تكوين النطفة و تكوين البيوض في الثديات – المحاضرة 2

🧬 تكوين النطف في الثدييات (Spermatogenesis)

مقدمة:

تُعد عملية تكوين النُّطف أو الحيوانات المنوية من العمليات الحيوية الأساسية في تكاثر الثدييات، بما في ذلك الإنسان. وهي عملية معقدة تحدث داخل الخصيتين، وتُنتج ملايين الحيوانات المنوية يوميًا. تتميز هذه الخلايا بأنها صغيرة، متحركة، وتحمل المادة الوراثية اللازمة لتخصيب البويضة الأنثوية وتكوين جنين جديد.

أولًا: ⚙️ مفهوم تكوين النطف (Spermatogenesis)

هو عملية إنتاج الحيوانات المنوية الناضجة من خلايا جذعية أولية موجودة في الأنابيب المنوية الدقيقة داخل الخصيتين. تبدأ هذه العملية عند البلوغ وتستمر طيلة حياة الذكر، وإن كانت تتباطأ مع التقدم في العمر.

ثانيًا: 🧫 موقع التكوين: الخصيتان والأنابيب المنوية

📍 الخصيتان (Testes):

• تقعان داخل كيس الصفن خارج الجسم، للمحافظة على درجة حرارة أقل من حرارة الجسم (حوالي 34-35 م°)، وهي درجة مثالية لتكوين النطف.
• كل خصية تحتوي على آلاف من الأنابيب المنوية الدقيقة (Seminiferous Tubules)، وهي المكان الذي تتم فيه مراحل تكوين النطف.

🔬 الأنابيب المنوية:

• مبطّنة بخلايا متخصصة تسمى خلايا سيرتولي (Sertoli cells)، وهي تدعم وتغذي الخلايا المنوية في أثناء تطورها.
• توجد أيضًا خلايا لايديغ (Leydig cells) بين الأنابيب، وتنتج هرمون التستوستيرون الضروري لتنشيط عملية التكوين.

ثالثًا: 🔁 مراحل تكوين النطف

تمر الخلية بعدة مراحل قبل أن تصبح نطفة ناضجة، ويمكن تقسيم العملية إلى ثلاث مراحل رئيسية:

1. مرحلة التكاثر (Multiplication stage):

• تبدأ من خلايا جذعية تُسمى الخلايا الجذعية المنوية (Spermatogonia).
• هذه الخلايا تنقسم انقسامًا متساويًا (Mitosis) لتنتج المزيد من الخلايا المنوية.
• بعض هذه الخلايا تستمر في الانقسام لتكوين المزيد من الخلايا الجذعية، والبعض الآخر يدخل المرحلة التالية.

2. مرحلة النمو والنضج (Growth and Maturation):

• الخلايا المنوية التي تدخل هذه المرحلة تُعرف باسم الخلايا المنوية الأولية (Primary Spermatocytes).
• تنمو هذه الخلايا وتبدأ في الانقسام الاختزالي (Meiosis).

🔬 الانقسام المنصف (الاختزالي) يتكوّن من:

أ. الانقسام المنصف الأول (Meiosis I):

• الخلية المنوية الأولية تنقسم لتعطي خليتين منويتين ثانويتين (Secondary Spermatocytes)، كل منهما تحتوي على نصف العدد الكروموسومي (23 كروموسومًا في الإنسان).

ب. الانقسام المنصف الثاني (Meiosis II):

• كل خلية منوية ثانوية تنقسم مرة أخرى لتعطي خليتين منويّتين غير ناضجتين (Spermatids).
• في النهاية، نحصل من كل خلية منوية أولية على 4 خلايا منوية غير ناضجة.

3. مرحلة التشكيل (Spermiogenesis):

• في هذه المرحلة، تتحول الخلايا المنوية غير الناضجة (Spermatids) إلى نطف (Spermatozoa) ناضجة.
• لا يحدث انقسام في هذه المرحلة، بل تحدث تغيّرات شكلية وفسيولوجية تشمل:

🧬 التحولات التي تحدث:

1. تكوين الرأس: يحتوي على النواة التي تضم المادة الوراثية، ويُغطّى بجزء يُسمى الأكروسوم (Acrosome) يحتوي على إنزيمات تساعد الحيوان المنوي على اختراق البويضة.
2. تكوين الذيل: يساعد في حركة الحيوان المنوي.
3. تكوين قطعة وسطى: تحتوي على الميتوكوندريا التي توفر الطاقة لحركة الذيل.
4. التخلص من السيتوبلازم الزائد.

رابعًا: ⏳ مدة العملية وعدد النطف المنتجة

• تستغرق دورة تكوين النطف بالكامل حوالي 64-74 يومًا في الإنسان.
• يتم إنتاج حوالي 100-200 مليون نطفة يوميًا في الذكر البالغ الطبيعي.
• بعد تكونها، تنتقل النطف إلى البربخ (Epididymis) حيث تُخزّن وتنضج لمدة أسبوعين تقريبًا قبل أن تكون قادرة على الإخصاب.

خامسًا: ⚖️ دور الهرمونات في تنظيم التكوين

تُنظّم عملية تكوين النطف عبر تفاعل هرمونات تنتمي إلى محور تحت المهاد – الغدة النخامية – الخصية، وتُعرف هذه المنظومة بـ “المحور التناسلي الذكري”.

الهرمونات الرئيسية:

1. هرمون GnRH: يُفرز من تحت المهاد ويُحفّز الغدة النخامية لإفراز الهرمونات التناسلية.
2. FSH (الهرمون المنبه للحويصلات): يُحفز خلايا سيرتولي على دعم نضج النطف.
3. LH (الهرمون اللوتيني): يُحفز خلايا لايديغ لإفراز التستوستيرون.
4. هرمون التستوستيرون: ضروري لنضج الحيوانات المنوية وتطور الصفات الذكرية الثانوية.

سادسًا: 🛡️ أهمية تكوين النطف في التكاثر

• حمل المادة الوراثية: النطف تنقل نصف المادة الوراثية المطلوبة لتكوين الجنين.
• تحقيق الإخصاب: من خلال اندماج النطفة مع البويضة.
• تنوع وراثي: بفضل الانقسام الاختزالي وإعادة تركيب الجينات، تنتج نطف متنوعة وراثيًا، مما يعزز التنوع في الأبناء.

سابعًا: 🧪 اضطرابات تكوين النطف

قد تتأثر عملية التكوين بعدة عوامل تؤدي إلى ضعف الخصوبة، مثل:

• الحرارة العالية (كالحمّى أو ارتداء ملابس ضيّقة).
• سوء التغذية.
• الاضطرابات الهرمونية.
• التعرض للسموم أو الإشعاعات.
• الأمراض الوراثية.

خاتمة:

تُعد عملية تكوين النطف من أكثر العمليات الحيوية دقة وتنظيمًا في جسم الذكر، إذ تضمن إنتاج خلايا صغيرة، متخصصة، وسريعة الحركة، تؤدي دورًا بالغ الأهمية في التكاثر والحفاظ على النوع. وتحت إشراف جهاز هرموني معقد، وتفاعل خلوي مستمر، تُنتَج ملايين النطف يوميًا لتؤدي رسالتها في خلق حياة جديدة، في مشهد حيّ لعظمة الخلق والتنظيم البيولوجي.

🧬 تكوين البيوض في الثدييات (Oogenesis)

مقدمة:

يُعد تكوين البيوض من العمليات الحيوية الأساسية في الجهاز التناسلي الأنثوي للثدييات، وهو المسؤول عن إنتاج الخلايا التناسلية الأنثوية (البويضات) القادرة على الإخصاب وتكوين جنين. تتم هذه العملية في المبيضين، وتتميز بأنها معقدة وتحدث على مراحل طويلة تبدأ منذ الحياة الجنينية وتمتد حتى سن البلوغ وتستمر حتى سن اليأس.

أولًا: 📍 مكان تكوين البيوض:

المبيضان (Ovaries):

• هما عضوان بيضاويان يقعان في التجويف البطني السفلي لدى الأنثى.
• يحتوي كل مبيض على مئات الآلاف من البويضات غير الناضجة منذ الولادة.
• يتم إنتاج بويضة ناضجة واحدة شهريًا تقريبًا بعد البلوغ خلال الدورة الشهرية.

ثانيًا: 🧫 مراحل تكوين البيوض (Oogenesis)

تمر عملية تكوين البويضات بثلاث مراحل رئيسية:

1. المرحلة الجنينية (قبل الولادة):

• تبدأ الخلايا التناسلية الأنثوية المبكرة، والتي تُسمى الخلايا الجرثومية البدائية (Primordial Germ Cells)، بالانقسام المتساوي لتكوين أرومات بويضية (Oogonia).
• تنقسم الأرومات البويضية أيضًا انقسامًا متساويًا لتتضاعف أعدادها.
• ثم تبدأ هذه الأرومات بدخول الانقسام المنصف الأول (Meiosis I) ولكن تتوقف في الطور الأول (Prophase I).
• عند هذه المرحلة تُسمى الخلايا بـ الخلايا البيضية الأولية (Primary Oocytes)، وتُحاط بخلايا جرابية لتُكوّن ما يعرف بـ الجريبات البدائية (Primordial Follicles).

📌 ملاحظة: عند ولادة الأنثى، تمتلك حوالي 1-2 مليون خلية بيضية أولية، ولا تُنتَج خلايا بيضية جديدة بعد الولادة.

2. مرحلة ما بعد البلوغ (Puberty):

• مع البلوغ، تبدأ الهرمونات الجنسية بتحفيز نضج عدد من الجريبات شهريًا.
• في كل دورة شهرية، تنضج بعض الخلايا البيضية الأولية داخل الجريبات، ولكن واحدة منها عادةً ما تكمل نموها وتُطلق.

ماذا يحدث؟

1. تُكمل الخلية البيضية الأولية الانقسام المنصف الأول.
2. ينتج عن الانقسام خليتان:
   • خلية بيضية ثانوية (Secondary Oocyte) تحتوي على معظم السيتوبلازم.
   • جسم قطبي أول (First Polar Body)، وهو خلية صغيرة تضم عددًا من الكروموسومات لكنها لا تُشارك في التكاثر.
3. تبدأ الخلية البيضية الثانوية الانقسام المنصف الثاني (Meiosis II)، لكنها تتوقف في الطور الثاني (Metaphase II) ولا تُكمله إلا عند حدوث الإخصاب.

3. الإباضة والإخصاب:

🥚 الإباضة (Ovulation):

• تحدث عادة في منتصف الدورة الشهرية.
• يتم خلالها تحرير الخلية البيضية الثانوية من الجريب الناضج في المبيض إلى قناة فالوب.

🧬 الإخصاب:

• إذا التقت الخلية البيضية الثانوية بحيوان منوي في قناة فالوب، يكتمل الانقسام المنصف الثاني.
• يُنتج عن ذلك:
  • بويضة ناضجة (Ovum) تحتوي على نصف العدد الكروموسومي.
  • جسم قطبي ثانٍ (Second Polar Body) صغير الحجم.

عند اندماج البويضة مع الحيوان المنوي، يتكوّن الزيجوت (Zygote) الذي يحمل العدد الكامل من الكروموسومات (نصف من الأم ونصف من الأب).

ثالثًا: ⚖️ مقارنة بين تكوين البيوض وتكوين النطف:

رابعًا: ⚙️ الدور الهرموني في تنظيم تكوين البيوض:

تنظّم عملية التبويض وتكوين البيوض سلسلة من التفاعلات الهرمونية:

الهرمونات الرئيسية:

1. GnRH (من تحت المهاد):
   • يُحفّز الغدة النخامية لإفراز الهرمونات الجنسية.
2. FSH (الهرمون المنبه للحويصلات):
   • يُحفّز نضج الجريبات في المبيض.
3. LH (الهرمون اللوتيني):
   • يؤدي إلى الإباضة (تحرير البويضة).
   • يُحفز تكون الجسم الأصفر (Corpus luteum) الذي يُفرز البروجستيرون.
4. الاستروجين والبروجستيرون (من المبيض):
   • ينظمان بطانة الرحم ويهيئانها لحدوث الحمل.

خامسًا: 🛑 نهاية تكوين البيوض – سن اليأس:

• تستمر عملية التبويض وتكوين البيوض شهريًا حتى سن اليأس (Menopause)، والذي يحدث غالبًا بين سن 45-55 عامًا.
• عند هذه المرحلة، يتوقف نشاط المبيضين وتتوقف الدورة الشهرية نهائيًا.

🧠 خاتمة:

تكوين البيوض في الثدييات هو عملية بيولوجية دقيقة تبدأ في مرحلة الجنين ولا تكتمل إلا بعد سنوات. ورغم أنها تنتج بويضة واحدة فقط في كل دورة، إلا أنها تُنتج خلية معقدة ذات وظائف عالية. هذا التوازن بين الكمية والجودة يعكس روعة التصميم البيولوجي، حيث تكون كل بويضة ناضجة مؤهلة لبدء حياة جديدة.