Spermatogenese
Hoden · Trichrom
Beschriftete Strukturen
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Man erkennt die Hodenkanälchen, in denen die Spermien gebildet werden. Von basal aus beginnt die Entwicklung ins Lumen hinein: Spermatogonien, Spermatozyten und Spermatiden. Die Sertoli-Zellen bilden das Epithel und gleichzeitig die Blut-Hoden-Schranke (Tight junctions). Die Leydig-Zellen befinden sich im Bindegewebe und sind für die Testosteronbildung verantwortlich.
Das Keimepithel der Tubuli seminiferi contorti ist ein besonderes Epithel: Es besteht aus ortsfesten Sertoli-Zellen und den Keimzellen, die zwischen ihnen von der Basalmembran zum Lumen wandern und dabei Mitose, Meiose und die Umformung zum Spermium (Spermiogenese) durchlaufen. Im Querschnitt eines Kanälchens siehst du daher alle Stadien nebeneinander.
Daran erkennst du es
- Rundliche Tubuli mit vielschichtigem Keimepithel
- Reifungsgradient von basal (Spermatogonien) nach luminal (Spermatiden)
- Große primäre Spermatozyten mit fädigem Chromatin
- Spermienköpfe und Geißeln im Lumen
- Leydig-Zellen in Gruppen im Interstitium
Im Präparat aufsuchen
- Spermatogonien
- Spermatozyte I
- Spermatiden
- Spermien
- Sertoli-Zellen (deutliche Nukleoli)
- Lamina propria
- Leydig-Zellen
Aufbau
Jeder Tubulus ist von einer Lamina propria aus Basalmembran, Kollagenfasern und kontraktilen Myofibroblasten umgeben. Direkt auf der Basalmembran liegen die Spermatogonien: kleine, runde Zellen mit dunklem Kern. Darüber folgen die primären Spermatozyten, die größten Keimzellen mit großem Kern und fädigem Chromatin (lange Prophase der Meiose I). Sekundäre Spermatozyten existieren nur kurz und sind selten zu sehen. Lumenwärts liegen die kleinen, runden frühen Spermatiden und die elongierten späten Spermatiden mit dunklen, länglichen Köpfen. Die Sertoli-Zellen reichen von der Basalmembran bis zum Lumen; ihr heller, oft dreieckiger Kern mit deutlichem Nukleolus liegt basal. Im Interstitium liegen die Leydig-Zellen in Gruppen um Kapillaren.
Funktion
Spermatogonien vermehren sich mitotisch und erhalten den Stammzellpool. Aus ihnen gehen primäre Spermatozyten hervor, die in der Meiose I zu sekundären Spermatozyten und in der Meiose II zu haploiden Spermatiden werden. In der Spermiogenese bilden die Spermatiden Akrosom und Geißel, kondensieren ihr Chromatin und stoßen den Großteil des Zytoplasmas ab. Der Gesamtprozess dauert beim Menschen etwa 64–74 Tage. Sertoli-Zellen ernähren die Keimzellen, bilden die Blut-Hoden-Schranke, sezernieren Androgen-bindendes Protein und Inhibin. Leydig-Zellen bilden unter LH-Einfluss Testosteron.
Mikroskopie-Tipps
Bei kleiner Vergrößerung siehst du dicht gepackte, rundliche Tubulusquerschnitte mit vielschichtigem Epithel, dazwischen schmales Interstitium (im Trichrom grün). Gehe dann von außen nach innen vor: Basalmembran – Spermatogonien – große Spermatozyten mit Chromatinfäden – kleine runde Spermatiden – Spermienköpfe und Geißeln im Lumen. Sertoli-Zellen findest du am besten an ihrem hellen Kern mit großem Nukleolus nahe der Basis. Leydig-Zellen sind große, eosinophile Zellen mit rundem Kern im Interstitium. Nicht jeder Tubulus zeigt alle Stadien – schaue mehrere an.
Klinischer Bezug
Bei Kryptorchismus (Hodenhochstand) stört die höhere Körpertemperatur die Spermatogenese; unbehandelt drohen Unfruchtbarkeit und ein erhöhtes Risiko für Keimzelltumoren. Diese Hodentumoren, vor allem Seminome, sind der häufigste solide Tumor junger Männer. Beim Klinefelter-Syndrom (47,XXY) sind die Tubuli hyalinisiert und weitgehend frei von Keimzellen. Die Blut-Hoden-Schranke schützt die erst nach der Pubertät gebildeten Keimzellen vor dem eigenen Immunsystem; nach Verletzungen können daher Autoantikörper gegen Spermien entstehen.
Präparat-Bilder
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Häufige Fragen
Warum sieht man kaum sekundäre Spermatozyten?
Sie treten sofort nach der Meiose I in die Meiose II ein und existieren nur wenige Stunden. Primäre Spermatozyten verweilen dagegen etwa drei Wochen in der Prophase I.
Wie erkenne ich eine Sertoli-Zelle?
An ihrem hellen, unregelmäßig-dreieckigen Kern mit großem, dunklem Nukleolus nahe der Basalmembran. Die Zellgrenzen selbst sind im Lichtmikroskop kaum zu erkennen.
Wo genau liegt die Blut-Hoden-Schranke?
Sie wird von Tight junctions zwischen benachbarten Sertoli-Zellen gebildet und trennt ein basales Kompartiment (Spermatogonien) von einem adluminalen Kompartiment (Spermatozyten, Spermatiden).
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