Ludzka komórka jajowa i plemnik
Do poczęcia potrzebna jest komórka jajowa i wiele plemników. Kiedy komórki znajdą się obok siebie, po pewnym czasie łączą się, a chromosomy łączą się ze sobą. Powstaje wtedy zygota (= zapłodnione jajo), która może zacząć się dzielić. Fenomenologia podaje nam cechy charakterystyczne komórki jajowej i plemnika. Nie ma w człowieku komórek, które byłyby tak różne, a jednocześnie tak bardzo do siebie należały.
Jajeczko i plemnik
Rozmiar i kształt
Komórka jajowa (inaczej ovum, oocyt) jest największą komórką człowieka. Mierzy ona od 0,15 do 0,2 mm i jest widoczna gołym okiem. Jest też najbardziej okrągłą komórką, jest prawie idealnie okrągła (ryc. 4). Ma zatem największą objętość w stosunku do swojej powierzchni. Komórka składa się z dużej ilości cytoplazmy (= płynu komórkowego), w której jądro jest rozpuszczone (i dlatego niewidoczne) aż do momentu tuż przed poczęciem.
Komórki plemnika są najmniejszymi komórkami człowieka. Nie są niczym więcej niż jądrem z niewielką ilością cytoplazmy, kilkoma mitochondriami (dostarczycielami energii w komórce) i długim ogonem. Nie mają prawie żadnej zawartości i są najprostszymi komórkami.
Nie jest ścisłą prawdą, że są to największe i najmniejsze komórki. W rdzeniu kręgowym są komórki większe, w małych mózgach mniejsze. Nie zmienia to jednak zasady. Różnica między komórką jajową a plemnikiem pozostaje ogromna.
Komórka jajowa i plemnik są swoimi przeciwieństwami. Duża kontra mała, okrągła kontra prosta, cytoplazma kontra jądro. Różnice są ogromne, a jednocześnie należą do siebie, jeśli postrzegamy komórkę jajową jako kulę, a prosty plemnik jako odpowiadający jej promień.
Rysunek 4. Spermatozoon (A) i komórka jajowa (C). B przedstawia plemnik w tej samej skali co komórka jajowa
Mobilność
Cytoplazma normalnej komórki ciała jest w ruchu, jądro nie. Obie gamety (= komórki rozrodcze) wykazują różne cechy. Komórka jajowa składa się głównie z cytoplazmy, jest wewnętrznie ruchliwa. Jądro jest rozciągnięte, chromosomy są rozwinięte (nie zwinięte). Komórka jest wewnętrznie aktywna i ruchliwa. Plemniki prawie nie mają cytoplazmy, są skupione w swoim DNA jądrowym. Mają one strukturę krystaliczną. Komórki te są wewnętrznie uporządkowane i sztywne.
W przeciwieństwie do nich, komórka jajowa jest zewnętrznie nieaktywna. Po jej uwolnieniu, jest ona biernie przemieszczana przez płyn płynący w jajowodzie, podczas gdy plemniki są aktywne, używając swych ogonów do płynięcia wbrew strumieniowi płynu w jajowodzie. Są one zewnętrznie aktywne i ruchliwe.
Jajeczko jest wewnętrznie ruchliwe i zewnętrznie pasywne, jest to biegunowość. Plemnik wykazuje odwrotność: wewnętrznie bierny i zewnętrznie ruchliwy. Komórka jajowa i plemnik mają biegunowość i są względem siebie przeciwne, widzimy podwójną biegunowość.
Metabolizm
Komórka jajowa jest komórką aktywną metabolicznie; substancje są wchłaniane i uwalniane. Np. wchłaniane są składniki odżywcze, uwalniane są substancje, które wpływają na macicę i substancje, które przyciągają plemniki. Komórka jajowa żyje tylko 12 do 24 godzin w swoim własnym środowisku i nie może być zachowana. Komórka jajowa może zostać łatwo zniszczona. Jest ona komórką aktywną i otwartą na środowisko.
Komórki plemnika nie wchłaniają ani nie uwalniają substancji. Nie ma interakcji z otoczeniem. Żyją około 3 do 5 dni w macicy i mogą być konserwowane i zamrażane w temperaturze poniżej 60 °C. Nie są łatwe do zniszczenia. Są zamknięte od środowiska i bierne metabolicznie.
Otwarty i wrażliwy stan komórki jajowej jest biegunowy w stosunku do zamkniętego i wytrzymałego stanu komórek plemnikowych.
Od kilku lat komórka jajowa może być zamrażana poprzez witryfikację, proces, w którym usuwa się wodę i zastępuje ją stężoną cieczą, nie pozostawiając kryształków mrożących, które mogą uszkodzić chromosomy.
Liczba
Do poczęcia potrzebna jest jedna komórka jajowa i miliony plemników. Ta jedna komórka jajowa jest warta tyle, ile te wszystkie miliony plemników. Mężczyzna, który ma mniej niż 20-40 milionów plemników w wytrysku, jest bezpłodny. Tak wielka liczba jest konieczna, ponieważ większość plemników nie dociera do komórki jajowej. Ponadto do zapłodnienia potrzebny jest więcej niż jeden plemnik. Patrz strona Poczęcie.
Jajeczko jest samo, a plemników są miliony. Jedna komórka plemnika jest niczym, jedna komórka jajowa określa wszystko. Jeden jest biegunem do milionów. Jedna obejmuje wszystko, jest wszystkim, podczas gdy miliony plemników są nieskończone, same w sobie nie mają żadnego znaczenia.
Miejsce
Komórka jajowa rozwija się w jednym z dwóch jajników w ciepłej jamie brzusznej, plemniki rozwijają się w jądrach na zewnątrz ciała w stosunkowo zimnym środowisku.
Komórka jajowa rozwija się w ciepłych, a plemniki we względnie zimnych warunkach.
Rozwój
Komórki jajowe powstają na długo przed urodzeniem w ogromnej liczbie tzw. pierwotnych komórek jajowych (primordial oocytes). Od początku zachodzi ciągły proces obumierania, tak że w chwili narodzin pozostaje ich 2 miliony (!). Ten proces umierania trwa również po urodzeniu. Na początku okresu dojrzewania pozostaje około 40.000 komórek jajowych. Następnie co cztery tygodnie pewna ich liczba rozpoczyna proces dojrzewania. Spośród nich tylko jedna (czasem dwie lub trzy) komórka jajowa dojrzewa, reszta obumiera. W sumie dojrzewa około 400 komórek jajowych (13 rocznie przez 30 lat). W momencie menopauzy nie ma już żadnych pierwotnych komórek jajowych.
U mężczyzn zachodzi zupełnie inny proces. Pierwsze plemniki powstają dopiero od okresu dojrzewania, wcześniej nie są produkowane. Potem produkcja trwa i trwa, i nigdy się nie zatrzymuje, setki na sekundę, miliony każdego dnia. Plemniki są ciągle na nowo tworzone.
Komórki jajowe są starymi komórkami, które stały się dojrzałe. Pierwotne oocyty są w procesie umierania. Komórki plemników są nowo utworzone i są młode. Proces dojrzewania komórek jajowych jest procesem wygasającym, zatrzymuje się. Tworzenie się plemników jest procesem życiowym, nigdy się nie kończy.
Dojrzewanie
Z pierwotnej komórki jajowej rozwija się tylko jedna dojrzała komórka jajowa. Podczas mejozy reszta masy jądra zostaje wydalona w postaci ciałek biegunowych. W czasie dojrzewania komórka rozrasta się, zwiększa się ilość cytoplazmy. Podczas dojrzewania komórka jajowa przesuwa się ze środka jajnika ku brzegom (ryc. 5).
Z pierwotnej komórki plemnikowej rozwijają się cztery plemniki. Cytoplazma jest usuwana, komórka staje się coraz mniejsza. Gdy część cytoplazmy pozostaje, plemnik nie może dobrze pływać i nie może dotrzeć do komórki jajowej. Plemniki powstają na obrzeżach jądra i są przechowywane wewnątrz.
Przy dojrzewaniu komórki jajowej uwaga skupia się na jednej komórce, która powiększa swoją objętość. Komórki plemnikowe wykazują koncentrację materiału i rozszerzenie liczby. Komórki jajowe przesuwają się z wnętrza na zewnątrz, plemniki z zewnątrz do wewnątrz.
Wniosek
W wyglądzie i procesach komórka jajowa i plemnik są wzajemnie antagonistyczne, każde inne przeciwstawne. Large versus small, internally – versus externally active, old versus young, concentration versus expansion, etc. During maturation of these gametes two cells are formed which differ maximally and seem to go to extremes in their individuality. The development and maturation show increasing divergence, a process of polarization.
When they are mature, ovum and sperm can come together and resolve the polarity in a conception, so that a new human being can be born, that has all the cell shapes that lie between the two extremes. If not, there is no viability, and then they die.
| egg cell | sperm | |
| size | largest cell | smallest cell |
| shape | round | straight |
| inner mobility | mobile cytoplasm | rigid nuclear material |
| outer mobility | passive | active |
| metabolism | active | little activity |
| openness | yes | no |
| number | one | millions |
| produced in | the ovary, inside the body | testes, outside the body |
| temperature | warm | relatively cold |
| when formed | before birth | from puberty |
| age | old | young |
| formed from – until | before birth – menopause | puberty – death |
| maturation | increasing volume | decreasing volume |
| life span | short | long |
| storable | no | yes |
Table 2. Różnice między komórką jajową a plemnikiem
Rozwój komórki jajowej
Jajeczka powstają jako pierwotne oocyty w milionach kopii już w stadium embrionalnym, a ich liczba ulega stopniowemu zmniejszeniu. Leżą one oddzielone od siebie w pęcherzykach jajnikowych i są otoczone warstwą odżywczych, tzw. komórek pęcherzykowych. W pęcherzykach pierwotnych (= pęcherzykach początkowych) prowadzą one bierną egzystencję. Na ryc. 5 rozwój komórki jajowej widoczny jest zgodnie z ruchem wskazówek zegara od lewej strony (pęcherzyki pierwotne).
- Rozwój rozpoczyna się od zgrubienia otaczającej warstwy komórek odżywczych, jest to tzw. pęcherzyk pierwotny (=pierwszy pęcherzyk).
- Ten etap prowadzi do powstania pęcherzyka wtórnego, ponieważ w warstwie komórek odżywczych powstaje antrum (=jama). Komórka jajowa rośnie i powiększa się. Pęcherzyk produkuje estrogen, hormon, który pobudza ścianę macicy do pogrubienia się.
- Trzonek powiększa się. Wokół komórki jajowej tworzy się warstwa, zwana zona pellucida (= warstwa przezroczysta). Wokół niej znajdują się komórki odżywcze w corona radiata (= wieniec promienisty). Wzrost komórki jajowej trwa nadal. Ściana macicy nadal się zagęszcza.
- Potem komórka jajowa zostaje wystrzelona do jamy brzusznej. Jest chwila, kiedy komórka jajowa unosi się swobodnie w jamie brzusznej. Następnie zostanie ona zebrana przez fimbrie jajowodu. Przechwytywanie jest procesem aktywnym, jajowód przemieszcza się do komórki jajowej. Pozostała w jajniku jama zwana jest ciałkiem żółtym (corpus luteum), które wytwarza progesteron, odgrywający również rolę w pogrubieniu ściany macicy, aby zapłodniona komórka jajowa mogła się zagnieździć. Gdy nie dojdzie do zapłodnienia, pogrubiona ściana macicy rozluźnia się i pojawia się miesiączka.
Rysunek 5. Oogeneza, rozwój komórki jajowej w jajniku (z Internetu)
Konig (1986) podaje podobieństwo między rozwojem komórki jajowej a ewolucją ziemi, tak jak opisuje ją Rudolf Steiner w Antropozofii:
1. Jajo jest otoczone przez wiele lat tkanką jajnika. Porównuje on to do Etapu Ciepła na ziemi, lub do Etapu Saturna.
2. Komórki odżywcze zagęszczają się i komórka jajowa coraz bardziej stoi o własnych siłach. Porównuje to do Etapu Powietrza lub Słońca na Ziemi.
3. W warstwie komórek odżywczych tworzy się wypełnione płynem antrum. Jest to porównywane z Wodnym lub Księżycowym stadium ziemi.
4. Uwolnienie komórki jajowej jest porównywane z (obecnym) stałym stadium ziemi. Komórka jest całkowicie zdana na siebie i albo będzie się rozwijać, albo umrze.
Rozwój plemników
Z zarodka w wyniku podziału powstają cztery jednakowe komórki plemnikowe. Wokół jądra tworzy się twarda czapeczka, akrosom (acros = wierzchołek, soma = ciało). Następnie cytoplazma zostaje wyrzucona i komórka zmniejsza się. Mitochondria przesuwają się na początek ogonka, który staje się grubszy i dłuższy. Komórki są przechowywane przez około 60 dni, po czym są resorbowane. Jeśli wraz z jądrem pozostanie niewielka chmurka cytoplazmy, plemnik jest poważnie uszkodzony i będzie miał problemy z poruszaniem się do przodu.
Rysunek 6. Spermatogeneza, czyli rozwój plemników