Spermatogenese

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

Letzte Aktualisierung am: 26. März 2024

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

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Mit dem Begriff Spermatogenese wird die Spermienbildung bezeichnet. Sie beginnt mit Beginn der Pubertät und ist Voraussetzung für die Fortpflanzung.

Was ist die Spermatogenese?

In der Spermatogenese werden die männlichen Keimzellen gebildet. Diese sind unter dem Namen Spermien bekannt.

In der Spermatogenese werden die männlichen Keimzellen gebildet. Diese sind unter dem Namen Spermien bekannt. Die Spermatogenese findet in den geschlechtsreifen Hoden statt. Hier durchlaufen die Samenzellen verschiedene Entwicklungsstadien und reifen schlussendlich zu Spermien heran.

Die Spermatogenese dauert durchschnittlich 64 Tage und unterliegt der Steuerung durch die Hypophyse und den Hypothalamus. Störungen bei der Spermatogenese können die Fruchtbarkeit des Mannes beeinträchtigen.

Funktion & Aufgabe

Die Spermatogonien entstehen durch eine mitotische Zellteilung dieser Urgeschlechtszellen. Die Urgeschlechtszellen, auch Gonozyten genannt, liegen in den Samenkanälchen. Bei der Teilung entstehen Spermatogonien Typ A. Durch eine weitere Teilung entstehen aus den Typ A Spermatogonien die Spermatogonien vom Typ B. Eine dieser Tochterzellen verbleibt bei den ursprünglichen Spermatogonien. So kann gewährleistet werden, dass zeitlebens Spermatozyten nachgebildet werden können.

Die B-Spermatogonien sind durch Fortsätze miteinander verbunden und bilden Gruppen. Die Gruppen durchlaufen zusammen die unterschiedlichen Stadien der Spermatogenese. Sie wandern durch die sogenannte Blut-Hoden-Schranke in Richtung der Hodenkanälchen. Die Blut-Hoden-Schranke liegt in den Samenkanälchen des Hodens. Sie ist undurchlässig für große Proteine und Immunzellen. Diese Abgrenzung ist wichtig, da Spermatozyten antigene Eigenschaften haben. Das bedeutet, dass sie unter Umständen vom eigenen Immunsystem abgewehrt werden würden.

Sobald die B-Spermatogonien in den Hodenkanälchen angekommen sind, werden sie als Spermatozyten 1. Ordnung bezeichnet. Im Hodenkanälchen durchlaufen sie die erste Reifeteilung. Während dieser Meiose entstehen durch Haploidisierung Spermatozyten 2. Ordnung. Diese werden auch sekundäre Spermatozyten genannt.

Auf die erste Reifeteilung folgt direkt die zweite Reifeteilung. Bei der Meiose II entstehen zwei Spermatiden. Spermatiden sind die kleinsten Zellen des Keimepithels. Sie sind deutlich kleiner als die Spermatozyten. Im Rahmen der Spermatogenese sind also aus einem Spermatozyten vier Spermatiden entstanden.

Im letzten Schritt der Spermatogenese, in der Spermiogenese, reifen diese Spermatiden zu Spermien heran. Der Kern der Spermatiden kondensiert dabei und es kommt zudem zu einem Verlust von Zellplasma. Die Spermatiden bilden zudem den typischen Schwanz aus. Dieser wird auch Kinozilie genannt. Des Weiteren entsteht während der Spermiogenese aus der Golgi-Region das Akrosom. Das Akrosom ist die Kopfkappe der Spermien. Sie überzieht den Kopf und dient dem Eindringen in die Eizelle. Aus einem Spermatogonium entstehen im Rahmen der Spermiogenese und der Spermatogenese also vier Spermien. Zwei davon tragen ein X-Chromosom und zwei tragen ein Y-Chromosom.

Der komplette Vorgang der Spermatogenese dauert 64 Tage. Die erste Vermehrung der Spermatogonien dauert 16 Tage. Die Meiose I umfasst einen Zeitraum von 24 Tagen und die Meiose II einen Zeitraum von nur wenigen Stunden. Die Reifung der Spermien während der Spermiogenese dauert 24 Tage. Am Ende der Spermatogenese steht das Spermium, das der Befruchtung der weiblichen Eizelle dient.

Krankheiten & Beschwerden

Die Spermatogenese kann auch aufgrund genetischer Anomalien gestört sein. Sind im Ejakulat keine Samenzellen enthalten, bezeichnet man dies als Azoospermie. Die Azoospermie ist ein typisches Symptom des Klinefelter-Syndroms. Es handelt sich dabei um eine Anomalie, die zu einer Keimdrüsenunterfunktion führt.

Das Klinefelter-Syndrom ist ein hypergonadotroper Hypogonadismus. Liegt die Störung auf Ebene der Hypophyse oder des Hypothalamus vor, so handelt es sich um einen hypogonadotropen Hypogonadismus. Typische Erkrankungen sind das Kallmann-Syndrom oder das Hypophysenadenom. Auch Schädigungen des Hypophysenvorderlappens bei einer Hämochromatose können sich auf die Spermatogenese auswirken und somit die Bildung der Spermien beeinträchtigen.

Die Spermatogenese und damit auch die Qualität der Spermien wird zudem durch das eigene alltägliche Verhalten bestimmt. Fehlernährung kann beispielsweise zu einer Abnahme der Spermienmenge führen. Eine nicht vollwertige und vitalstoffarme Ernährung mit vielen gesättigten Fettsäuren, Süßigkeiten, Fertiggerichten und panierten Speisen führt nicht nur zu einem Mikronährstoffmangel, sondern auch zu einer eingeschränkten Spermatogenese. Dasselbe gilt für den regelmäßigen Genuss von Alkohol, Kaffee und Tabak.

Insbesondere Alkoholkonsum wirkt sich negativ auf die Spermienentwicklung aus. Aufgrund einer alkoholbedingten Leberschädigung können Sexualhormone im Organismus nicht mehr vollständig abgebaut werden. Dies führt zu hormonellen Störungen auf der Hypothalamus-Hypophysen-Ebene. Die Qualität der Samenzellen verschlechtert sich und die Samenzelldichte nimmt ab. Im Gegenzug nimmt der Anteil von fehlgebildeten Samenzellen zu.

Rauchen schränkt die Beweglichkeit der Samenzellen ein. Zudem ist die DNA von Rauchern weniger stabil als die DNA von Nichtrauchern. Röntgenstrahlung, ionisierende Strahlung, Hitze, verschiedene Medikamente und Umweltgifte schädigen die Spermatogenese ebenfalls.

Da die Spermatogenese in den Hoden stattfindet, können auch Erkrankungen des Hodens die Samenbildung behindern. Unterentwicklungen des Hodengewebes, Hodenverletzungen, Infektion der Prostata, Hodenhochstand oder eine mumpsbedingte Hodenentzündung können die Qualität und Quantität der Spermien herabsetzen.

Quellen

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