1.3 Sugurakkude areng ja küpsemine

Inimene paljuneb suguliselt ja selles peatükis vaatamegi sugurakkude arengut. Suguliseks paljunemiseks on vajalikud spetsiaalsed sugurakud – seemnerakud meestel ja munarakud naistel.

Kõigis inimese keharakkudes on 46 kromosoomi. Ainult sugurakkudes on kromosoome poole vähem – 23. See on vajalik selleks, et laps saab pool oma geenipagasist emalt – 23 kromosoomi munarakust – ja teine pool geenidest tuleb isalt – 23 kromosoomi seemnerakust.

Selles peatükis:

Seemnerakud

Mehe sugurakke nimetatakse seemnerakkudeks ehk spermideks. Kuigi seemnerakk ise on lihtne rakk, on spermide tekkimine keeruline bioloogiline protsess.
Seemneraku arengut eellasrakust küpseks spermiks nimetatakse spermatogeneesiks.

spermatogenees

Kõigepealt tekivad spermatogoonid ehk seemneraku eellasrakud. Neis, nagu kõigis teistes tüvirakkudes, on 46 kromosoomi.
Spermatogoon läbib mitoosi ning seejärel tekib primaarne spermatotsüüt.
Ka primaarne spermatotsüüt läbib meioosi ning tekib spermatiid.
Spermatiidist kujunevad lõplikud seemnerakud.
Ühest spermatotsüüdist tekib neli seemnerakku.

Spermatogenees sõltub hormoonide – testosterooni, folliikuleid stimuleeriva hormooni (FSH) ja luteiniseeriva hormooni (LH) juuresolekust ja kontsentratsioonist ning see kestab umbes 70 päeva. Sperme moodustatakse munandite väänilistes seemnetorukestes ning talletatakse munandimanustes.

Sugurakkude küpsemine saab alguse suguküpsuse saabudes (12-13 aastaselt) ning kestab katkematult kõrge eani. Uuringud on näidanud, et keskmiselt on Eesti mehe ühes purskes spermas (ehk seemnevedelikus ehk ejakulaadis) 50–70 miljonit seemnerakku milliliitris.

Emakasse sattudes püsivad seemnerakud viljastumisvõimelisena ~3-5 päeva.

Huvitav fakt!

Loomariigi esindajatel varieerub seemnerakkude eellasrakkude jagunemisefektiivsus märkimisväärselt. Hiirtel tekib ühest eellasrakust üle tuhande spermatogooni, millest moodustub 4096 spermatiidi; reesusahvil moodustub algsest eellasrakust 32 spermatogooni ehk 128 spermatiidi ning inimese puhul tekib ühest tüvirakust neli spermatogooni ehk vaid 16 küpset seemnerakku.

Seemneraku ehitus

 

Küpsel spermil eristatakse pea, kaela ja saba piirkonda – seemneraku morfoloogia ehk ülesehitus on nähtav mikroskoobiga. Seemnerakk on liikumisvõimeline ning energiat liikumiseks saab kaelaosas asuvatest mitokondritest. Peaosas on tihedalt kokku pakitud DNA ja lõhustavad ensüümid, mis on vajalikud munarakukesta läbimiseks.

Täiesti tervel mehel on Maailma Terviseorganisatsiooni järgi neli protsenti normaalse kujuga seemnerakke, ülejäänutel (lausa 96 protsendil!) võib puududa kael või saba, esineda mitu saba või olla ebatavaline peakuju. Siiski on normaalse väliskujuga seemnerakke miljoneid (4% nt 50st miljonist on kaks miljonit) – piisavalt, et edukalt viljastada üks munarakk.

Munarakud

oogenees sugurakkude areng

Munarakkude moodustumine saab naise organismis alguse juba enne sündimist. Meestele iseloomulike testiste areng sõltub Y-kromosoomist ja selles asetsevast SRY (sex-determining region on Y) geenist. Naiste munasarjad hakkavad aga arenema, kui SRY geen puudub – seega on testiste areng aktiivne ja munasarjade areng passiivne protsess.

Niisiis, 10.-12. rasedusnädalal muutuvad naisloote sugunäärmed munasarjadeks ning toimub aktiivne munarakkude jagunemine. See jõuab kulminatsioonini raseduse kuuendal kuul, kui tüdruku munasarjades on kuni seitse miljonit munarakku!

7-nädalane embrüo

Tulevase tüdruku sugu otsustati munaraku viljastumise hetkel.

10-12-nädalane loode

Kujunevad munasarjad ja toimub munarakkude ulatuslik jagunemine

23-27- nädalane loode (6 kuud)

Valminud on kuni 7 miljonit munarakku

Apoptoos

Paraku on munarakkudele iseloomulik apoptootiline rakusurm, mille korral rakk ise käivitab oma hävimise mehhanismid. Apoptoosi tulemusena hukkub juba enne tüdruku sündi suurem osa tema munarakkudest.

Huvitav fakt!

Munarakk on kõige suurem rakk inimese kehas.

Säilinud munarakud küpsevad munasarjades, kus need asetsevad folliikulites. Alates puberteedieast, umbes 12–13-aastaselt, algavad tüdruku organismis hormonaalsed muutused, mis aitavad munarakul küpseda ning valmistavad emaka limaskesta ette embrüo kinnitumiseks ja raseduse tekkeks. Folliikuli rakud toetavad munaraku küpsemist ja toodavad hormoone.

Munarakud valmivad vaheldumisi kummaski munasarjas keskmiselt 28- päevase intervalliga, kuigi normaalne menstruaaltsükkel võib varieeruda 21–35 päevani, kordudes regulaarselt iga kuu.

Ovogenees

Munarakkude valmimist munasarjades nimetatakse ovogeneesiks (ka oogenees). Ovogenees saab alguse enne sündi, kui rakud läbivad mitoosi. Tekivad primaarsed ootsüüdid ehk esmased munarakud (46 kromosoomiga), mis peatuvad meioosifaasis.

Esimene meioos läbitakse puberteediea saabudes (~12-13 aastaselt). Meioosi tulemusel jaotub tsütoplasma ebavõrdselt, mille tulemusel tekib sekundaarne ootsüüt ja väike polaarkeha. Meioosi tagajärjel on mõlemas rakus 23 kromosoomi.

Umbes 12-14 päeva pärast toimub ovulatsioon: munarakk (sekundaarne ootsüüt) vabaneb munasarjast.

Kui seemnerakk munaraku viljastab, läbivad munarakk ja polaarkeha teise meioosi. Ka siin toimub tsütoplasma ebaühtlane jaotumine.

Ühe ovogeneesi tsükli käigus tekib kokkuvõtlikult üks munarakk ja kolm väikest arengu- ja viljastumisvõimetut polaarkeha ehk polotsüüti.

Kui munaraku viljastumist ei toimu, jääb teine meioos lõpuni läbimata ning munarakk väljub menstruatsiooniga.

Pane tähele!

Ovogoonid lõpetavad paljunemise juba looteeas ja seetõttu mõjutavad eriti naisterahva tervist edasised keskkonna- ja elustiilivalikud (alkohol, suitsetamine, kemikaalid jne) ‒ olemasolevad munarakud ei asendu ega uuene!

Naisel on elu jooksul umbes 400 võimalust rasestuda

Tavaliselt küpseb igas kuus üks munarakk, harva mitu. Kui mehel valmivad uued seemnerakud kolme kuuga, siis naisel kestab täisväärtusliku munaraku valmimise protsess terve aasta. 28-päevase tsükli korral vabaneb munarakk munasarjast keskmiselt tsükli 14. päeval ning liigub munajuhasse. Ovuleerunud munarakk on viljastumisvõimeline ligikaudu 24 tundi, nii et rasestumiseks peab spermatosoid jõudma munarakuni just sel perioodil. Muide, tulevase lapse soo määrab ära seemnerakus esinev sugukromosoom: X-kromosoomi korral sünnib tüdruk ja Y tähendab poisi sündi. Kui rasestumist ei toimu, munarakk hukkub ja järgneb menstruatsioon.