精子的形态结构
人的精子正常形态为蝌蚪状，分头、尾两部分。全长约60um。头部由高度浓缩的细胞核和核前的顶体组成，核内含有遗传物质，为遗传信息的携带者。顶体内含有多种酶，与精子穿越放射冠、透明带和卵细胞膜有关。后部呈鞭毛状，含有轴丝和线粒体鞘等结构，与精子运动有关。在普通光学显微镜下，仅能够对精子的形态进行大体的观察，而在电子显微镜下，可以对精子的形态进行超微结构的观察。
(一)精子头(head of spermatozoon)
精子头正面观为卵圆形，侧面观为梨形。主要由细胞核和顶体构成，外被细胞膜，细胞质含量极少，无其他细胞器。①细胞核含单倍染色体，染色质为浓密的团块，一般呈均质性，看不到核仁。研究发现，染色质的高度浓缩可以保护基因免受外界有害因素的干扰。核膜紧包核质。外核膜层与内顶体膜间的距离范围小。在精子头部的后半部分可见核孔，排列整齐。细胞核与精子尾连接部位有一浅窝称为植入窝。②精子的顶体是精子头部的重要组成部分。顶体覆盖在核的前3/4，是由高尔基复合体形成的溶酶体转化而成，呈内凹的囊帽状。囊的内外层分别称为顶体内膜和顶体外膜。顶体可分为顶尖段、主体段和赤道段。顶体的顶尖段为弧形窄小区，与核的顶端隔以狭小的顶体下间隙。主体段是顶体的主要部分，是顶体最宽的部分，内含有与顶体功能密切相关的各种菌，如玻璃酸酶、酸性磷酸酶、唾液酸苦酶、顶替素(中性蛋白酶)等。这些酶在精子穿越次级卵母细胞的放射冠、透明带和卵细胞膜时具有强大的活性。尤其是顶体素的功能更引人注意。而且上述酶类能降低宫颈黏液的黏度，促进精子在官腔和输卵管内的运行。顶体的赤道段，靠近精子的尾部，范围狭小，内外顶体膜较靠近，内容物也较浓缩。在精子的顶体反应时，具有辅助性的作用。③精子头部的胞质含量很少，所以各个结构彼此间贴附都较紧密。精子表面的细胞膜与一般细胞膜相似，也是类脂和蛋白质的复合物。其生物膜大分子组装同样符合液态镶嵌膜分子结构模型，含唾液酸丰富，带负电荷，膜蛋白颗粒是精子膜抗原、膜受体、膜酶及各种载体等存在的部位。精子细胞膜的不同部位具有不同的作用。尽管X和Y染色体的形态大小和质量不同，但迄今为止，还不能仅仅从成熟精子头部的形态将两型精子区分开来。④研究发现，顶体层侧处细胞质局部浓缩，特化成一薄层环状增厚的致密带，紧贴于细胞膜下，称为顶替后环。受精时，覆盖于此处的细胞膜首先与卵膜融合，因此，此处为精卵识别部位，顶体后环的缺乏可导致不育。
精子头部特别是顶体的形态与精子的受精能力密切相关，已发现缺乏顶体的圆头精子无受精能力，透明带与精子的结合也对精子形态有很大的选择性。顶体前区较大，两侧对称性好和颈部没有畸形的精子容易与透明带结合。
(二)精子尾(tail of spermatozoon)
精子尾为细长的鞭状结构，所以也称为鞭毛。全长约55um。是精子的运动装置。可分为颈部、中段、主段和末段。构成精子尾部全长的核心结构是轴丝，轴丝的基本组成是与纤毛结构相同的所谓“9×2十2”微管模式，即周围有9条二联维管和中央2条单维管构成环绕轴丝的其他结构，在四段各不相同。尾部最外层全长包有细胞膜，与头部细胞膜相连。
(三)精子颈部(neck of spermatozoon)
是精子尾部与头部相连的中间体，故又称连接段。由前端的小头、后端的节柱和中央61中心粒组成。此段的细胞质含量稍多于其他段。颈部的前端有浅弧形的隆起，称为小头。其弧度与头部的植入窝完全一致，与植入窝刚好吻合。所以小头代表精子尾与精子头连接处的关节面。中段是精子尾部的主要部分，位于颈段和主段之间，长5-7um，由内到外?主要由轴丝、外周的致密纤维、线粒体鞘和细胞膜组成。中段的外周致密纤维外包有线粒体鞘，是由线粒体首尾相续、螺旋环绕10-15圈而成，可为精子的运动提供能量。此段细胞膜的膜蛋白颗粒多呈串珠状排列。主段是精子尾部最长的一段，前与中段相连，后与末段相续。最外层为细胞膜，中轴为轴丝复合体，轴丝复合体外细胞膜的下方无线粒体鞘，而是纤维鞘。纤维鞘由背腔两条纵轴及背腹纵轴间的肋状纤维共同构成，纵轴纵贯主段的全长，而纤维肋较早消失。主段的纵轴与纤维肋的生理功能与精子尾部左右摆动的形成有关。主段细胞膜的膜蛋白颗粒多呈散在性分布。末段员外层为细胞膜，只含轴丝，且轴丝的二联微管均分离，故成20个单维管。几乎无膜蛋白分布。
由此可见，精子的头部是遗传物质的携带者，而精子的尾部是一个运动的器官。它保证受精时精子通过强大的运动能力，将遗传物质传给后代，以供后代的生长发育。
同济大学附属上海市第一妇婴保健院生殖医学中心
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