(24-9-2019)
HCO8, spermatogenese
Histologie zaadbuis, rechts zie je opengebroken zaadbuis van
een rat met daarbuiten interstitieel weefsel, zo zie je linksboven
een bloedvat, maar zitten er ook Leydig cellen, bindweefselcellen
en zenuwcellen. In de zaadbuizen zijn 2 celtypen: somatische
cellen (sertoli cel) en kiemcellen. Kiemcellen komen voor in
verschillende ontwikkelingsstappen. Je hebt mitotische fase →
meiotische fase → spermiogenese en hierbij neemt het aantal
cellen toe, terwijl de grootte ervan juist afneemt. Aan de
buitenzijde zijn de kiemcellen nog rond en naar binnen toe
neemt de rijpheidsgraad toe, vandaar dat in het midden al flagellen te zien zijn. Terwijl de cellen
ontwikkelen migreren ze dus van de periferie naar het lumen en hierbij staan ze in contact met
Sertolicellen. Zij hebben hun basis op de basale lamina en spreiden zich uit naar het midden als een
soort kerstbomen die dicht bij elkaar staan en tussen de kerstbomen bevinden zich dan de
kiemcellen. De Sertoli cellen zijn heel belangrijk voor de spermatogenese. Zo produceren ze o.a. een
vloeistof die ervoor zorgt dat de spermiën uit de zaadbuizen worden gewassen als ze eenmaal rijp
zijn. Waar Sertoli cellen constante bewoners zijn van de zaadbuizen, zullen de kiemcellen de
zaadbuizen dus verlaten als hun ontwikkeling op een einde komt. Sertoli cellen vormen een laag
epitheel aan de binnenkant en gladde spiercellen (peritubular myoid cellen) vormen de buitenste
epitheel laag. Zo scheiden ze de basale lamina af die de wand van de tubules vormt.
Spermatogenese, het doel van spermatogenese is haploïde
cellen te produceren. Hiervoor moeten de kiemcellen
meiose ondergaan. Meiose wordt echter voorafgegaan door
mitose en dat zorgt ervoor dat er een groot aantal cellen
geproduceerd wordt. Bij de mitotische fase kunnen 2
verschillende cellen ontstaan stamcellen of primaire
spermatocyten. Het is belangrijk dat de stamcelpopulatie
behouden blijft, want anders blijven er geen cellen over die
spermatogenese kunnen ondergaan. De balans tussen
stamcel renewal en de productie van spermatocyten moet dus goed gereguleerd worden (teveel
stamcellen kunnen tumoren vormen). Hormonen en groeifactoren hebben een regulerende werking
op deze balans en zijn ook van invloed op de stamcelactiviteit. Op meiose hebben de hormonen
echter vrijwel geen aansturende werking, ze zorgen er alleen voor dat de condities goed zijn voor
meiose (Sertoli cellen zorgen voor de gewenste omgeving). Ditzelfde geldt voor de differentiatie fase
(spermiogenese) aan het einde. Er wordt vooral op gelet dat niet teveel cellen doodgaan aan
apoptose, zodat de efficiëntie van het proces hoog genoeg blijft. Desondanks haalt maar 1/3 van alle
cellen die spermatogenese ondergaan de finishlijn bij de mens. De rest gaat allemaal verloren (door
apoptose). Dit aantal is zo hoog doordat er geen tijd is om foutjes te repareren, alles moet snel door
dus wordt de keuze dan al snel gemaakt om apoptose te ondergaan.
Mitotische fase, mitotische fase bestaat dus uit 2 typen delingen stem
cell self-renewal en een differentiërende deling tot undifferentiated
spermatogonia. Het verschil tussen deze 2 delingen is te zien middels
cytoplasmatische bruggen. Als stamcellen delen tot spermatogonia die
spermatocyten zullen gaan vormen, zullen de dochtercellen aan elkaar
verbonden blijven middels een cytoplasmatische brug. Deze 2
dochtercellen kunnen dan ook weer delen, waardoor 4 cellen ontstaan
die middels een cytoplasmatische brug aan elkaar verbonden zijn. Alle
nakomelingen van 1 stamcel zitten dus middels cytoplasmatische bruggen aan elkaar verbonden en
hierdoor is synchronisatie van activiteit mogelijk. Alle cellen die bij eenzelfde kloon horen zullen op
hetzelfde moment door de verschillende ontwikkelingsstadia gaan.
, (24-9-2019)
Ongedifferentieerde spermatogonia, de producten van de stamcellen noem je
eerst nog ongedifferentieerde spermatogonia omdat ze soms nog in staat zijn
om te schakelen tot stamcellen. Ze zijn hun stamcelcapaciteit al grotendeels
verloren, maar het is nog mogelijk. Daarnaast kunnen ze een pauze inlassen
qua deling, terwijl dat niet kan in latere stadia waarbij de celcyclus tijden
genetisch vastgelegd zijn. Rechts is in het roze de stamcelcapaciteit
weergegeven. Hoe meer GFRα1+ een cel dus heeft, hoe hoger zijn stamcelcapaciteit is. Voor Ngn3+
geldt het omgekeerde en hierbij wordt niet van de ene op de andere situatie overgesprongen, maar
gaat het geleidelijk.
Kit, de Kit receptor is belangrijk voor het kunnen binden van een groeifactor die betrokken is bij
differentiatie. Kit wordt daarom als marker voor differentiërende cellen gezien.
Mitotische delingen knaagdieren, waar de humane stamcel maar 2 mitotische delingen ondergaat
voordat meiose ingezet wordt, hebben knaagdieren juist heel veel mitotische delingen voordat
meiose begint. Om het overzichtelijk te houden, heb je meerdere generaties: Apaired (2 cellen), Aaligned
(4, 8, 16, 32…).
Mitotische delingen mens, de mens heeft dus maar 2 mitotische delingen, maar produceert alsnog
enorm veel zaadcellen. Dit is mogelijk doordat wij heel veel stamcellen hebben en er dus veel meer
klonen gevormd kunnen worden.
Morfologie, de roze afbeelding is een
coupe van een muizentestis. De streep aan
de onderkant is de basale lamina. De grote
cel die daar in het midden op ligt is een
Sertoli cel die omringd wordt door
spermatogonia in verschillende stadia.
Afhankelijk van de signalen waar cel aan
blootgesteld wordt, blijft het een stamcel
of zal het uiteindelijk gaan differentiëren.
Deze signalen (groeifactoren) zijn
afkomstig van Sertoli cellen (GDNF, FGF2
en WNT5A), maar ook myoid cellen en
zelfs het bloed. Samen zorgen deze
groeifactoren voor een stamcel niche waar self renewal plaats zal blijven vinden. Na deling moet 1
v/d dochtercellen weg, want er is niet genoeg ruimte in de niche. Stamcellen zijn motiel en dit is dus
geen probleem. Na het verlaten zal de dochtercel niet meer blootgesteld worden aan de self renewal
factoren waardoor die zal differentiëren.
Zonale differentiatie, bovenstaande afbeelding laat duidelijk zien dat 1 Sertoli cel in contact staat
met spermacellen die zich in verschillende stadia van ontwikkeling bevinden. Deze hebben allemaal
weer andere behoeften en een Sertoli cel moet dus zonaal gedifferentieerd zijn.
Ongedifferentieerd → differentiërend, de ongedifferentieerde
spermatogoniën moeten op den duur gaan differentiëren en dat wordt
gekenmerkt door Kit. RA (retinolzuur) is belangrijk voor deze
differentiatie (het bindt aan een kernreceptoren die dan dimeren
vormen om genexpressie aan te passen). RA komt uit vitamine A. Als je
muizen met een vitamine A vrij dieet op laat groeien, stopt de
spermatogenese dan ook. RA is dus nodig om van ongedifferentieerde
spermatogonia over te gaan naar spermatogonia (hierbij vindt geen
deling plaats!).
Differentiërende spermatogonia, kunnen niet meer bijdragen aan de
stamcelpopulatie en zullen een vastgelegde cyclus ondergaan. De laatste generatie spermatogonia
die nog deelt, wordt B genoemd en als deze door zijn laatste mitotische S fase gaat wordt het een
preleptoteen spermatocyt genoemd. Je spreekt van spermatocyten zodra meiose begonnen is.
Tussen de S en M fase vindt dus een volgende differentiatie stap plaats waarbij van mitose
HCO8, spermatogenese
Histologie zaadbuis, rechts zie je opengebroken zaadbuis van
een rat met daarbuiten interstitieel weefsel, zo zie je linksboven
een bloedvat, maar zitten er ook Leydig cellen, bindweefselcellen
en zenuwcellen. In de zaadbuizen zijn 2 celtypen: somatische
cellen (sertoli cel) en kiemcellen. Kiemcellen komen voor in
verschillende ontwikkelingsstappen. Je hebt mitotische fase →
meiotische fase → spermiogenese en hierbij neemt het aantal
cellen toe, terwijl de grootte ervan juist afneemt. Aan de
buitenzijde zijn de kiemcellen nog rond en naar binnen toe
neemt de rijpheidsgraad toe, vandaar dat in het midden al flagellen te zien zijn. Terwijl de cellen
ontwikkelen migreren ze dus van de periferie naar het lumen en hierbij staan ze in contact met
Sertolicellen. Zij hebben hun basis op de basale lamina en spreiden zich uit naar het midden als een
soort kerstbomen die dicht bij elkaar staan en tussen de kerstbomen bevinden zich dan de
kiemcellen. De Sertoli cellen zijn heel belangrijk voor de spermatogenese. Zo produceren ze o.a. een
vloeistof die ervoor zorgt dat de spermiën uit de zaadbuizen worden gewassen als ze eenmaal rijp
zijn. Waar Sertoli cellen constante bewoners zijn van de zaadbuizen, zullen de kiemcellen de
zaadbuizen dus verlaten als hun ontwikkeling op een einde komt. Sertoli cellen vormen een laag
epitheel aan de binnenkant en gladde spiercellen (peritubular myoid cellen) vormen de buitenste
epitheel laag. Zo scheiden ze de basale lamina af die de wand van de tubules vormt.
Spermatogenese, het doel van spermatogenese is haploïde
cellen te produceren. Hiervoor moeten de kiemcellen
meiose ondergaan. Meiose wordt echter voorafgegaan door
mitose en dat zorgt ervoor dat er een groot aantal cellen
geproduceerd wordt. Bij de mitotische fase kunnen 2
verschillende cellen ontstaan stamcellen of primaire
spermatocyten. Het is belangrijk dat de stamcelpopulatie
behouden blijft, want anders blijven er geen cellen over die
spermatogenese kunnen ondergaan. De balans tussen
stamcel renewal en de productie van spermatocyten moet dus goed gereguleerd worden (teveel
stamcellen kunnen tumoren vormen). Hormonen en groeifactoren hebben een regulerende werking
op deze balans en zijn ook van invloed op de stamcelactiviteit. Op meiose hebben de hormonen
echter vrijwel geen aansturende werking, ze zorgen er alleen voor dat de condities goed zijn voor
meiose (Sertoli cellen zorgen voor de gewenste omgeving). Ditzelfde geldt voor de differentiatie fase
(spermiogenese) aan het einde. Er wordt vooral op gelet dat niet teveel cellen doodgaan aan
apoptose, zodat de efficiëntie van het proces hoog genoeg blijft. Desondanks haalt maar 1/3 van alle
cellen die spermatogenese ondergaan de finishlijn bij de mens. De rest gaat allemaal verloren (door
apoptose). Dit aantal is zo hoog doordat er geen tijd is om foutjes te repareren, alles moet snel door
dus wordt de keuze dan al snel gemaakt om apoptose te ondergaan.
Mitotische fase, mitotische fase bestaat dus uit 2 typen delingen stem
cell self-renewal en een differentiërende deling tot undifferentiated
spermatogonia. Het verschil tussen deze 2 delingen is te zien middels
cytoplasmatische bruggen. Als stamcellen delen tot spermatogonia die
spermatocyten zullen gaan vormen, zullen de dochtercellen aan elkaar
verbonden blijven middels een cytoplasmatische brug. Deze 2
dochtercellen kunnen dan ook weer delen, waardoor 4 cellen ontstaan
die middels een cytoplasmatische brug aan elkaar verbonden zijn. Alle
nakomelingen van 1 stamcel zitten dus middels cytoplasmatische bruggen aan elkaar verbonden en
hierdoor is synchronisatie van activiteit mogelijk. Alle cellen die bij eenzelfde kloon horen zullen op
hetzelfde moment door de verschillende ontwikkelingsstadia gaan.
, (24-9-2019)
Ongedifferentieerde spermatogonia, de producten van de stamcellen noem je
eerst nog ongedifferentieerde spermatogonia omdat ze soms nog in staat zijn
om te schakelen tot stamcellen. Ze zijn hun stamcelcapaciteit al grotendeels
verloren, maar het is nog mogelijk. Daarnaast kunnen ze een pauze inlassen
qua deling, terwijl dat niet kan in latere stadia waarbij de celcyclus tijden
genetisch vastgelegd zijn. Rechts is in het roze de stamcelcapaciteit
weergegeven. Hoe meer GFRα1+ een cel dus heeft, hoe hoger zijn stamcelcapaciteit is. Voor Ngn3+
geldt het omgekeerde en hierbij wordt niet van de ene op de andere situatie overgesprongen, maar
gaat het geleidelijk.
Kit, de Kit receptor is belangrijk voor het kunnen binden van een groeifactor die betrokken is bij
differentiatie. Kit wordt daarom als marker voor differentiërende cellen gezien.
Mitotische delingen knaagdieren, waar de humane stamcel maar 2 mitotische delingen ondergaat
voordat meiose ingezet wordt, hebben knaagdieren juist heel veel mitotische delingen voordat
meiose begint. Om het overzichtelijk te houden, heb je meerdere generaties: Apaired (2 cellen), Aaligned
(4, 8, 16, 32…).
Mitotische delingen mens, de mens heeft dus maar 2 mitotische delingen, maar produceert alsnog
enorm veel zaadcellen. Dit is mogelijk doordat wij heel veel stamcellen hebben en er dus veel meer
klonen gevormd kunnen worden.
Morfologie, de roze afbeelding is een
coupe van een muizentestis. De streep aan
de onderkant is de basale lamina. De grote
cel die daar in het midden op ligt is een
Sertoli cel die omringd wordt door
spermatogonia in verschillende stadia.
Afhankelijk van de signalen waar cel aan
blootgesteld wordt, blijft het een stamcel
of zal het uiteindelijk gaan differentiëren.
Deze signalen (groeifactoren) zijn
afkomstig van Sertoli cellen (GDNF, FGF2
en WNT5A), maar ook myoid cellen en
zelfs het bloed. Samen zorgen deze
groeifactoren voor een stamcel niche waar self renewal plaats zal blijven vinden. Na deling moet 1
v/d dochtercellen weg, want er is niet genoeg ruimte in de niche. Stamcellen zijn motiel en dit is dus
geen probleem. Na het verlaten zal de dochtercel niet meer blootgesteld worden aan de self renewal
factoren waardoor die zal differentiëren.
Zonale differentiatie, bovenstaande afbeelding laat duidelijk zien dat 1 Sertoli cel in contact staat
met spermacellen die zich in verschillende stadia van ontwikkeling bevinden. Deze hebben allemaal
weer andere behoeften en een Sertoli cel moet dus zonaal gedifferentieerd zijn.
Ongedifferentieerd → differentiërend, de ongedifferentieerde
spermatogoniën moeten op den duur gaan differentiëren en dat wordt
gekenmerkt door Kit. RA (retinolzuur) is belangrijk voor deze
differentiatie (het bindt aan een kernreceptoren die dan dimeren
vormen om genexpressie aan te passen). RA komt uit vitamine A. Als je
muizen met een vitamine A vrij dieet op laat groeien, stopt de
spermatogenese dan ook. RA is dus nodig om van ongedifferentieerde
spermatogonia over te gaan naar spermatogonia (hierbij vindt geen
deling plaats!).
Differentiërende spermatogonia, kunnen niet meer bijdragen aan de
stamcelpopulatie en zullen een vastgelegde cyclus ondergaan. De laatste generatie spermatogonia
die nog deelt, wordt B genoemd en als deze door zijn laatste mitotische S fase gaat wordt het een
preleptoteen spermatocyt genoemd. Je spreekt van spermatocyten zodra meiose begonnen is.
Tussen de S en M fase vindt dus een volgende differentiatie stap plaats waarbij van mitose
