4 mm /分の速さで移動する能力を最大限に発揮します。これらの細胞は、女性の生殖管で1〜2日間生存できますが、これは周囲の環境の酸性度に依存します。
精子形成
精子の生産（精子形成）は、思春期に最初に人間で発生します。このプロセスは、男性の生殖システムの2つの器官である睾丸で行われ、性細胞の染色体負荷の減少（2倍体（2n）から1倍体（n）になる）に関係しています。
精巣では、精子形成は精細管と呼ばれる管内で発生し、その上皮はセルトリ細胞と精原細胞という2つの主要な種類の細胞で構成されています。
精原細胞は精子を発生させ、セルトリ細胞は精原細胞に栄養を与え保護します。後者は、成熟のさまざまな段階にある精細管にあります。
精子形成過程の模式図（出典：ウィキメディア・コモンズ経由のミゲルフェルリグ）
精原細胞の中には、精原細胞として知られている細胞があります。これは、一次精母細胞、二次精母細胞、および成熟精子の分裂と生成に関与する未成熟生殖細胞です。
-精原細胞、一次精母細胞、二次精母細胞および精子細胞
精原細胞は、精細管の基底膜近くの精細管の外縁に向かって位置しています。それらが分裂するにつれて、それらが生じさせる細胞は、それらが最終的に成熟する管の中央部分に移動することを引き起こす。
精子細胞形成
精原細胞は有糸分裂（無性分裂）により分裂し、分裂するとより多くの精原細胞および初代精母細胞を生成する二倍体細胞（2n）であり、これらは有糸分裂により分裂を停止して減数分裂Iに入る以上の精原細胞ではありません。
精原細胞の小さなグループは、一生を通じて有糸分裂によってゆっくりと分裂し、より多くの精原細胞または成熟する細胞の有糸分裂産生のための「幹細胞」として機能します。
精原細胞が成熟するとき、つまり有糸分裂によって分裂し、その後減数分裂によって分裂するとき、それらの子孫は細胞質分裂を完了しないため、娘細胞（クローン）は合胞体であるかのように、細胞質ゾル橋によって互いに接続されたままになります。 。
このシンシチウムは、精子細胞（精子）の成熟と移動の最終段階まで維持され、そこで精子は精細管の内腔に放出されます。これにより、セルのグループが同期して生成されます。
- 減数分裂
減数分裂により分裂する一次精母細胞は、減数分裂（減数分裂II）によって再び分裂する二次精母細胞を形成し、精原細胞の染色体負荷の半分を有する精母細胞と呼ばれる別のタイプの細胞に分化します。言う、彼らは一倍体です。
- 精子細胞の成熟または精子形成
精子細胞が成熟すると、細胞質ゾルの大部分の除去、鞭毛の形成、および細胞質小器官の内部再編成を含む一連の形態学的変化のおかげで、それらは成熟した精子に分化します。
これらの変化のいくつかは、細胞核の凝縮、細胞の伸長およびミトコンドリアの再構成に関係しています。
その後、これらの細胞は精巣上体の変態管である精巣上体に移動し、そこで精巣上体が保存され、成熟過程を続けます。しかし、女性の生殖管で起こる受精能獲得と呼ばれるプロセスによってのみ、精子は成熟を完了します。
参考文献
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