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생식세포의 형태 및 생리

생식세포의 형태

정자의 형태와 구조
- 정자는 두부, 경부, 미부로 구성
- 정자의 길이 50 - 70㎛ 정도
- 표면은 지질단백막으로 덮여 있음
- 두부 : 부계의 유전물질 (핵)
- 미부 : 운동기관
- 두부
  - 정자 두부의 크기는 8 × 4 × 1㎛ 정도인 편평한 난원형
  - 주로 핵으로 구성
  - 핵의 전반을 덮고 있는 부위 : 첨체
  - 첨체 : 첨체 물질
  - 첨체물질 : 지질, 당단백질 복합체인 하이알루로니데이스와 단백질 분해효소인 아크로산을 함유
  - 첨체는 수정과정에서 중요한 첨체 반응을 하게 됨
  - 첨체물질이 난자의 투명대를 녹여 뚫고 들어가는데 작용
- 경부
  - 정자의 두부와 미부를 연결
  - 정자 경부의 길이 1㎛ 정도
  - 결합부와 중심소체로 구성
  - 경부의 아래부위에는 미토콘드리아의 일부가 덮여 있음
- 미부
  - 정자 미부의 길이 40 - 50㎛ 정도
  - 미부는 중편부, 주부, 종부로 구성
  - 미부의 중심에는 운동장치의 주역인 축계가 있음
난자의 형태와 구조
- 난자는 세포질과 난황을 함유
- 배란시 난자의 크기 100 -150㎛ 정도
- 난자는 핵, 세포질, 난막으로 구성
- 난막의 둘레에는 방사관세포들이 부착
- 핵
  - 난자의 핵은 DNA와 단백질로 구성
  - 난자의 중심에서 약간 편재
- 세포질
  - 난자의 세포질은 RNA, 단백질, 각종 탈수소효소, 난황과립등이 분포
- 난막
  - 성숙 난자은 2개의 막으로 난황막과 투명대로 구성
  - 난황막은 세포질에서 유래한 엷은 막
  - 수정이 된 난자는 난황이 수축으로 2개의 막이 분리
  - 2개의 막 사이를 위난강이라 함
  - 수정후 위난강내 극체가 형성
    <투명대>
    - 균질한 반투과막
    - 성분은 중성 내지 약알카리성의 점성 단백질 (탄력성 풍부)
    - 기능은 방사관에서 난자로의 영양분 통로
    - 배란된 난자가 자궁까지 도달하는 동안 난자의 표면을 보호

생식세포의 형성

정자의 형성
- 출생시 정소의 세정관 - 원시생식세포와 미분화 지지세포 존재
- 성장하면서 원시생식세포가 정원세포로 됨
- 춘기발동기 (사춘기)
  - 세정관의 직경이 커지게 됨
  - 정원세포에서 제 1정모세포로 변하면서 정자 형성이 시작됨
- 정자 형성은 세정관이 위축 퇴화할때까지 일생동안 계속 진행
정자의 형성 과정
- 정원세포(세정관의 기저막에 배열) 유사분열로 제 1 정모세포가 됨
- 1개의 정원세포에서 16개의 제 1 정모세포로 분열
- 제 1정모세포 (세정관의 관강측에 위치) 제 1성숙분열로 제 2정모세포가 됨 (염색체수 반감)
- 제 2정모세포 유사분열(제 2성숙분열)로 정자세포가 됨 - 정자 발생
- 이후의 광정은 정자의 형태적 변화로 정자 완성
- 정자의 세포질 없어짐
- 정자세포는 상당히 크고 원형
- 정자는 치밀하고 두부와 미부로 운동성이 있는 세포
- 정자세포의 골지장치가 정자의 첨체로 변함
- 미토콘드리아는 정자의 경부 하단에 존재
- 최종적으로 1개의 정원세포는 64개의 정자를 형성
- 정자가 완성되면 세정관을 통해 이행
- 정자 형성에는 FSH, ICSH(간질세포자극호르몬), 정소호르몬이 작용
  - 정원세포의 발생기인 제 1성숙분열에는 정소호르몬
  - 정자 완성의 말기에는 FSH가 필요
난자의 형성과정
- 난자는 난소의 난포내 존재
- 원시난포는 출생전 이미 형성
  - 출생전 75,000개, 출생시 30,000개, 10세 이후 25,000개
- 원시난포는 제 1난모세포(제 1성숙분열 전기) 로 춘기발동기에 분열
- 난포의 발달 과정
  - 크기, 과립막세포층, 내막의 발달, 난포내 난모세포의 위치 등
- 춘기발동기에 제 1난모세포와 난포세포 사이에 투명대가 형성
- 제 1난모세포가 난포상피세포로부터 영양을 공급받아 난황이 축적되면 제 2차난포가 됨
- 난포세포층이 증식되어 난포강이 형성되고 난포액이 충만하면 제 3차 난포가 됨
- 난포강이 커지고 단백질과 난포호르몬의 농도가 높은 난포액이 충만
  - 난소의 표면으로 돌출하고 배란 직전이 되는데 그라피안난포라 함
- 배란 직전 제 1난모세포는 제 1성숙분열로 염색체수가 반감되면서 제 2난모세포가 되면서 제 1극체를 방출
- 배란 후 수정이 되면서 제 2성숙분열을 하고 제 2극체를 방출
- 난포의 발육은 FSH의 자극으로 이루어짐
- 내협막세포에서 분비되는 난포호르몬에 의하여 발정이 오게됨
- 발정이 오면 FSH의 분비가 억제되고 LH의 분비가 촉진
- LH에 의하여 배란
- 소의 경우 1회 발정기에 1 - 2개의 난포만 발달하고 1 - 2개의 난자만을 방출

정자와 난자의 생리

정자의 생리
- 수컷 생식기 내의 정자 생리
  - 곡세정관에서 형성된 정자는 직세정관 → 정소망 → 정소수출관 → 정소상체 두부로 진행
  - 정자가 정소를 떠날때는 수정능력이 없음
  - 정소상체를 지나면서 성숙되고 정소상체 미부에서 저장됨
    - 사정시 정관을 거쳐 요도로 진행하고 부생식선액과 함께 정액이 되어 체외로 사출
- 정자의 운동성
  - 정자의 운동성은 정소상체를 통과하면서 획득
  - 사정과 동시에 운동을 시작
  - 인공수정시 주입 정액의 적합성을 판정하는 기준
  - 사정 후 정자의 운동성은 활발,(파상, 전진)
    - 미부는 파상, 두부는 종축을 종심으로 나선상
  - 정자의 운동속도 : 초당 100㎛ 정도 진행
- 암컷 생식기내 정자의 이동
  - 정자가 사출되는 부위는 질내(소)
  - 사출된 정자는 난관상부까지 이동
  - 난관팽대부까지 수정에 충분한 정자가 도달하는데는 일정시간 소요
  - 자궁의 수축운동에 의하여 정액과 정액이 혼합하고 경관을 통과하여 자궁내로 이동
  - 사정된 정자는 경과에서 일부 여과하여 일부만 자궁내로 이동
  - 자궁내 정자는 자궁난관면접부, 난관협부, 난관팽대부로 이동하면서 수가 제한되므로 다정자침입을 막을 수 있음.
  - 수정되지 않은 정자는
    - 난관벽으로 흡수되거나
    - 백혈구의 식균작용으로 며칠내 제거되고,
    - 자궁운동으로 질로 하강
    - 난관체를 통하여 복강내로 방출, 소실
- 정자의 생존 기간 및 수정능력 획득
  - 정자는 암컷 생식기내에서 1 - 2일 수정능력을 유지
  - 정자는 사정직후는 수정능력이 없음
  - 자궁과 난관에서 2 - 3시간이 지나야 수정능력이 형성됨
    <수정능획득>
    - 정자가 형태적, 생리적, 생화학적으로 변화
    - 난자의 난구세포, 방사관층(세포), 투명대를 침입할 수 있는 능력
  - 배란전 인공수정을 하게 되고 정자는 자궁과 난관을 이동하면서 수정능력을 획득하게 되며 수정부위에 도착하게 됨
난자의 생리
- 난자의 수용
  - 배란된 난자는 난관채로 수용
  - 난관 누두부를 거쳐 난관팽대부에 도착하여 수정
  - 난관채와 난관누두부는 배란시 넓게 퍼져 난소 표면과 밀착되므로 난자의 수용이 용이
  - 난관채, 난관은 난포호르몬과 황체호르몬의 비율에 의하여 수축성이 조절 됨
- 난자의 수송
  - 난관체 → 난관누두부 → 난관팽대부 → 난관협부 → 자궁난관면접부 → 자궁으로 이동
  - 난자의 이동은
    - 난관내의 섬모운동
    - 난관벽의 근육작용
    - 난관팽대부 협부의 연결부와 자궁난관 연결부의 여러 기능
  - 위 생리적 작용은 배란후의 난소호르몬의 균형에 의하여 조절
  - 난자가 난관을 통과하는데 걸리는 시간 : 50 - 98시간 정도
- 난자의 수정능력 보유시간
  - 난자의 수정능력 보유시간은 난자가 수정되어 정상적으로 발생할 수 있는 최대 기간으로 12 -24시간
  - 난자는 난관협부에 이르면 수정능력 상실
  - 종부(인공수정)를 늦게 하면 난자는 수정능력 보유시간 말기가 되므로 수정이 되지 않거나 수정란이 착상되지 않는 경우가 있음
  - 이를 고려한 수정 적기 판정이 중요
  [난관 내에서의 난자의 하강]