نحوه کارکرد اسپرم، پیش به سوی تخمک!

اسپرم از کلمه یونانی اسپرما (به معنای بذر) گرفته شده است و به سلول‌های تناسلی مردانه اطلاق می‌شود. تولید مثل جنسی در انسان از نوع آنیزوگامی و اووگامی است. به این معنا تفاوت قابل‌ملاحظه‌ای از لحاظ اندازه سلول‌های جنسی (گامت‌ها) دو جنس وجود دارد و سلول کوچک‌تر مربوط به جنس مذکر است که همان سلول اسپرم است.

تاریخچه اسپرم
برای اولین بار در سال ۱۶۷۷ به وسیله آنتوان وان لیونهوک با استفاده از میکروسکوپ مشاهده شد. او در آن هنگام گزارش کرد که انسان کوچکی درون اسپرم وجود دارد. احتمالا به این علت به این نظریه معتقد بود که هر اسپرم حاوی یک انسان کوچک کاملا شکل‌گرفته است که بعدا در رحم زن رشد می‌کند.

ساختمان اسپرم
سلول‌های اسپرم هاپلویید هستند، یعنی ۲۳ کرموزوم دارند و هنگامی که با ۲۳ کرموزوم تخمک زن ترکیب می‌شوند، یک سلول دیپلویید دارای ۴۶ کرموزوم را می‌سازند.
سلول‌های اسپرم تقسیم نمی‌شوند و طول عمر محدودی دارند، اما وقتی پس از لقاح با سلول‌های تخمک ترکیب می‌شوند، سلول تخم یا زیگوت را به وجود می‌آورند که شروع به رشد و نمو می‌کند.
سلول اسپرم از یک سر، قطعه میانی و یک دم تشکیل شده است. سر حاوی هسته است که حاوی فیبرهای کروماتینی به شدت در هم پیچیده است که همان ماده ژنتیکی یا DNA سلول است و ۶ برابر نسبت به DNA سلول‌های عادی متراکم‌تر است. جلوی سر بخشی به نام آکروزوم قرار دارد که حاوی آنزیم‌های مورد استفاده برای نفوذ به تخمک زن است.
بخش میانی اسپرم یک هسته رشته‌ای مرکزی دارد و حاوی میتوکندری‌های فراوانی است که به دور این هسته پیچیده‌اند. این میتوکندری‌ها انرژی لازم برای حرکت اسپرم در طول دهانه رحم، رحم و لوله‌های رحمی را فراهم می‌کنند. دم اسپرم یا فلاژلوم حرکاتی شلاقی انجام می‌دهد که اسپرم را به جلو می‌راند.
سلول‌های اسپرم متحرک از طریق فلاژلوم حرکت می‌کنند و برای حرکت به سوی تخمک و لقاح نیاز به آب دارند. این سلول‌ها نمی‌توانند به خاطر ماهیت حرکت‌شان به عقب بازگردند.
کیفیت و کمیت اسپرم شاخص اصلی کیفیت منی است که معیار توانایی منی برای لقاح محسوب می‌‌شود.

حرکت اسپرم به سوی تخمک
سلول اسپرم انسانی تنها در محیط‌های گرم زنده باقی می‌ماند. هنگامی که سلول‌های اسپرم بدن مرد را ترک می‌کند، قدرت زنده‌ ماندن آنها کاهش پیدا می‌کند و بسیاری از این سلول‌ها می‌میرند و کیفیت اسپرم کاهش پیدا می‌کند. سلو‌های اسپرم به دو گروه تقسیم می‌شوند، اسپرم‌های مونث که حاوی کرموزوم X هستند و پس از لقاح با تخمک جنین دختر و اسپرم‌های مذکر که حاوی کرموزوم Y هستند و پس از لقاح جنین پسر ایجاد می‌کنند.
اسپرم انسان شامل یک سر به اندازه 5 در 3 میکرون و دمی به درازای 50 میکرون است. دم اسپرم حرکتی شلاقی در یک مخروط بیضوی دارد که اسپرم را به جلو می‌راند (با سرعت یک تا 3 میلی‌متر در دقیقه).
مایع منی ماهیتی قلیایی دارد و اسپرم‌ها به حداکثر سرعت حرکت خود در آن نمی‌رسند، مگر هنگامی که به واژن برسند که مایع‌های اسیدی واژن قلیایی بودن منی را خنثی می‌کند.
در این هنگام فیبرینوژن ساخته شده در کیسه‌های منی باعث لخته‌شدن مایع منی می‌‌شود و این لخته اسپرم را حفاظت می‌‌کند. به محض آنکه حرکت سلول‌های اسپرم تشدید می‌شود، آنزیم فیبرینولیزین تولید شده به وسیله پروستات که در منی وجود دارد، لخته را حل می‌کند و اسپرم امکان پیدا می‌کند تا به طور مطلوب پیشروی کند.
فعال شدن اسپرم و افزایش سرعت حرکت آن در دستگاه تناسلی زنانه نقش مهمی در موفقیت اسپرم در نفوذ کردن به درون تخمک دارد. دم اسپرم یا فلاژلوم مانند ملخ یک قایق اسپرم را به جلو می‌راند و حاوی مجاری‌ای است که به طور اختصاصی ورود یون‌های کلسیم را امکان‌پذیر می‌کنند. به عقیده دانشمندان ورود ناگهانی کلسیم به درون دم اسپرم باعث بیش فعالی و سرعت گرفتن اسپرم می‌شود.لقاح اولین مانعی که اسپرم برای وارد شدن به تخمک با آن روبه‌رو است، گروهی از سلول‌ها به نام سلول‌های کومولوس است که دور تخمک را فراگرفته‌اند.
دومین مانعی که اسپرم باید از آن بگذرد، غشایی به نام زونا پلاسیدا است که در اطراف تخمک قرار دارد. یکی از پروتئین‌هایی که در زونا پلاسیدا قرار دارد، به مولکول مکمل خود در اسپرم متصل می‌شود. این سازوکار قفل و کلید در هرگونه حیاتی اختصاصی است و بنابراین مانع آن می‌شود که اسپرم و تخمک گونه‌های متفاوت جانوری با هم ترکیب شوند.
هنگامی که اسپرم به تخمک می‌رسد، در ابتدا با لایه بیرونی تخمک به نام زونا پلاسیدا روبه‌رو می‌شود. اسپرم با کمک آنزیم‌هایی که در بخش جلوی سرش قرار دارد، می‌تواند تا حدی این غشا را حل کند. اما این آنزیم‌ها برای حل کردن کامل این غشا و اتصال آن به تخمک کافی نیستند.
در واقع اگر فعالیت حرکتی اسپرم قبل از رسیدن به تخمک تشدید نشده باشد و اسپرم به اصطلاح بیش‌فعال نباشد، توانایی نفوذ به تخمک را نخواهد داشت.حقایقی در مورد اسپرم در هر انزال منفرد مرد به اندازه نصف یک قاشق چای‌خوری پر یعنی 75/2 میلی‌لیتر منی خارج می‌شود که حاوی 180 تا 400 میلیون اسپرم است.
اگر شمار اسپرم‌ها از ۲۰ میلیون پایین‌تر بیاید، مرد را از لحاظ بالینی نابارور محسوب می‌کنند.
هر اسپرم حدود 40 میکرون درازا دارد و حاوی 23 کرموزوم است. اسپرم با سرعت 75 سانتی‌متر در ساعت حرکت می‌کند و می‌تواند تا 3 روز در دستگاه تناسلی زن زنده بماند.