Spermium

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 16. November 2021

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Das Spermium (Samenzelle, Spermatozoon oder Spermatozoid) ist eine Keimzelle (Gamet), die sich selbstständig fortbewegen kann. Es handelt sich um die männliche Keimzelle, die die weibliche Keimzelle, die Eizelle, befruchtet.

Definition

Im Kopf des Spermiums ist das Erbmaterial des Mannes enthalten. Dieses fusioniert bei der Befruchtung mit dem Erbmaterial der Eizelle.

Das Spermium wird auch als Samenzelle, Spermatozoon oder Spermatozoid bezeichnet. Der Mensch produziert eine große Anzahl an Spermien. Sie sind wesentlich kleiner als die Eizelle, da diese zusätzlich mit Nährstoffen gefüllt ist, die dem Dotter ähnlich ist. Es gibt auch eine Gruppe von Spermien, die sich nicht fortbewegen kann, die Spermatien.

Spermien sind Teil des Spermas. Dieses ist die Samenflüssigkeit, die von Männern oder auch von männlichen Tieren in den Hoden produziert werden. Es besteht neben den Spermien auch aus Sekretflüssigkeit (Seminalplasma) und Epithelzellen der Hodenkanälchen.

Zusätzlich befinden sich im Sperma auch Noradrenalin, Ocytocin, Tyrosin, Dopamin und Östrogene sowie bestimmte Pheromone und Vasopressin. Der Mann produziert Sperma seit der Pubertät. Dann kann das Sperma über den Penis während der Ejakulation den Körper verlassen.

Anatomie

Das Spermium des Menschen ist begeißelt, es besitzt also eine Geißel, die der Fortbewegung dient. Die Geißel ist von einer Membran umgeben und besteht zum Teil aus Zellplasma. Im inneren Bereich der Geißel befinden sich Mikrotubuli. Sie sind in einer bestimmten Struktur angeordnet. Diese Anordnung wird als 9x2+2 bezeichnet. Neun Mikrotubuli formen einen Kreis und in der Mitte dieses Kreises befinden sich die zwei weiteren Mikrotubuli.

Diese Anordnung ist nur im Querschnitt ersichtlich. Die so zusammenliegenden Mikrotubuli werden als Axonem beschrieben. Zusätzlich befinden sich in der Geißel auch Dyneine und Axine, die die Mikrotubuli Anordnung unterstützen. An der Basis der Geißel , nahe dem Zellkörper, befindet sich der Basalapparat oder Blepharoplast (Kinetosom).

Dieser besteht aus Mikrotubuli, die in einer 9x3 Anordnung vorliegen. Diese Anordnung befindet sich quer gelegen zu einer weiteren 9x3 Mikrotubuli Anordnung. Zusammen mit Mitochondrien macht dieser Bereich das Mittelstück des Spermiums aus. Die Mitochondrien erzeugen die chemische Energie in Form von ATP (Adenosintriphosphat), welches dann von den Mikrotubuli in der Geißel in Bewegung umgesetzt wird.

Das Ende der Geißel ist zugespitzt und kann etwa 250 bis 300nm im Durchmesser betragen. Die Länge der Geißel variiert bis zu 150μm. Im Kopfteil des Spermiums beindet sich der Zellkern, welcher den haploiden Chromosomensatz beinhaltet. An der Vorderseite des Kopfteils befindet sich das Akrosom, eine Art Klappe, die bestimmte Enzyme enthält. Diese Enzyme dienen dem Eindringen des Spermiums in die Eizelle bzw. des Durchstoßenns der Zellmembran bei der Befruchtung.

Funktion

Die Aufgabe der Spermien besteht in der Befruchtung der weiblichen Eizelle. Sie werden zunächst durch einen Prozess, der als Spermatogenese bezeichnet wird, hergestellt. Die Spermatogenese besteht im wesentlichen aus der mitoischen Zellteilung bzw Zellkernteilung gefolgt von der Meiose. Diese ist die Reifung der Zelle, also die Aufteilung der Chromosomensätze auf die enstehenden Zellen. Und zum Schluß erfolgt die Differenzierung., die sogenannte Spermiogenese.

Die fertigen Spermien werden dann im Nebenhoden gelagert. Bei der Ejakulation gelangen sie dann über den Samenleiter in die Vagina der Frau. Von dort erreichen sie über den Eileiter die Eizelle. Je Ejakulation gelangen etwa 300 Millionen Spermien in die Scheide der Frau. Spermien sind dazu in der Lage bestimmte Stoffe wie Progesteron wahrzunehmen und sich daran zu orientieren. Dies wird in der Fachwelt als Chemotaxis beschrieben.

Nur eine recht geringe Anzahl von Spermien erreicht die Eizelle. Die Befruchtung findet allerdings nur durch ein einziges Spermium statt. Die Eizelle und das Spermium besitzen einen haploiden Satz an Chromosomen. Durch die Fusion der beiden Zellen ensteht dann ein diploider Satz an Chromosomen, d.h. die Zelle besitzt nun einen doppleten Chromosomensatz. Es bildet sich eine Zygote, die befruchtete Eizelle.

Erkrankungen

Unfruchtbarkeit

Erbkrankheiten

Down-Syndrom

Es kommt recht häufig vor, dass die Spermien eine eingeschränkte Beweglichkeit besitzen oder das Sperma nur eine geringe Menge an funktionsfähigen Spermien beinhaltet. In diesem Fall ist die Befruchtung der Eizelle eingeschränkt und erschwert. In solchen Fällen werden oft künstliche Befruchtungen durchgeführt.

Dies kann entweder durch die sogenannte Besamung der Frau stattfinden, bei der die Spermien des Mannes direkt in die Eileiter der Frau eingeführt werden. Oder bei weiteren Schwierigkeiten können der Frau Eizellen entnommen werden, die dann mit einem Spermium des Mannes in der Petrischale künstlich befruchtet wird. Ist dies erfolgreich, so wird die Zygote wieder in die Frau eingebracht. Dies wird als in vitro Fertilisation bezeichnet.

Durch die Befruchtung kann es zu Erbkrankheiten wie das Down-Syndrom kommen, die durch den Mann aber auch durch die Frau an die nächste Generation weitergegeben werden können.

Quellen

Gasser, T.: Basiswissen Urologie. Springer, Berlin 2015
Hofmann, R., (Hrsg.): Endoskopische Urologie. Springer, Berlin 2009
Schmelz, H.-U. et al.: Facharztwissen Urologie, Springer Verlag, 2014
Jocham, D. & Miller, K.: Praxis der Urologie, Georg Thieme Verlag, 2007

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